En muchos entornos de producción automatizados, la manipulación segura y fiable de materiales apilados desempeña un papel fundamental. Ya sean cajas de cartón, contenedores o componentes pesados, las pinzas robóticas deben reconocer de forma fiable si un objeto está correctamente colocado antes de iniciar un proceso de agarre. Una tarea frecuente pero técnicamente difícil es la supervisión de la protuberancia de las pilas de material.
Un ejemplo concreto son los paquetes de ladrillos apilados en una cinta transportadora: antes de que una pinza robótica pueda cogerlos, debe comprobar si hay algún saliente a izquierda o derecha que obstaculice el proceso de agarre. Los sistemas automatizados tradicionales suelen carecer de una solución estandarizada para esta comprobación de salientes: los sistemas existentes funcionan sin sensores y las optimizaciones del sistema rara vez se adaptan a posteriori. Sin embargo, las nuevas tecnologías de sensores optoelectrónicos están abriendo opciones flexibles y robustas para detectar protuberancias de forma neutral con respecto al material.
En la práctica, hay dos cosas que deben detectarse de forma fiable: En primer lugar, si el material de la pila está correctamente colocado dentro de la zona de agarre y, en segundo lugar, si hay elementos individuales que sobresalgan lateralmente, lo que puede provocar colisiones o falsas detecciones durante el agarre. El reto: La altura de la pila suele ser constante (por ejemplo, ±1 cm), pero la protuberancia lateral es variable y debe detectarse con fiabilidad. El sistema de sensores no debe estar orientado a la seguridad: se trata principalmente de una detección de bloqueo funcional, no de una función de protección en términos de seguridad de la máquina.
Por ejemplo, una pinza robótica puede detenerse automáticamente o seleccionar una estrategia de agarre alternativa si se detectan protuberancias. Este control de las protuberancias puede realizarse mediante distintas soluciones de sensores optoelectrónicos, en función de la situación de instalación, el espacio, los costes y los requisitos de precisión.
Una solución concebible para el control de la protuberancia es el uso de barreras ópticas de medición. Se trata de sensores optoelectrónicos que generan una sección transversal virtual utilizando varios haces de luz. Si se interrumpe un haz, el sistema reconoce directamente la presencia de un objeto en ese campo. Si es necesario, las rejillas ópticas pueden utilizarse incluso para controlar la altura en toda la longitud de la pila; en otras palabras, también pueden detectar si la altura total de los ladrillos apilados corresponde a un valor esperado o es demasiado alta.
wenglor ofrece una gama de estas barreras fotoeléctricas que pueden combinar varios haces de luz utilizando el principio de barrera y proporcionar un resultado de medición continuo. Son adecuadas para tareas como la detección de posición, la detección de objetos y la detección de altura a lo largo de la trayectoria del transportador. La estructura modular de estas rejillas también permite ajustar la resolución o la altura del campo, en función de lo fina que deba ser la detección del saliente.
La ventaja de una barrera de luz reside en su cobertura: escanea una zona de forma automática y continua, sin movimiento mecánico, y proporciona información inmediata si un objeto interrumpe la trayectoria de la luz. Esto puede ser especialmente útil cuando no sólo se requiere una inspección punto por punto, sino una supervisión en varias posiciones de la zona de agarre.
Para muchos proyectos de retroadaptación, una solución diferente y más compacta ha demostrado su eficacia: sensores réflex con supresión de fondo. Estos sensores funcionan según el principio de medición angular o réflex y detectan objetos sin contacto a una distancia determinada, sin que les influya mucho el fondo.
Aquí es importante la llamada supresión de fondo: El sensor diferencia entre el objeto real (por ejemplo, el borde de un ladrillo) y el fondo, reconociendo como objetivos válidos sólo los objetos situados a una determinada distancia. Esto permite reconocer con fiabilidad los elementos que sobresalen lateralmente sin que, por ejemplo, el suelo de la cinta transportadora u otras zonas circundantes interfieran en la medición.
Los sensores de reflexión modernos también ofrecen opciones de ajuste flexibles, por ejemplo mediante IO-Link o Teach+, para que los puntos de conmutación, la histéresis o la sensibilidad puedan adaptarse directamente a la aplicación. Según la serie de productos, los alcances y las sensibilidades varían mucho: desde alcances de proximidad compactos hasta varios 100 mm.
La principal ventaja de esta solución es su integración, que ahorra espacio, directamente en la unidad de agarre: en lugar de crear un campo luminoso a lo largo de toda la sección transversal, el sensor comprueba directamente junto a la pinza si sobresale algún material hacia los lados. Esta variante es especialmente atractiva para reequipar sistemas existentes, porque suele ser más fácil de implantar y requiere menos espacio que las extensas barreras fotoeléctricas.
Hay varios enfoques sensoriales en la cartera de wenglor que son adecuados para este control de la protrusión:
Funcionan con varios haces de luz que escanean una zona y pueden detectar interrupciones causadas por salientes de objetos. Las distintas distancias entre haces (por ejemplo, 2 mm o 30 mm) permiten elegir libremente entre una alta resolución de detalle o una zona de supervisión más gruesa, según el material de la pila y los requisitos.
Sensores robustos con luz láser o de infrarrojos que detectan objetos frente a un fondo definido, ideales para realizar comprobaciones puntuales directamente en la pinza. Ofrecen una gran flexibilidad de diseño y posicionamiento, y son especialmente adecuados cuando se necesitan soluciones de reequipamiento compactas.
Ambos tipos de solución permiten una integración flexible en arquitecturas de automatización estándar y proporcionan señales rápidas y fiables para el nivel de control, de modo que el robot adapte sus movimientos en consecuencia.
La flexibilidad es especialmente importante para los proyectos de reequipamiento en líneas de producción existentes: la tecnología de sensores debe poder adaptarse a las situaciones de instalación existentes sin requerir grandes transformaciones. La combinación de medición puntual de reflejos y supervisión de superficies opcional ofrece un amplio margen para soluciones integradoras.
Además, la supresión de fondo de los sensores réflex garantiza una detección estable incluso con colores o superficies cambiantes -como ladrillos oscuros o rojos-, ya que el sistema sensor es en gran medida insensible a tales propiedades.
Controlar la protrusión de las pilas de material es una aplicación típica de la logística automatizada y la robótica. Ya se trate de protuberancias laterales, estructura irregular de la pila o desviaciones del material, sin una tecnología de sensores fiable, esto puede provocar rápidamente paradas de producción o daños en la pinza.
Las soluciones optoelectrónicas de wenglor -como las barreras fotoeléctricas de medición y los sensores réflex con supresión de fondo- ofrecen métodos robustos y de integración flexible para la detección de objetos que cubren tanto las necesidades puntuales como las de área. En función de la tarea, los usuarios pueden elegir entre una supervisión continua del campo de medición o una detección compacta cerca de la pinza.
Estas soluciones de sensores permiten detectar los problemas de protrusión en una fase temprana, antes de que afecten al proceso de agarre, un componente importante para la fiabilidad de los procesos de automatización en el procesamiento y la manipulación de materiales.
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