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Vollautomatische Kommissionierung unbekannter Produkte aus Schüttgut

Selbst ist der Roboter

In der Intralogistik finden sich in den letzten Jahre immer mehr klassische Sechsachs-Knickarmroboter, die ihren Weg aus der Produktion suchen. Das Ziel: die vollautomatische Kleinteile-Kommissionierung. Haupttreiber dabei ist der Arbeitskräftemangel, die große Herausforderung die Gestaltung eines wirtschaftlichen Gesamtprozesses. Da Roboter nur einen Teil der Artikel in jedem Sortiment handhaben können, entstehen parallele Warenströme und somit mögliche Risiken.

Zwei Ensenso 3D-Kameras liefern dem System die essenziellen daten. (Bild: IDS Imaging Development Systems GmbH)

Zwei Ensenso-3D-Kameras liefern dem System die essenziellen Daten. (Bild: PSB Intralogistics GmbH)

Der Bin-Picking-Roboter Autopick von PSB Intralogistics soll sich dieser Herausforderung stellen. Die vollautomatische Lösung für die Einzelstück-Kommissionierung besteht im Kern aus einem Roboter mit Greifer, dem IT-Netz der Gesamtanlage sowie einem leistungsstarken Bildverarbeitungssystem – bestückt mit zwei Ensenso 3D-Kameras von IDS.

Die Anwendung

Das Vision-System fungiert als Auge des Roboters. Es erkennt greifbare Flächen auf den zu verarbeitenden Objekten im Quellbehälter und berechnet Greifpunkte und kollisionsfreie Bahnen für den Roboter. Dieser kann dadurch unbekannte Produkte direkt aus Schüttgut greifen und im Zielbehälter in dem Bereich mit der geringsten Befüllung ablegen. Vakuumsauger sorgen dabei für ein sanftes Fassen der jeweiligen Gegenstände. Ein vorheriges Einlernen (Teach-in) der einzelnen Produkte ist nicht notwendig. Egal, ob Medizinfläschchen oder Teepackung, der multifunktionale Greifer kann für eine große Artikelvielfalt mit unterschiedlichsten Verpackungseinheiten individuell ausgelegt werden. Das System lernt mit der Zeit, welcher der verschiedenen Griffe am besten für den jeweiligen Artikel funktioniert. Die erreichbare Pickleistung für eine prozesssichere Anlage ist stark von den Eigenschaften der Greifobjekte abhängig und bewegt sich zwischen 300 und 500 Teilen pro Stunde.

Räumliches Sehen

Zwei 3D-Kameras vom Typ Ensenso N35 liefern dem System die nötigen Bilddaten. Sie arbeiten nach dem Projected-Texture-Stereo-Vision-Verfahren. Jedes Modell verwendet jeweils zwei CMOS-Sensoren sowie einen Projektor, der Hilfsstrukturen auf das aufzunehmende Objekt projiziert – auch bei schwierigen Lichtverhältnissen. Das Verfahren folgt damit dem Prinzip des räumlichen Sehens (Stereo Vision), das dem menschlichen Sehvermögen nachempfunden ist. Das Ergebnis ist eine 3D-Punktewolke als Grundlage für die benötigten räumlichen Objektinformationen. Zur Einbindung der Kameras wird das Ensenso SDK genutzt. Neben Wizards für ein einfaches Setup und zur Unterstützung der Kamerakalibrierung der 3D-Kameras beinhaltet es die Möglichkeit zur GPU-basierten Bildverarbeitung für eine noch schnellere 3D-Datenverarbeitung. Außerdem ermöglicht es die in diesem Fall erforderliche Ausgabe einer einzigen 3D-Punktewolke aller im Mehrkamerabetrieb eingesetzten Kameras sowie die Live-Komposition der 3D-Punktwolken aus mehreren Blickrichtungen.

Der Roboter greift unbekannte Produkte aus Schüttgut und legt sie im Zielbehälter ab - je nach Greifobjekt 300-500 Teile/h. (Bild: IDS Imaging Development Systems GmbH)

Der Roboter greift unbekannte Produkte aus Schüttgut und legt sie im Zielbehälter ab – je nach Greifobjekt 300-500 Teile/h. (Bild: PSB Intralogistics GmbH)

Vollautomatische Kommissionierung unbekannter Produkte aus Schüttgut
Bild: PSB Intralogistics GmbH


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