Basierend auf dem Stereo-Matching Prinzip wird das Montageteil von zwei Bildsensoren erfasst und daraus die 3D-Position jedes einzelnen Bildpunktes berechnet – dadurch entsteht ein präzises digitales Abbild.

Bild: iStock, suteishi

3D Vision für formbasierte Lageerkennung Stereo Matching zweier Bildsensoren

16.06.2022

Automatisierte Montageprozessen, bei denen beliebig viele Typen und Varianten von Komponenten zu identifizieren und zu unterscheiden sind, erfordern Bildverarbeitungssysteme. Jetzt gibt es eine 3D-Vision-Lösung, bei der die Teile nicht zuvor einzeln eingelernt werden müssen.

Ermöglicht wird das Verfahren ohne Einlernen vom Bildverarbeitungssystem VMT OSC 6D. Ein hochpräzises Stereo Matching erfasst die Form und Lage der Teile als Ganzes in 3D, vergleicht diese dann mit teilebezogen gespeicherten Referenzdaten und generiert hieraus Kontur-, Positions- und Orientierungskoordinaten für die Führung des Montageroboters. In der Rädermontage eines deutschen Automobilherstellers beweist VMT OSC 6D bereits seine Leistungsfähigkeit und Flexibilität – neue Varianten erfordern weder ein Teach-in noch einen Anlagenstopp.

Mit VMT OSC 6D können Bauteile prozesssicher und störungsfrei erfasst werden – und das sofort nach dem Aufbau und der Inbetriebnahme des Visionsystems. Die CAD-Daten genügen – es sind weder Original-Bauteil-Muster noch Prototypen erforderlich. Farbe, Glanz- und Oberflächeneigenschaften der Montageteile oder auch Fremdlichteinflüsse beeinträchtigen die Messung nicht. Und um auch den höchsten Präzisionsanforderungen an die Lageerkennung und Roboterführung gerecht zu werden, hat VMT mit seinem erfahrenen Entwicklungsteam spezielle eigene, mehrstufige und adaptive Matching-Algorithmen entwickelt, welche eine sehr hohe Präzision bei vergleichsweise niedriger Berechnungszeit gewährleisten.

Kollisionsschutz integriert

Für die 3D-Messung der Form, der Position und der Drehlage von Bauteilen nutzt VMT OSC 6D moderne 3D-Sensorik. Basierend auf dem Stereo-Matching Prinzip wird das Montageteil von zwei Bildsensoren erfasst und daraus die 3D-Position jedes einzelnen Bildpunktes berechnet. Als Ergebnis entsteht eine hochauflösende 3D-Punktewolke – ein präzises digitales Abbild der gemessenen Komponente. Dieses vergleicht VMT OSC 6D mit den gespeicherten CAD-Hüllkurvendaten des Teils.

Durch diese geometrische Formerkennung ist automatisch auch ein zuverlässiger Kollisionsschutz integriert. Veränderungen in der aufgenommen räumlichen Szene – also Abweichungen in der erwarteten Geometrie, wie ein gelockertes Bauteil oder ein vergessenes Betriebsmittel – können vom Bildverarbeitungssystem ebenfalls erkannt werden. Der Roboter wird gestoppt und so eine Kollision und daraus resultierende Stillstandzeiten und Kosten vermieden.

Einfache Inbetriebnahme vor der Installation

Da VMT OSC 6D in der Lage ist, die virtuellen Merkmale und Hüllkurven von Bauteilen aus der CAD-Datenbank für die Lageerkennung zu nutzen, kann es schon vor der eigentlichen Installation quasi virtuell in Betrieb genommen werden – ohne Referenzbauteile oder Prototypen und zumeist ohne Standby-Personal von VMT.

Dieses Vorgehen führt zu einer besseren Planbarkeit der Inbetriebnahme und zu einer erheblichen Zeitersparnis. Zudem können im späteren Betrieb neue Varianten, aber auch Firmware-Updates, per Remote-Zugang schnell, einfach und datensicher eingespielt werden.

Bildergalerie

  • Das Bildverarbeitungssystem VMT OSC 6D von VMT im Einsatz in der automatisierten Radmontage. Neue Rad-Varianten erfordern weder ein Teach-in noch einen Anlagenstopp.

    Bild: VMT

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