Bei der Bewertung einer industriellen 3D-Kamera gehen Hersteller häufig von den grundlegenden Spezifikationen aus: Auflösung, Genauigkeit, Arbeitsabstand, Sichtfeld, Erfassungsgeschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit. Dies sind wesentliche Kennzahlen, insbesondere für Anwendungen wie Roboterführung, 3D-Messung, Bin-Picking und Qualitätsprüfung.

Spezifikationen werden jedoch in der Regel unter kontrollierten Bedingungen gemessen. In realen Fabriken hängt die tatsächliche Leistung eines 3D-Bildverarbeitungssystems von vielen weiteren Faktoren ab, darunter:

• Ob die Kamera vollständige und stabile Punktwolken von komplexen Oberflächen erzeugen kann

• Ob das System Störungen durch Umgebungslicht, Staub oder wechselnde Umgebungsbedingungen widerstehen kann

• Ob die Software Teile in unterschiedlichen Positionen zuverlässig erkennen und lokalisieren kann

• Ob sich das System reibungslos in Roboter und bestehende Produktionslinien integrieren lässt

• Ob die Lösung im Langzeitbetrieb stabil bleibt

Für die industrielle Automatisierung ist nicht das 3D-Bildverarbeitungssystem mit den besten Zahlen im Datenblatt das wertvollste. Es ist das System, das in der realen Produktion konsistent verwertbare Ergebnisse liefert.

Umgang mit reflektierenden, dunklen und transparenten Materialien

Viele industrielle Teile sind für 3D-Bildverarbeitungssysteme schwer zu erfassen. Reflektierende Metalle, schwarzer Gummi, transparente Kunststoffe, durchscheinende medizinische Produkte und glänzende Verpackungen können zu instabilen Tiefendaten, fehlenden Punkten oder verrauschten Punktwolken führen.

So können beispielsweise reflektierende Metalloberflächen überbelichtete Bereiche erzeugen, während dunkle Objekte nur schwache Signale zurückgeben. Transparente oder transluzente Objekte können eine noch größere Herausforderung darstellen, da Licht durch das Material hindurchdringen oder darin gestreut werden kann.

Hochwertige 3D-Punktwolke von dünnwandigen schwarzen Blechteilen, aufgenommen mit einer Mech-Eye 3D-Kamera

Hochwertige 3D-Punktwolke von transparenten und transluzenten medizinischen Artikeln, aufgenommen mit einer Mech-Eye 3D-Kamera

In solchen Situationen benötigen Hersteller mehr als nur eine herkömmliche 3D-Kamera. Sie benötigen ein 3D-Bildverarbeitungssystem, das geeignete Bildgebungshardware mit robusten Algorithmen kombiniert, um stabile, hochwertige Punktwolken für unterschiedliche Materialien zu erzeugen.

 

Anpassung an unterschiedliche Teilegrößen, -formen und Sichtfelder

Industrielle Anwendungen unterscheiden sich stark hinsichtlich der Größe und Form der Teile. Ein 3D-Bildverarbeitungssystem muss unter Umständen kleine elektronische Bestandteile, mittelgroße mechanische Teile, große Batteriemodule oder Automobilkomponenten erfassen.

Je nach Anwendung sind unterschiedliche Arbeitsabstände, Sichtfelder, Genauigkeitsstufen und Installationsmethoden erforderlich. Ist das Sichtfeld zu klein, kann das System das gesamte Werkstück möglicherweise nicht erfassen. Wenn die Genauigkeit unzureichend ist, kann der Roboter das Teil möglicherweise nicht zuverlässig aufnehmen, platzieren, vermessen oder prüfen.

Die Mech-Eye 3D-Kamera erfasst vollständige 3D-Punktwolke von Batteriezellen über das gesamte Layer (1200 × 1200 mm)

Ein zuverlässiges industrielles 3D-Bildverarbeitungssystem sollte verschiedene Kameramodelle und Konfigurationen bieten. So können Anwender für jede Anwendung das richtige Sichtfeld, den richtigen Arbeitsabstand und die richtige Genauigkeit auswählen.

 

Widerstandsfähig gegen Umgebungslicht, Staub und raue Fabrikbedingungen

In realen Produktionsumgebungen sind die Bedingungen selten ideal. Das Umgebungslicht kann sich im Laufe des Tages ändern. Staub, Ölnebel, Wasserdampf und Vibrationen können die Bildqualität beeinträchtigen. Einige Produktionslinien erfordern zudem einen Dauerbetrieb über lange Zeiträume.

All diese Umgebungsfaktoren können die Qualität der Punktwolke mindern und zu instabilen Erkennungsergebnissen führen. Bei Anwendungen wie der Roboterführung oder der automatisierten Inspektion können bereits geringe Schwankungen zu Greifefehlern, Messabweichungen oder Ausfallzeiten führen.

Reale Umgebungslichtbedingungen können eine stabile 3D-Wahrnehmung erschweren

Daher sollten industrielle 3D-Kameras für Fabrikumgebungen ausgelegt sein und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Umgebungslicht, Staub, Wasser und langfristigen Genauigkeitsabweichungen aufweisen.

 

Erkennung von zufällig angeordneten oder dicht gestapelten Teilen

In vielen Automatisierungsszenarien sind die Werkstücke nicht ordentlich angeordnet. Sie können zufällig in Bins gestapelt, dicht in Behältern gepackt oder in unterschiedlichen Ausrichtungen auf einem Förderband liegen.

Bei Anwendungen wie dem zufälligen Bin-Picking, der Maschinenbeladung, dem Depalettieren und dem Beladen von Teilen kommt dies häufig vor. In diesen Fällen muss das 3D-Bildverarbeitungssystem nicht nur Tiefeninformationen erfassen, sondern auch jedes Objekt erkennen, seine Lage abschätzen und den Roboter so steuern, dass er die richtige Bewegung ausführt.

Zufällig in einem tiefen Behälter gestapelte Werkstücke

Um 3D-Daten in einen erfolgreichen automatisierten Betrieb umzusetzen, sind zuverlässige Objekterkennung, Lageabschätzung, Kollisionsvermeidung und Roboter-Wegplanung unerlässlich.

Materialkompatibilität

Die erste Frage lautet, ob das System mit den tatsächlich in Ihrer Produktionsumgebung vorkommenden Materialien zurechtkommt. Bei vielen Anwendungen kommen reflektierende, dunkle, glänzende, transparente oder durchscheinende Teile zum Einsatz.

Bei der Bewertung eines 3D-Bildverarbeitungssystems sollten Hersteller es mit echten Werkstücken testen, nicht nur mit Standardmustern. Das System sollte in der Lage sein, unter realistischen Bedingungen vollständige und stabile Punktwolken zu erzeugen.

 

Qualität der Punktwolken unter realen Bedingungen

Die Qualität der Punktwolke wirkt sich direkt auf die Genauigkeit der Roboter-Kommissionierung, die Zuverlässigkeit der Messungen und die Inspektionsergebnisse aus. Ein gutes 3D-Bildverarbeitungssystem sollte Punktwolken mit weniger fehlenden Bereichen, weniger Rauschen, klaren Kanten und stabilen Tiefendaten liefern.

Anstatt nur die Genauigkeit im Labor zu überprüfen, sollten Anwender die Qualität der Punktwolken in der realen Produktionsumgebung bewerten, einschließlich der tatsächlichen Beleuchtung, der Teileplatzierung, der Materialschwankungen und der Anforderungen an die Zykluszeit.

 

Sichtfeld, Arbeitsabstand und Genauigkeit

Das Sichtfeld, der Arbeitsabstand und die Genauigkeit müssen jeweils auf die Anwendung abgestimmt sein. Für die Roboterführung benötigt das System ein ausreichend großes Sichtfeld, um das Werkstück zu lokalisieren, sowie eine ausreichende Genauigkeit, um den Roboter zu steuern. Für 3D-Messungen sind gegebenenfalls eine höhere Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit erforderlich. Bei großen Objekten kann ein breiteres Sichtfeld wichtiger sein.

Die Wahl des richtigen 3D-Kameramodells hilft, eine Überdimensionierung und damit verbundene unnötige Kosten zu vermeiden, und gewährleistet gleichzeitig eine zuverlässige Leistung.

 

Umgebungsrobustheit

Industrielle Bildverarbeitungssysteme müssen in realen Fabrikumgebungen zuverlässig funktionieren. Bei der Auswahl eines Systems sollten Hersteller die Beständigkeit gegenüber Umgebungslicht, Staub, Wasser, Vibrationen und Temperaturschwankungen berücksichtigen.

Eigenschaften wie ein industrietaugliches Gehäuse, eine hohe IP-Schutzart, thermische Stabilität und die langfristige Aufrechterhaltung der Genauigkeit können dazu beitragen, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Produktionszuverlässigkeit zu verbessern.

 

Leistungsfähigkeit von KI-Software und Algorithmen

Eine 3D-Kamera erfasst zwar Daten, doch erst die Software wandelt diese in verwertbare Ergebnisse um. Für viele Automatisierungsaufgaben ist KI-gestützte Software für Objekterkennung, Posenschätzung, Wegplanung, Kollisionsvermeidung und Qualitätsprüfung unverzichtbar.

Idealerweise ist die Software einfach zu konfigurieren und an unterschiedliche Produktionsaufgaben anpassbar. Das reduziert den Entwicklungsaufwand und verkürzt die Implementierungszeit.

 

Einfache Integration und Implementierung

Ein 3D-Bildverarbeitungssystem sollte sich in die bestehende Automatisierungsumgebung integrieren lassen. Dazu gehört die Kompatibilität mit Robotern,SPSen, Industrie-PCs, Kommunikationsprotokollen und Steuerungssystemen für Produktionslinien.

Einfache Integration, klare Arbeitsabläufe und professioneller technischer Support können das Projektrisiko erheblich verringern und die Inbetriebnahme beschleunigen.

Mech-Mind bietet integrierte 3D-Bildverarbeitungslösungen, die Mech-Eye industrielle 3D-Kameras, KI-gestützte Software und Roboterprogrammierwerkzeuge kombinieren. Ziel ist es, Herstellern dabei zu helfen, zuverlässige 3D-Bildverarbeitungssysteme in komplexen Produktionsumgebungen einzusetzen.

 

Mech-Eye 3D-Kameras für hochwertige Punktwolken

Mech-Eye industrielle 3D-Kameras sind darauf ausgelegt, stabile und hochwertige Punktwolken bei einer Vielzahl industrieller Materialien und Werkstücke zu erfassen.

Sie eignen sich für anspruchsvolle Objekte wie reflektierende Metallteile, dunkle Oberflächen, Kunststoffkomponenten, Kartons, Säcke und durchscheinende Objekte. Dank der großen Auswahl an Kameramodellen können Anwender je nach Anwendungsanforderungen das geeignete Sichtfeld, den Arbeitsabstand, die Genauigkeit und die Geschwindigkeit auswählen.

Dadurch eignen sich Mech-Eye 3D-Kameras für Aufgaben wie Roboterführung, Bin-Picking, Depalettierung, Maschinenbeladung, 3D-Messung und -Inspektion.

Mech-Eye hochpräzise industrielle 3D-Kameras

 

Robuste Leistung in industriellen Umgebungen

Mech-Eye 3D-Kamerassind für den Einsatz in anspruchsvollen Fabrikbedingungen ausgelegt. Sie sind so konzipiert, dass sie Störungen durch Umgebungslicht widerstehen und einen stabilen Betrieb in Umgebungen mit Staub, Wasser und anderen industriellen Einflüssen gewährleisten.

Eine stabile Bildgebungsleistung trägt im Langzeitbetrieb dazu bei, Erkennungsfehler, Fehler beim robotergestützten Greifen und unerwartete Ausfallzeiten zu reduzieren. Dies ist besonders wichtig für automatisierte Fertigungslinien, die einen kontinuierlichen Betrieb und eine gleichbleibend hohe Ausgabequalität erfordern.

 

KI-gestützte Software für Erkennung, Lokalisierung und Roboterführung

Die Softwareplattform von Mech-Mind hilft dabei, 3D-Daten in zuverlässige Automatisierungsergebnisse umzuwandeln. Mit KI-Algorithmen und Funktionen zur 3D-Bildverarbeitung kann das System Objekte erkennen, Positionen schätzen, Greifpunkte generieren und die Roboterbewegung steuern.

Beim zufälligen Bin-Picking kann die Software Teile in komplexen Stapelkonfigurationen identifizieren und Robotern dabei helfen, diese präzise zu entnehmen. Zur Roboterführung kann sie Teile lokalisieren und Positionsinformationen für Handhabung, Montage, Be- und Entladen oder Inspektion bereitstellen. Bei Messanwendungen unterstützt sie die 3D-Datenverarbeitung sowie die Arbeitsabläufe zur Qualitätskontrolle.

KI-Algorithmen und Software-Suiten von Mech-Mind

Durch die Kombination von 3D-Kameras mit KI-gestützter Software unterstützt Mech-Mind Kunden beim Übergang von der reinen Bilderfassung hin zu einer vollständig bildverarbeitungsgesteuerten Automatisierung.

Bei der Auswahl eines industriellen 3D-Bildverarbeitungssystems geht es nicht nur darum, die technischen Daten der Kameras zu vergleichen. In der realen Produktion müssen Hersteller vielmehr prüfen, ob das System stabile Punktwolken liefern, sich an unterschiedliche Materialien anpassen, Umgebungsstörungen widerstehen, sich in Automatisierungsanlagen integrieren lassen und einen zuverlässigen Langzeitbetrieb gewährleisten kann.

Ein solches 3D-Bildverarbeitungssystem hilft Robotern, in komplexen Fertigungsumgebungen genauer zu sehen, zu verstehen und zu handeln.

Mech-Mind kombiniert Mech-Eye 3D-Kameras, KI-gestützte Software und Fachwissen im Bereich der industriellen Automatisierung, um Herstellern den Aufbau flexibler, stabiler und effizienter Robotervisionsanwendungen zu ermöglichen.

Kontaktieren Sie Mech-Mind, um zu erfahren, wie ein industrielles 3D-Bildverarbeitungssystem Ihr Automatisierungsprojekt unterstützen kann.

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