Definition

Die Komplettlösungen zur Positionsbestimmung mit Bildverarbeitung sind kundenspezifische Bildverarbeitungsapplikationen einschließlich Engineering zur Objekterkennung, Lage- und Positionsbestimmung von Werkstücken. Sie dienen zur 2D- und 3D-Positionskorrektur sowie zur Bahnführung von Handhabungssystemen und Robotern. Kundenspezifische Bildverarbeitungslösungen werden für anspruchsvolle Anwendungen bei hoher Teilevarianz, schwierigen Beleuchtungsverhältnissen, ungünstigen Umgebungsbedingungen und für komplexe Bereitstellungssituationen realisiert. 
Die Kameras und Lasersensoren sowie die Beleuchtungen können stationär oder mobil am Handhabungssystem bzw. am Roboterarm installiert sein. 
Eine Lösung umfasst in der Regel mehrere anwendungsspezifisch ausgewählte Kameras mit Objektiven und Beleuchtungen oder Lasersensoren, einen leistungsfähigen Auswerterechner sowie die anwendungsspezifische Auswertesoftware. Dazu gehören die Applikationstechnik mit Vorversuchen, die Programmierung von Bildauswertesoftware, Bedieneroberfläche und Schnittstelle zur Robotersteuerung für die Übergabe der Korrekturwerte sowie die Montage und Inbetriebnahme.

Funktionsprinzip

Die Positionsbestimmung wird anwendungsspezifisch mit unterschiedlichen Verfahren realisiert, wobei zur berührungslosen Erfassung sowohl Kameras als auch Laserabstandssensoren eingesetzt werden können. Ziel ist, die Position der Werkstücke in XY-Richtung, deren Drehlage sowie auch deren Höhenlage in Z-Richtung zu bestimmen. 
Bei Objekten mit bekannter Größe lässt sich eine 2,5D-Positionsbestimmung durchführen, die auf dem Effekt basiert, dass Objekte abhängig vom Abstand zur Kamera unterschiedlich groß abgebildet werden. Im Rückschluss kann über die Abbildungsgröße der Abstand vom Werkstück zur Kamera ermittelt werden. 
Für eine genaue Höhenmessung wird dagegen ein 3D-Bildverarbeitungssystem benötigt, welches die Werkstücke entweder durch mehrere Kameras aus mehreren unterschiedlichen Aufnahmewinkeln betrachtet oder mit Hilfe von Laserabstandssensoren ein zweidimensionales Höhenprofil Stück für Stück erfasst. Von der Auswerteelektronik werden die einzelnen Aufnahmen anschließend zu einem 3D-Koordinaten-Datensatz verrechnet. Das berechnete Positionsergebnis wird gegebenenfalls nach einer Koordinatentransformation anschließend als Korrekturwert an die Steuerung eines Roboters oder einer Handhabungseinrichtung von Bearbeitungsmaschinen übermittelt.

Einsatzbereich

Die Komplettlösungen zur Positionsbestimmung mit Bildverarbeitung dienen zum Aufbau von Anwendungen zur Positionserkennung von Objekten für Handhabungs-, Montage- und Bearbeitungsaufgaben. Einsatzbereich ist die 2D- und 3D-Positionerkennung von ungenau bereitgestellten oder nicht geführten Werkstücken, Werkstücken oder Baugruppen mit großen Abmessungen und großen Toleranzen oder in variierenden Montagepositionen sowie die Positions- und Bahnkorrektur von Roboter- und Handhabungssystemen. Eine weitere Aufgabe ist die Bandsynchronisation von Roboter- und Handhabungssystemen zur Abnahme und Übergabe von Werkstücken von und zu kontinuierlich bewegten Fördermitteln.
Die Systeme werden in automatische Montage- oder Bearbeitungsanlagen sowie in Fertigungslinien integriert und können durch das berührungslose optische Messprinzip für ein bestimmtes Spektrum von Werkstücken flexibel einsetzbar sein. Typische Aufgaben sind z. B. die Handhabung von teilgeordnet lagenweise in Paletten oder Gitterboxen gestapelt bereitgestellten Werkstücken wie Zahnrädern, Stanzteilen und Achsbauteilen. Das Greifen von ungeordneten Bauteilen wird als "Griff in die Kiste" bezeichnet. Weitere Einsatzbereiche sind das Bauteile- oder Werkzeughandling mit Robotern in Montage- und Bearbeitungsstationen.
Anwendungen finden sich im Sondermaschinen- und Anlagenbau, im internen Betriebsmittelbau der Automobilzuliefer- und Automobilindustrie sowie in vielen anderen Branchen.