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INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2023

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2023

INTELLIGENTE ROBOTIK

INTELLIGENTE ROBOTIK FÜR WÄSCHEREIEN AUTOMATISIERUNGSLÜCKE GESCHLOSSEN Die Textil- und Bekleidungsindustrie steht mit aktuellen Lieferketten- und Energieproblemen sowie dem Mangel an Arbeitskräften und Ausrüstung vor großen Herausforderungen. Ein Startup aus München hat das Potential, das in dieser Aufgabe steckt, in den Fokus genommen. Das Unternehmen entwickelt Lösungen, mit deren Hilfe Roboter – ähnlich dem Menschen – vorhersehen, wie sich eine Textilie verhält und ihre Bewegung entsprechend daran anpassen. Im ersten Schritt hat sich das Robotik-Startup Sewts eine Anwendung für industrielle Großwäschereien vorgenommen. Mit einem System, in dem sowohl 2D- als auch 3D-Kameras der IDS Imaging Development Systems GmbH zum Einsatz kommen, automatisieren die jungen Unternehmer einen der letzten verbliebenden manuellen Schritte in industriellen Großwäschereien, den Entfaltungsprozess. Obwohl 90 Prozent der Prozessschritte beim industriellen Waschen bereits automatisiert sind, fallen auf die verbliebenen manuellen Vorgänge 30 Prozent der Lohnkosten. Die Einsparungsmöglichkeiten durch den Einsatz von Robotik sind an dieser Stelle also enorm. NEUARTIGES, INTELLIGENTES SYSTEM Zwar arbeiten industrielle Wäschereien schon jetzt in einer hochautomatisierten Umgebung, um die großen Mengen an Wäsche bewältigen zu können. So wird unter anderem das Zusammenlegen der Wäsche von Maschinen übernommen. Jede dieser Maschinen erfordert allerdings in der Regel einen Mitarbeitenden, der die Wäsche manuell ausbreitet und faltenfrei zuführt. Diese monotone und anstrengende Bestückung der Faltmaschinen wirkt sich unverhältnismäßig auf die Personalkosten aus. Zudem ist qualifiziertes Personal schwer zu finden, was oftmals Auswirkungen auf die Auslastung und damit die Wirtschaftlichkeit von Großwäschereien hat. Die Saisonabhängigkeit des Geschäfts erfordert zudem hohe Flexibilität. Sewts macht Kameras von IDS zu den Bildverarbeitungskomponenten eines neuartigen, intelligenten Systems, mit dessen Technologie sich nun einzelne Schritte, wie das Sortieren schmutziger Textilien oder das Einlegen der Wäsche in Faltmaschinen, automatisieren lassen. „Die besondere Herausforderung besteht dabei in der Verformbarkeit der Textilien“, erklärt Tim Doerks, Mit-Gründer und CTO 40 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2023/01 www.industrielle-automation.net

ei Sewts. Denn während sich die Automatisierung der Verarbeitung fester Materialien, beispielsweise Metalle, mithilfe von Robotiklösungen sowie Lösungen auf Basis künstlicher Intelligenz (KI) vergleichsweise unproblematisch abbilden lässt, stoßen verfügbare Softwarelösungen ebenso wie klassische Bildverarbeitung bei leicht verformbaren Stoffen oftmals noch an Grenzen. Entsprechend können handelsübliche Roboter- und Greifsysteme so einfache Vorgänge, wie etwa das Greifen eines Handtuches oder Kleidungsstückes, bislang nur unzureichend ausüben. Doch das System Velum von Sewts kann dies leisten. Dank intelligenter Software und einfach zu integrierenden Kameras von IDS ist es in der Lage, forminstabile Materialien wie Texti lien zu analysieren. Mithilfe der neuen Technologie können Roboter das Verhalten dieser Materialien beim Greifen in Echtzeit vorhersagen. Sie ermächtigt Velum, Handtücher und ähnliche Wäsche aus Frottee problemlos und faltenfrei in bestehende Faltmaschinen einzuführen, und schließt damit eine kostensensible Automatisierungslücke. ANSPRUCHSVOLLE KRITERIEN AN DIE KAMERAS Die von Sewts entwickelte Software-Suite vereint handelsübliche Roboter, Greifer und Kameras zu einem intelligenten System. Auf der Suche nach den passenden Kamera modulen waren für die Münchener neben der kompromisslosen Industrietauglichkeit gleich mehrere Kriterien ausschlaggebend: „Wir brauchen eine 3D-Kamera, die kostengünstig ist, da wir je nach Systemkonfiguration zwei bis drei 3D-Kameras einsetzen. Darüber hinaus muss sie vor allem eine hohe Genauigkeit der Tiefendaten gewährleisten“, erklärt Doerks. „Zusätzlich brauchen wir 2D-Kameras, die lichtempfindlich sind, einen hohen Dynamikumfang liefern und für den Einsatz in einem Mehrkamerasystem geeignet sind.“ Im Produktportfolio DIE SOFTWARE-SUITE VEREINT HANDELSÜBLICHE ROBOTER, GREIFER UND KAMERAS ZU EINEM INTELLIGENTEN SYSTEM von IDS wurden die Gründer fündig: Für das Multikamerasystem Velum fiel die Wahl auf die neue Ensenso S10 3D-Kamera sowie Modelle der uEye CP-Kameraserie. Sie haben die Aufgabe, sowohl in 2D als auch in 3D interessante Features und Greifpunkte der Textilien zu identifizieren, die dem System nach dem Waschen und Trocknen ungeordnet in einem Behälter oder auf einem Förderband zugeführt werden. Form und Lage der einzelnen Objekte sind dabei nicht vorherzusehen. Die Kameras erfassen die verschiedenen Texturen der Materialien. Sie unterscheiden, welche Säume es an einem Handtuch gibt und wo sich Ecken befinden. Dank intelligenter Software und einfach zu integrierenden Kameras von IDS ist unser System in der Lage, forminstabile Materialien wie Texti lien zu analysieren. Mithilfe der neuen Technologie können Roboter das Verhalten dieser Materialien beim Greifen sogar in Echtzeit vorhersagen. Till Rickert, Mit-Gründer und CPO, Tim Doerks, Mit-Gründer und CTO, Alexander Bley, CEO, alle bei der Sewts GmbH in München „Wir matchen die Bilder der 2D- und 3D-Kamera um eine höhere 2D-Auflösung zusammen mit den 3D-Daten zu haben. Wir nutzen also die jeweiligen Vorteile der 2D-Kamera, in diesem Fall die höhere Auflösung, und der 3D-Kamera, also die genauen Tiefendaten“, führt Doerks weiter aus. DIE VORTEILE MITEINANDER VEREINT Die mit einem 1,6 MP Sony Sensor ausgestattete Ensenso S10 arbeitet mit einem 3D-Verfahren, das auf strukturiertem Licht basiert: Ein schmalbandiger Infrarot-Laserprojektor erzeugt selbst auf Objekten mit schwierigen Oberflächen oder in schwach beleuchteter Umgebung ein kontrastreiches Punktemuster. Jede Bildaufnahme des 1.6 MP Sony Sensors liefert eine vollständige Punktwolke mit bis zu 85.000 Tiefenpunkte. Künstliche Intelligenz ermöglicht eine zuverlässige Zuordnung der gefundenen Laserpunkte zu den fest kodierten Positionen der Projektion. Daraus resultieren die robusten 3D-Daten mit der nötigen Tiefengenauigkeit, aus denen Velum die Koordinaten für die Greifpunkte extrahiert. Die komplementär arbeitende GV-5280CP-C-HQ Industriekamera mit GigE Vision Firmware ist mit dem 2/3" Global- Shutter CMOS Sensor IMX264 von Sony ausgestattet. Sie liefert in voller GigE-Geschwindigkeit nahezu rauschfreie, kontrastreiche 5 MP-Bilder im 5:4 Format mit 22 fps in Anwendungen mit schwankenden Lichtverhältnissen. Die uEye CP-Kamera bietet hohe Funktionalität mit umfangreicher Pixelvorverarbeitung und eignet sich dank des internen 120 MB Bildspeichers zum Zwischenspeichern von Bildsequenzen für Multikamerasysteme. Das kleine Magnesiumgehäuse ist mit ungefähr 50 g ebenso leicht wie robust und prädestiniert die Kamera für platzkritische Anwendungen und den Einsatz auf Roboterarmen. www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 2023/01 41