Integration eines kamerabasierten Greifsystems an einem Cobot

Kurzzusammenfassung:

Dieses Projekt am Technologietransferzentrum Main-Spessart (TTZ-MSP) realisiert die Implementierung des KI-gestützten Schunk 2D Grasping Kits an einem Universal Robots UR20. Im Fokus stand die Schaffung eines flexiblen Handhabungssystems, das Objekte ohne starre Zuführungen erkennt. Durch eine integrierte KI-Recheneinheit erfolgt die Bildverarbeitung und Greifplanung direkt am Roboter („Edge Computing“). Die Arbeit deckt die gesamte Prozesskette ab – von der mechanischen Konstruktion mittels 3D-Druck über die Hand-Auge-Kalibrierung bis hin zum Training neuronaler Netze für die Objekterkennung. 

Projektziele und -inhalte:

• Systemintegration: Vernetzung von Kamera, elektrischem Greifer und UR-Steuerung via Modbus-RTU und TCP/IP.
• Additive Fertigung: Konstruktion und 3D-Druck (PETG-CF/SLS) von Adapterplatten und einsatzspezifischen Greiferfingern.
• KI-Training: Durchführung der Data-Pipeline von der Bildaufnahme über das Labeling bis zum On-Board-Training der Detektionsmodelle.
• Kalibrierung: Präzise Abstimmung der Koordinatensysteme von Kamera und Roboter (Camera-on-Robot). 
• Validierung: Durchführung von Greiftests zur Ermittlung von Erkennungsraten und Prozessstabilität unter Realbedingungen. 

Ergebnis:

• Erfolgreicher Betrieb: Vollständige Inbetriebnahme des Systems mit robuster Pose-Schätzung in Echtzeit.
• Hohe Zuverlässigkeit: Nachweis stabiler Greifzyklen auch bei variierenden Lichtverhältnissen und zufälligen Objektpositionen.
• Methodischer Leitfaden: Erarbeitung eines reproduzierbaren Workflows, der als Referenz für industrielle KI-Anwendungen dient.
• Status: Das System ist einsatzbereit; zukünftige Schritte umfassen die Optimierung der Zykluszeiten und komplexere Bauteilgeometrien.