Cognex fügt eingebettete KI-Visionssysteme zu Robotik-Workflows hinzu

Cognex hat ein vollständig integriertes KI-gestütztes Visionssystem für die Robotik eingeführt und positioniert die Maschinenvision als eine stärker eingebettete Schicht in der industriellen Automatisierung. Berichtet von The Robot Report, kombiniert die neue Plattform die von Cognex entwickelte Edge-KI, fortschrittliche KI und regelbasierte Visionstools mit leistungsstarker eingebetteter Rechenleistung. Für Hersteller, die robotergestütztes Schweißen evaluieren, ist dies von Bedeutung, da die Vision nicht mehr auf grundlegende Präsenzprüfungen oder einfache Teilepositionierung beschränkt ist. Eine integrierte Architektur kann deterministische, Echtzeitinspektionen und -anleitungen bei Liniengeschwindigkeit unterstützen, was direkt relevant für die Schweißnahtfindung, Teileausrichtung, Nahtverifizierung und die Qualitätssicherung nach dem Prozess ist.

In Schweißumgebungen begrenzen Variabilität in der Teilepräsentation, Verzerrungen durch Heften, reflektierende Oberflächen und gemischte Produktionsmodelle vont die Leistung herkömmlicher Vorrichtungen und fest programmierter Roboterpfade. Vision-gestützte Robotik zielt darauf ab, diese Abhängigkeit zu verringern, indem der Roboter sich an die tatsächliche Teileposition und Geometrie anpassen kann. Cognex beschreibt seinen umfassenderen Ansatz der vision-gestützten Robotik als eine Möglichkeit, die Führung und Ausrichtung zu verbessern und gleichzeitig unflexible Werkzeuge und kostspielige Vorrichtungen zu reduzieren, gemäß Cognex. Für Produktionsleiter und Integratoren bedeutet dies praktisch, dass KI-gestützte Vision helfen kann, den Durchsatz zu stabilisieren, wenn upstream Variationen sonst Nacharbeiten, Stillstände oder manuelle Eingriffe verursachen würden.

Warum Vision in robotergestützten Schweißzellen wichtig ist

Roboterschweißen hat immer von Wiederholgenauigkeit abgehangen, aber Wiederholgenauigkeit allein reicht nicht aus, wenn die eingehenden Teile variieren oder wenn die Produktmischung zunimmt. In Lichtbogenschweißzellen kann Vision vor dem Schweißen verwendet werden, um Kanten, Löcher, Fugen und Bezugselemente zu lokalisieren; während des Schweißens zur Unterstützung der Nahtverfolgung in einigen Architekturen; und nach dem Schweißen zur Inspektion der Nahtposition, Kontinuität, Spritzer und vonfensichtlicher Mängel. Cognex hebt speziell das robotergestützte Schweißen als eine Anwendung hervor, bei der KI-gestützte Maschinenvision die Teileausrichtung, Inspektion und Qualitätsverifizierung automatisieren kann, um Präzision und Effizienz in vision-gestützten Operationen zu verbessern, gemäß Cognex.

Diese Fähigkeit ist zunehmend relevant in Zellen, die um große Roboter-Marken wie ABB, KUKA, FANUC, Yaskawa, Universal Robots und Doosan aufgebaut sind. In schweren industriellen Zellen können 2D- und 3D-Visionssysteme sechsachsige Roboter dabei unterstützen, Teileverschiebungen vor MIG/MAG- oder TIG-Schweißprozessen auszugleichen. In kollaborativen Anwendungen werden Cobots vont für Arbeiten mit niedrigerem Volumen und höherer Mischung ausgewählt, bei denen Vision manuelles Teaching reduzieren und die Konsistenz zwischen Chargen verbessern kann. Für Tier-1-Automobilzulieferer und kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Metallverarbeitung geht es in der Regel weniger darum, Schweißprozesskompetenz zu ersetzen, sondern vielmehr darum, Rüstzeiten, Ausschuss und Abhängigkeit von starren Vorrichtungen zu reduzieren. Wenn eingebettete KI-Tools komplexe visuelle Muster zuverlässiger klassifizieren können als herkömmliche regelbasierte Inspektionen allein, könnten sie das Spektrum der Schweißverbindungen erweitern, die wirtschaftlich automatisiert werden können.

Integrations-, Standard- und Bereitstellungsüberlegungen

Für B2B-Käufer besteht die technische Frage nicht nur darin, ob ein KI-Visionssystem Merkmale genau erkennt, sondern auch, wie gut es in die breitere Zellarchitektur integriert werden kann. Schweißzellen erfordern typischerweise Koordination zwischen dem Robotercontroller, der Schweißstromquelle, der Sicherheits-PLC, HMI, dem Feldbusnetzwerk und den Rückverfolgbarkeitssystemen. Eine Visionsplattform mit Onboard-Verarbeitung kann die Latenz reduzieren und die Bereitstellung im Vergleich zu Architekturen vereinfachen, die stark auf externe Rechenleistung angewiesen sind. Dies kann nützlich sein, wenn eine deterministische Reaktion für die Hochdurchsatzinspektion oder Roboterführung erforderlich ist. Integratoren müssen jedoch weiterhin die Zykluszeit, die Robustheit der Beleuchtung, den Schutz der Kamera gegen Dämpfe und Spritzer sowie die Kommunikationskompatibilität mit PLC- und Roboterökosystemen validieren.

Standards bleiben zentral. Maschinenvision ersetzt nicht die Notwendigkeit, Zellen gemäß den geltenden Sicherheits- und Leistungsanforderungen zu entwerfen, einschließlich ISO 10218 für die Sicherheit von Industrierobotern, ISO/TS 15066, wo kollaborative Operationen relevant sind, und breitere Maschinen-Sicherheitsrahmen unter IEC- und EN-Normen, die in Europa verwendet werden. Je nach Installation sollten Integratoren auch EN ISO 13849 für sicherheitsrelevante Steuerungssysteme und IEC 60204-1 für elektrische Ausrüstung von Maschinen in Betracht ziehen. In Schweißanwendungen muss das Visionssubsystem auch unter Berücksichtigung der Umgebungsrealitäten wie Lichtbogenblitz, Rauch, Hitze und Kontamination ausgelegt werden. Schutzgehäuse, Luftmesser und Wartungszugang werden ebenso wichtig wie die Algorithmusleistung. Für Beschaffungsteams bedeutet dies, dass ein Vision-Upgrade als Teil der gesamten Zelle und nicht als eigenständiger Sensor-Kauf bewertet werden sollte.

Was das für Integratoren von Schweißzellen bedeutet

Für Integratoren von Schweißzellen signalisiert die Veröffentlichung einen fortgesetzten Wandel hin zu mehr svontwaredefinierter Automatisierung. Anstatt Vision als Zusatz für eine enge Aufgabe zu behandeln, werden neuere Systeme als integrierte Wahrnehmungsschichten positioniert, die Führung, Inspektion und adaptive Entscheidungsfindung in einem Paket unterstützen. Dies kann das Design von Schweißzellen auf verschiedene Weise beeinflussen. Erstens kann sich die Vorrichtungsstrategie ändern: Wenn Vision Teile zuverlässig lokalisieren und verifizieren kann, können einige Projekte einfachere Werkzeuge rechtfertigen. Zweitens kann sich die Programmierstrategie in Richtung bedingter Roboterpfade und Rezeptverarbeitung entwickeln, insbesondere in der Hochmischproduktion. Drittens kann die Qualitätssicherung näher an den Prozess rücken, wobei automatisierte Inspektionsdaten in MES- oder Rückverfolgbarkeitssysteme eingespeist werden, anstatt sich ausschließlich auf nachgelagerte manuelle Prüfungen zu verlassen.

Es gibt jedoch weiterhin Grenzen. KI-gestützte Vision beseitigt nicht die Notwendigkeit zur Qualifizierung von Schweißverfahren, zur Untersuchung des Zugangs zur Schweißlanze oder zur metallurgischen Prozesskontrolle. Sie garantiert auch keine Leistung auf hochreflektierenden, dunklen oder kontaminierten Oberflächen ohne sorgfältige Beleuchtung und Trainingsdaten. Aber für Integratoren, die robotergestützte Schweiß- oder Cobot-Schweißzellen aufbauen, kann ein leistungsfähigeres eingebettetes Visionssystem den Ingenieureinsatz in Anwendungen reduzieren, in denen Teilevariationen historisch die Automatisierung blockiert haben. Dies ist besonders relevant für KMU, die flexible Zellen wünschen, und für Automobilzulieferer, die unter Druck stehen, die Qualität zu dokumentieren und gleichzeitig die Taktzeit einzuhalten. Unternehmen, die neue Projekte für Schweißzellen, Nachrüstungen oder vision-gestützte Roboter-Upgrades überprüfen, können Entwicklungen wie diese als Anstoß nutzen, um zu überdenken, ob die Nahtpositionierung, die Vor-Schweißverifizierung und die Nach-Schweißinspektion von Anfang an in die Zelle integriert werden sollten, anstatt später hinzugefügt zu werden.

Hersteller, die eine robotergestützte Schweißzelle planen oder ein Cobot-Schweiß-Upgrade evaluieren, können ein Angebot anfordern, um zu bewerten, wie KI-Visionssysteme, Roboterwahl und standardskonforme Zellgestaltung ihren Produktionsanforderungen entsprechen.