Bin-Picking („Der Griff in die Kiste“)

Der Griff in die Kiste (Bin-Picking) mit einem 3D-Bildverarbeitungssystem

GRUNDPRINZIP

Das Grundprinzip beim Bin Picking bzw. dem Griff in die Kiste besteht darin, mit unserem 3D-Bildverarbeittungssystem aus der cirrus3D-Baureihe eine Punktewolke von den Bauteilen in der Arbeitsszene zu erstellen, welche mit der CAD-Datei des Bauteils verglichen wird. Bei unserer patentierten Software eyesberg3D reicht dabei ein kleiner Teilbereich von dem jeweiligen Bauteil aus, um dieses in der Arbeitsszene zu lokalisieren und den Griff in die Kiste (Bin Picking) kollisionsfrei durchzuführen. Die notwendigen Greifdaten werden von dem cirrus3D direkt an den Roboter oder alternativ an eine SPS-Steuerung gesendet, so dass die Kiste prozesssicher entleert werden kann.

VISIO NERF - 3D Bin Picking
Bin Picking

ANFORDERUNGEN DER INDUSTRIE

  • Automatisierung des Greifvorgangs, auch bei komplexen, als Schüttgut vorliegenden Bauteilen
  • Vermeidung von Verpackungsmehrkosten
  • Sicherstellung eines intensiven und konstanten Arbeitstaktes (4 bis 12 Sekunden pro erfasstem Bauteil je nach Größe des Roboters, der allgemeinen Konfiguration und ob im Parallelbetrieb gescannt wird oder nicht …)
  • Sicherstellung einer präzisen, wiederholgenauen und prozesssicheren Positionierung der erfassten Bauteile (ca. 0,1 mm / 0,5 mm je nach Größe des Bauteils)
  • Sicherstellung eines zuverlässigen Greifvorgangs ohne Kollision mit der Arbeitsumgebung

Prozessablauf

01

Scannen

Der cirrus3D erstellt bei jedem Scan mehrere Aufnahmen von der Arbeitsszene, diese werden dann für das Bin Picking mithilfe unsere Software eyesberg3D in 3D Punktewolken umgerechnet.

3D Bin Picking - Digitization - 3D point cloud

02

Lokalisieren

Um den Griff in die Kiste (Bin Picking) durchführen zu können, werden mit der Software eyesberg3D die CAD Daten mit der zuvor erstellten 3D Punktewolke verglichen und das am besten zu greifende Bauteil ermittelt. Nach der Lokalisierung wird das Bauteil auf Überlappung und die möglichen Greifpunkte werden auf Kollision mit der Umgebung innerhalb der Arbeitsszene geprüft, wodurch ein kollisionsfreier Griff in die Kiste (Bin Picking) gewährleistet wird.

3D Bin Picking - Location

03

Greifen mit Roboterbahnplanung

Der Roboter erhält vom cirrus3D die Koordinaten von drei Punkten, entweder als Raum- oder als Achskoordinate, die er nacheinander kollisions- und singularitätsfrei linear anfahren kann. Diese drei Punkte beinhalten die Endposition am Greifpunkt des Bauteiles, eine Vorposition mit vordefiniertem Abstand zu dem Greifpunkt und ein Start- und Endpunkt der mittig über der Kiste liegt. Die Raumkoordinaten werden definiert aus drei Translationswerten (Verschiebung im Raum: x,y,z) und drei Rotationswerten (Rotation im Raum: w,p,r). Die Achskoordinaten enthalten die Achswerte jeder einzelnen Achse des Roboters an dem jeweiligen Punkt (jt1, jt2, jt3, jt4, jt5, jt6).

Bei dem neuen Algorithmus für die Roboterbahnplanung (path planning) entfällt die Auswahl der Greifoptionen, was eine geringere Taktzeit sowie eine einfachere Implementierung in das Roboterprogramm bedeutet.

3D Bin Picking - Part picking

04

Roboterbahnplanung (path planning)

Die 3D Bildverarbeitungssysteme aus der cirrus3D-Baureihe übernehmen die Roboterbahnplanung, was den Programmieraufwand am Roboter bei der Inbetriebnahme erheblich reduziert. Das 3D Bildverarbeitungssystem berechnet alle relevanten Wegpunkte in der Arbeitsszene, die bei dem Griff in die Kiste (Bin Picking) benötigt werden, damit der Roboter kollisions- und singularitätsfrei alle Bauteile prozesssicher anfahren kann. Die Punkte werden als Raum- bzw. Achspunkte berechnet, dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Integration in das Roboterprogramm. Da bei der Roboterbahnplanung, in der gesamten Arbeitsszene, der Roboter inklusive Greifer auf Kollision überprüft wird, ist eine Verlängerung der sechsten Achse nicht notwendig. Unsere Lösung zur Roboterbahnplanung beim Bin Picking ist mit allen Robotertypen kompatibel und bietet Ihnen einen prozesssicheren und kosteneffizienten Mehrwert.