Definition und Herausforderung:
Bin Picking ist eine anspruchsvolle robotergestützte Anwendung, bei der ein Industrieroboter ungeordnet (zufällig orientierte) Teile aus einem Behälter (Bin) oder Kasten greift und diese anschließend an einer bestimmten Stelle (z.B. einer Maschine, einer Montagelinie) abgelegt oder korrekt positioniert.
Die Hauptschwierigkeit des Bin Picking liegt in der chaotischen Anordnung der Teile im Behälter. Die Teile können sich überlappen, verdecken sich gegenseitig oder in ungewöhnlichen Orientierungen liegen. Der Roboter muss jedes Teil einzeln lokalisieren, seine genaue 3D-Position und Orientierung bestimmen und einen kollisionsfreien Greifpunkt finden, ohne andere Teile oder den Behälter zu berühren.
Technologie und Funktionsweise:
Bin Picking wird durch den Einsatz von 3D-Bildverarbeitung (3D-Vision) und speziellen Software-Algorithmen ermöglicht:
- 3D-Erfassung: Ein 3D-Kamerasystem (z.B. mit Laser-Triangulation, strukturiertem Licht oder Time-of-Flight) erfasst eine Punktwolke der im Behälter liegenden Teile.
- Teilelokalisierung: Spezialisierte Software analysiert die 3D-Punktwolke, um einzelne Teile zu erkennen, ihre 3D-Position und -Orientierung zu berechnen und mögliche Greifpunkte zu identifizieren.
- Kollisionsprüfung: Die Software prüft, ob der Roboter den erkannten Greifpunkt kollisionsfrei erreichen kann, ohne mit dem Behälter, anderen Teilen oder der Umgebung zu kollidieren.
- Greifpunkt-Auswahl: Der optimale Greifpunkt wird ausgewählt und an die Robotersteuerung übergeben.
- Roboterbewegung und Greifen: Der Roboter fährt die berechnete Bahn an, greift das Teil und platziert es an der Zielposition.
Vorteile und Anwendungsbereiche:
Bin Picking ist eine Schlüsseltechnologie für die flexible und autonome Fertigung und bietet zahlreiche Vorteile:
- Automatisierung chaotischer Prozesse: Ermöglicht die Automatisierung von Materialbereitstellungsprozessen, die zuvor manuell und monoton waren.
- Flexibilität: Anpassung an unterschiedliche Teile oder Behälter ohne aufwendige mechanische Umrüstungen.
- Kosteneinsparungen: Reduzierung manueller Arbeit und Steigerung der Effizienz.
- Ergonomie: Entlastung der Mitarbeiter von körperlich anstrengenden oder monotonen Aufgaben.
Bin Picking ist besonders in der Automobilindustrie (z.B. für die Bereitstellung von Getriebeteilen), im Maschinenbau und in der Logistik verbreitet, wo es zur automatisierten Zuführung von Bauteilen in Montage- oder Bearbeitungsprozesse eingesetzt wird.
→ Siehe auch: Bildverarbeitung (Machine Vision), Roboter, Kollisionsvermeidung, 3D-Vision, Greifer
