Adaptive Smartkameralösung für die flexible Automatisierung im Produktionsprozess (AdaptSmart)

Die industrielle Bildverarbeitung ist aufgrund ihrer berührungslosen und schnellen Arbeitsweise eine Schlüsseltechnologie für automatisierte Produktionsprozesse. In vielerlei Hinsicht bieten Smartkameras, d.h. optische Sensoren, die nicht nur Bilder aufnehmen, sondern diese auch selbst auswerten können, eine äußerst kompakte und vergleichsweise kostengünstige
Alternative zu klassischen PC-basierten Bildverarbeitungssystemen. So können Smartkameras durch ihre integrierte Auswerteeinheit in vielen Anwendungen aus den Bereichen Prozesskontrolle, Qualitätsüberwachung und -kontrolle, Messtechnik, Maschinen- und Robotersteuerung sowie Automatisierungs- und Handhabungstechnik komplette PC-Systeme ersetzen. Bisher haben sich 2D-Smartkameras in v.a. bei sensorbasierten Inspektionssystemen bewährt. Die 2D-Bildtechnologie stößt bei komplexen Produktionsanforderungen und Objektlageerkennungsaufgaben an ihre Grenzen und wird zukünftig auch durch intelligente 3D-Kameras erweitert werden. Trotz des enormen Nutzens dieser Technologie speziell in
kostensensitiven Prozessen wie der Massenproduktion sind am Markt verfügbare 3DSmartkameras kompliziert und nur für eine sehr eingeschränkte Auswahl von Anwendungen einsetzbar. Zukünftige Generationen von Smartkameras müssen sich durch hohe Benutzerfreundlichkeit auszeichnen und sich leicht in das Prozessumfeld einbinden lassen.
Hier setzte die Entwicklungsarbeit des Forschungsprojektes AdaptSmart an. Ziel des Projekts war die Entwicklung einer adaptiven Systemplattform für Anwendungen im Bereich Robotik, Automatisierungs- und Handhabungstechnik, die den breiten Einsatz von Smartkameras in unterschiedlichsten Industriebranchen ermöglicht.
Durch integrierte adaptive Algorithmen werden Smartkameras lernfähig und unterstützen den Anwender bei deren Verwendung. Bei der Umsetzung einer Problemstellung muss sich der Anwender dadurch nicht mehr um die Details kümmern, sondern kann sich vielmehr auf die Lösung selbst konzentrieren. So sind Sensorfamilien für Anwendungen im Bereich 2D- und 3D-Objekt- und Lageerkennung realisierbar. Durch die Integration von adaptive 2D- und 3D-Algorithmen werden Smartkameras zu intelligenten Stand-Alone Bildverarbeitungssystemen und eröffnen dieser kostengünstigen Sensortechnologie neue Anwendungsbereiche (insbesondere in der Automatisierung und Handhabungstechnik).
Weiter wurde im Projekt eine neue 3D-Kamera basierend auf einem leistungsfähigen Embedded- PC-System konzipiert und prototypisch umgesetzt. Die Anbindung von Smartkameras in roboter-basierte Produktionsprozesse wird durch standardisierte Schnittstellen vereinfacht, z.B. durch die Integration von automatischen Kalibrierverfahren. Die Leistungsfähigkeit der entwickelten Hardware- und Softwarekomponenten konnte in praxisnahen Kundenanwendungen exemplarisch demonstriert werden.

Als Projektergebnisse liege neben dem Demonstrator einer 3D-Smartkamera mit Integration von wesentlichen Verfahren der 3DBildverarbeitung leistungsfähige Algorithmen für die Objektlageerkennung mit 2D-Smartkameras vor, die sich einfach über eine intuitive Benutzerschnittstelle bedienen lassen (z.B. Einlernen vom CAD). Die Verwertung der Projektergebnisse geschieht über die etablierten Vertriebsnetze der beteiligten Projektpartner. Demnächst wird die Veröffentlichung der Projektergebnisse in einer Broschüre erfolgen und der Fachöffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Weitere Informationen sind über den Projektkoordinator erhältlich.

• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• robomotion GmbH
• SensoPart Industriesensorik GmbH
• SmartRay GmbH