Roboter Syndy verlegt Kabel mit Hilfe von AVT-Kameras

Neuartiger Roboter verkabelt elektrische Leuchten vollautomatisch und korrigiert leichte Geometrieabweichungen dank Bildverarbeitungssystem.


Die Verkabelung von elektrischen Produkten wie Deckenleuchten, wie sie zum Beispiel in Büros oder öffentlichen Räumen vorkommen, ist eine triviale und ermüdende Aufgabe. Dennoch erfordert sie höchste Präzision und Zuverlässigkeit, denn ein einziger Wackelkontakt kann zur Störung bzw. zum Ausfall des Gesamtsystems führen. Kein Wunder also, dass das Verkabeln ein idealer Kandidat für eine Automatisierungslösung ist: Roboter können es schneller und zuverlässiger durchführen als Menschen.

System Robot Automazione (SRA), ein Automationsspezialist aus Visano in der Nähe von Berscia (Italien), hat langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Automatisierungssystemen für die Beleuchtungsindustrie. Syndy, der neueste Roboter aus dem Hause SRA, kombiniert hochpräzise Robotik mit einem anspruchsvollen Bildverarbeitungssystem, das ihn noch flexibler und intelligenter macht.

Universeller Verkabelungskopf für höchste Flexibilität
Syndy basiert auf einem 6-Achsen-Roboterarm von Kawasaki, der durch höchste Präzision und Geschwindigkeit besticht. Das System rollt Elektrokabel aus, schneidet sie, entfernt die Isolierung und verbindet vollautomatisch.

Hierzu ist der Arm mit einem innovativen Verkabelungskopf ausgestattet, der speziell zu diesem Zweck von SRA entwickelt wurde. Diese robuste und universelle Einheit bildet die Hand des Roboters und verfügt über zwei „Finger“, mit denen sie im selben Arbeitsvorgang die beiden gängigsten Verbindungsklemmen verkabeln kann, nämlich den „Push-In“-Steckverbinder (horizontal oder mit 90°-Winkel) und die IDC-Klemme. Diese Flexibilität gewährt Leuchtenherstellern die volle Freiheit bei der Auswahl ihrer Komponenten: Sie können ihre Lampen mit beiden Verbindungsstandards ausstatten und die Klemmen von beliebigen Lieferanten beziehen.

Das zu verkabelnde Modul wird vor dem Roboter auf einem Arbeitstisch positioniert. Auch dieser Tisch glänzt mit seiner Anpassungsfähigkeit: Der Träger für das Werkstück wird mit Hilfe von Magnetbefestigungen auf einem Lochraster verankert. Dies lässt sich einfach, schnell und ohne Werkzeug von einem Mitarbeiter erledigen.

Bildverarbeitung mit Manta Kameras sichert perfekte Verbindungen
Syndy kann mit einem optionalen Bildverarbeitungssystem ausgestattet werden, dessen Auge eine Manta G-046B Monochrom-Kamera von Allied Vision Technologies ist. Nachdem die Leuchte auf dem Arbeitstisch installiert wurde, prüft das System, ob sie korrekt positioniert ist, und ob alle zu verkabelnden Stecker vorhanden sind. Sollte das System eine Abweichung vom Referenzmuster feststellen, werden die Fehler auf einem Bildschirm angezeigt und der Maschinenführer alarmiert. Der Vorgang kann nicht gestartet werden, solange das Problem nicht gelöst wurde. Diese Prüfung im Vorfeld stellt sicher, dass die vorprogrammierten Positionen des Roboters perfekt auf die zu verarbeitende Leuchte abgestimmt sind.

Die Top-Version des Systems überprüft zudem die Position jeder einzelnen Komponente während des Arbeitsvorgangs und passt das Verkabelungsprogramm dynamisch an. So berücksichtigt der Roboter während seiner Arbeit auch Geometrieabweichungen, die innerhalb der Fertigungstoleranzen vorkommen können.

“Manta bietet das beste Preis-Leistungsverhältnis”
Die AVT Manta G-046B ist eine robuste Industriekamera mit XGA-Auflösung (780 x 580 Pixel) und einer GigE Vision-Schnittstelle. Sie liefert 67 Bilder pro Sekunde bei voller Auflösung. Dank des Gigabit Ethernet Interfaces wird die Entfernung zwischen der Kamera am Ende des Roboterarms und dem Host-PC problemlos mit einem Kabel überbrückt.

“Wir haben uns diese Kamera ausgesucht aufgrund ihrer hohen Bildqualität und vor allem  der hohen Bildrate, die wir für eine schnelle Bilderfassung und –analyse brauchen“, erklärt Marino Chiappa, Sales Manager bei SRA. „Die Manta bietet meiner Meinung nach das beste Preis-Leistungsverhältnis. Wir arbeiten inzwischen seit 20 Jahren mit Kameras von Allied Vision Technologies und hatten nie ein einziges Problem .“

Die Kamera ist mit einem 16-mm-Objektiv von Tuss Vision und einem grünen Bandpassfilter von Midwest Optical Systems ausgestattet. Das Objekt wird nämlich durch einen grünen LED -Ringblitz beleuchtet. Im Zusammenspiel mit dem Filter erhöht diese Beleuchtung den Kontrast der zu prüfenden Komponenten. Zudem wird dadurch sichergestellt, dass das Objekt unabhängig von wechselnden Umgebungslichtverhältnissen immer korrekt beleuchtet wird, da der Roboter nicht in einer geschlossenen Kabine mit kontrolliertem Licht eingeschlossen ist.

Image S, Distributionspartner von Allied Vision Technologies in Italien, lieferte alle optischen Komponenten des Systems, inklusive Manta Kamera. Die Bildauswertung erfolgt mit Hilfe der Software Cognex VisionPro. Cognex ist ein zertifizierter Vision-Software-Partner von Allied Vision Technologies und unterstützt die reibungslose Systemintegration von AVT-Kameras.

Syndy ist in verschiedenen Varianten erhältlich, die sich nach der Art und Anzahl der Aufgaben richten. Dazu gehört nicht nur die Verkabelung, sondern auch das Testen der elektrischen Verbindungen. Nach seiner Markteinführung hat sich der Roboter schnell durchgesetzt und wird bereits bei vielen Herstellern erfolgreich verwendet. „Dank dieses innovativen Automatisierungssystems können Leuchtenhersteller weltweit die Qualität und Zuverlässigkeit ihrer Produkte sichern und dabei auch ihre Produktivität steigern, indem eine nachträgliche Qualitätsprüfung bzw. Fehlerbehebung entfällt“, sagt Chiappa.