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Industrielle Bildverarbeitung

Hand in Hand

Die Robotik und weitere hochautomatisierte Verfahren halten mehr und mehr Einzug in die industrielle Fertigung. Eine besondere Bedeutung in diesem Kontext erlangt die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Maschinen. Für mehr Effizienz und Sicherheit sorgen dabei Verfahren der industriellen Bildverarbeitung.



Bild: MVTec Software GmbH

Ob Transfer, Handling oder Bearbeitung von Werkstücken – sämtliche Glieder der Fertigungskette werden im Rahmen von Industrie 4.0 und Smart Factory zunehmend automatisiert. Dabei bleiben die Roboter in der Regel nicht unter sich. Menschliche Arbeitskräfte werden in der industriellen Wertschöpfung nach wie vor gebraucht, und zwar nicht nur zur Programmierung oder Steuerung automatisierter Systeme. Dies hat auch damit zu tun, dass sich Art, Bauweise und Einsatzgebiete der maschinellen Helfer stark verändern. Hier führt der Trend weg von den großen, fest installierten, schwerfälligen Robotern hin zu kompakten, mobilen und flexibel einsetzbaren Robotern. Während heutzutage Roboter meist in abgegrenzten Fertigungszellen mit stark eingeschränktem Aktionsradius operieren, haben die Vertreter der neuen Roboter-Generation durchaus Kontakt mit ihren menschlichen Kollegen. Beide Akteure arbeiten häufig Hand in Hand, reichen sich beispielsweise Material oder Werkstücke. Dadurch ergeben sich neue Herausforderungen, unter anderem für die Arbeitssicherheit: Mitarbeiter dürfen sich durch Kollisionen nicht verletzen. Zudem muss eine durchgängige, effiziente Prozesskette in der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine gewährleistet werden.

Kollisionen vermeiden und Arbeitssicherheit erhöhen

Praktikable Lösungen bietet hier die industrielle Bildverarbeitung (Machine Vision): Durch Bildeinzugsgeräte wie Kameras oder Sensoren, die fest in der Produktionsumgebung oder direkt am Roboter befestigt sein können, nimmt die Technologie digitale Bildinformationen aus mehreren Perspektiven auf und verarbeitet die Daten mithilfe der integrierten Machine Vision-Software. Mittels hinterlegter Vergleichsbilder werden Objekte anhand äußerer optischer Merkmale sicher erkannt. Die industrielle Bildverarbeitung fungiert quasi als ‚Auge der Produktion‘ und überwacht das Fertigungsgeschehen lückenlos, so auch die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine. 3D-basierte Machine-Vision-Funktionen, wie sie beispielsweise in der Bildverarbeitungssoftware Halcon von MVTec enthalten sind, erkennen präzise die Position und sogar die Bewegungsrichtung von beliebigen Objekten wie Personen und mobilen Robotern. Drohende Kollisionen lassen sich dadurch rechtzeitig vorhersagen und verhindern. Die Arbeitssicherheit wird erhöht. Auch ein weiteres, dreidimensionales Machine Vision-Verfahren, das so genannte ‚oberflächenbasierte Matching‘ unterstützt die enge Kollaboration zwischen Menschen und humanoiden Robotern, beispielsweise im Rahmen von Montageprozessen: Die Technologie erkennt Objekte sowie deren Position im Raum sicher anhand von Kanten und Rundungen auf der Oberfläche. Dadurch kann der Roboter gezielt auch nach flachen Teilen wie etwa Lichtschalter-Komponenten greifen (Bin Picking), diese exakt montieren oder an menschliche Kollegen weitergeben – und das dank Bildverarbeitung sicher und ohne Kollisionen.


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