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Robuste und flexible Roboterautomation in der Logistik

Produkte, die verwendet wurden:N31 | N36X36

Herausforderung

Die Logistikbranche steht vor der Aufgabe, wachsende Warenströme bei gleichzeitig angespannten Lieferketten und steigenden Effizienzanforderungen zu bewältigen. Ein großer Teil der Arbeitskräfte in Lagerhäusern ist nach wie vor mit Kommissionier- und Verpackungsaufgaben beschäftigt — Tätigkeiten, die personalintensiv, monoton und schwer zu skalieren sind. Entsprechend steigt der Bedarf an robotergestützter Automatisierung.

Unbekannte und vielfältige Objekte

Eine zentrale Schwierigkeit besteht darin, dass moderne Logistikzentren mit einer nahezu unbegrenzten Vielfalt an Produkten umgehen müssen. Form, Größe, Gewicht, Oberfläche und Verpackung variieren stark, häufig ohne vorherige Klassifizierung. Roboter sollen dennoch in der Lage sein, diese unbekannten Artikel sicher zu erkennen, zu greifen und zu bewegen. Klassische, auf feste Geometrien ausgelegte Automatisierungslösungen stoßen hier schnell an ihre Grenzen.

Dynamische und raue Einsatzbedingungen

Hinzu kommen anspruchsvolle Umgebungsbedingungen wie wechselnde Beleuchtung, dicht gepackte Behälter, überlappende Objekte oder beschädigte Verpackungen. Die Systeme müssen zuverlässig funktionieren, auch wenn Produkte ungeordnet vorliegen oder teilweise verdeckt sind. Für eine wirtschaftliche Automatisierung sind daher besonders robuste und schnelle Erkennungs- und Greifstrategien erforderlich.

Breites Anwendungsspektrum

Die Herausforderung beschränkt sich nicht auf einzelne Prozessschritte. Automatisierungslösungen sollen vielseitig einsetzbar sein — von der Kommissionierung einzelner Artikel über die Handhabung von Paketen bis hin zu Depalettierung, Lkw-Entladung oder Gepäckabfertigung. Gefordert ist somit ein flexibles System, das unterschiedliche Aufgaben und Objektarten ohne aufwendige Umrüstung bewältigen kann.

Insgesamt besteht die zentrale Herausforderung darin, Robotersysteme zu entwickeln, die unbekannte Gegenstände unter realen Logistikbedingungen schnell, zuverlässig und wirtschaftlich handhaben können - eine Schlüsselvoraussetzung für die nächste Stufe der Lagerautomatisierung.

Anwendung

Statt einer proprietären Komplettlösung setzt Fizyr auf ein modulares Plug-and-Play-Softwarekonzept, das sich flexibel in unterschiedlichste Robotersysteme integrieren lässt. Integratoren können dadurch frei entscheiden, ob Cobots oder klassische Industrieroboter zum Einsatz kommen und ihre Kommissionierzelle optimal an die jeweilige Anwendung anpassen. Für die visuelle Erfassung der zu handhabenden Objekte kommen dabei Industriekameras zum Einsatz — insbesondere mehrere Ensenso 3D-Kameras der Optonic GmbH, ergänzt durch 2D-Kameras für zusätzliche Bildinformationen.

Präzise 3D-Daten für das Handling unbekannter Objekte

Die Ensenso 3D-Kameras liefern die entscheidenden räumlichen Informationen über Form, Lage und Orientierung der Produkte. Je nach Anwendung werden bis zu vier Sensoren eingesetzt, um ein ausreichend großes Sichtfeld abzudecken und auch komplexe Szenen zuverlässig zu erfassen. Auf Basis der erzeugten 3D-Punktewolken kann das System selbst dicht gestapelte, überlappende oder ungeordnet liegende Objekte identifizieren und geeignete Greifpunkte bestimmen.

Diese präzisen Tiefendaten ermöglichen es den Algorithmen, in sehr kurzer Zeit zahlreiche mögliche Greifposen zu berechnen und die jeweils beste auszuwählen. Gleichzeitig lassen sich beschädigte oder nicht transportfähige Gegenstände erkennen und aussortieren, bevor sie in nachgelagerte Prozesse gelangen.

Robuste Erfassung unter schwierigen Bedingungen

Logistikumgebungen stellen hohe Anforderungen an die Bildverarbeitung. Unterschiedliche Materialien, reflektierende oder transparente Oberflächen sowie schlecht strukturierte Objekte erschweren die zuverlässige Erkennung. Auch überlappende Artikel, Polybeutel oder kontrastarme Szenarien wie hell auf hell oder dunkel auf dunkel müssen sicher verarbeitet werden.

Die Ensenso 3D-Kameras liefern hierfür detaillierte Tiefeninformationen, die unabhängig von Farbe oder Textur der Oberfläche eine stabile Objekterkennung ermöglichen. Eine weiterentwickelte Stereo-Vision-Technologie sorgt dabei für eine hohe Messgenauigkeit und verbessert die Qualität der Punktwolken selbst bei anspruchsvollen Materialien.

Zusammenspiel von 3D- und 2D-Informationen

Während die 3D-Sensoren die räumliche Struktur der Szene erfassen, liefern ergänzende 2D-Kameras zusätzliche visuelle Daten für Klassifizierung und Analyse. Durch die Kombination beider Informationsquellen kann die Software Objektarten unterscheiden, Qualitätsprüfungen durchführen und geeignete Greifstrategien bestimmen — selbst bei unbekannten Produkten mit stark variierenden Eigenschaften.

Insgesamt ermöglicht die leistungsfähige 3D-Bildverarbeitung ein flexibles, robustes und schnelles Kommissioniersystem, das eine große Bandbreite logistischer Anwendungen abdeckt — von der Stückgut-Kommissionierung über Paket-Handling bis hin zu Depalettierung oder Lkw-Entladung.

Ausblick

Das anhaltende Wachstum des Online-Handels führt zu steigenden Paketmengen und zunehmend komplexen logistischen Anforderungen. Gleichzeitig verschärfen Fachkräftemangel und veränderte Arbeitsbedingungen den Druck auf Unternehmen, ihre Prozesse effizienter und sicherer zu gestalten. Robotergestützte Automatisierung gewinnt daher weiter an Bedeutung — insbesondere Lösungen, die auf künstlicher Intelligenz und leistungsfähiger Bildverarbeitung basieren. Neben Produktivitätssteigerungen tragen sie auch dazu bei, Kosten zu senken und die Arbeitssicherheit zu verbessern.

Parallel dazu wächst weltweit die Nachfrage nach hochwertigen Komponenten für moderne automatische Kommissioniersysteme. Systemintegratoren benötigen flexible, skalierbare Lösungen, die sich in unterschiedlichste Anlagenkonzepte einfügen und auch bei steigenden Anforderungen zuverlässig funktionieren.

Die Kombination aus modularer Software und präziser 3D-Bildverarbeitung erfüllt diese Anforderungen in besonderem Maße. Als Plug-and-Play-Lösung lässt sich das System einfach in bestehende oder neue Anlagen integrieren und bleibt dabei unabhängig von spezifischer Hardware. Dadurch können Betreiber ihre Kommissionierlösungen jederzeit an veränderte Bedürfnisse, neue Produktarten oder höhere Durchsatzanforderungen anpassen.

Ein zentrales Element bildet das robuste 3D-Vision-System, das kontinuierlich exakte Informationen über Form, Lage und Zustand der Objekte liefert. Diese Daten sind entscheidend für ein zuverlässiges Handling unterschiedlichster Waren und bilden die Grundlage für leistungsfähige „Goods-to-Person“-Systeme der nächsten Generation.

Insgesamt zeigt sich, dass flexible, hardwareunabhängige Automatisierungslösungen mit präziser 3D-Sensorik eine Schlüsselrolle für die zukünftige Entwicklung der Logistik spielen werden — von effizienteren Lagerprozessen bis hin zu vollständig vernetzten, skalierbaren Distributionszentren.

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