Out of the Box 4.0

Variables 6D-Roboterführungssystem ohne PC

Laut Duden bedeutet ´Out of the Box: betriebsfertig, ohne dass noch zusätzliche Komponenten ein- oder angebaut werden müssen´. Diese Grundidee wurde für die Sensorgeneration VisionScanner3 übernommen und das Out of the Box-Roboterführungssystem mit höheren Messgeschwindigkeiten und größeren Messbereichen komplementiert.

Bild 1 | Komplexe Mensch-Maschine-Montagelösung mittels AI Sensortechnik.(Bild: EngRoTec – Solutions GmbH)

Die neue Sensorgeneration von AI, einer Marke der EngRoTec- Solutions, wurde auf der Automatica 2018 das erste Mal der Öffentlichkeit präsentiert. Mit Messbereichen von 80 bis 1.200mm, Messfrequenzen bis zu 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 auf Industrierobotern ausgelegt. Der kompakte Triangulationssensor (100x45x45mm) kann platzsparend zur Korrektur von robotergeführten Montage- oder Fügeapplikationen in allen Freiheitsgraden eines 6-Achs-Industrieroboters 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 deutlich weniger komplex und bedeutend schneller als dies bisher am Markt verfügbar war“, sagt Marc Burzlaff, geschäftsführender Gesellschafter bei der 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 beispielsweise darauf geachtet, dass der ab Werk kalibrierte Lasertriangulationssensor eine direkte Messung in Millimetern 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 Euro-Palette umgesetzt werden.

Messen, Prüfen & Steuern ohne PC

Mit Hilfe der Software kann schnell auf die unterschiedlichen Anforderungen der Kunden aus verschiedensten Industrien reagiert werden. Einfache Bedienbarkeit und Visualisierung komplexer Roboteraufgabenstellungen, die heute mit verschiedensten Roboter- oder Anlagensteuerungen realisiert werden müssen, sind damit schnell umsetzbar. Auf die Minimierung von lagerhaltigen Teilen und somit den flexiblen Einsatz eines Systems für verschiedenste Aufgabenstellungen, von der 2D-Roboterführung über Multisensorkonfigurationen bis hin zur nachgeschalteten Qualitätskontrolle von Fügeapplikationen, wie dem Kleben oder Falzen, wurde bei der Entwicklung des Systems besonderes Augenmerk gelegt. Standardisierte Messwerkzeuge 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 Automationsschnittstellen, zu einer Vielzahl von Robotern und Steuerungen, machen das System maximal verfügbar.

Klebe- und Schweißapplikationen

Bild 2 | Einsatz des VisionScanner3 in einer Klebeapplikation mit zwei Sensoren. (Bild: EngRoTec – Solutions GmbH)

Mit dem VisionScanner3 können nun im Bereich der Roboterführungssysteme, bei denen es um den Ausgleich von Lage- oder Formtoleranzen verschiedenster Werkstücke geht, beispielsweise Aufgaben basierend auf einer Auswertung einer Punktewolke durchgeführt werden. Im Bereich der Qualitätskontrolle ist eine Detektion kleinster 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 beispielsweise 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.