Bildgebende Systeme für Handling- und Schreitroboter

Anwendungsbereiche für Handling-Roboter mit unseren Sensoren und Systemen

1. Industrielle Fertigung:

Handling-Roboter mit High-Speed 3D-Kameras und spektraler Bildgebung können in der industriellen Fertigung eingesetzt werden, um Objekte präzise zu erkennen, zu greifen und zu handhaben. Dies kann in verschiedenen Branchen wie der Automobilindustrie, Elektronikindustrie oder Lebensmittelindustrie erfolgen.

2. Logistik und Lagerhaltung:

Handling-Roboter können in Logistikzentren und Lagerhäusern eingesetzt werden, um Waren zu identifizieren, zu sortieren und zu stapeln. High-Speed 3D-Kameras und spektrale Bildgebung können dabei helfen, Objekte schnell und genau zu erkennen und die Handhabung zu optimieren.

3. Qualitätskontrolle:

Handling-Roboter mit High-Speed 3D-Kameras und spektraler Bildgebung können in der Qualitätskontrolle eingesetzt werden, um Defekte oder Abweichungen in Produkten zu erkennen. Dies kann in der Produktion von elektronischen Bauteilen, Lebensmitteln oder anderen Produkten erfolgen.

Unsere Sensor- und Systemlösungen für Handling-Roboter:

(Diese Lösungen beinhalten sowohl selbstentwickelte als auch kommerzielle Komponenten.)

• High-Speed 3D-Messsysteme
• Spektral auflösende Sensorik
• Automatisierte Datenanalyse
• KI-basierte Objekterkennung
• Laser-Scanner und LiDAR
• Ultraschallsensoren

Anwendungsbereiche für Schreitroboter mit unseren Sensoren und Systemen

1. Erkundung von unzugänglichen Gebieten:

Schreitroboter können in unwegsamem Gelände eingesetzt werden, um schwer erreichbare Orte wie steile Hänge, Kanäle oder Sicherheitszonen zu erkunden. Die High-Speed 3D-Kameras und spektrale Bildgebung können dabei helfen, Hindernisse zu erkennen und die Umgebung zu kartieren.

2. Inspektion von Infrastruktur:

Schreitroboter können eingesetzt werden, um Brücken, Gebäude oder andere Infrastrukturen zu inspizieren. Die High-Speed 3D-Kameras und spektrale Bildgebung können dabei helfen, Risse, Schäden oder andere strukturelle Probleme zu erkennen. Die autonome Durchführung regelmäßiger Inspektionsaufgaben kann teure Instandsetzungen sparen (Predictive Maintenance).

3. Rettungseinsätze:

In Notfallsituationen können Schreitroboter mit High-Speed 3D-Kameras und spektraler Bildgebung eingesetzt werden, um nach Überlebenden in Trümmern oder gefährlichen Umgebungen zu suchen. Die Roboter können Hindernisse erkennen und ggf. aus dem Weg räumen. Rettungskräfte erhalten wichtige Informationen, ohne selbst in Lebensgefahr zu geraten.

4. Umweltüberwachung:

Schreitroboter können in natürlichen Umgebungen eingesetzt werden, um die Umwelt zu überwachen. Sie können beispielsweise in schwer zugänglichen Gebieten eingesetzt werden, um die Artenvielfalt zu erfassen oder Umweltverschmutzung zu überwachen.

Unsere Sensor- und Systemlösungen für Schreit-Roboter:

(Diese Lösungen beinhalten sowohl selbstentwickelte als auch kommerzielle Komponenten.)

• High-Speed 3D-Messsysteme
• Photogrammetrie 3D Systeme
• Automatisierte Datenanalyse
• KI-basierte Objekterkennung
• LiDAR
• 360° Kamera
• Thermobild Kamera
• Sonderentwicklungen auf Anfrage

Wir entwickeln kompakte Sensoren, die direkt am Roboterarm integrierbar sind. Hierbei sind verschiedene Kombinationen von 3D-Sensorik und multimodaler Bildgebung umsetzbar.

Anwendungsbeispiele für Handling- und Schreitroboter

Damit Handlingroboter selbständig Objekte ergreifen können, benötigen sie Sensorik mit der die Objekte erkannt sowie deren Lage relativ zum Greifwerkzeug bestimmt werden kann. Das Bin-Picking ist dafür eine spezielle Situation in industriellen Produktionsprozessen, bei der Objekte aus einer Kiste mit ungeordnetem Inhalt herausgenommen werden.

Wir entwickeln 3D-Sensoren die dies auch für Objekte mit optisch schwer erfassbaren Oberflächen, z.B. transparent, spiegelnd oder tiefschwarz, ermöglichen. Die Sensoren können am Roboterarm selbst oder stationär über den zu handelnden Objekten positioniert werden.

Eine KI-Software berechnet ohne Vorkenntnisse über die Objekte eine geeignete Trajektorie für die Bewegung des Greifroboters sowie den optimalen Greifpunkt. Das System ist flexibel integrierbar in Robotik-Lösungen.

Anwendungsbeispiel – Handling optisch unkooperativer, transparenter Objekte

Für den Einsatz in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen entwickelten wir einen mobilen, autonom arbeitenden Desinfektionsroboter. Ein Handlingroboter wurde mit einer fahrerlosen Plattform verknüpft. Die gesamte Plattform bewegt sich autonom durch die Einrichtung. Mit einem hochauflösenden 3D-Sensor, der direkt am Roboterarm befestigt ist, werden spezifische Gegenstände erkannt und deren Lage im Raum bestimmt. Mit diesen Informationen kann mit der ebenfalls am Roboterarm angebrachten UV-Lichtquelle eine Desinfektion durchgeführt werden. Der Desinfektionsroboter kann autonom in Bereichen mit ansteckenden Krankheiten arbeiten, bevor Menschen diese betreten.

Anwendungsbeispiel – hochauflösender 3D-Sensor für die Erkennung spezifischer Gegenstände

In Industrieeinrichtungen werden Roboter und fahrerlose Transportsysteme schon an vielen Stellen eingesetzt. Speziell in Prüfprozessen werden Sensoren an Roboterarme integriert, um große und komplex geformte Werkstücke, wie Karosserieteile oder Gussteile, automatisiert abzuscannen. Jeder automatisierte Messablauf muss dabei spezifisch für jedes Werkstück geplant werden. Dieses Einlernen ist aufwendig und zeitraubend und wird nur für wenige Werkstücke gemacht.

Um diesen Prozess zu vereinfachen, entwickelten wir ein robotergeführtes Sensorsystem, das durch einfache Gesten interaktiv gesteuert werden kann. Die Gesten werden von einem 3D-Interaktionssensor erkannt und automatisch in Befehle für das kollaborative Robotersystem übersetzt. Der Bediener kann damit ohne Spezialkenntnisse in Echtzeit Messaufgaben erteilen. Durch diese neue Art der Mensch-Roboter-Interaktion können sich menschliche Fähigkeiten und Sensortechnik in Qualitätssicherungsprozessen ergänzen.

Steuerung der mobilen Sensorplattform mittels Zeigegeste

Mobile Sensorplattform mit genauem Messsensor am Roboterarm und einen Interaktionssensor zur Erkennung von Gesten auf der Sensorplattform

Schweißroboter fahren typischerweise entlang einer vorgegebenen Bahn und fügen Metallkomponenten zusammen. Wenn diese Bahn vorab nicht genau bekannt ist oder ein Einlernen zu aufwendig wäre, ist eine automatische Bahnberechnung erforderlich. Unsere 3D-Sensorik, die direkt neben dem Schweißkopf angebracht ist, ermöglicht die Erkennung zu verfügender Kanten. Zusätzlich ist eine Wärmebildkamera integriert, die eine direkte Überwachung und Kontrolle der Schweißnahtqualität während des Schweißprozesses erlaubt.

Erkennung zu verfügender Kanten und Schweißnahtkontrolle mittels Robotergeführter 3D-Messtechnik

Ein Vorteil von Handling-Robotern ist deren schnelle Arbeitsweise. Diese kann jedoch für Menschen in der direkten Umgebung gefährlich sein, sodass eine direkte Zusammenarbeit standardmäßig nicht möglich ist. Um dies zu ermöglichen, haben wir eine Zelle als Schutzzone entwickelt, die eine sichere Kooperation von Mensch und Roboter erlaubt. Mehrere in dieser Zone angeordnete Kameras erfassen in Echtzeit die Position der Hände des Menschen und des Roboterarms. Nähern sich diese einander bis auf einen kritischen Abstand, reduziert der Roboter seine Geschwindigkeit auf ein für den Menschen sicheres Maß.

Sensorgestützte Mensch-Maschine-Interaktion

Eine weitere Anwendung, bei der unsere Sensorik mit Roboterplattformen kombiniert wird, ist die robotergeführte Deflektometrie. Dabei ermöglichen unsere Sensoren die hochgenaue Formprüfung von Spiegeln begleitend zum Fertigungsprozess. Durch iterative Messung und Bearbeitung wird dadurch schnell die gewünschte Oberflächenform erreicht.

Erkennung von Position und Orientierung transparenter Objekte für automatisches Handling