Sichere Handhabung mit 3D-Simulation und videobasierter Sensorik

Kurzfassung

Am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München wurde ein autonomer mobiler Roboter aufgebaut, der selbständig Handhabungsaufgaben ausführt. Durch den zusätzlichen Einsatz eines Bildverarbeitungs- und eines 3D-Bewegungssimulationssystems kann er auch zur Handhabung ungeordneter Teile oder zum Entfernen falsch plazierter Objekte eingesetzt werden. Zur Bestimmung der Position der zu greifenden Objekte wird mit der CCD-Kamera im Handflansch des Roboters ein Bild aufgenommen, anhand dessen ein SD-Objekterkennungssystem die exakte Position des Objekts bestimmt. In einer Produktionsumgebung wird der videobasierte Erkennungsprozeß jedoch häufig durch verschiedene Umgebungseinflüsse, z. B. ungünstige Lichtverhältnisse, gestört. Um dennoch eine hohe Sicherheit bei der Objekterkennung und damit die Verfügbarkeit des Handhabungssystems insgesamt zu gewährleisten, wurde eine Störungsbehandlungseinheit in das Objekterkennungssystem integriert. Die Detektion und Identifikation der Störungen ermöglicht ein situationsangepaßtes Handeln zur Behebung der Störung. Mit den von der störungstoleranten Objekterkennung bestimmten Objektkoordinaten wird das Umgebungsmodell des am iwb entwickelten 3D-Bewegungssimulationssystems USIS (Universal Simulation System) aktualisiert, das dann als Grundlage für die automatische Generierung eines Handhabungsprogramms für den Roboter genutzt wird. Komplexe Handhabungsaufgaben, z. B. bei übereinander liegenden Objekten, erfordern eine intelligente Planung des Handhabungsprozesses unter optimaler Nutzung der zur Verfügung stehenden Ressourcen, die vom Simulationssystem USIS durchgeführt wird.