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KI-gestützte industrielle Bildverarbeitung mit iiQKA.AI Vision für Robotik, Objekterkennung und Qualitätskontrolle

iiQKA.AI Vision: Industrielle Bildverarbeitung für Roboter

iiQKA.AI Vision ist die integrierte, KI-gestützte Machine-Vision-Software für industrielle Roboteranwendungen und ermöglicht präzise 2D- und 3D-Bildverarbeitung. Die Lösung wird in iiQWorks per Drag‑and‑Drop konfiguriert und unterstützt typische Anwendungen wie Bin Picking, Montage, Qualitätskontrolle und Depalettieren. Die Bildverarbeitung und KI-basierte Objekterkennung laufen direkt im Controller auf einer integrierten Recheneinheit. So lassen sich effiziente und skalierbare Vision-Applikationen auch ohne tiefgehendes Vision-Know-how realisieren.

2D- und 3D-Machine-Vision mit KI-basierter Objekterkennung

Industrielle Bildverarbeitung ermöglicht Robotern, Objekte und Bauteile visuell zu erkennen, zu lokalisieren und für automatisierte Produktionsprozesse aufzubereiten. iiQKA.AI Vision nutzt dafür 2D-Bilddaten und 3D-Punktwolken. Die Software kann Bauteile erkennen, klassifizieren und ihre Lage bestimmen – auch bei variierenden Positionen, komplexen Geometrien und ungeordnet vorliegenden Teilen.

Aus den erfassten Daten werden Positions- und Greifinformationen berechnet und an den Roboterprozess übergeben. So kann der Roboter beispielsweise ein Bauteil lokalisieren, einen geeigneten Greifpunkt bestimmen und die nächste Bewegungsaufgabe ausführen.

Die Verarbeitung erfolgt direkt im Controller auf der KUKA AI Extension Plattform, einer integrierten Recheneinheit auf Basis von NVIDIA-Technologie. Die lokale Verarbeitung reduziert Systemkomponenten und Schnittstellen. In Verbindung mit der Integration in Robotersteuerung und Engineering entsteht ein durchgängiger Ablauf von der Datenerfassung über die Analyse bis zur Ausführung.

Ihre Vorteile: Schnell integriert, einfach eingesetzt, effizient automatisiert

  • Schnell zur produktiven Vision‑Applikation

    • Visuelle Konfiguration per Drag‑and‑Drop in iiQWorks
    • Templates für typische Vision-Anwendungen
    • Geführte Workflows von Setup bis Inbetriebnahme
    • Engineering ohne klassische Programmierung

  • Geringere Kosten und reduzierte Komplexität

    • Keine externe IPC-Hardware erforderlich
    • Reduzierte Schnittstellen und Systemkomponenten
    • Weniger Integrations- und Wartungsaufwand
    • Vereinfachte Systemarchitektur
  • KUKA Safe Secure

    Robuste Bildverarbeitung

    • Präzise 2D‑ und 3D‑ Objekterkennung
    • Automatische Lagebestimmung und Greifpunktberechnung
    • Zuverlässig auch bei variierenden Bauteilen und Lichtverhältnissen
    • Ermöglicht kollisionsfreie Bahnplanung
  • KUKA Safe Secure

    Durchgängiges System von Engineering bis Betrieb

    • Nahtlose Integration in iiQWorks und Robotersteuerung
    • Einheitlicher Workflow von Konfiguration bis Einsatz
    • Zentrale Verwaltung und Überwachung über Web‑UI

AI Vision in der Robotik: Präzise Objekterkennung und intelligente Greifpunktberechnung

iiQKA.AI Vision kombiniert AI Vision, Machine Vision, Robot Vision und Industrial Image Processing in einer durchgängigen Softwareplattform für industrielle Roboteranwendungen. Mit 2D- und 3D-Vision automatisiert die Software Anwendungen wie Bin Picking, Inspektion, Montage und Depalettieren schnell und effizient.

Welche Aufgaben übernimmt die industrielle Bildverarbeitung in der Robotik?

3D Bin Picking

Zuverlässiges Entnehmen unsortierter Bauteile

  • Erzeugt und verarbeitet 3D‑Punktwolken zur Objekterkennung
  • Lokalisiert Objekte präzise und leitet Greifpunkte aus CAD‑Daten oder trainierter Logik ab
  • Berechnet automatisch kollisionsarme und stabile Greifstrategien

2D und 3D Machine Vision

Automatisches Be‑ und Entladen von Maschinen
  • Erkennt Werkstücke und deren Position vor und in der Maschine
  • Ermöglicht automatisches Handling ohne exakt definierte Lage
  • Sorgt für stabile Be‑ und Entladeprozesse

3D-Depalettierung

Automatisiertes Entladen von Paletten
  • Erkennt Lagen, Positionen und Ausrichtung der Produkte
  • Passt Greifstrategie dynamisch an unterschiedliche Stapelbilder an
  • Sichert stabile Abläufe auch bei variierenden Mustern

2D und 3D Conveyor Tracking

Genaues Greifen auf dem Förderband
  • Erkennt bewegte Objekte in Echtzeit
  • Synchronisiert die Roboterbewegung mit der Förderbandgeschwindigkeit
  • Berechnet kontinuierlich präzise Positionen für das Greifen in Bewegung

2D und 3D Positionierung und Guiding

Präzise Positionierung von Bauteilen
  • Erkennt Bauteile zuverlässig im Bild (2D) und im 3D‑Raum und bestimmt exakte Koordinaten
  • Führt den Roboter koordinatengenau in Echtzeit zum Zielpunkt
  • Kompensiert Lageabweichungen automatisch
  • Reproduzierbare Prozesse

Inspektion und Qualitätskontrolle

Zuverlässige Prüfung von Produkten
  • Erkennt Oberflächenmerkmale, Farben, Labels, Barcodes und Texte automatisch
  • Führt Presence/Absence-Prüfungen sowie einfache Qualitätskontrollen durch
  • Unterstützt reproduzierbare Prüfprozesse durch präzise Bildverarbeitung und Auswertung

Welche Komponenten benötigt ein industrielles Vision-System?

Bildverarbeitungssoftware

Die Bildverarbeitungssoftware erfasst und analysiert die visuellen Daten. Je nach Anwendung kombiniert sie klassische Bildverarbeitung, KI-Algorithmen und Robotikintegration. Software-Kategorien reichen dabei von regelbasierten Funktionen für klar definierte Prüfaufgaben über KI-gestützte Objekterkennung bis zu integrierten Vision-Lösungen für Roboteranwendungen.

iiQKA.AI Vision verbindet Machine Vision und Robot Vision in einer durchgängigen Lösung.Anwendungen werden visuell konfiguriert und direkt in die Robotersteuerung überführt – für skalierbare und durchgängige industrielle Bildverarbeitungssysteme.

Vision‑Sensorik (2D/3D‑Kamerasysteme)

Die Sensorik erfasst die Bilder oder 3D-Daten, die für die jeweilige Anwendung benötigt werden. iiQKA.AI Vision unterstützt unterschiedliche 2D- und 3D-Vision-Sensorik. Kamera, Objektiv, Beleuchtung und Montageposition müssen passend zum Bauteil und zur Aufgabe ausgewählt werden.

Bei variierender Beleuchtung, wechselnden Oberflächen oder stark unterschiedlichen Objektlagen ist besonders darauf zu achten, dass die erfassten Daten eine zuverlässige Auswertung ermöglichen. Die konkrete Auswahl der Sensoren richtet sich daher nach dem jeweiligen Use Case.

Recheneinheit (AI Board Extension zur KI‑Beschleunigung)

Die Recheneinheit ist integraler Bestandteil von iiQKA.AI Vision und führt die Bildverarbeitungs‑ und KI‑Algorithmen direkt im System aus. Die Verarbeitung erfolgt lokal im Controller und ermöglicht kurze Latenzen sowie eine stabile, echtzeitnahe Integration.

Eine AI Board Extension übernimmt die Beschleunigung rechenintensiver KI‑Funktionen. GPU‑basierte Technologien (z. B. NVIDIA) ermöglichen performante 3D‑Datenverarbeitung und KI‑gestützte Bildanalyse direkt im Controller.

Vision Engineering mit iiQWorks (Konfiguration, Simulation, Inbetriebnahme)

Das Engineering erfolgt in iiQWorks in einer visuell geführten Umgebung. Der Workflow reicht von der Konfiguration und Datenerfassung über Kalibrierung und Modelltraining bis zur Simulation, Feinabstimmung und Inbetriebnahme.

Wichtige Bestandteile des Workflows sind:

  • Visuelle Konfiguration: Drag‑and‑Drop statt klassischer Programmierung
  • Template‑basierter Einstieg: Schneller Aufbau typischer Vision‑Anwendungen
  • Daten & Kalibrierung: Einrichtung von Kamera, Aufnahme und Systemabgleich
  • KI‑gestützte Modelle: Training und Optimierung direkt im Engineering‑Workflow
  • Nahtlose Integration: Übergabe von Ergebnissen in den Roboterprozess
  • Simulation & Inbetriebnahme: Validierung und Feinabstimmung innerhalb derselben Umgebung

Systemintegration (Einbindung in Roboter, Steuerung und Anwendung)

Für eine funktionierende Robotik-Anwendung müssen Sensorik, Bildverarbeitung, Robotersteuerung und Prozess zusammenarbeiten. Zu den typischen Integrationsschritten gehören die Auswahl und Einrichtung der Sensorik, die Kalibrierung, die Konfiguration der Bildverarbeitung, die Definition der Roboterbewegung sowie die Validierung der Anwendung.

iiQKA.AI Vision ist vollständig in die KUKA Plattform integriert und verbindet Sensorik, Software und Robotersteuerung zu einem konsistenten Gesamtsystem. Ergebnisse werden direkt in den Bewegungsablauf übernommen – für stabile Prozesse und fundierte Entscheidungen in der Automation.

Starten Sie Ihr Vision‑Projekt

Industrielle Bildverarbeitung, wie Ihr Unternehmen sie braucht: Konfigurieren Sie iiQKA.AI Vision gezielt für Ihre Anwendung im KUKA Shop – inklusive Auswahl passender Kameras und Objektive. Alternativ bietet KUKA Unterstützung von der Machbarkeitsstudie bis zum stabilen Betrieb Ihrer Anwendung.
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FAQ: Industrielle Bildverarbeitung, Machine Vision und AI Vision

Was ist Machine Vision?

Machine Vision bezeichnet den Einsatz von Bildverarbeitung in industriellen Anwendungen. Kameras, Sensorik und Bildverarbeitungssoftware erfassen und analysieren visuelle Informationen, damit automatisierte Systeme beispielsweise Bauteile erkennen, lokalisieren, prüfen oder Roboterbewegungen unterstützen können.

Was ist industrielle Bildverarbeitung in der Robotik?

Industrielle Bildverarbeitung (Industrial Image Processing) ermöglicht Robotern, Objekte und Bauteile visuell zu erkennen, zu lokalisieren und für nachfolgende Automatisierungsaufgaben zu verarbeiten. In Kombination mit 2D- oder 3D-Vision können beispielsweise Position und Orientierung eines Bauteils bestimmt und Informationen für den Roboterprozess bereitgestellt werden.

Was ist der Unterschied zwischen 2D- und 3D-Bildverarbeitung für Roboter?

Der Unterschied liegt in der erfassten Information:

  • 2D Vision: Erfasst Bilddaten in X- und Y‑Richtung – geeignet für Position, Form, Farbe und Oberflächenmerkmale
  • 3D Vision: Ergänzt die Z‑Achse (Tiefe) – ermöglicht die Erfassung von Höhe, Lage und Orientierung im Raum

3D Vision erlaubt damit eine präzise Positionsbestimmung im 3D‑Raum, während 2D Vision auf eine flache Bildanalyse beschränkt ist

Für welche Anwendungen ist 2D Vision besonders geeignet?

2D Vision eignet sich für Anwendungen, bei denen Bauteile definiert positioniert und flach angeordnet sind. Sie wird vor allem für klassische Bildverarbeitung, Inspektion und Positionierung auf Basis von Bilddaten eingesetzt und ist besonders effizient bei konstanten Bauteillagen und hohen Zyklusgeschwindigkeiten.

Typische Einsatzbereiche der 2D Vision:
  • Pick & Place auf Förderband oder Tray
  • Oberflächeninspektion (z. B. Kratzer, Farbe, Defekte)
  • Barcode-, OCR- und Labelprüfung
  • Presence/Absence-Checks und Qualitätskontrolle

 

Vorteile von 2D Vision in der industriellen Automation:?
  • Hohe Geschwindigkeit und kurze Zykluszeiten
  • Kosteneffiziente Integration
  • Bewährte und robuste Technologie für strukturierte Prozesse

Damit ist 2D Vision besonders geeignet für standardisierte Anwendungen mit definierter Bauteillage, bei denen keine Tiefeninformation erforderlich ist

Für welche Anwendungen ist 3D Vision besonders geeignet?

3D Vision wird eingesetzt, wenn Bauteile räumlich erfasst und flexibel gehandhabt werden müssen – insbesondere bei komplexen Geometrien, ungeordneten Bauteilen oder variabler Lage und Orientierung im Raum. Typische Anwendungen sind z. B. Bin Picking sowie die präzise Lagebestimmung im 3D‑Raum.

Damit eignet sich 3D Vision vor allem für komplexe und unstrukturierte Szenarien, in denen die exakte Position und Ausrichtung eines Bauteils entscheidend für einen sicheren und reproduzierbaren Prozess ist.

Typische Einsatzbereiche der 3D Vision:
  • Bin Picking (ungeordnete, gestapelte Bauteile)
  • Depalettieren und Handling gemischter Teile
  • Greifen komplexer Geometrien
  • Anwendungen mit variabler Lage, Höhe oder Orientierung
  • Präzise Positionierung und robotergestützte Montage

 

 Wann ist 3D Vision zwingend erforderlich?
  • Bauteile liegen ungeordnet oder gestapelt vor
  • Höhe, Lage oder Winkel sind für den Prozess relevant
  • Eine sichere Greifposition im Raum (inkl. Orientierung) muss bestimmt werden

Wie unterstützt KI die industrielle Bildverarbeitung?

KI erweitert die klassische, regelbasierte industrielle Bildverarbeitung (Machine Vision) um die Fähigkeit, visuelle Informationen dynamisch und flexibel zu interpretieren. Dadurch können auch komplexe oder variierende Objekte und Situationen verarbeitet werden.

Zu den Kernaufgaben von KI in der industriellen Bildverarbeitung gehören:

  • Objekterkennung und Klassifizierung: Bauteile erkennen und unterscheiden
  • Lokalisierung: Position und Orientierung von Objekten bestimmen
  • Segmentierung: Objekte präzise vom Hintergrund oder voneinander trennen
  • Verarbeitung von 2D- und 3D-Daten: Bilddaten und 3D-Punktwolken analysieren
  • Greifpunktberechnung: Geeignete Greifpositionen für den Roboter bestimmen

Bei iiQKA.AI Vision werden Objekte zuverlässig erkannt, vom Hintergrund unterschieden und geeignete Greifpunkte automatisch berechnet. Aus Bilddaten oder 3D-Punktwolken entstehen präzise Positions- und Greifinformationen, die direkt an den Roboter übergeben werden.

Wie lange dauert die Implementierung einer Vision‑Applikation?

Die Implementierung erfolgt je nach Anwendung und Komplexität. Dank visueller Konfiguration, Templates und geführter Workflows kann die Inbetriebnahme effizient und mit reduziertem Engineering‑Aufwand umgesetzt werden.

Ist iiQKA.AI Vision auch für Einsteiger ohne Vision‑Erfahrung geeignet?

Ja, die Lösung ist speziell darauf ausgelegt, Vision‑Applikationen auch ohne tiefes Spezialwissen umzusetzen – durch eine visuelle Konfiguration in einer grafischen Engineering‑Umgebung, geführte Prozesse und vorgefertigte Templates.

Kann iiQKA.AI Vision in bestehende Anlagen integriert werden?

Ja, die Lösung lässt sich in bestehende Roboter‑ und Automatisierungsumgebungen integrieren und ermöglicht eine durchgängige Verbindung von Vision, Steuerung und Anwendung.

Werden Daten lokal oder extern verarbeitet?

Die Bildverarbeitung und Datenverarbeitung erfolgen als Edge Computing direkt im Controller. Dadurch sind keine Cloud‑Anbindung, kurze Latenzen und eine sichere, lokale Verarbeitung gewährleistet.

Wann eignen sich Standardsoftware, Turnkey-Systeme oder Custom Stacks?

Standardsoftware eignet sich für viele typische Vision-Anwendungen und ermöglicht eine schnelle Inbetriebnahme bei geringem Engineering-Aufwand. Turnkey-Systeme bieten eine vorkonfigurierte Gesamtlösung aus Hardware, Software und Integration. Custom Stacks kommen bei hochspezifischen Anforderungen zum Einsatz, bei denen maximale Flexibilität erforderlich ist. Mit iiQKA.AI Vision lassen sich zahlreiche industrielle Vision-Anwendungen als integrierte Standardlösung effizient umsetzen und bei Bedarf flexibel erweitern.

Softwarelösungen für eine effiziente Automatisierung