3D-Vision-Sensor mit Snap in Motion
Bilder aus der Bewegung
Mit dem neuen 3D-Vision-Sensor von Fanuc lassen sich Aufnahmen während der Bewegung eines Roboters erstellen, die zur Bestimmung der Greifposition dienen. Diese Snap-in-Motion-Funktion spart bei schnellen Greifvorgängen Zeit, weil der Roboter für eine Aufnahme seine Bewegung nicht unterbrechen muss.
Der 3D-Vision-Sensor 3DV/400 von Fanuc arbeitet in einem Sichtfeld bis etwa 450x530mm mit einer Auflösung von 950×1204 Pixel. Michael Keller, Applikationsingenieur im Technical Center bei Fanuc Deutschland in Neuhausen dazu: „Die Robotersteuerung R-30iB Plus bringt sowohl von der Leistung als auch von den Speichermöglichkeiten gute Voraussetzungen für den Betrieb des 3D-Vision-Sensors mit.“ Der 3D-Vision-Sensor erzeugt eine Punktewolke. Die Bildinformationen der beiden zueinander geneigten Kameras im Gehäuse des Sensors werden direkt an die CPU des Roboter-Controllers geschickt und dort ausgewertet. Unter idealen Bedingungen dauert das ca. 100ms, unter widrigen Bedingungen, wenn Aufnahmen mit unterschiedlichen Belichtungszeiten erforderlich sind, bis 300ms.
Snap in Motion
Der Sensor ist in der Lage, während der Roboterbewegung Bilder aufzunehmen (Snap in Motion) – ein Vorteil gegenüber statischen Systemen. Der Zeitpunkt der Aufnahme wird getriggert, das Bild erstellt und in der Steuerung die Positionsdaten errechnet. Keller: „So bekommen wir auch während der Bewegung des Roboters eine exakte Positionsbestimmung.“ Der Vorteil dieser Aufnahmetechnik liegt im Zeitgewinn. Der Roboter muss während der Aufnahme nicht mehr stoppen.
Schnelle Synchronisierung
Da Sensor und Roboter mit einer Steuerung arbeiten, läuft die Synchronisierung sehr schnell, was eine Folge der hohen Integration der einzelnen Komponenten ist. Im Prinzip kehrt Fanuc damit eine Technik um, die bereits von der Softwareoption iRPickTool bekannt ist und sich in zahlreichen Pick-Applikationen bewährt hat. Beim 3D-Vision-Sensor bewegt sich der Roboter und das zu erfassende Werkstück liegt still. Beim Einsatz des Tools bewegt sich ein Förderband mit den zu greifenden Werkstücken und die Roboter/Kamera-Einheit ist fest montiert. Die Einkabellösung hat für Anwender den Vorteil, nicht mit unterschiedlichen Kabeln oder Steckern arbeiten zu müssen. Über das Coax-Kabel wird gleichzeitig zur Bildübertragung die Spannungsversorgung sichergestellt. Selbst bei der Variante mit zusätzlicher LED-Beleuchtung ist kein zusätzliches Kabel erforderlich. Zudem ist so die Lagerhaltung einfacher. Michael Keller: „Es gibt nur ein Standardkabel und eine einheitliche Belegung der Stecker.“
Montage nach der sechsten Achse
Montiert wird der Sensor nach der sechsten Achse, also zwischen Handgelenk und Greifer. Bei einer Applikation mit erhöhter Kollisionsgefahr kann der Sensor auch in einen Greifer integriert werden. Dabei unterscheiden sich die beiden Varianten nur wenig. Mit integrierter LED-Beleuchtung ist das Gehäuse mit 154x116x51mm nur 34mm länger als ohne LED (120x116x51mm). Die Masse von 1,1kg (0,9kg ohne LED) bewältigt selbst ein LR Mate 200iD zusätzlich zum Werkstück und zum Greifer. Gegen äußere Einflüsse ist der Sensor in Schutzart IP67 geschützt.
Kalibriert ab Werk
Der 3D-Vision-Sensor ist ab Werk kalibriert. Damit der Roboter exakte Positionsangaben liefert, muss lediglich manuell oder automatisch über ein bekanntes Punktemuster eine Orientierung des Roboter/Sensor-Systems erfolgen. Daraus errechnet die Steuerung das aktuelle Koordinatensystem. Einsetzbar ist der 3D-Vision-Sensor in einer Vielzahl von Applikationen, z.B. in der Montage, wenn es darum geht, ein Montageband zu beschicken, oder in der Logistik beim Abstapeln einer Palette. Außerdem ist der Sensor für Bin-Picking-Aufgaben ebenso geeignet wie für die Erkennung oder Detektion von ansonsten schwer erkennbaren, weil wenig kontrastreichen, Objekten oder für die Anwesenheitskontrolle von Teilen oder Werkstücken.