Roboterführung mit industrieller Bildverarbeitung:Komplette Produktpalette aus einer Hand

Robot VisionDie Automation der Automation.

Robot Vis ion

a t i t s B e s t

The World of Robot Vision

Die optimale Lösung für jede Anforderung

Die Anforderungen an Robot Vision Systeme beginnen mitdem zweidimensionalen Erkennen von Translation und Rota -tion eines Bauteils auf einem Förderband, gehen über denGriff in die Kiste hin zur Erkennung aller 6 Freiheitsgrade derPosition eines Bauteils im Raum und in der Bewegung.

Applikationen 2D Robot Vision:

• Pressenbe- und Pressenentladung

• Be- und Entladung von Bearbeitungsmaschinen

• Sortieren vom Band

• Beladen und Entladen von Gitterboxen

• Befüllen von Fässern

• Kommissionieren von Paletten und Gebinden

• Steuerung von Schleif- und Fräsrobotern

• Führen von Filettiermaschinen

• Steuerung von Beschriftungs- und Markiersystemen

• Steuerung von Verpackungsmaschinen

• Positionierung von Pick & Place Systemen

• Steuerung von Beflammrobotern

• Führen von Schlachtrobotern

• Steuerung von Nietrobotern

• Führen von Erntemaschinen

Die optimale Lösung für jede Branche

Basierend auf dem kompletten Portfolio an Technologien, Sys -temen, Produkten und Komponenten, sowie der Projekterfah -rung aus unterschiedlichen Branchen erweitern wir unser Port -folio beständig um auch die branchenspezifischen Anforde -run gen unserer Kunden umsetzen zu können.

Anwendungen 3D Robot Vision:

• Steuerung von Lackierrobotern

• Montage von Scheiben, Dächern, Frontmodulen, Cockpits, ....

• Steuerung von Naht- und Dichtmittelauftrag

• Steuerung von Ladekränen

• Be- und Entladen von Racks

• Be- und Entladen von KTLs

• Tankbefüllung am stehenden und bewegten Fahrzeug

• Radmontage am stehenden und bewegten Fahrzeug

• Nahtführung in Schweiß-, Klebe- und Dichtprozessen

• Steuerung von Laser-Schneid-Robotern

• Räumliche Kollisionsüberwachung

• Steuerung von Stanzprozessen

• Gepäckbeladung- und –entladung

• Führen von Melk- und Scherrobotern

• Steuerung von Erntemaschinen

ISRA Robot Vision

Spitzentechnologie für die AutomatisierungDie industrielle Bildverarbeitung verleiht den Robotern intelli-gente Augen. Mit Hilfe dieser Augen können Roboter die Posi -tion von Werkstücken im Raum erkennen und ihre Arbeits -schritte darauf ausrichten. Unser Anspruch als Marktführer ist es, von einfachenPick&Place-Applikatio nen bis hin zu komplexen 3D-AufgabenSysteme für die Auto mation der Automation zu designen undwirtschaftlich umzusetzen. Unser Technologie - Know-How,unsere Erfahrung und unsere innovativen Komponenten unter-stützen die wirtschaftliche Produktion unserer Kunden weltweit.

Kernkompetenz von Anfang anSeit der Unternehmensgründung 1985 gehört die Technologieder Roboterführung zu ISRAs Kernkompetenzen. Mit innovati-ven Entwicklungen setzen wir immer wieder neue Akzente imweltweiten Markt. Das nicht zuletzt wegen der langjährigenKnow-How-Kombination in Robotik und Machine Vision. Der Industrieroboter ist heute ein entscheidender Wirtschaft -lichkeitsfaktor in der industriellen Automatisierung. Mit RobotVision steigen die Einsatzmöglichkeiten dieser Automatisie -rungskomponente exponentiell.

Innovationskraft für KundennutzenISRA VISION ist mit gezielter Know-How-Entwicklung vonjeher bestrebt, dem Markt regelmäßig neue Verfahren undApplikationen anzubieten und damit einen Beitrag zur wirt-schaftlichen Produktion zu leisten. Dafür investieren wir regel-mäßig einen hohen Prozentsatz unseres Umsatzes in die For -schung & Entwicklung. Die Spezialisten des ISRA-R&D-Teamsgreifen bei der Entwicklung hochkomplexer Robot Vision-Sys -teme auf das spezifische Know-How aus den Bereichen Optik,Hard- und Software-Entwicklung, Beleuchtungstechnik, Engi -neering, Numerik, Algorithmik, Feinmechanik und Sensorbauzurück. Dabei arbeitet das Team applikationsnah und in engerAbstimmung mit unseren Kunden.

Robot Vision Basics, von der Technologie zum SystemBildverarbeitung zur Roboterführung stellt dem Roboter oderHandlingsystem die Information zur Verfügung, wo sich dasBauteil im Raum befindet, das bearbeitet oder bewegt werdensoll. Damit ist es möglich, Handling-, Montage- und Bearbei -tungs prozesse zu automatisieren ohne die Bauteile exakt posi-tionieren und fixieren zu müssen. Dies spart in der Produktionwertvolle Taktzeit und reduziert die Kosten erheblich.

Folgende Technologien spielen bei der Roboterführung zusammen• Kontrastierung aller relevanten optischen Merkmale des

Bauteils durch applikationsoptimale Beleuchtungs- und Bildaufnahmetechnik

• Schnelle und hochgenaue Positionsbestimmung von Punkten, Merkmalen oder Körpern in der Ebene oder im Raum durch robuste Algorithmik

• Koordinatentransformationen zwischen den Koordinatensystemen der Kamera, des Roboters, des Bau -teils und der Zelle sowie Kalibrierung des gesamten Systems

• Zeiteffiziente und übertragungsfehlerresistente Kommunikation zwischen Bildverarbeitung und Roboter überunterschiedliche Schnittstellen und Protokolle

• Integration von zusätzlichen Verfahren zur Qualitätsmessung und –prüfung mit Dokumentation aller relevanten Ergebnisse

• Klare Strukturierung der Software und übersichtliche Benutzerführung um dem Anwender auch komplexe Technologie in einfacher Weise zur Verfügung zu stellen

Das gesamte Equipment aus einer HandRobot Vision Systeme sind ein integraler Bestandteil der Pro -duktionstechnik. Ohne ein einwandfrei funktionierendes Sys -tem steht der Prozess. Die Anforderungen an die Verfügbarkeitdieser Systeme sind entsprechend hoch. Hohe Verfügbarkeit,geringe Wartungsanforderungen und robuste Mess- und Prü fergebnisse werden bei ISRA Systemen auch dadurchgewähr leistet, dass alle Kernkomponenten des Systems auseiner Hand kommen.

Robot Vision Kernkomponenten• Leistungsstarke Frame Grabber aus eigener Entwicklung,

hardwareunterstützte schnelle Bearbeitung durch integrierte FPGAs

• Applikationsoptimale Sensorik von der robotertauglichen Miniaturkamera über Stereosensoren und 3D Form MatchingSensoren bis hin zu Sensoren für die Kombination aus Roboterführung und Qualitätsinspektion

• Applikations-Know How in den Gesamt-Prozessen, umge-setzt in leistungsfähige, robuste und komfortable Software mit den Bestandteilen: Kalibrierung, Messen, Prüfen, Kommunikation, Datenarchivierung und Anwender-Support

Robot Vision Sensor Innovationen

Roboterführung und Messtechnik - kombiniert

Die Familie der Robot Guidance Sensoren (RGS) ist als2D/3D Positions- und Koordinatenmesssystemsowohl ortsfest als auch mobil am Roboter undin der Bewegung einsetzbar. Für sehr komplexeAuf gaben können viele Sensoren zu einemMul tisen sor system zusammengeführt werden.Alle Sen soren sind intern kalibriert und tempe-raturkompensiert. Die Sensoren werden einge-setzt für die 3D Roboter- und Nahtführung, fürMontageaufgaben, für den Best Fit – Ein bau,sowie integrierte Quali tätsmessungen bis hin zuInline-Messungen.

Kompakt – Robust - Wirtschaftlich

Kameras und Beleuchtungskörper am Roboter oderim Greifer integriert sind starken Bean spru -chungen ausgesetzt. Die Komponenten müssenbauklein, schnell zu montieren und reproduzier-bar zu wechseln sein sowie hohen Beschleu -nigungen und starken Vibrationen stand halten.Im Kamera bereich setzt ISRA auf bewährteStandardkomponenten integriert in eigenen ro -botertauglichen Gehäusen. LED-Beleuch tungs -module werden im eigenen Hau se entwickeltund produziert, um in jeder Applikation die opti-male Kon trastierung zu erzielen.

Zwei Augen für die dreidimensionale Welt

Das räumliche Sehen mit Stereosensorenarbeitet nach dem gleichen Prinzip wie dasmenschliche Auge. ISRAs LOCMES (LocationMeasurement Sen sor) bestimmt aus zwei Ka -merabildern die 3D-Koordinate eines Punktesim Raum. LOCMES erfasst Objekte, die sichdurch markante Punkte, Ecken, Linien oderpolynomähnliche Bahnkonturen beschreibenlassen. Zur eindeutigen Vermessung auf Flä -chen werden zusätzlich Streifenlichtpro jek toreneingesetzt. Für große Werkstücke oder höhereGenauigkeiten sind mehrere LOCMES Sen -soren im Verbund integriert.

3D-Multifunktionssensor: Führung und Kontrolle

3D-Lage- und Positionsbestimmung von Bau -teilen und gleichzeitig vollautomatisch währenddes Auftragsprozes ses die Prüfung von Kleb -stoff- und Dichtmittelauftrag vornehmen? Mit EASI3D sind die Funktionalitäten für beideAufgaben in einem Sensorkopf integriert. Damitist es möglich den gesamten Prozess des voll-automatischen Klebens und Dichtens mit nureinem Sensor zu steuern und zu kontrollieren.

RGS Features:• 3D Form Matching• LED-Projektionstechnik• Integrierte LED-Flächenbeleuchtung, schalt-

und regelbar• stationärer und mobiler Einsatz• komplette Sensorfamilie für unterschiedliche

Arbeitsabstände

Roboterkamera Features:• Kompakter Aufbau• Schnelle Montage, schneller Wechsel• Miniaturisierte robuste Gehäuse• Eigene Power-LED-Beleuchtungskörper

Stereosensor Features:• Stereosensor mit integrierter

Streifenprojektion• Frei konfigurierbare Sensoranordnung • Stationärer und mobiler Einsatz• Ein Sensor für unterschiedliche

Arbeitsabstände

EASI3D Features:• 3D-Positionsbestimmung über Stereometrie • Integrierter Streifenlichtprojektor• 360°-Erfassung des Auftragsbereiches

um die Düse• Klebstoff- und Dichtmittelkontrolle in der

Bewegung während des Auftrags ohne Umorientierung des Sensors in Kurven

ISRA Robot Vision

2D Positionserkennung und Identifikation in der Ebene

Das 2D Robot Vision System ist das Standard -sys tem zur Identifikation und Lageerkennung. Esliefert Informationen über Position, Drehlage undBauteil typ, die in einer definierten Ebene ange-ordnet sind. Das System zeichnet sich durchextreme Schnellig keit aus. Die subpixelgenaueKonturextraktion liefert höchste Präzisi on auchbei schwankenden Merk ma len. Anwen dung fin-det das System beim De palet tieren vom laufen-den Band, beim (sortierendem) Griff auf dasBand, bei Maschinenbe- und -entladung u.v.a.m.

2 1/2D Positions- und Lageerkennung

Das 2 1/2D Robot Vision System liefert zusätz-lich zur Position und Drehlage auch die Infor ma -tion über die Höhenlage des Objektes. Dabei macht es sich die einstellbare Skalierungzu nutze. Aufgabenstellungen wie das De-Palet -tieren oder das automatische Ent laden vonGitterboxen können damit durch den schlankenSystemaufbau wirtschaftlich gelöst werden.Ein Abräumschema und die Greifbarkeits prü -fung können vorgegeben werden.

3D Photogrammetrie

Das System verknüpft die Informa tionen mehrererKameras photogrammetrisch zu einer präzisenLageerkennung von Objekten im Raum. Dabeiwerden Abweichungen von einer vorgegebenenSolllage in allen sechs Frei heits graden hochge-nau berechnet und insbesondere Roboter zurBearbeitung großformatiger Bauteile gesteuert,wie z.B. die Roboter in Auto mobil-Lackierstraßen.

Mit einer Kamera dreidimensional sehen

MONO3D ist die wirtschaftliche Alternative zuVer fahren und Anlagen der 3D-Vermessung mitzwei oder mehr Kameras. Mit einer Kamera undeinem aufgenommenen Bild lassen sich aus nurdrei Merkmalen alle sechs Freiheitsgrade (Po -sition und Orientierung) eines dreidimensionalenObjekts ge nau bestimmen, z.B. für das Entsta -peln von Bau teilen aus Ladungsträgern.

Features 2D und 2 1/2D Robot Vision System:• Subpixelgenauigkeit• Konturbasierte Erkennung• Skalierungsunabhängig• Integrierte Greifbarkeitsprüfung• Robust gegenüber Kontrastschwankungen,

Größenschwankungen, Verdrehung und Verzerrung

Features MONO3D:• Geringer Hardwareeinsatz• Hohe Flexibilität• Hohe Wirtschaftlichkeit• Schnelle Integration• Positionsbestimmung auch

in der Bewegung

Features Photogrammetrie:• Hohe Genauigkeit auch bei großen

Bauteilen• Beliebige Kameraanordnungen• Geringer Justieraufwand• Farbunabhängig • Kurze Messzeit

2D Robot Vision

2 1/2D Robot Vision

3D Robot Vision Photogrammetrie

Monokulares 3D Robot Vision

The Art of Robot Vision

3D Stereomesstechnik

Die 3D-Stereomesstechnik wird überall dort ein-gesetzt, wo Qualität und Effizienz von hochauto-matisierten Roboter- und Handlingsystemendurch schnelle und präzise Positionsbestim -mung gesteigert werden kann, z.B. in Montage -prozessen von Scheiben, Dächern, Cockpits....Die Systeme arbeiten stationär und mobil undkönnen je nach Anforderungen beliebig vieleStereosensoren im Verbund steuern.

3D Form Matching – Roboterführung & In-Line Messtechnik

Der Einsatz der Mehrlinien-Projektionssensorenmit integrierter Flächenbeleuchtung ermöglichtdie Kombination aus 2D/3D-Roboterführungund 2D/3D-Inline-Messtechnik. Die hohe Re -dundanz der Messlinien gewährleistet robusteund hochgenaue Messergebnisse. Die Systemearbeiten stationär und mobil. Montageprozessemit gleichzeitiger Koordinatenmesstechnik zurQualitätskontrolle werden mit diesen Systemenautomatisiert.

Visual Servo und Nahtführung

Mit Visual Servoing bezeichnet man die Con -veyorsynchronisation des Roboters über das3D-Visionsystem. Bearbeitungs- und Montage -prozesse während der Bauteilförderung werdendadurch ermöglicht, so z.B. die Radmontageund die Tankbefüllung am bewegten Fahrzeug.Bei der Nahtführung wird der Roboter exakt ent-lang einer Bauteilgeometrie bewegt werden., z.B.für das exakte Abdichten von Nähten mitschwankendem Verlauf.

Lernende Roboterführung

AURA (Adapted Uncalibrated Robot Automation)ist eine neue Methode für die 3D Roboter -führung. Das Verfahren zeichnet sich durch seinautomatisches Lernen an verschiedenen Robo -terpositionen aus. Eine Kalibrierung von Kame -ras ist nicht notwendig.

Features Stereomesstechnik:• Skalierbare Messvolumen und Messabstände

bei gleicher Sensorik• Merkmals- und Flächenantastung• Hohe Messabstände

Features Visual Servo und Nahtführung:• 3D Inline-Tracking• Optische Conveyor-Synchronisation• Adaptive Bahnkorrektur

im laufenden Prozess

Features AURA:• Lernendes System• Einfaches und schnelles Set-up• Anpassungsfähig an verschiedene

Bildmerkmale und Formen• Keine Kalibrierkörper

Features 3D Form Matching:• Hohe Messgenauigkeit• Gleichzeitige Erfassung von Position

und Koordinaten• Sehr kurzer Messtakt• Multi-Sensorsystem und

Multi-Taskingsytem

3D Stereosystem

3D Form Matching

Visual Servo

AURA

Robot Vision Brainware

Robot Vision Software – Codiertes Applikations-Know How

Die Erfahrung aus hunderten von Robot Vision Projektenweltweit und in unterschiedlichsten Anwenderbranchenmanifes tiert sich in der Software unserer Systeme. Das istes, was wir bei ISRA als Brainware bezeichnen.

Kalibrierung

Die Systeme stellen alle klassischen und einige innovativeKalibriermethoden zur Verfügung. Je nach Applikation undUmgebungsbedingungen kann gewählt werden zwischender vollautomatischen Kalibrierung an festen oder beweg-ten Kalibriertafeln, kalibriertafelfreier Kalibrierung oderunkalibriertem lernendem Betrieb.

Positionsbestimmung

Zur Erkennung der Merkmale für die Bauteilpositionsbe -stim mung werden kontrastorientierte, merkmalsorientierte,konturorientierte oder projektionsorientierte Algorithmeneingesetzt. Photogrammetrische, Stereobasierte und 3D FormMatching basierte Berechnungen aller 6 Freiheitsgrade der Robote r positio nierung stehen zur Verfügung.

Sicherheit

Die Vielzahl der eingesetzten Verfahren gewährleisten einehohe Erkennungssicherheit. Alle diese Verfahren arbeitenredundant, bieten automatische Alter nativstrategien underlauben für den Notfall manuelle Korrek turen. JedeMessung wird einer Qualitätsprüfung und einer Plausibili -tätsprüfung unterzogen, bevor sie zur Steuerung desRoboters verwendet wird. Alle Ergebnisse werden doku-mentiert und archiviert.

Hohe Übersichtlichkeit:• Strukturiertes ergonomisches Layout• Oberfläche für den Benutzer flexibel anpassbar• Kontextsensitive übersichtliche Benutzerführung• Bildorientierte Übersichtsanzeige mit der Darstellung

aller produktionsrelevanten Daten am aktuellenBauteil

• Verständliche anwenderorientierte Nomenklatur

Direkte Diagnose:• Anzeige des Systemstatus durch farbige

Ampel-Signalisierung• Ausführlicher Loggingbereich• Übersichtsbild mit grafischer Visualisierung

aller Messmerkmale und deren Status

Hohe Flexibilität:• Schnelles Teach-In • Punkt-, Kanten- und Flächenantastung• Automatische Selbstkontrolle• Automatische und

manuelle Kompensationsstrategien

Innovations for Robot Automation

Automatisierung auf höchstem Niveau

ISRA VISION ist seit mehr als 20 Jahren ein führender Anbietervon hochleistungsfähiger Qualitätsinspektion, Roboterführung undFertigungslogistik. Unsere Systeme werden weltweit in der Auto -mo bilindustrie, Automobilzulieferindustrie, Verpackung, Aero -space, Nahrungs- und Genussmittelindustrie, Logistik, Maschinen-und Anlagenbau, Robotertechnik und vielen anderen mehr ein -ge setzt.

Dabei ist es unser Ziel, ein lückenloses Portfolio für alle Anfor de -rungen mit Standardlösungen für die komplette Prozessketteanzubieten. Tausende erfolgreich installierter Anlagen weltweitbestätigen ISRAs Erfahrung und technologische Kompetenz aufdem Feld der industriellen Bildverarbeitung.

Die Vorteile im Blickfeld

Kunden bevorzugen ISRA aus folgenden Gründen:• Unsere Entwicklung ist konsequent auf die Anforderungen

unserer Kunden ausgerichtet.• Wir investieren konsequent in unser eigenes Know-how in allen

Kernbereichen der industriellen Bildverarbeitung.• In unserem Unternehmen endet die Kundenbeziehung nicht mit

der Auslieferung eines neuen Produktes.• Das Customer Support Center mit Angeboten wie

Telefon-Hotline, Tele-Service, Vor-Ort Service oder Wartung unterstützt Sie optimal beim Einsatz Ihrer Systeme und Anlagenund hilft die Produktivität zu steigern.

• An unseren Standorten in Europa, Nordamerika und Asienengagieren sich mehr als 300 Mitarbeiter für Ihren Erfolg.

The More You See...www.isravision.comOptimieren Sie Ihren ROI – mit dem Branchenführer ISRA

Taiwan (R.O.C.)Tel. : +886 (3) 2500-148Fax: +886 (3) 2500-149

ISRA VISIONDeutschlandTel. : +49 (6151) 948-0 Fax: +49 (6151) 984-140

SpanienTel. : +34 (93) 589 71 79 Fax: +34 (93) 589 71 79

USATel. : +1 (517) 887-8878Fax: +1 (517) 887-8444

KoreaTel. : +82 (2) 790-1326Fax: +82 (2) 790-1329

JapanTel. : +81 (3) 3253-5771Fax: +81 (3) 3253-5772

ItalienTel. : +39 (0464) 490 603Fax: +39 (0464) 498 875

FrankreichTel. : +33 (4) 7211 4067Fax: +33 (4) 7211 4068

P.R. China Tel. : +86 (21) 6891 6286-0Fax: +86 (21) 6891 6286-888

UKTel. : +44 (1322) 520410Fax: +44 (1322) 559419

BelgienTel. : +32 (2) 6523-866Fax: +32 (2) 6523-728

TürkeiTel. : +90 (216) 688 1015Fax: +90 (216) 688 1016

BrasilienTel. : +55 (11) 3476-1132Fax: +55 (11) 3476-1132

IndienTel.: +91 (20) 4100 83-00Fax: +91 (20) 4100 83-01

IrlandTel. : +353 (61) 748411Fax: +49 (6151) 984-140