HR-Kanister

Vollautomatischer Materialfluß und Lagenerkennung beim Palettieren und Depalettieren mit 3D-Laserscanner

Branche: Lebensmittel

Projektbeschreibung

Die Kommissionier- und Etikettieranlage fördert Kunststoffkanister mit Getränkekonzentraten. Der Materialflußrechner liest den Kommissionierauftrag aus der Auftrags-Datenbank und fordert die Paletten mit den entsprechenden Konzentraten an. Aus dem Lager kommen die überwiegend angebrochenen Paletten an einen Übergabeplatz und werden anhand eines Barcodelabels identifiziert.

Die Positionen der Kanister auf den Europaletten werden von dem entwickelten 3D-Laserscannsystem erfasst. Das 3D-System ermittelt die Positionsdaten der einzelnen Kanister und gibt die Daten über den Materialflußrechner an die Robotersteuerung. Der Roboter nimmt die Kanister mit einem 5fach-Greifer auf und stellt sie automatisch nach den Kommissionieraufträgen zusammen. Der Materialflußrechner veranlasst, in der jeweiligen Landessprache und den Schrifttypen des entsprechenden Kunden, den Druck von Etiketten, die dann auf die Kanister geklebt werden.

Das Materialflußsystem verfährt die fertig kommissionierten Paletten zu einem Stretcher und meldet der Auftragsdatenbank die Fertigstellung zur Auslieferung. Das Materialflußsystem steuert die gesamte Anlage und ist visualisiert. Beim Anwählen der Komponenten auf dem Bildschirm sind alle Stationen ansteuerbar und Informationen wie Status, Störungsmeldungen und Hinweise zur Störungsbeseitigung abrufbar.

Das 3D-Lasersystem

Das 3D-Laserscannsystem besteht aus einem 2D-Laser, der nach der dem Time-of-Flight (Phasenlauf-Zeitmessung) Prinzip funktioniert. Hierbei wird ein Laserstrahl durch einen rotierenden Spiegel abgelenkt, so dass eine Linie aus Meßpunkten entsteht. Der 2D-Scanner wird mit einer Linear- oder Dreh-Achse verfahren, so dass ein Netz aus Meßlinien über das Objekt gelegt wird.

Die Auswertungssoftware ist ein eigenständiges Programm, das bei jeder Messlinie die Positionswerte der Servoachse ausliest, und daraus ein 3D-Profil errechnet. Über eine Modalwertermittlung sortiert und filtert die Software die Messpunkte und ermittelt so Positionsdaten. Zur Beschleunigung des Scanvorganges kann das Meßfenster auf den relevanten Bereich eingegrenzt werden. Weiterhin ist die Dauer des Scanvorganges von den Anforderungen an die Auflösung abhängig. Bei der Getränkekanisteranwendung dauert das Scannen der Europalette ca. 8 s.

Leistungsumfang von InSystems bei diesem Projekt

  • Elektroprojektierung und Installation
  • Programmierung des MFR und der Visualisierung in C++
  • Programmierung der 3D Scan Software in C++
  • Programmierung der S7 SPS
  • Programmierung des Motoman Roboters
  • Inbetriebnahme der Anlage

Einsatzmöglichkeiten

Das 3D-Laserscannsystem ist für nahezu alle Positionieraufgaben von Robotern und Handlingsystemen einsetzbar. Das System ist vom Umgebungslicht völlig unabhängig und arbeitet auch in Dunkelheit oder bei Nebel.

Beispiele für die Einsatzmöglichkeiten in der Automatisierung:

  • Kommissionierung, Werkstückerkennung beim Palettieren u. Depalettieren.
  • Lageerkennung, z.B. beim automatischen Handhaben von undefiniert liegenden Werkstücken, beim Erkennen von Einfüllöffnungen beim automatischen Befüllen von Fässern und Kanistern.
  • Montageautomation, z.B. Kontrolle der Werkstücklage im Werkstückträger und bei Fügeaufgaben.
  • Qualitätssicherung, z.B. Sichtprüfung von Werkstücken, Baugruppen oder Kunststoffteilen auf Vollständigkeit und Verformung. Es ermöglicht eine vollautomatische 100% Sichtprüfung, die in eine Fertigungslinie integriert sein kann.
  • Logistik, z.B. Materialfluss in Lagern.

komplette Beschreibung als pdf