Dreidimensionales Auge für die automatische Kommissionierung

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FORTNA Germany GmbH

KNAPP AG

Infios GmbH

Magazino GmbH

IDS Imaging Development Systems GmbH

Im Kommissionierautomaten von Magazino wird die Stereokamera an eine zentrale Position vergleichsweise nah über der zu entleerenden Großhandelskiste gefahren, von wo aus sie den Kisteninhalt erfasst. Die Möglichkeit, das Blickfeld der Ensenso an die Anwendung (Abstand zur Kiste, Kistengröße) anzupassen – bei einem möglichst geringen Mindestabstand – war ein wesentliches Entscheidungskriterium für Magazino. „Der Automat soll insgesamt ja so kompakt wie möglich sein. Die komplette Einlagerung ist unter einem Tisch mit einer Arbeitshöhe von 1,1 m installiert. Die Großhandelskiste hat eine Höhe von etwa 20 cm, aus der wir auch Packungen mit einer Höhe von bis zu 15 cm greifen wollen. Dadurch kann kein klassisches Achssystem eingesetzt werden“, so Engelhard. „Die Ensenso wird mit verschiedenen Brennweiten angeboten, sodass wir ein für unsere Anwendung ideales Modell auswählen konnten.“

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Aus der von der 3D-Kamera gelieferten Punktwolke werden anschließend Ebenen extrahiert und gute Griffpositionen für den Sauggreifer bestimmt. Dieser holt sich dann die einzelne Verpackung (typische Größe 100 mm × 50 mm × 20 mm) und legt sie auf einer Messfläche ab, wo die genauen Abmessungen bestimmt werden; die Höhe der Verpackung ist in der Kiste zum Beispiel nicht messbar.

Auf der Suche nach dem idealen Lagerplatz

Die exakten Maße werden benötigt, um den idealen Lagerplatz für eine Schachtel zu bestimmen. Darüber hinaus wird ein Referenzbild mit einer 2D-Kamera aufgenommen, mit dem die Packung später im Scheibenlager lokalisiert werden kann, beispielsweise um den Greifer nachzuführen oder um eine vollautomatische Inventur durchführen zu können. Dann wird die Packung erneut gegriffen und vor eine Beleuchtungseinheit gehalten, mit der der Barcode und das eingeprägte Verfallsdatum erkannt werden. Um dieses geprägte Relief hervorzuheben, werden durch mehrere, einzeln angesteuerte LED Schlagschatten aus verschieden Richtungen erzeugt, die dann kombiniert werden. Schlussendlich wird die Verpackung auf einer Pufferscheibe platziert und dort von einem weiteren Sauggreifer zum definierten Lagerplatz gebracht.

Umfangreiches Software-Development-Kit

Für OEMs wie Magazino ist die Software der Kamera ebenso wichtig wie die Hardware, denn sie ist mitentscheidend für deren Integrationsaufwand. Im Lieferumfang der Ensenso sind eine Schnittstelle zur Bildverarbeitungsbibliothek Halcon und ein umfangreiches Software-Development-Kit, welches für das Gig-E- und USB-Modell identisch ist, enthalten. Dieses SDK nutzt auch Magazino, um die Bilddaten mit anderen Programmen innerhalb dieser Applikation auszutauschen. Nikolas Engelhard: „Wir haben mit dem Ensenso-SDK (Nxlib Api) eine eigene Schnittstelle in das Robot Operating System (ros.org) geschrieben, die anderen Programmen die Punktwolken zur Verfügung stellt.“

Ergänzendes zum Thema

Rasantes Wachstum

Dank Siemens: Vom kleinen Start-up zum schnell wachsenden Technologieunternehmen

In Ausgabe 3/2015 berichtete MM Logistik erstmals über das Münchner Start-up Magazino und dessen technologische Konzepte. Seitdem hat sich einiges getan und die Position des Unternehmens hat sich durch Investitionen des Siemens-Konzerns, der mittlerweile 49,9 % der Anteile hält, deutlich verändert. Unter anderem ist das Team von rund zehn Personen im Frühjahr 2015 auf mittlerweile über 34 Mitarbeiter angewachsen. „Dadurch konnten wir einen enormen Technologiesprung schaffen“, so Mitgründer und CEO Frederik Brantner. Technologische Meilensteine von Februar 2016 seien bereits im vergangenen September erreicht worden.

Anfang September präsentierte Magazino bei einem Besuch von Bundeskanzlerin Merkel im Innovations- und Gründerzentrum der TU München in Garching den Regalroboter Toru. Ende Oktober war bereits die Auslieferung eines ersten Prototypen geplant. Bei einem Buchdistributor wird Toru in einem Buchlager seinen ersten Einsatz haben und Bestellungen für Buchhändler selbstständig in den Regalen suchen und kommissionieren.

Sehr einfache Integration

Dank der umfangreichen Softwareunterstützung, die überdies speziell für Robot-Vision-Anwendungen optimiert wurde, gestaltet sich die Integration sehr einfach und zeitsparend. Zudem liefert die Ensenso metrische 3D-Daten bereits „out of the box“ und kann sofort eingebaut werden. Lediglich der Roboter muss noch zur Kamera kalibriert werden, was sehr simpel mittels einer am Greifer montierten Kalibrierplatte erfolgt. Die Software errechnet daraus die Montageposition der Kamera und die 3D-Daten werden sofort im Koordinatensystem des Roboters repräsentiert. Einfacher geht es kaum.

Aufgrund der Komplexität und der relativ hohen Kosten der Technik wurde das Potenzial der 3D-Bildverarbeitung bis dato kaum genutzt. Mit der vorliegenden Anwendung aber zeigt Magazino, dass sich mit der Stereo-3D-Kamera Ensenso selbst anspruchsvolle Anforderungen wie der „Griff in die Kiste“ wirtschaftlich realisieren lassen. „Die Kamera ist“, so formuliert es Nikolas Engelhard, „ein idealer Kompromiss aus Kompaktheit, Messgenauigkeit und Preis.“ ■

* Alexander Lewinsky ist der zuständige Produktmanager bei der IDS Imaging Development Systems GmbH in 74182 Obersulm, Tel. (0 71 34) 96 19 60, info@ids-imaging.de

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