LHRobotics.Vision – Bin Picking Technologiepaket

Mit dem Technologiepaket LHRobotics.Vision macht Liebherr das Know-how für industrielle Roboter-Vision-Anwendungen einem breiten Anwenderkreis zugänglich.

Ein Auge für Details

Das Technologiepaket

Das Technologiepaket umfasst die LHRobotics.Vision Software, die eine präzise Objektidentifikation und -selektion sowie eine kollisionsfreie Teileentnahme ermöglicht. Optional kann die Software auch die Roboterbahnplanung bis zum Ablagepunkt übernehmen. Ergänzend wird ein projektorbasiertes Vision-System für die Anwendung benötigt.

Projektorbasierte Vision Systeme mit unterschiedlichen Bildfeldvarianten für jeden Anwendungsfall

Software

Basic-Lizenz

Die kostengünstigere Basic-Lizenz umfasst die Erfassung der Werkstücke sowie deren kollisionsfreie Entnahme. Diese Version ist ideal für Anwendungen, bei denen die Ablageposition und die zugehörige Bahnplanung nicht von der LHRobotics.Vision Software übernommen werden sollen. Die Kollisionsprüfung beschränkt sich auf das Greifermodell, während die Störkontur des Roboters in dieser Version unberücksichtigt bleibt. Dadurch eignet sich diese Variante besonders für flache Kisten oder große Greifer, die tief in die Kiste eintauchen.

Mit der Basic-Lizenz lässt sich LHRobotics.Vision in einer reduzierten Version betreiben. Ausgenommen aus der Basic-Lizenz sind folgende Funktionen:

Anlegen von Ablagepunkten und somit auch die Bahnplanung der Ablage
Einfügen von Hindernissen
Einfügen eines Robotermodells

Pro-Lizenz

Die Pro-Lizenz bietet den vollständigen Funktionsumfang der LHRobotics.Vision Software. Neben den Features der Basic-Lizenz stehen in dieser Version zusätzlich folgende Funktionen zur Verfügung:

Anlegen eines Robotermodells für Kollisionsprüfung
Anlegen von Ablagepunkten
Bahnplanung bis zum Ablagepunkt
Einfügen der gesamten Zellumgebung für Kollisionsprüfung bei der Bahnplanung

Diese Version eignet sich insbesondere für Anwendungsfälle, bei denen die Ablageposition des entnommenen Werkstücks wichtig für den Prozessablauf ist.

Smarte Bin-Picking Software

Eine komplexe Anwendung ganz ohne Programmierkenntnisse auslegen? LHRobotics.Vision macht es möglich: Die intuitive grafische Bedienoberfläche ermöglicht ein schnelles Eingeben aller notwendigen Informationen durch einfache Schritte, beginnend mit:

Anlegen von Werkstücken
Konfiguration von Transportbehältern

Modelle können bei einfacher Geometrie direkt in der Software erstellt oder vorhandene CAD-Daten importiert werden.

Schritt für Schritt zum richtigen Griff

Um die Teileentnahme inklusive aller Achsbewegungen realitätsgetreu in der Software abzubilden können, werden auch die Greifer detailgetreu angelegt: auch eine 7. oder 8. Achse können dargestellt werden. Bei der Störkontur wird berücksichtigt, in welchem Zustand – geöffnet oder geschlossen – sich der Greifer gerade befindet. Auch hier kann auf vorhandene CAD-Daten zugegriffen werden.

Fusion von Greifer und Werkstück

Wenn Werkstück und Greifer aufeinandertreffen, geht es darum, geeignete Greifpunkte zu definieren. Das kann durch visuelles Positionieren des Greifers oder die exakte Definition der Koordinaten erfolgen. Freiheitsgrade können erprobt und mit dem Plugin LHRobotics.Vision Sim sogar realitätsgetreue Entnahmezyklen simuliert werden. Dies ermöglicht die Optimierung des Greifers schon vor dem realen Testen der Applikation.

Die Umgebung im Blick

Wenn Teile und Greifer angelegt sind, folgt die Peripherie: Aus der Bibliothek wird der verwendete Roboter zur Überprüfung des Arbeitsraums ausgewählt. Jegliche Hindernisse können berücksichtigt werden:

Eingabe vorhandener Hindernisse im Arbeitsraum des Roboters
Hand-Auge-Kalibrierung des Systems zwischen Sensor und Roboter
Definition von Randbedingungen für die kollisionsfreie Teileentnahme

Integrierte Simulationsmöglichkeiten mit LHRobotics.Vision Sim

Mit der Zusatzoption LHRobotics.Vision Sim können Bin-Picking Applikationen bereits vor dem physischen Aufbau der Roboterzelle getestet werden. Dies erlaubt unter anderem die Prüfung des Zelllayouts, des Greifers und der Entleerungsrate, sodass potenzielle Probleme frühzeitig erkannt werden können. Darüber hinaus ermöglicht die Simulation eine kontinuierliche Optimierung der Zelle während des laufenden Betriebs, ohne diesen zu beeinträchtigen, und unterstützt die Bewertung der Eignung neuer Werkstücke.

01/05

Künstliche Intelligenz bringt Licht ins Dunkle

Vorher

Nachher

Seit Version 3.4 wird die Optimierung der Erkennungsparameter durch eine KI unterstützt.

Der Bediener erzeugt dafür eine Punktwolke und klassifiziert diese, indem die realen Werkstücke manuell in der Punktwolke positioniert werden. Dadurch wird der Software angezeigt, in welchen Bereichen nach den Werkstücken gesucht werden soll. Anschließend führt die Software automatisch mehrere Scans durch und passt die Erkennungsparameter eigenständig an. In mehreren Iterationen ermittelt die Software so die optimalen Einstellungen für die Erkennung der Werkstücke.

Optimierung der Werkstück-Erkennung durch KI-gestützte Punktwolken-Segmentierung

Um die Werkstücke schneller und präziser zu erkennen, nutzt Liebherr auch bei der Segmentierung der Punktwolke KI-Unterstützung. Vor dem Abgleich der Werkstücke mit der Punktwolke wird diese mithilfe der KI in Teilsegmente unterteilt. Die LHRobotics.Vision Software sucht anschließend nur noch in den definierten Bereichen nach den Werkstücken. Segmente, die nicht den Werkstücken zugeordnet sind, wie beispielsweise die Wände und der Boden der Kiste, werden aus der Punktwolke entfernt und ignoriert.

Die passende Kamera für jede Anwendung

LHRobotics.Vision besitzt eine offene Sensorschnittstelle und kann unter anderem Vision-Systeme von Ensenso, Zivid, Keyence, Photoneo und Sensopart integieren. Weitere Sensoren von anderen Herstellern können ebenfalls zusammen mit der Software eingesetzt werden.

Die Auswahl des passenden Sensors hängt von vielen Faktoren ab. Entscheidend dabei ist die Position des Sensors: On-Arm oder Stationär.

Optimale Positionierung für Detailaufnahmen: On-Arm Applikation mit Sensor am Greifer

Um detaillierte Aufnahmen zu gewährleisten, muss der Sensor möglichst nahe an den Werkstücken positioniert werden. Hierfür kommt die sogenannte On-Arm Applikation zum Einsatz, bei der der Sensor direkt am Greifer montiert wird.

Der Roboter übernimmt die präzise Platzierung des Sensors und kann ihn flexibel im gesamten Arbeitsraum positionieren. Durch eine angewinkelte Aufnahmeposition können auch spiegelnde Teile in der Punktwolke zuverlässig erfasst werden.

Der Sensor mit dem Überblick

Für Applikationen, die auf einen taktzeitoptimierten Prozessablauf abzielen, eignen sich Sensoren, die unabhängig vom Roboter über den Kisten positioniert werden. Diese Sensoren können Scans unabhängig von der Roboterbewegung durchführen, sodass das nächste zu entnehmende Werkstück bereits vor dem Eintreffen des Roboterarms an der Kiste identifiziert und der Greifpfad berechnet werden kann.

01/03