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CASE STUDY
Branche: Lager-/Fertigungsautomatisierung
Produkt: Helios2 Time-of-Flight-Kamera
SDK: Benutzerdefinierte Software mit Arena SDK
3D-Time-of-Flight-Kamera unterstützt robotergestützte Palettierer
Das effiziente Be- und Entladen von Paletten mithilfe von Robotern erfordert ein automatisiertes System, das unterschiedlich geformte und große Lasten schnell, präzise und zuverlässig handhaben kann – auch bei hohen Taktzeiten. Die Lagen auf den Paletten sind oft uneben, enthalten sperrige Objekte oder sind schräg positioniert, was zu geneigten Schichten führt. Unabhängig von der gewählten Palettiermethode ist das Ziel jeder Lieferkettenoperation, möglichst viele Produkte zu versenden. Das gelingt nur, wenn der verfügbare Platz auf jeder Palette optimal ausgenutzt wird – selbst wenn dadurch nur ein einziges zusätzliches Paket untergebracht werden kann.
Die in Deutschland ansässigen Unternehmen MSB Düren und codesolo GmbH nutzen ein Fördersystem, bei dem Paletten mithilfe eines Roboters strukturiert und präzise positioniert werden. Dabei bedient der Roboter mehrere Palettentürme, die jeweils verschiedene Palettentypen enthalten. Sobald ein neuer Turm per Gabelstapler bereitgestellt wird, erkennt die am Roboterkopf montierte Helios2 3D-Time-of-Flight-Kamera von LUCID den neuen Turm und misst die Abmessungen der Paletten, um deren Typ aus über 20 unterschiedlichen Palettenformaten zu identifizieren.
Herausforderung
Frühere Systeme setzten auf LiDAR-Linienscanner, deren Geschwindigkeit jedoch stark begrenzt war. Eine neue Lösung mit Time-of-Flight-Kameras erwies sich aufgrund ihrer hohen Genauigkeit, Auflösung und des attraktiven SDK-Preises als überlegen.
Eine der größten Herausforderungen bestand darin, mehr als 20 Palettentypen zuverlässig zu unterscheiden, obwohl sich viele nur minimal in ihren Abmessungen unterscheiden. Hinzu kamen Fertigungstoleranzen und kleinere Beschädigungen. Um dennoch eine eindeutige Erkennung zu ermöglichen, wurden logische Entscheidungsregeln implementiert: Reichten die Primärdaten nicht aus, wurden zusätzliche Merkmale ausgewertet, bis eine eindeutige Identifikation möglich war.
Eine weitere Schwierigkeit stellten halbtransparente Kunststofffolien dar, mit denen einige Paletten abgedeckt waren. Diese führten mitunter zu Messfehlern oder sogenannten „Geisterdaten“ – ähnlich wie bei LiDAR. Durch die Kombination der 3D-Messdaten mit den gleichzeitig erfassten Intensitätsbildern der Helios2 sowie den intelligenten Erkennungsalgorithmen konnte dennoch eine hohe Zuverlässigkeit erreicht werden.
Während LiDAR-Linienscanner in Palettiersystemen an ihre Grenzen stoßen, bietet die Helios2 3D-ToF-Kamera die erforderliche Geschwindigkeit, hohe Auflösung, IP67-Schutz und präzise Messungen – für eine robuste und zuverlässige Leistung auch in anspruchsvollen Umgebungen.
Lösung
Bei jeder neuen Anforderung misst die Helios2-Kamera präzise die Position der obersten Palette eines ausgewählten Turms, damit der Roboter diese exakt entnehmen kann, auch bei Abweichungen von der Idealposition.
Die Kamera ist zentral in die Greiferstruktur integriert, die sich am Kopf des Roboters befindet. Sie ist über ein einziges Kabel mit Power over Ethernet (PoE) an einen IPC angebunden, auf dem die Analysesoftware läuft. Der IPC kommuniziert über eine zweite LAN-Verbindung sowohl mit dem Roboter als auch mit einer Siemens-SPS.
Die Helios2 wird sowohl im Streaming- als auch im Einzelbildmodus betrieben. Im Einzelbildmodus werden bis zu 32 Aufnahmen erfasst, aus denen ein gemitteltes Bild berechnet und an den IPC übertragen wird.
Die Helios2 ToF-Kamera ist in die Greiferstruktur am Kopf des Palettierroboters integriert.
Durch die Kombination von 3D-Messdaten und Intensitätsbildern lassen sich über 20 Palettentypen zuverlässig erkennen und vermessen – selbst bei halbtransparenten oder reflektierenden Materialien.
Fazit
Früher wurden Paletten im Rahmen eines 5-Schicht-Betriebs manuell in die Vorrichtung eingelegt – eine unzumutbare Arbeit, zumal einige Paletten sehr schwer sind.
Dank des automatisierten Palettierprozesses und dem Einsatz von Time-of-Flight-Kameras erfolgt die Vorbereitung der Türme heute im Regelbetrieb mit minimalem manuellem Eingriff. Gleichzeitig konnten Kosten reduziert und schnellere Taktzeiten realisiert werden.
Vergleichstests zeigten, dass die Helios2 ToF-Kamera die beste Lösung für ein effizientes Be- und Entladen von Paletten darstellt – insbesondere wegen ihrer Genauigkeit, Auflösung und dem leistungsstarken SDK zu einem attraktiven Preis.
Mehr erfahren:
MSB Düren GmbH ist ein Hersteller von Fördersystemen und bietet verschiedene Zusatzfunktionen wie Erkennung, Datenerfassung / -verfolgung und Messung zur Handhabung der Fördergüter.
Für individuelle Softwareentwicklungsanfragen kontaktieren Sie bitte codesolo.net