Robotiklösung mit Ensenso 3D-Kameras für die Einzelstück-Kommissionierung greift vollautomatisch unbekannte Objekte - ohne vorheriges Einlernen

Selbst ist der Roboter

Vollautomatische Kommissionierung unbekannter Produkte aus Schüttgut

In der Intralogistik herrscht seit einigen Jahren ein regelrechter Robotik-Hype, sei es in Fachzeitschriften oder auf Messen. Meist handelt es sich um klassische Sechsachs-Knickarmroboter, die ihren Weg aus der Produktion in die Logistik suchen. Das Ziel: die vollautomatische Kleinteile-Kommissionierung. Haupttreiber dabei ist der Arbeitskräftemangel, die große Herausforderung nicht etwa eine technische Komponente wie der Roboter oder der Greifer, sondern die Gestaltung eines wirtschaftlichen Gesamtprozesses. Da Roboter nur einen Teil der Artikel in jedem Sortiment handhaben können, entstehen parallele Warenströme und somit mögliche Risiken im Hinblick auf Warenfluss, Bestände, Synchronisation und Konsolidierung.

Anwendung

Das Vision-System fungiert als Auge des Roboters. Es erkennt greifbare Flächen auf den zu verarbeitenden Objekten im Quellbehälter und berechnet Greifpunkte und kollisionsfreie Bahnen für den Roboter. Dieser kann dadurch unbekannte Produkte direkt aus Schüttgut greifen und im Zielbehälter in dem Bereich mit der geringsten Befüllung ablegen. Vakuumsauger sorgen dabei für ein sanftes Fassen der jeweiligen Gegenstände. Ein vorheriges "Einlernen" (Teach-in) der einzelnen Produkte ist nicht notwendig. Egal, ob Medizinfläschchen oder Teepackung, der multifunktionale Greifer kann für eine große Artikelvielfalt mit unterschiedlichsten Verpackungseinheiten individuell ausgelegt werden. Das System lernt mit der Zeit, welcher der verschiedenen Griffe am besten für den jeweiligen Artikel funktioniert. Die erreichbare Pickleistung für eine prozesssichere Anlage ist stark von den Eigenschaften der Greifobjekte abhängig und bewegt sich zwischen 300 und 500 Teilen pro Stunde.

Zwei Ensenso 3D-Kameras liefern dem System die essentiellen Bilddaten
Zwei Ensenso 3D-Kameras liefern dem System die essentiellen Bilddaten
Multifunktionale Vakuumsauger sorgen für ein sanftes Fassen unterschiedlichster Artikel
Multifunktionale Vakuumsauger sorgen für ein sanftes Fassen unterschiedlichster Artikel

Die erste Kamera ist über der Quellkiste installiert, um diese als Kollisionsobjekt in der Bahnplanung des Roboterarms berücksichtigen zu können. Hier werden die unbekannten Teile präsentiert und die Punktewolke für die Griffpunktsuche erzeugt. Letzteres geschieht mithilfe der Software Mikado ARC (Adaptive Robot Control) von isys vision. Sie kombiniert die 3D-Stereovision-Kameratechnik von Ensenso mit einer leicht konfigurierbaren, adaptiven Robotersteuerung. Das Ergebnis ist eine vollständige 3D-Robot-Vision-Lösung für Bin Picking und Teile-Handling mit einem autonom arbeitenden Roboter, wie ihn autopick liefert. Statt vorgegebenen, eingelernten und fest definierten Bahnen zu folgen, orientiert er sich selbständig im Arbeitsraum und reagiert auf jede Situation.

Die zweite Kamera befindet sich über der Zielkiste. Hier werden freie Ablagepositionen gesucht. Zudem wird die Z-Höhe des Kisteninhaltes ermittelt, um diese bei der Bestimmung der Ablageposition berücksichtigen zu können. Entscheidend ist eine gleichmäßige Belegung der Zielkiste sowie ein sensitives Ablegen der Produkte. Letzteres ist insbesondere bei der Kommissionierung zerbrechlicher Teile von größter Wichtigkeit. Die Bildaufnahme erfolgt asynchron zum Verfahren des Roboters, um taktzeitoptimiert arbeiten zu können.

"Die Konfiguration der Kamera kann einfach und präzise auf das jeweilige Produktportfolio abgestimmt, bzw. auch während des Prozesses angepasst werden", erklärt der Systemverantwortliche bei psb intralogistics. Über die Schnittstelle in das Lagerverwaltungssystem werden Griffinformationen und Kommissionieraufträge ausgetauscht.

Ausblick

Der Onlinehandel hat weiterhin ein starkes Wachstum vor sich. Dabei wird der E-Commerce-Sektor immer härter umkämpft. Innovative Intralogistik-Technologien sind deshalb oft notwendig, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Gleichzeitig hat kaum ein Wirtschaftssektor derzeit so sehr mit dem Mangel an geeignetem Nachwuchs zu kämpfen, wie die Logistik. Der wirtschaftliche Nutzen von Kommissionier-Robotern ist deshalb so hoch, dass sie mittel- bis langfristig ihren festen Platz in der Kommissionierung haben werden. Die dahinterstehenden Lösungen mit künstlicher Intelligenz werden neben dem Greifen auch noch andere Herausforderungen zu meistern lernen - selbständig oder auch kollaborativ in der Zusammenarbeit mit Menschen, zuverlässig und präzise. Bildverarbeitung u.a. mit 3D-Kameras sorgt dabei für den entscheidenden Durchblick sowie die nötige Sicherheit.

Der Roboter greift unbekannte Produkte aus Schüttgut und legt sie im Zielbehälter ab - je nach Greifobjekt 300-500 Teile/h
Der Roboter greift unbekannte Produkte aus Schüttgut und legt sie im Zielbehälter ab - je nach Greifobjekt 300-500 Teile/h

Ensenso N35 - 3D-Vision, schnell und präzise

psb intralogistics GmbH