Automationgastkommentar
2D- oder 3D-Vision? Es kommt darauf an laut Sick-Experte
Schneller, besser, wirtschaftlicher – Maschinen sorgen in vielen Bereichen der Industrie für Superlative. Der Einsatz einer ausgeklügelten Vision-Technologie ist dabei oft nicht wegzudenken – sie lässt Maschinen „sehen“. Das ist bei vielen Applikationen ein grundlegender Baustein zur Automatisierung der Fertigung und zur Verbesserung der Produktqualität. Entscheidend ist allerdings immer die Wahl der richtigen Technologie und die ist nicht immer ganz einfach, denn oft gibt es verschiedene Möglichkeiten, eine Vision-Aufgabe zu lösen. Im Fokus steht dabei unter anderem die Frage: 2D oder 3D? Die Antwort darauf liegt manchmal auf der Hand – in anderen Fällen können aber beide Technologien funktionieren, bieten jedoch unterschiedliche Vorteile.
Gastkommentar von René Klausrigler, Head of Market Product Management & MPM Identification & Measuring bei Sick Österreich.
2D-Vision eignet sich besonders für Anwendungen mit einem hohem Kontrast oder wenn Struktur und Farbe des Objekts ausschlaggebend sind. Bei der 2D-Bildverarbeitung wird die zu analysierende Szene entweder sofort von einer Flächenkamera oder mittels Scanverfahren mit einer Zeilenkamera erfasst. Wichtig ist dabei immer die richtige Beleuchtung. Sie betont die zu analysierenden Merkmale, sorgt für eine hohe Bildqualität und ermöglicht ein einheitliches Erscheinungsbild unabhängig von Fremdlicht.
Korrekte Daten erhalten
3D-Vision spielt ihre Stärken aus, wenn ein schlechter oder gar kein Kontrast zum Hintergrund gegeben ist. Dann sind Höheninformationen gefragt. Zum Einsatz kommen dabei Scan- und Snapshot-Technologien. Bei der Scantechnologie werden 3D-Bilder Profil für Profil erfasst, entweder indem man das Objekt durch den Messbereich oder die Kamera über das Objekt führt. Um die korrekten 3D-Daten zu erhalten, muss die Bewegung jedoch konstant oder bekannt sein, zum Beispiel durch die Nutzung eines Encoders. Das Ergebnis sind sehr genaue Bilder bzw. Positionsdaten, wie sie beispielsweise die Lasertriangulation liefert. Snapshot-Technologien, wie die Lichtlaufzeitmessung oder die Stereotechnologie, erstellen hingegen ein vollständiges 3D-Bild der Objekte ohne Bewegung. Das Ergebnis ist allerdings nicht so genau wie bei Scantechnologien, was aber auch nicht bei jeder Anwendung erforderlich ist.
Preisentscheidend
Natürlich ist der Preis ein entscheidendes Kriterium. Früher war die 3D-Bildverarbeitung äußerst hochpreisig, komplex zu bedienen und mit einem hohem Programmieraufwand verbunden. Das hat sich in den letzten Jahren geändert. Es gibt immer mehr 3D-Lösungen, die einfach zu bedienen sind und ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis haben. Man spricht hier von konfigurierbaren Geräten, weil sie keine Programmierkenntnisse erfordern und bereits über entsprechende Vision-Tools verfügen. Ein Grund, warum nun immer öfter 3D-Vision eingesetzt wird.
Klar ist, wenn Höheninformationen gefragt sind, dann hat 3D-Vision die Nase vorne. So zum Beispiel beim spannenden Thema „Griff in die Kiste“, wenn Teile nicht sortiert in einer Box liegen und automatisch entnommen werden sollen. Für den Menschen eine sehr anstrengende Arbeit – für den Roboter nicht. Denn er weiß, wo die Teile liegen! Es geht also um Roboterführungssysteme. Das war noch vor gar nicht allzu langer Zeit ein geradezu wissenschaftliches Thema, das Universitäten und viele Entwickler beschäftigt hat. Hier gab es in den letzten Jahren sichtbare Fortschritte. Fertige Software-Pakete (konfigurierbare Lösungen) wie unser PLB-Roboterführungssystem sorgen für eine zuverlässige Lokalisierung der Teile und erlauben eine einfache Anbindung zum Roboter. Ich sehe 3D-Vision also auf dem Vormarsch. Es ist aber nicht überall erforderlich und auch längst nicht überall sinnvoll – die Anwendung ist entscheidend.
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