Produktionsoptimierung durch Bildverarbeitung B

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1 Produktionsoptimierung durch Bildverarbeitung B Beispiele aus der Praxis Welcome Bienvenue Benvenuto VISION 2009 Willkommen Bienvenida Välkommen

2 FANUC Robotics Deutschland GmbH Überblick Wer ist FANUC und FANUC Robotics Die eigene Bildverarbeitung (Anforderungen, History, Entwicklung Das integrierte Robot-Vision (Vorteile, Aufbau, Variationen) Beispiel aus der Praxis (1) Beispiel aus der Praxis (2) Entwicklungen, Märkte und Perspektiven bei FANUC mit/durch die BV 2

3 FANUC:: die starke Muttergesellschaft Weltweit führend: #1 in CNC Technologie #1 in Roboter Technologie CNC Series 30i-A Installierte Roboter >200,000 Robots Eigene Robot Vision seit 1984 M-2000iA/1200 3

4 Das integrierte Robot-Vision Anforderungen an Robot Vision Hauptaufgabe einer Bildverarbeitung für Roboter ist das Erkennen und Findenn des Aufnahmepunktes eines Bauteiles (Position & Orientierung ) Weitere Hauptaufgabe ist das Verschieben einer Punktwolke ( ganze Progamme ), basierend auf der erkannten Bauteilposition / Umgebungsmerkmale Die Bildverarbeitung sollte eine einfache Parametrierung / Benutzung und einee robuste Erkennung aufweisen Hauptanforderung: Positionsermittlung durch Konturwiedererkennung 4

5 Das integrierte Robot-Vision: Vision: Entwicklung Der Prototyp eines intelligenten RobotSystems Die Anfänge des FANUC-Vision: Die erste Mini-Robot-Zelle bei FANUC in der Produktion 3 Leiterplatinen mit 12 MHz- Motorola Prozessor Intelligentes R-30iA Teach Pendant Steuereinheit FANUC ir Vision Vollautomatische Produktionszellen mit Intelligent-Robots Weiterentwicklung der Intelligenten-Roboter-Zellen 5

6 Das integrierte Robot-Vision: Vision: Vorteile Vorteile eines Vision geführten Roboters Wegfall externer Vorrichtungen, Fixierungen, Fixierungen Sortierautomaten und Vorpositionierungen der Werkstücke Reduzierung der Anlagenkosten Erhöhung der Produktionsflexibilität 6

7 Das integrierte Robot-Vision: Vision: Vorteile Vorteile des integrierten Bildverarbeitungssystems KEINE zusätzliche Hardware notwendig (PC, Schaltschrank,et c.) KEINE Schnittstellenentwicklung notwendig Ein Lieferant für Bildverarbeitung & Roboter Robust gegen Vibrationen, Umgebungseinflüsse, Umgebungseinflüsse et c Entwickelt für den Einsatz in rauer Umgebung Weltweiter Support 7

8 Das integrierte Robot-Vision: Vision: Aufbau Integrierte Bildverarbeitung für Roboter besteht aus: - Kamera & Linse - Kamera Kabel - Roboter Software Setup über einfache und übersichtliche Tools zum Einrichten und Bedienen Ethernet Kamera direkt mit der Roboter-CPU verbinden UIF zum Einrichten und Testen ---- FERTIG --- Readyf orvi si on 8

9 Das integrierte Robot-Vision: Vision: Variationen -> 2D / 21/2D-Vision Vision ermittelt und kompensiert X,Y,(Z),R -> 3DL-Vision ( 3DLaser ) ermittelt und kompensiert X,Y,Z,W,P,R 2DV und 3DL sowohl Roboter- als auch statisch montiert, Ein-oder Mehr-Sensorsysteme, Sensorsysteme, auch für Multi-Robot Multi Anwendungen -> 2D Visual Line Tracking für bewegende Teile und Aufnahmen/Abgaben ohne Stillstand Kamera Fest montierter 3DL Sensor Parts Palette Single-Arm System Robot montierter 3DL Sensor Kamera Roboter mit Vision Z X OP Parts Palette Workpie ce Multi-Arm System 9

10 Beispiele aus der Praxis (1) El Dulze - Spanien Industriebereich: Handling/Lebensmittel Sortierung und Verpackung von Salatköpfen ( Stück/Tag) Roboter: R-2000iB + LRMate200iB mit ir-vision Vision 2DV und Linetracking (insges. 68 Roboter) Bisheriger Ablauf: Kopfsalate, die frisch gepflückt worden sind, werden direkt in Plastik Container auf Euro-Paletten-Stapel Stapel in das Werk befördert. Manuelle Sortierstellen zur vereinzelten Zuführung der Salatköpfe zu den Schneidplätzen. Hierbei ist ein hoher Aufwand an Personaleinsatz und Hygienemaßnahmen notwendig. 10

11 Beispiele aus der Praxis (1) Einsatz des Roboters mit Bildverarbeitung: Nach automatischer Entfernung der Kunststoffkisten durch den Roboter, erfolgt über das Visionsystem die Erkennung und Vereinzelung der reihenweise zugeführten Salatköpfe. Diese werden dann zu den jeweils einzelnen Schnittstationen befördert um anschliessend wieder in die Verpackungslinie zu gehen. Vorteile: - Erhöhung der Hygiene, Vermeidung von Produktschäden - Minderung des Ausschusses (von 20% auf 5%) - höhere Flexibilität und Produktivität - Reduzierung von Personal- und Produktionskosten 11

12 Beispiele aus der Praxis (2) Schweissapplikation Industriebereich: Handling/Schweissen Roboter: 1x M16iB/R30iA mit ir-vision 2DV/3DL Bisheriger Ablauf: Die Metallteile werden manuell vom Bediener aus Kisten entnommen und in einer Station eingelegt. Die zusammengefügten Teile werden dann einem Schweissroboter zugeführt, welcher die Teile miteinander verschweisst. 12

13 Beispiele aus der Praxis (2) Einsatz des Roboters mit Bildverarbeitung: Unsortierte Zuführung der Bauteile in einer Kiste. Erkennung der einzelnen Bauteile in den Kisten durch das Visionsystem und Vereinzelung, sowie das anschliessende Zusammenfügen der Teile. Vorteile: - Reduzierung von Taktzeiten - höhere Flexibilität und Produktivität - gleichbleibende verbesserte Qualität - geringere Rüstzeiten - Reduzierung von Verletzungen 13

14 Das integrierte Robot-Vision: Vision: Bereiche Schutzgasschweißen Handhabung Schneiden, Polieren Maschinen Be- / Entladung Entgraten Schleifen Picken, Palletieren, Packen Bestücken Punktschweißen Lackieren, Kleben, Siegeln 14

15 Das integrierte Robot-Vision Vision Roboguide-Simulation tetiges Ziel bei der Entwicklung: Einfaches Bedienen und Handhaben von Automatisierung Virtual camera 3D CAD Data ( iges-format ) Import Variable und einfache Systemkonfiguration Virtual Camera View Verringerung der Produktions- und Investitionskosten FANUC-CNC Servo hand Runtime Monitor 2D Kamera 3D Vision Sensor Sensor Sensor Task 1 Task 2 Work Area 1 FANUC Roboter CNC Pick Robot 1 FANUC Work Pick Robot 3 Area 5 Drop Drop Outfeed Sensor Work Work Conveyor 1 Task 3 Area 3 Area 7 Line 3 Roboter Work Pick Robot 2 Area 2 Robot 4 Drop Outfeed Sensor Work Work Conveyor 2 Task 4 Area 4 Area 8 Line 4 Line 1 Werkstücke Pick Area 6 Drop Spannwerkzeug Linearachse Work Line 2 15

16 Das integrierte Robot-Vision: Vision: Neues Neue Produkte Neue Neue Märkte: stetige Entwicklung der Produkte mit dem Ziel: - Stärkung des Unternehmens - Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten - Sicherheit für die Kunden beim Einsatz der Produkte M-1iA 2D Bar Code Applikationen Software und Tools Anwendungen und Robotertypen 16

17 Das integrierte Robot-Vision Vision Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 17