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Inline-Achskontrolle mit Bildverarbeitung und Cobots

Roboter-Duo prüft Achsen

Kollaborative Roboter sind einfach zu programmieren und auch in direkter Nähe zu einem Bediener sicher zu betreiben. Im Zusammenspiel mit einer Bildverarbeitung lassen sich aber auch leistungsfähige und kompakte Inline-Prüfsysteme umsetzen, die sich kostengünstig für neue Prüftypen und zukünftige Prüfaufgaben erweitern lassen.

Der Kamerasensor auf dem Cobot erreicht auch Positionen, die mit fest oder auf Linearantrieben installierten Kameras nicht geprüft werden können. (Bild: Industrial Vision Systems Ltd.)

Der Kamerasensor auf dem Cobot erreicht auch Positionen, die mit fest oder auf Linearantrieben installierten Kameras nicht geprüft werden können. (Bild: Industrial Vision Systems Ltd.)

Die bei traditionellen Industrierobotern nötige Sicherheitstechnik ist beim Einsatz von kollaborativen Robotern (Cobots) in der Regel nicht erforderlich. Die daraus entstehenden Kosten- und Platzvorteile lassen sich auch in industriellen Bildverarbeitungsanwendungen gewinnbringend nutzen. Bei der britischen Firma IVS wurde eine ganze Serie von Inline-Prüfsystemen entworfen, die Bildverarbeitung in Verbindung mit Cobots zum Einsatz bringt. Basis für die realisierten Sichtprüfzellen bilden die Modelle UR3, UR5 und UR10 von Universal Robots.

Prüfung von Achsbaugruppen

In einem Kundenprojekt für einen Tier-1-Zulieferer der Automobilindustrie wird ein UR10-Roboter-Duo verwendet, um auch für größere Baugruppen, wie sie im Automobilbau üblich sind, die erforderliche Flexibilität bereitstellen zu können. In der Prüfzelle werden Qualität und Vollständigkeit des Zusammenbaus einer Vielzahl von Produktvarianten von Achsbaugruppen optisch überprüft, um mögliche Fehler insbesondere in den manuellen und teil-automatisierten Montageschritten zu identifizieren. Die montierten Baugruppen stehen auf einer speziellen Transportpalette und werden der Prüfzelle für die Endkontrolle autonom zugeführt. Die Typauswahl erfolgt automatisch durch Abfrage eines SQL-basierten Fabrikinformationssystems. Alternativ kann ein Werker einen Barcode am Prüfteil scannen und damit das zugehörige Prüfprogramm in der Bildverarbeitung initialisieren. Aufgrund der Baugruppengröße und des Gesamtgewichts der Kombination aus Bauteil und Bauträger ist immer mit kleineren Abweichungen der Bauteilposition zu rechnen. Daher wird in einem ersten Initialisierungsschritt durch Anfahren einer definierten Referenzposition eine globale Positionskorrektur der im Prüfprogramm hinterlegten Bahndaten vorgenommen. Anschließend fahren die zwei UR10-Roboter jeweils zwei Dutzend Prüfpositionen parallel an. Am Roboterkopf sitzen zwei GigE-Kameras mit HD-Auflösung (1x Farbe, 1x monochrom) und ein flexibel steuerbares um die Kameras angeordnetes LED-Beleuchtungs-Array. Zusätzlich ist eine Laserlinie mit einem Öffnungswinkel von 15° montiert, die sowohl bei der Kantendetektion, als auch bei der Kontrolle eines möglichen Bauteil-Versatzes entlang der Z-Achse dynamisch zum Einsatz kommt. Zu den typischen Prüfaufgaben gehört u.a. die visuelle Inspektion von Schraubverbindungen, das Prüfen auf Vorhandensein von Unterbaugruppen sowie deren korrekter Montage. Die Prüfergebnisse werden zusammen mit den Messwerten kontinuierlich in einer Datei gespeichert. Zusätzlich werden Kamerabilder einzelner ausgewählter Prüfpositionen zusammen mit den zugehörigen Prüfergebnissen archiviert, um zu einem späteren Zeitpunkt als Referenzinformation für eine kontinuierliche Optimierung des Prüfprozesses herangezogen werden zu können.

Inline-Achskontrolle mit Bildverarbeitung und Cobots
Bild: Industrial Vision Systems Ltd.


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