Fachbeiträge

Mikado ARC - Adaptive Robot Control

Einfach konfigurierbare Robot-Vision-Lösung ermöglicht Teilewechsel in wenigen Minuten!

Robotik ist die derzeit am schnellsten wachsende Technologie in der industriellen Produktion. Die Inbetriebnahme einer Robot-Vision-Anwendung ist jedoch komplex und zeitaufwändig. Die Schwierigkeit liegt darin, der Maschine die Eigenschaften ihrer Umgebung zu erklären, damit diese auf jede Situation angemessen reagieren kann. IDS wartet mit einer konfigurierbaren All-in-One-Lösung auf, die vollständig ohne Programmierung auskommt. It's so easy!

Roboter sind in erster Linie "blinde" Befehlsempfänger, die vorgegebenen und fest definierten Bahnen folgen. Bevor sie zu autonom arbeitenden Mitarbeitern werden, müssen sie ihre Umgebung adaptiv erfassen und auf jede Situation reagieren können. Doch schon die Abstimmung und Kalibrierung der einzelnen Komponenten einer Robot-Vision-Anwendungen enthüllt eine Komplexität, welche sie von einfachen 2D-Machine-Vision-Aufgaben deutlich unterscheidet. Wer hier bei Null beginnt, muss seine Hausaufgaben nicht nur in der Robotik gemacht haben. Neben der Erfassung der räumlichen Situation mittels 3D-Technik spielt auch die klassische Bildverarbeitung eine wesentliche Rolle. Letztendlich sind auch noch unzählige Systemschnittstellen mit unterschiedlichsten Programmiersprachen zu meistern. Klingt nach einer intererssanten Herausforderung. Eine kurze Inbetriebnahmezeit ist aber mit diesem Ansatz höchstwahrscheinlich kaum einzuhalten.

Im Mittelpunkt steht der Workflow

Systemintegratoren müssen das Rad aber nicht neu erfinden und können auf Systemstandards und fertige Lösungen zurückgreifen. Das von IDS Imaging Development Systems GmbH exklusiv vertriebene Mikado ARC nutzt 3D-Stereovision-Technologie und verbindet völlig transparent arbeitende Bildverarbeitungsalgorithmen mit einer einfach konfigurierbaren Robotersteuerung zu eben dieser 3D-Robotik-Komplettlösung. Das System folgt einem modellbasierten Ansatz, der den Anwendungs-Workflow in den Mittelpunkt stellt und damit den Umgang mit benötigten Arbeitsmitteln für die Anwenderebene abstrahiert und vereinfacht. Mikado versteht sich bereits mit vielen Robotersteuerungen namhafter Hersteller wie Mitsubishi, KUKA, ABB oder Fanuc. Das Fachwissen des Robotic-Spezialisten ist dadurch bereits integriert und wird somit in keiner Anwendung weiter benötigt. Bei Bedarf kann die auf ROS (Robot Operating System) basierende Abstraktionsschnittstelle um zusätzliche Steuerungen erweitert werden. Der Vorteil, den diese Hardware-Abstraktion mit sich bringt, ist die universelle Einsatzmöglichkeit einer Mikado-Anwendung. Ohne die Anwendung neu aufbauen zu müssen, kann der am besten geeignetste Roboter verwendet werden. Die zusätzlichen Mikado-Simulationsmöglichkeiten unterstützen die Vorentwicklung der Anwendung in einer Offline-Umgebung. Entwickler können sich so auf den wesentlichen Workflow konzentrieren. Grundlagen und Basiswissen, wie die Verarbeitung und Auswertung von Bildmaterial, erledigt Mikado völlig unsichtbar im Hintergrund. Systemintegratoren oder Anwender müssen dazu keine Bildverarbeitungsexperten sein. Aufwändiges Programmieren ist zu keinem Zeitpunkt notwendig. Trotz alledem besteht die Möglichkeit eigene Programme in den Workflow zu integrieren.

Die Roboterzelle, die Greiferausführung und weitere Basisparameter modelliert der Systemintegrator mittels standardisierter Roboter-Beschreibungsdateien. So können Positionen und Dimensionen von Komponenten oder deren mögliche Bewegungen und Transformationen bis ins Detail beschrieben werden. Damit kann Mikado bereits eigenständig die Kalibrierung des Systems mit Hilfe der Ensenso 3D-Stereokamera vornehmen. Bewegungen des Roboters im Objektraum werden dadurch messbar, um eine kollisionsfreie Bahnplanung zu ermöglichen. Mikado lernt neue Teile sehr einfach mittels CAD-Zeichnungen kennen. Greifpositionen müssen somit nicht mehr fest geteacht oder programmiert werden. Der Roboter orientiert sich selbständig, findet bekannte Teile auf Basis des 3D-Bildes.

Flexibel und zeitsparend

Mikado ist damit ideal für den "Griff in die Kiste" (Bin Picking), (De-)palettierung und lagerichtige Übergabe von Teilen an Folgemaschinen, Magazine oder sonstige Aufnahmen geeignet. Einfache Teilewechsel sind durch geringe Modifikationen der Werkstückparamter in nur 10 Minuten möglich. DIe Kombination aus Ensenso 3D-Kameratechnik und Mikado ARC verhilft den Automatisierern zu verkürtzten Rüstzeiten bei hoher Varianz von Werkstücken, wodurch es sehr effizient zur Automatisierung im Protoypenbau und Kleinserien verwendet werden kann.