Im Vergleich zu 3D-Vision-Systemen existieren 2D-Vision-Systeme schon wesentlich länger. Sie wurden deutlich früher kostengünstig, technisch ausgereift und sind in der industriellen Automatisierungsbranche heute weit verbreitet. Zudem sind sie mit den meisten Softwarepaketen kompatibel. Daher gelten sie als Standardtechnologie für viele Bildverarbeitungsanwendungen.

Allerdings gibt es trotz ihrer Eignung für eine Vielzahl von Anwendungen grundlegende Probleme und Limitierungen.

Ein Hauptvorteil von 2D-Robotiksystemen ist ihre kostengünstige Integration im Vergleich zu 3D-Systemen. Außerdem sind sie benutzerfreundlich und zuverlässig. Aber bei 2D-Robotiksystemen verarbeitet eine Kamera das Bild eines Objekts normalerweise in der x- und y-Ebene, indem sie Kontrastunterschiede vergleicht. Diese Systeme arbeiten ausschließlich mit zweidimensionalem Feedback und eignen sich daher eher für einfache Anwendungen.

Grenzen der 2D-Vision:
① Begrenzte Flexibilität: Sie können flache Teile nur dann klar identifizieren, wenn diese einzeln in einer Ebene angeordnet sind. Ein Schwingtisch kann hierbei helfen, erhöht jedoch die Hardware- und Integrationskosten.

② Keine 3D-geformten Teile: In verschiedenen Winkeln und Ausrichtungen können die Teile sehr unterschiedlich aussehen. Daher ist es schwierig, das 3D-Teil nur von einer ebenen Fläche aus zu beurteilen.

③ Fehlende Tiefeninformationen: 2D-Vision-Systeme können nur zweidimensionales Feedback (x- und y-Ebenen) verarbeiten und sind daher nicht in der Lage, Höheninformationen zu erfassen.

④ Hohe Lichtabhängigkeit: Veränderungen in der Beleuchtung erzeugen Schatten, die die Konturen der Objekte verändern. Dies kann zu möglichen Fehlern in ihren Anwendungen führen.

Wenn Sie komplexere Anwendungen automatisieren wollen, ist ein 2D-Vision-System nicht empfehlenswert; entscheiden Sie sich stattdessen besser für ein 3D-Vision-System.

Obwohl 3D-Vision-Systeme in der Industrieroboterbranche noch recht neu sind, haben sie sich bereits einen Namen gemacht, da sie die Bandbreite der Roboteranwendungen erweitern und fortschrittlichere Aufgaben übernehmen, die 2D-Vision-Systeme häufig nicht lösen können. Während 2D-Vision auf einfache Prozesse beschränkt ist, erfasst die 3D-Vision nun die vollständigen Dimensionsdaten eines Objekts.

Dies macht sie besonders nützlich für Logistik- und Fertigungsumgebungen sowie für andere anspruchsvolle industrielle Anwendungen, bei denen präzise Dimensionen entscheidend sind.  Und was noch wichtiger ist: Im Gegensatz zu 2D-Systemen sind 3D-Bildverarbeitungssysteme unabhängig von Faktoren, welche die 2D-Systeme beeinflussen, wie z. B. Abstand, Kontrast und Beleuchtung.

Im Vergleich zur zweidimensionalen Bildverarbeitung kann der Einsatz von 3D-Vision-Systemen software-, zeit- und prozessorintensiver sein. Dies wird jedoch durch den Einsatz von 3D-Algorithmen, Mehrkernprozessoren und verschiedenen Software-Tools ausgeglichen, die es den Systemen ermöglichen, deutlich besser mit den Produktionslinien unterschiedlicher Branchen Schritt zu halten.

Dank dieser erweiterten Fähigkeiten werden 3D-Vision-Systeme nun für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt, die 2D-Vision-Systeme nicht bewältigen können. Dazu gehören:

• Hochpräzise Montage
• Messung von Volumen, Ebenheit, Dicke und Höhe
• Oberflächenverfolgung und Roboterführung
• Digitalisierung und Objektscanning
• Zufälliges Bin Picking
• Gemischte Depalettierung und Palettierung

Zufälliges Bin Picking beispielsweise gilt immer noch als schwieriger Test für verschiedene Vision-Systeme, da der Roboter lernen muss, wie er am besten auseinander greift. Darüber hinaus muss er auch Größenunterschiede und verschiedene Messungen berücksichtigen. Aus diesem Grund muss der Roboter das Teil klar sehen.

3D-Vision verarbeitet all diese Informationen in Echtzeit mit höchster Präzision und Genauigkeit, unabhängig davon, ob sich die Dynamik der Szene ändert oder ob die Teile dunkel, reflektierend, glänzend oder lichtabsorbierend sind. All dies geschieht effizient und losgelöst von der Ausrichtung oder Position der Teile im Behälter.

2D-Vision-Systeme sind zuverlässig und einfach zu bedienen. 3D-Vision-Systeme hingegen bieten eine außergewöhnlich hohe Flexibilität in der Fertigung und passen sich leicht an Veränderungen im laufenden Betrieb an. Aufgaben wie zufälliges Bin Picking, Messen, Montieren, Inspektion und Qualitätskontrolle eignen sich besonders gut für 3D-Systeme. Es ist jedoch wichtig, herauszufinden, welches System – 2D oder 3D – am besten zu Ihren Anforderungen passt. So können Sie eine fundierte Entscheidung treffen und das Beste aus beiden Systemen herausholen. Letztendlich hängen die Wahl und der Erfolg von der Messgeschwindigkeit, der gewünschten Genauigkeit und der Frage ab, ob sich das Objekt bewegt oder nicht.

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