3D-Sensorik für die Produktionsoptimierung LEADING INNOVATIONS. Linz, DI(FH) Helmut Nöhmayer
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- Claus Beltz
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1 3D-Sensorik für die Produktionsoptimierung Linz, LEADING INNOVATIONS DI(FH) Helmut Nöhmayer
2 Unser Profil Österreichs Nr. 1 in der angewandten Produktionsforschung Multidisziplinäres Team mit 91 Mitarbeiter/innen Standorte in Steyr und Wien 8.5 Mio. EUR Umsatz (2013) Seit 1995 über (inter-)nationale Projekte für Industrie (970) und Forschung (272)
3 Unsere Partner Globales Forschungsnetzwerk Mehr als 400 Firmen aus der produzierenden Industrie: 50% Maschinen- und Anlagenbau, 25% Automotive, 25% Sonstige Viele langjährige Kooperationen und viele weitere
4 Schwerpunkte im Überblick Robotik und Assistive Systeme Industrielle Bildverarbeitung zur Qualitätssicherung und Prozessregelung Funktionelle Oberflächen und Nanostrukturen Simulation und Optimierung Seite 5
5 3D-Sensorik für die Produktionsoptimierung Sensoren Typenübersicht Anforderungen Ist-Situation Bedarf an 3D Sensorik Robuste Geometrieerfassung zur Objekterkennung, Objektlokalisierung und Inspektion Echtzeit 3D-Modellierung für z.b. Anlagenmodellierung, Anlagenüberwachung, Retrofit usw. Anwendungsbeispiele Griff in die Kiste - Flexibilisierung durch Einsparung von Sondervorrichtungen (Greifer, Leeren usw.) Roboterassistenz Interaktive Bedienerführung
6 3D- Sensortypen für die Industrie (Auszug) Sensoren / Kameras (TOL, IR-Projektion, Streifenlicht, Stereometrie, Structured Light usw. ) Structured Light Stereo-System Laserprofiling Kamera / Scanner Time of Light 3D Time of Light Scanner 2D Streifenlichtprojektoren
7 3D-Sensorik für die Produktionsoptimierung Industrielle Anforderungen Hohe Aufnahmegeschwindigkeiten Hohe Auflösungen Kleine Baugrößen Quelle: IDS Imaging Development Systems GmbH Günstiger Preis Störungsunempfindlichkeit Überschaubaubare Komplexität in der Integration (wenig Zusatzgeräte) Statischer Einbau Keine aufwendige Kalibrierung und rasche Inbetriebnahme Erkennung von Merkmalen auf Bauteilvarianten die bisher nur mit sehr vielen einfachen Sensoren gelöst werden können.
8 3D-Sensorik für die Produktionsoptimierung Ist Stand / Trends: Low-Cost-Kameras sind auf dem Vormarsch TOF Systeme sind zwar preisgünstig haben eingeschränkte Auflösung und damit aktuell ein begrenztes Einsatzspektrum Streifenlichtprojektoren erweitern die Leistungsfähigkeiten im High End Bereich in Richtung 3D-Prüfung 3D-Profiling-System kommen ohne externe Scannerachsen aus
9 3D-Sensorik für die Produktionsoptimierung Sensortypen Typenübersicht Anforderungen Ist-Situation Bedarf an 3D Sensorik Robuste 2D/3D-Bildverarbeitung zur Geometrie.- und Positionserfassung zur Qualitätskontrolle und Handhabung Echtzeit 3D-Modellierung für z.b. Anlagenmodellierung, Anlagenüberwachung, Retrofit usw. Anwendungsbeispiele Griff in die Kiste - Flexibilisierung durch Einsparung von Sondervorrichtungen (Greifer, Leeren usw.) Roboterassistenz Interaktive Bedienerführung
10 Bedarf an 3D Sensorik (Auszug) Erkennung der Lage von Objekten in allen 3 Raumachsen Kollisionskonturen Anwesenheit und Lage von Bauteilen Positionierung / Führung von Robotersystemen Identifikation von Teilen in Teileansammlungen Position von Bauteile sind aufgrund von Oberflächenbeschaffenheit oder Einbauzustand mit 2D nicht eindeutig erfassbar sind Teile mit wenig Kontrast (z.b. schwarzer Kunststoff) Montagesituation von Baugruppen mit variierender Position Erfassung der Bauteilgeometrie für nachfolgende Planungs.- und Fertigungsprozesse Reverse Engineering zum Geometrieabgleich mit Sollwerten Erfassung von Einbauräumen für Konstruktion und Planung
11 Bedarf an 3D Sensorik Erkennung der Lage von Objekten in allen 3 Raumachsen
12 Erkennung der Lage von Objekten in allen 3 Raumachsen Lage-Erkennung (1 CAD Modelle) Objekt-Erkennung (n CAD Modelle) Objekt-Klassifikation (Online) 3D Vermessung 2D/3D Bildverarbeitung: Szenen-Interpretation Sensordaten (Online) Lage-Erkennung CAD CAM Transformation (Offline) Datenaufbereitung (Offline) Bewertung
13 CANDELOR Robuste Objektlageerkennung
14 CANDELOR Lokalisierung mehrere Objekte
15 Bedarf an 3D Sensorik (Auszug) Inspektionsaufgaben: Bestimmung des 3D-Verbauzustand auf schwierigen Oberflächen und variierender Bauteilposition
16 Bedarf an 3D Sensorik (Auszug) Erfassung der Bauteilgeometrie für nachfolgende Planungs.- und Fertigungsprozesse Reverse Engineering zum Geometrieabgleich mit Sollwerten Erfassung von Bauteilgeometrien für Konstruktion und Planung Quelle: Ipo.plan GmbH Profactor GmbH
17 Bedarf an 3D Sensorik (Auszug) ReconstructMe - Einfache, mobile Echtzeit-3D-Rekonstruktion und Objekterkennung mit mobilem Handscanner Vielfach sind 3D-Modelle nicht vorhanden oder nicht verfügbar Low-Cost 3D-Kamera als Sensor (Microsoft Kinect, Asus Xtion Pro) Export in gängige 3D-Formate Youtube: Object recognition video Homepage: reconstructme.net/
18 3D-Sensorik für die Produktionsoptimierung Sensortypen Typenübersicht Anforderungen Ist-Situation Bedarf an 3D Sensorik Robuste 2D/3D-Bildverarbeitung zur Geometrieerfassung in der Qualitätskontrolle Echtzeit 3D-Modellierung für z.b. Anlagenmodellierung, Anlagenüberwachung, Retrofit usw. Anwendungsbeispiele Griff in die Kiste - Flexibilisierung durch Einsparung von Sondervorrichtungen (Greifer, Leeren usw.) Gestensteuerung Inspektionsrobotik Interaktive Bedienerführung
19 Anwendungsbeispiele - Griff in die Kiste Sensordaten als Basis für kollisionsfreie Bahnplanung
20 Anwendungsbeispiele - Griff in die Kiste Greifen von Rohrhülsen Doppelarmroboter Motoman SDA 20
21 Anwendungsbeispiele - Gestensteuerung Erkennung der Körperbewegungen Nutzung für Steuerungsaufgaben Quelle: Youtube Gestensteuerung mit Industrieroboter Gesteninterpretation
22 Anwendungsbeispiele - Roboterassistenz Locobot Low Cost Robot-Co-Worker Assistenzsystem zur Montage Unterstützung in der Fahrzeugmontage Heben schwerer Lasten durch den Roboter Führen zur Position durch den Menschen Roboter und Mensch montieren gemeinsam Roboter agiert teilautonom und mobil 3D - Technologien Bauteillageerkennung Bediener Überwachung und Assistenz Intuitive Bedienung mit Gesten und Sprache Navigation zum Einsatzort Quelle: Locobot.,Profactor
23 Anwendungsbeispiele - Roboterassistenz Robotischer Prüfassistent Prüfung des Verbauzustands in 3D Flexibles, mobiles Prüfsystem für 3D-Verbauzustände Kompakte, modulare Bauform Roboter trägt 3D-Kamera Streifenlicht Kamera mit Blaulicht (keine Einhausung nötig) Prüfgenauigkeit < 0,8 mm Extrem kurze Umrüstzeiten < 15 min und einfache Bedienung Schnelles Hinzufügen neuer Prüfpunkte Profactor GmbH Technologien Robotersystem mit Play-Back Programmierung Intuitive Prozess-Programmierung Robuste 3D-Bildverarbeitung zur Inspektion Profactor GmbH
24 Anwendungsbeispiele - Montageassistenz Projekt ShowMe Ergonomische WerkerInnenführung in der Montage Effizientere Montage bei neuen, komplexen Montageprozessen Günstige 3D-Sensorik für die Zustandserfassung Echtzeit Objektlageerkennung zum Erkennen der Benutzereingaben durch Verfolgung der Hände Dokumentation von Montagevorgängen und Verbausequenzen Profactor GmbH
25 Verbindung von realen mit virtuellen Prozessdaten Szeneninterpretation 3D-Kameras + Projektoren Profactor GmbH Quelle: Profactor GmbH
26 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! PROFACTOR GmbH Im Stadtgut A2 A-4407 Steyr /Austria DI (FH) Helmut Nöhmayer Ltg. Robotik Team DI Dr. Andreas Pichler Geschäftsführung
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