MVTec HALCON steuert Linearförderer und Robotersystem zur vollautomatischen Montage von Bauteilen

Die Komplexität in der Automatisierungstechnik steigt stetig an. Dies ist zum einen begründet in der zunehmenden Vielfalt der Bauteile, zum anderen auch in der Forderung, möglichst kurze Umrüstzeiten der Automatisierungsanlagen zu realisieren. Einfache Beschick- und Entleervorgänge der gesamten Anlage sind dabei selbstverständlich geworden.

Die LIP Automation AG realisierte eine Vision-gestützte Montageanlage. Bisherige Lösungen durch eine mechanische Teilezuführung, die das Produkt vorpositionieren und damit die exakte Lage und Ausrichtung des Produktes der Automatisierungseinheit vorgeben, bzw. für den Roboter genau definieren, sind sehr kostenintensiv und wenig flexibel. Chaotische Teilezuführung, Ermittlung der Teileposition über ein Bildverarbeitungssstem und Übergabe der PIC Position (Aufnahmeposition des Bauteils durch den Roboter) an ein Robotersystem sind dagegen kostengünstig und sehr flexibel. Produktanpassungen können in der Regel über Parametrierungseinstellungen beliebig ergänzt werden. Voraussetzung ist eine zuverlässige Bilderkennungssoftware. Eine mögliche Lösung stellt die vollautomatische Pleuel- und Exzenterpressenanlage einer weltweit agierenden Produktionsfirma für Präzisionspumpen in der Zentralschweiz dar. In dieser Anlage werden parallel drei Linearförderer eingesetzt und mit je einem Kamerasystem überwacht. Dies geschieht unter der Kontrolle der installierten Bildverarbeitungssoftware MVTec HALCON. HALCON steuert dabei jeden einzelnen Linearförderer aus der Vision-Applikation heraus und löst dabei folgende Aktionen aus:

• Anzahl der Produkte im Bilderkennungsbereich
  entspricht dem Optimum – Aktion: Fördern Start / Stopp
• Lageverteilung der Produkte entspricht dem Optimum – Aktion: Flippen Start / Stopp
• Anzahl der identifizierten Produkte ist gegeben – Aktion: Iteration Förderalgorithmus Start / Stopp
• Produktidentifikation – Aktion: Fehlermeldung falsches Produkt zugeführt
• Verifikation der kollisionsfreien Zugänglichkeit des Robotergreifers – Aktion: Pickvorgang Start/Stopp

Die von den Vision-Kameras gelieferten Aufnahmen werden von HALCON vollständig ausgewertet. Die Bildverarbeitungssoftware identifiziert das Werkstück, bestimmt die Position sowie die Orientierung und berechnet außerdem das daraus resultierende Werkstückkoordinatensystem. Diese verbesserte Auswertung wird für alle im Bildfenster vorhandenen Produkte durchgeführt. Anschließend erfolgt eine weitere Auswertung hinsichtlich der optimalen Entnahmeposition unter Berücksichtigung der am Robotergreifer montierten Applikationen. Roboter- und Greifergeometrie werden auf Kollision mit dem Fördersystem, als auch auf Kollision mit anderen Teilen im jeweiligen Umfeld geprüft. Erst danach wird der Roboter das Werkstück für die Montage gesichert entnehmen.
Die Anlage ist durchgängig mit hochwertigen Komponenten ausgestattet, die den Anforderungen nach einer hohen Maschinenverfügbarkeit gerecht werden. Greiferkomponenten der Schunk GmbH & Co. KG Spann- und Greiftechnik erfüllen diesen Anspruch und erhöhen den Nutzen für die Kundschaft aufgrund des vielfältigen Baukastensystems. Im Mehrschichtbetrieb werden mehr als 40 verschiedene Varianten an zu montierenden Pleuel- und Exzenterkombinationen gefertigt. Die durchschnittliche Umrüstzeit beträgt weniger als zwei Minuten. Dies kann nur realisiert werden, wenn keinerlei manuelle Werkzeugwechsel, Parametrier- oder Kalibriervorgänge erforderlich sind. Das Automatisierungssystem wurde so ausgelegt, dass, nachdem der Bediener den Auftrag mittels Barcode-Leser aktiviert hat, Rüst- und Kalibriervorgänge vollautomatisch auf die gegebenen Teilespezifikationen angepasst werden. Die bedienende Person kann sich dadurch ganz auf den Produktionsauftrag konzentrieren.