Wo Roboter Augen brauchen
Wenn Roboter ihre Kameras selbst auswählen könnten?
Kameras und Softwarealgorithmen verleihen bereits vielen industriellen Roboter-Anwendungen eine hohe Flexibilität, Zuverlässigkeit und Genauigkeit. Damit die Kameras ein möglichst großes Sichtfeld haben und nah an das Werkstück herankommen, müssen sie meist an den beweglichen Teilen, wie dem Roboterarm oder der Gabel eines Staplers, angebracht werden. Allerdings entstehen dabei Hardware- und Funktionsanforderungen, die bislang nur wenige Kameras erfüllen.
Die Kamera-Integration in bewegten Teilen eines Roboters stellt komplexe Anforderungen an die Kamera-Hardware und deren Funktionen. Im rechts ist die Rückseite einer Platinen-Kamera mit Flachstecker für die USB 3.0 Schnittstelle und I/O-Kanäle zu sehen (Bild: Ximea GmbH)
Nicht nur bei autonomen Fahrzeugen, sondern auch in der Fertigung und Logistik kommen immer mehr Kameras und Bildverarbeitung als Regelungssensorik für Roboter oder vollautomatische Gabelstapler zum Einsatz, z.B. beim Bin Picking, der Montage komplexer Bauteile, der QS und beim Palettieren. Durch die visuelle Erfassung der Szenerie aus Roboter-Werkzeug und Werkstück kann der Roboter seinen Prozess optimal an die jeweilige Situation anpassen. Aufwändige mechanische Vorrichtungen für eine präzise Positionierung des Werkstücks entfallen weitgehend. Zudem sichern die Kameras bei Bedarf gleichzeitig die Qualität des Ergebnisses ab und dokumentieren diese.
Spezielle Kameraanforderungen
Um diese Aufgaben erfüllen zu können, müssen die Kameras meist im Bereich der Spitze des Roboterarmes angebracht werden. So erhalten sie ihr maximales Sichtfeld, sind nah dran am Geschehen und können optisch die höchste Genauigkeit bei der Positionierung von Werkzeug und Werkstück erreichen. Die Kamera-Integration in den bewegten Teilen des Roboters stellt jedoch komplexe Anforderungen an die Kamera-Hardware und deren Funktionen.
Spezielle Platinen Kameras
Möglichst klein, leicht, schnell, hochauflösend, stromsparend und mit einer kompakten Schnittstelle ausgestattet – solche Kameras würden Roboter wählen. Ximea hat sich auf Kameras für Vision Guided Robots spezialisiert. Die USB 3.0 Kameras der xiQ- und xiC-Serien basieren auf einem flachen Ein-Platinen-Design (25,4×25,4mm). Spezielle Platinen-Kamera-Versionen der Serien führen die USB 3.0-Schnittstelle sowie die I/O-Kanäle von einem flachen Stecker über ein einziges Flachbandkabel aus der Kamera. Der Objektivhalter und das Gehäuse können frei, je nach den Anforderungen, gestaltet werden. Die Kameras sind verfügbar mit Global Shutter CMOS-Sensoren und bieten Auflösungen bis zu 12MP und Bildraten bis zu 500fps. Das stromsparendste Modell verbraucht nur 0.9W. Damit können Systementwickler Roboter-Anwendungen einfacher und kostengünstiger um Kameras erweitern und so deren Flexibilität, Zuverlässigkeit und Genauigkeit erhöhen.
