Der Konstrukteur 09/2023

KONSTRUKTION 2030
DIE ZUKUNFT DER 3D-MESSUNG
Von der industriellen Automatisierung über autonome
Fahrzeuge bis hin zu Robotern – Anwendungsfelder und damit
Messaufgaben werden immer komplexer. Wo sehen Sie die
Herausforderungen der Zukunft, wenn wir beispielsweise an
dynamische Szenen denken?
Eine Anwendung, in der neben großen Reichweiten auch eine
hohe Dynamik gefordert ist, sind fahrerlose Transportfahrzeuge
(FTF; oder automated guided vehicle, AGV) in der Lager- und
Produktionslogistik. Für die Fahrzeugsteuerung müssen jederzeit
valide Orientierungspunkte verfügbar sein, um auch plötzlich
auftauchenden Hindernissen ausweichen zu können. Entscheidend
dafür ist unter anderem eine hohe Messrate, die die Grundlage
für schnelle Reaktion in der Maschinensteuerung schafft.
Welche Vorteile sehen Sie in der 3D-Erfassung von Sensoren?
Was bedeutet das für Konstrukteure und Entwickler im Design
neuer Anlagen oder auch im Re-Design?
Die Überwachung der Anlagen in drei Dimensionen bietet Konstrukteuren
und Entwicklern eine höhere Flexibilität sowie eine
zuverlässige Erkennung von Objekten und Personen in der Anlage.
Dabei muss bei der Anbringung der Sensoren auf das gewünschte
Sichtfeld geachtet werden. Ebenso müssen bei der Parametrierung
je nach eingesetzter Technologie Umgebungsbedingungen wie
Reflexion oder Fremdlicht berücksichtigt werden.
Bilder: Aufmacher Hintergrund Yingyaipumi – stockadobe.com,
sonstige Pepperl+Fuchs
MENSCHEN UND MÄRKTE
3D-Sensoren ermöglichen die detailgetreue Situationserfassung
in drei Dimensionen. Im Gegensatz dazu stößt 2D-Optik an ihre
Grenzen, wenn Tiefeninformation der z-Achse benötigt wird. Der
Mehrwert wird in der automatischen Befüllung von Batteriepacks
deutlich. 2D-Sensoren sind hier zwar für eine einfache Anwesenheitskontrolle
ausreichend, aber nicht für die Überprüfung der
dreidimensionalen Ausrichtung der Zielobjekte. Für eine höhergradige
Automatisierung, in der beide Parameter in einem Durchgang
verarbeitet werden, ist der Einsatz von 3D-Optik gefragt.
Gerade durch die zunehmende Digitalisierung brauchen wir
zukunftsfähige Technologien. Wo sehen Sie heute schon
konkrete Lösungen, auf die Unternehmen setzen können?
Smartrunner Explorer 3-D (Bild oben) von Pepperl+Fuchs bietet
in den beiden Varianten Stereo-Vision und Time-of-Flight
bereits Lösungen für unterschiedliche Problemstellungen. Der
Stereo-Vision-Sensor liefert tiefenscharfe 3D-Bilder aus dem
Nahbereich durch Überlagerung von 2D-Bildern zu einem
Disparitätenbild. Die ToF-Variante nutzt das Laufzeitverfahren
und erlaubt die vollständige Überwachung eines Feldes auf bis
7,5 m Entfernung. Die Geräte sind sehr leicht zu integrieren,
bewährte Einstellungen lassen sich duplizieren, indem man
Vorgaben des ersten Sensors unmittelbar für weitere Geräte
übernimmt.
8 DER KONSTRUKTEUR 2023/09 www.derkonstrukteur.de
www.pepperl-fuchs.com
ANNIKA FELHAUER
Global Product Manager 3D Vision,
Pepperl+Fuchs SE, Mannheim