Neue Sensorgeneration für Roboteranwendungen
Out of the Box 4.0
Laut Duden bedeutet Out of the Box: betriebsfertig, ohne dass noch zusätzliche Komponenten ein- oder angebaut werden müssen. Diese Grundidee wurde für eine neue Sensorgeneration übernommen und Roboterführungssysteme mit höheren Messgeschwindigkeiten und größeren Messbereichen komplementiert.
Einsatz des VisionScanners3 in einer Klebeapplikation mit zwei Sensoren (Bild: Engrotec Solutions GmbH)
Die neue Sensorgeneration VisionScanner3 von AI, einer Marke von Engrotec Solutions, wurde auf der Automatica 2018 vorgestellt. Mit Messbereichen von 80 bis 1.200mm, Messfrequenzen bis 1.000Hz und einem integrierten Prozessor kann der Sensor in einer breiten Palette von Anwendungsbereichen eingesetzt werden. In Verbindung mit der Software VisionElements3 ist er speziell für den Einsatz an Industrierobotern ausgelegt. Der kompakte Triangulationssensor (100x45x45mm) kann platzsparend zur Korrektur von robotergeführten Montage- oder Fügeapplikationen in allen Freiheitsgraden eines Sechsachsers eingesetzt werden. Die Sensoren selbst beinhalten ein Embedded-Vision-System von Vision Components und einen Linienlaser, was neben den hohen Profilraten eine Auflösung von bis zu 0,04mm erlaubt. Zur Out-of-the-Box-Lösung wird das System aber erst durch die Software VisionElements, die auf einem Datenträger mit jedem Sensor mitgeliefert wird. „Durch die leicht zu bedienende Software wird die Konfiguration eines Roboterführungssystems weniger komplex und kann schneller erfolgen, als bisher üblich“, sagt Marc Burzlaff, geschäftsführender Gesellschafter bei Engrotec-Solutions. „Inbetriebnahmen sind deutlich schneller umsetzbar und der Kunde kann die Komplexität eines 6D-Systems selbst ohne tiefgreifende Bildverarbeitungskenntnisse beherrschen.“ So wurde in der Software z.B. darauf geachtet, dass der ab Werk kalibrierte Lasertriangulationssensor eine direkte Messung im mm-Bereich ermöglicht. Die präzise Profilaufnahme wird durch Bandpassfilter, Linienextraktion, Profilvorverarbeitung und dynamische Belichtungsanpassung sichergestellt. Durch die Erweiterung der Messbereiche können z.B. Pick&Place-Anwendungen bis zur Größe einer Europalette umgesetzt werden.
Messen, Prüfen & Steuern ohne PC
Mit Hilfe der Software kann schnell auf die unterschiedlichen Anforderungen von Kunden aus verschiedenen Industriesegmenten reagiert werden. Einfache Bedienbarkeit und Visualisierung komplexer Roboteraufgabenstellungen, die heute mit unterschiedlichen Roboter- oder Anlagensteuerungen realisiert werden müssen, sind damit schnell umsetzbar. Bei der Entwicklung des Systems wurde auf die Reduzierung von lagerhaltigen Teilen und den flexiblen Einsatz eines Systems für verschiedene Aufgabenstellungen besonderes Augenmerk gelegt – von der 2D-Roboterführung über Multisensorkonfigurationen bis hin zur nachgeschalteten Qualitätskontrolle von Fügeapplikationen. Standardisierte Werkzeuge machen das Messen, Prüfen und Steuern selbst von mehreren Robotern mittels eines Sensors ohne zusätzliche PC einfach. Ebenfalls können auch Prozess- oder Messdaten über direkte Datenbankanbindungen bevorratet und gegebenenfalls zur Offline-Parametrierung oder Visualisierung genutzt werden. Integrierte Schnittstellen, zu einer Vielzahl von Robotern und Steuerungen, machen das System hochverfügbar.
Komplexe Mensch/Maschine-Montagelösung mit AI-Sensortechnik (Bild: Engrotec Solutions GmbH)
Klebe- und Schweißapplikationen
Mit dem VisionScanner3 können nun im Bereich der Roboterführungssysteme, bei denen es um den Ausgleich von Lage- oder Formtoleranzen verschiedener Werkstücke geht, z.B. Aufgaben basierend auf der Auswertung einer Punktewolke durchgeführt werden. Im Bereich der Qualitätskontrolle ist eine Detektion sehr kleiner Fehler in einer Klebe- oder Schweißapplikation möglich. Die Bahn zur Qualitätsprüfung wird dabei gegebenenfalls in mehrere Sektoren eingeteilt, für die jeweils unterschiedliche Prüfparameter mit zulässigen Toleranzgrenzen festgelegt werden. Läuft der Sensor hinter der Applikation, kann diese zuverlässig geprüft werden, um nachher z.B. zusätzlich Bauteillage und Fertigungstoleranzen zu kompensieren. So kann der Kunde das System ohne weitere Investition flexibel nutzen. Eine Kombination der Messwerkzeuge und verschiedener Aufgabenstellungen auf einem Sensor ist auch möglich.
Smarte Konfiguration
Die Konfiguration aller Aufgabenstellungen kann auf CAD-Basis, aber auch am reellen Bauteil mittels eines PC oder Laptops erfolgen. Eine 3D-Visualisierung innerhalb der Software erleichtert die Konfiguration des Systems. Ist diese zufriedenstellend, wird über die vorhandenen Automationsschnittstellen die Kommunikation zum Roboter permanent aufgebaut und der PC bzw. Laptop kann entfernt werden. Das System kommuniziert nun direkt mit dem Roboter. Die Instandhaltung des Systems ist dabei denkbar einfach. Der Bediener kann mit wenigen Handgriffen und noch weniger Klicks einen neuen Sensor integrieren. Die Out-of-the-Box-Systeme werden kalibriert geliefert und stehen in verschiedenen Auflösungen und Messbereichen zur Verfügung.
