Kameragestützte Roboterführung
Bildverarbeitungssysteme machen Roboter flexibler: Sie erkennen Objekte zuverlässig und positionieren sie auch dann präzise, wenn diese nicht perfekt ausgerichtet sind.
In modernen Produktionsumgebungen übernehmen Roboter zunehmend komplexe Handhabungsaufgaben. Damit sie Bauteile präzise greifen, montieren oder platzieren können, benötigen sie exakte Informationen zur Position und Orientierung der Objekte. Kameragestützte Systeme liefern diese Daten in Echtzeit – und machen so eine flexible, zuverlässige und effiziente Roboterführung möglich. Besonders bei wechselnden Produktvarianten oder unstrukturierten Ablagen bietet Machine Vision den entscheidenden Vorteil gegenüber rein mechanischen Lösungen.
Kontaktieren Sie unsWarum ist kameragestützte Roboterführung wichtig?
Flexibilität statt starrer Zuführung: Statt teurer Zuführsysteme mit exakt positionierten Teilen ermöglichen Vision-Systeme eine flexible Handhabung direkt vom Förderband, Tray oder aus der Kiste.
Automatisierung komplexer Aufgaben: Auch Bauteile mit variabler Orientierung oder anspruchsvoller Geometrie können automatisiert gehandhabt werden – selbst wenn diese zuvor manuell sortiert werden mussten.
Reduktion von Kosten und Aufwand: Durch die Kombination aus Kamera und Roboter entfallen teure mechanische Anpassungen. Die Umrüstung auf neue Produkte erfolgt softwareseitig – schnell und effizient.
Präzise Übergabe – auch bei Bewegung: Dank intelligenter Bildverarbeitung lassen sich Teile exakt lokalisieren und greifgerecht orientieren – selbst in Bewegung auf einem laufenden Band.
Herausforderungen beim Einsatz von Vision-Systemen zur Roboterführung
Kameragestützte Roboterführung erfordert mehr als das einfache Erkennen eines Objekts – entscheidend ist die präzise Bestimmung von Position und Orientierung im Raum. Gerade in dynamischen Umgebungen mit variabler Lage von Teilen oder wechselnden Lichtbedingungen ist höchste Zuverlässigkeit gefragt. Die Herausforderung besteht darin, dem Roboter in Echtzeit alle relevanten Informationen zu liefern, die er für eine fehlerfreie Interaktion mit seinem Umfeld benötigt.
Variable Lage und Orientierung von Teilen
Werkstücke befinden sich häufig in unterschiedlichen Positionen oder Winkeln auf Förderbändern oder in Kisten. Die Kameralösung muss in der Lage sein, diese Abweichungen exakt zu erfassen, um eine sichere und wiederholgenaue Greifbewegung zu ermöglichen.
Störende Einflüsse in der Umgebung
Reflexionen auf glänzenden Oberflächen, schwankende Lichtverhältnisse oder Teilüberdeckungen erschweren die zuverlässige Erkennung. Ein robustes Bildverarbeitungssystem muss diese Faktoren kompensieren und stabile Ergebnisse liefern – auch bei variierenden Materialien und Strukturen.
Hohe Taktzahlen und Echtzeitanforderungen
In vielen Produktionslinien bleibt nur ein Bruchteil einer Sekunde, um ein Objekt zu identifizieren, dessen Lage zu bestimmen und die Greifbewegung anzupassen. Die Bildverarbeitung und Robotersteuerung müssen deshalb optimal aufeinander abgestimmt und schnell genug für den industriellen Takt ausgelegt sein.
Geeignete Machine-Vision-Technologien
Die Wahl des passenden Vision-Systems hängt stark von der Anwendung ab: flach liegende Teile erfordern andere Ansätze als ungeordnete Bauteile in Kisten. Jedes System besteht dabei aus mehreren Komponenten – Kamera, Optik, Beleuchtung und Auswertung – die aufeinander abgestimmt sein müssen.
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2D-Vision-Systeme
Klassische 2D-Systeme erfassen Bilder in der Ebene und eignen sich für viele standardisierte Pick-&-Place-Aufgaben. Sie liefern präzise Positionsdaten, solange die Teile flach liegen und keine Tiefeninformation benötigt wird.
- Kamera mit passender Optik für das Sichtfeld
- Beleuchtung (z. B. Ringlicht, Linienlicht), um Kanten oder Kontraste sichtbar zu machen
- Software-Tools zur Erkennung von Konturen, Kanten, Markierungen oder Bohrungen
- Typische Anwendung: Ausrichten von Leiterplatten, Erkennen von Etiketten oder Lagen auf einem Förderband
3D-Vision-Systeme
Für chaotisch bereitgestellte Teile oder Anwendungen wie Bin Picking sind Tiefeninformationen entscheidend. 3D-Systeme rekonstruieren das Objekt im Raum und geben Lage sowie Orientierung zuverlässig an den Roboter weiter.
- Technologien: Stereokameras, Time-of-Flight-Kameras, strukturierte Beleuchtung oder Lasertriangulation
- Erzeugung von Punktwolken oder Höhenkarten zur präzisen Lagebestimmung
- Ideal für das Erkennen überlappender oder verdrehter Teile
- Typische Anwendung: Entnahme von Bauteilen aus Schüttgutbehältern, Palettieren unregelmässiger Packungen
Smartkameras
Smartkameras vereinen Bildaufnahme, Beleuchtung und Auswertung in einem kompakten Gerät. Sie reduzieren den Integrationsaufwand und sind besonders geeignet, wenn der Platz knapp ist oder die Aufgabe klar umrissen ist.
- Eingebaute Auswerte-Software, meist mit vorkonfigurierten Tools
- Teilweise mit integrierter Beleuchtung oder Autofokus
- Kommunikation direkt mit der Robotersteuerung, kein externer PC nötig
- Typische Anwendung: standardisierte Pick-&-Place-Aufgaben, Teileprüfung an festen Stationen
KI-gestützte Verfahren
Klassische Bildverarbeitung stösst bei variierenden Objekten oder schwierigen Oberflächen an Grenzen. Hier ergänzen KI-Algorithmen die Erkennung, indem sie aus Beispieldaten lernen.
- Training auf realen Produktbildern, um robuste Modelle zu entwickeln
- Erkennung auch bei geringem Kontrast, Abnutzungen oder Oberflächenvarianten
- Kombination mit 2D- oder 3D-Systemen möglich
- Typische Anwendung: Erkennen von unsymmetrischen, verformten oder stark variierenden Bauteilen
Der CHROMOS Weg zur optimalen Lösung
Bedarfsanalyse und Beratung
Wir klären gemeinsam, welche Teile gehandhabt werden, wie diese bereitliegen und welche Genauigkeit erforderlich ist. So wird die passende Technologie frühzeitig eingegrenzt.
Testaufbau mit realen Produkten
In praxisnahen Versuchen prüfen wir, wie robust die Erkennung von Position und Ausrichtung unter realen Licht- und Umgebungsbedingungen funktioniert.
Integration in die Robotersteuerung
Unsere Systeme liefern die ermittelten Daten in Echtzeit an den Roboter. Schnittstellen zu Steuerungen und Peripherie sorgen für einen nahtlosen Ablauf.
Support und Weiterentwicklung
Mit lokalem Service und Schulungen stellen wir sicher, dass Ihre Lösung langfristig zuverlässig funktioniert – auch bei neuen Bauteilen oder Prozessänderungen.
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