3D-Bildverarbeitung prägt Machine-Vision-Trends

In die Steuerung des Roboters beziehungsweise des Gesamtsystems integrierte Visionsysteme sind laut der Umfrage der wichtigste Zukunftstrend der Machine-Vision. 55 Prozent der rund 100 vom Beratungshaus AMC befragten Firmen sehen hier ein sehr großes Potenzial.

Das scheint auf den ersten Blick überraschend, da doch die Integration von Roboter und Bildverarbeitung in vielen Anwendungen bereits gut funktioniert. „2D-Anwendungen für Pick&Place etwa sind heute Standard", so AMC-Geschäftsführer Holger Hofmann. Adept-Geschäftsführer Joachim Melis nickt: „ 2D-Pick&Place ist tatsächlich Standard. Zudem beherrschen unsere Roboter heute schon eine zusätzliche 3D-Inspektion zum Beispiel für Volumenmessungen in der Verpackungsindustrie."

Aber: „Die 3D-Bildverarbeitung bringt große Komplexität mit sich. Hier sind neue Technologien und Integrationsbemühungen gefordert, um diese Komplexität zu reduzieren", erläutert Hofmann. „Die Herausforderung besteht darin, bei stets steigendem Funktionsumfang ein übersichtliches und anwenderfreundliches System zu schaffen", ergänzt Michael Keller, Vision-Spezialist bei Fanuc Robotics, deren iR Vision schon seit 2006 im Einsatz ist. Keller: „Allein mit den technischen Möglichkeiten zur Umsetzung komplexer Aufgaben ist es nicht getan. Der Anwender muss sich in dem System auch zurechtfinden." Aber nicht nur Fanuc ist hier aktiv. „Quasi alle Roboterhersteller haben sich das Thema auf die Fahnen geschrieben", berichtet Hofmann, der dabei Fanuc für am besten positioniert hält, ebenso Adept.

Gezieltes Greifen wird wichtiger

Ein wachsendes Anwendungsfeld für die 3D-Vision sieht Hofmann beim gezielten Greifen. So könne man das 2D-Pick&Place am Fließband in Richtung „Griff in die Kiste" weiter entwickeln. „ Ein großes Zukunftsthema ist das Bin Picking, also das Vereinzeln von völlig orientierungslos liegenden Teilen aus einer Kiste", bestätigt Keller. Bei dieser Königsdisziplin der Bildverarbeitung gebe es neben der komplexen Erkennung der Teile in 3D aber noch viele weitere Anforderungen wie z. B. das Berechnen von Verfahrwegen aus der Kiste oder die Erkennung von Kollisionen, verhakten oder verkanteten Teilen. „Nur wenn alle Randbedingungen genau bekannt und technisch umgesetzt sind, ist eine prozesssichere Applikation möglich", so Keller.

Eine 3D-Teileerkennung sei aber auch im Automobilbau sinnvoll, um große Blechteile beim Roboterhandling in ihrer Lage zu erkennen, ergänzt Hofmann. „Vision-Hersteller wie Cognex, Isra Vision oder Sick nehmen sich alle des Themas an."

Dieser Trend zur 3D-Bildverarbeitung spiegelt sich auch darin wieder, dass die Verarbeitung von Punktewolken als originäre 3D-Disziplin in der AMC-Studie unter den Top 3 der Zukunftsdisziplinen landet. „Die 3D-Messtechnik im separaten Qualitätssicherungsraum ist ja schon etabliert. Aber nun müssen die Algorithmen so angepasst werden, dass sie in der Produktion und zwar Inline funktionieren", erläutert Hofmann das Zukunftspotenzial.

Melis sieht für die 3D-Technik zudem breite Einsatzfelder jenseits der Fabrikgrenzen, wo es für Qualitäts- und Volumenkontrolle ja schon genug industrielle Lösungen gebe. „ Spannend ist insbesondere der Bereich, in dem sich autonome Systeme in unbekannter Umgebung zurecht finden müssen. Hier ist aber noch viel Forschung und Entwicklung erforderlich."

Schlüsseltechnik für Servicerobotik

Dazu passt ein weiteres Zukunftsfeld: die Echtzeiterkennung sich bewegender Objekte. Auch hier ist das Einsatzspektrum entsprechend breit, sagt Hofmann: „Die Einsatzfelder reichen von der Automobil-Montage im Fließbetrieb bis zum nicht-industriellen Einsatz, also etwa der Bilderkennung im Auto, am Flughafen oder in der Militärdrohne." Auch Melis sieht die Echtzeiterkennung nicht unbedingt im klassischen industriellen Bereich verankert: „ In der Servicerobotik aber ist dies eine Schlüsseltechnologie. Der Roboter muss sich in der Interaktion Menschen und seiner Umgebung anpassen können."

Editorial: Seite 2

Sonderseite Robotvision: Seite 8

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