Geometrieunabhängige automatisierte Kommissionierung mithilfe von industrieller Bildverarbeitung und künstlicher Intelligenz

Die Kommissionierung beschreibt die Zusammenstellung von Artikeln aus einem Sortiment aufgrund eines Auftrages. Die heute noch in vielen Branchen manuelle Tätigkeit hat einen wesentlichen Anteil an den Lager- bzw. Distributionskosten. Die Gründe dafür sind Sortimente mit heterogenen Artikeln bzgl. ihrer Geometrie wie sie häufig bei Versandhandelsunternehmen auftreten sowie ein Mangel an geeigneter Sensorik und Aktorik zur automatisierten Handhabung der Artikel. In der Dissertation wird ein System zur automatisierten und geometrieunabhängigen Erfassung, Erkennung und Handhabung von Artikeln beschrieben. In den entsprechenden drei Kapiteln der Arbeit werden bekannte und neuartige Realisierungsformen dargestellt und verglichen und die Umsetzung der jeweils erfolgversprechendsten Variante beschrieben. Die Ergebnisse werden anhand einer Beispielanwendung verdeutlicht. Die Erfassung bzw. die räumliche Vermessung der Artikel wurde mit einem als Stereo-Vision bezeichneten Verfahren der industriellen Bildverarbeitung realisiert. Das auf dem menschlichen Sehen basierende Prinzip bestimmt aus zwei oder mehr überlappenden Kameraaufnahmen für markante Punkte der Geometrie bzw. des Oberflächenmusters Höhen. Auf die bekannten Schwierigkeiten des Verfahrens Punktdetektion und Punktzuordnung wird besonders eingegangen. Aufbauend auf den Höhenpunkten werden die Artikel aus den ebenen Kameraaufnahmen extrahiert und geometrische Größen wie der Umfang und die Fläche berechnet. Aus den Berechnungsergebnissen und den Farbinformationen der Artikeloberflächen werden Parameter gebildet, welche einem künstlichen neuronalen Netz zur Bestimmung der Artikelklasse präsentiert werden. Wesentliche Vorteile bei der Zuordnung durch ein künstliches neuronales Netz sind die Verarbeitung geometrieveränderlicher Artikel wie Tüten und Säcke und die gute Anpassungsfähigkeit an Sortimentsänderungen. Die Handhabung der Artikel erfolgt über den am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Technische Logistik der Helmut-Schmidt-Universität in Hamburg entwickelten Toroidgreifer. Der Greifer zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau und eine flexible Gutaufnahme von unterschiedlichen Geometrien aus. Dabei wird der Artikel oberflächenschonend und sicher gegriffen. Eine hohe Anforderung an die Positionierung des Greifers wird nicht gestellt. Die drei Komponenten Erfassung, Erkennung und Handhabung werden in einem automatisierten Kommissioniersystem in Form einer Versuchsumgebung umgesetzt. Das System erfüllt die Anforderung der automatisierten Kommissionierung geometrisch unterschiedlicher Artikel. Ein weiterer Vorteil ist die sehr gute Performance sowohl von der Erkennung und der Handhabung. Im Ausblick der Arbeit werden u. a. Vorschläge zur Integration des Systems in bestehende und neue Läger gegeben.