Ako je možné spoľahlivo detekovať súčiastky na dopravníkovom páse pred robotom?

Používateľ z automobilového dodávateľského priemyslu čelil typickej úlohe v existujúcich systémoch: Diely na dopravníkovom páse museli byť detegované pred manipulačným robotom. Doteraz nebola žiadna otázka. Proces prebiehal „naslepo“, čo môže viesť k problémom pri následnej manipulácii v prípade porúch alebo chýbajúcich dielov.

Otázka znela:

Ako je možné monitorovať plochu dopravníkového pásu širokú približne 600 mm, aby sa získal jednoduchý signál „časť prítomná/žiadna časť prítomná“ – ideálne ako klasické 3-vodičové senzorové riešenie?

Kontrola výšky paliet pomocou meracieho svetelného závesu
Meranie plochej výšky naskladaných tovarov v toku materiálu

Prečo je táto úloha náročnejšia, než sa zdá

Na prvý pohľad sa zdá, že ide len o jednoduchú kontrolu dochádzky. V praxi sa však diely pohybujú po dopravníku, môžu sa mierne líšiť v polohe a majú rôzne výšky alebo povrchy. Zároveň však muselo byť riešenie robustné, nenáročné na údržbu a ľahko opraviteľné.

Najmä pri dodatočných úpravách je dôležité, aby sa senzor dal ľahko integrovať do existujúcej riadiacej štruktúry. Preto bol výslovne žiadaný klasický binárny prepínací signál. Zároveň mala byť monitorovaná plocha zaznamenaná na celej šírke dopravníkového pásu.

Prečo je svetelný záves tu správnou voľbou

Meracia svetelná clona je na túto aplikáciu obzvlášť vhodná. Na rozdiel od jedného senzora monitoruje nielen jeden bod, ale celú líniu nad dopravníkom. Niekoľko optických osí v jednom puzdre tvorí kontinuálnu monitorovaciu zónu.

Akonáhle časť vyčnieva do tejto oblasti, aspoň jeden lúč je prerušený – generuje sa požadovaný prepínací signál. To zabezpečuje, že sú detegované aj bočne posunuté alebo odlišne umiestnené súčiastky.

Čo je to meracia svetelná záves?

Merací svetelný záves pozostáva zo série optických zariadení vysielača a prijímača, ktoré rozprestierajú niekoľko paralelných svetelných lúčov medzi dvoma zariadeniami. Tým vzniká kontinuálna optická monitorovacia plocha namiesto len jedného meracieho bodu.

Ak sa objekt pohybuje do tejto oblasti, prerušuje jeden alebo viac lúčov. Systém nielenže rozpozná, že objekt je prítomný, ale aj kde a ako ďaleko vyčnieva do svetelného poľa.

Rozdiel pri jednom senzore

Klasický optický senzor monitoruje len jeden bod. Ak je objekt vedľa neho, zostáva neodhalený. Svetelná mriežka naopak zachytáva celú čiaru alebo oblasť. To znamená, že aj bočne posunuté alebo odlišne umiestnené diely sú spoľahlivo detegované – ideálne pre aplikácie na dopravníkových pásoch.

Čo znamená „merať“?

„Meranie“ znamená, že nielenže je generovaný prepínací signál, ale že je možné vyvodiť závery o výške alebo veľkosti objektu z počtu prerušených lúčov. Napríklad systém dokáže detegovať:

  • či je časť prítomná
  • či je niekoľko častí na sebe
  • či je objekt vyšší alebo nižší, než sa očakáva

Aj keď je momentálne potrebný iba binárny signál, táto funkcionalita poskytuje dodatočné rezervy pre neskoršie úpravy procesu.

Výhody v prostredí dopravníkových pásov

Merací svetelný záves umožňuje monitorovanie v celej oblasti, znižuje počet potrebných jednotlivých senzorov a je necitlivý na polohu objektov. To ho robí obzvlášť vhodným pre dopravné trasy pred robotmi alebo manipulačnými systémami.

Viac než len „časť tam alebo nie“

Aj keď je v tomto prípade postačujúci binárny signál, meracia svetelná clona ponúka ďalšie možnosti. Definovaná vzdialenosť lúča umožňuje detekciu a rozlíšenie výšok objektov. To sa dá použiť na zistenie nielen prítomnosti súčiastky, ale aj toho, či má očakávanú výšku alebo či je niekoľko častí na sebe. Táto rezerva funkčnosti vytvára budúcnosť. Ak by sa proces neskôr rozšíril, s rovnakými prístrojmi sú k dispozícii ďalšie informácie o meraní.

Flexibilne parametrizovateľné a jednoduché na integráciu

Systém ponúka niekoľko možností uvádzania do prevádzky a adaptácie. Nastavenia je možné vytvárať priamo na zariadení alebo prenášať digitálne cez IO-Link. To umožňuje používateľovi zostať flexibilný počas počiatočnej inštalácie aj pri následných zmenách. Zároveň je riešenie ekonomicky zaujímavé, pretože jeden systém monitoruje celú zónu dopravníkového pásu – bez viacerých individuálnych senzorov a časovo náročných úprav.

Typické oblasti použitia

Takéto aplikácie možno nájsť všade tam, kde sa materiál prepravuje na dopravníkových pásoch a následne ho spracovávajú roboty alebo manipulačné systémy. Kombinácia monitorovania oblasti a robustného dizajnu robí svetelné závesy obzvlášť vhodnými pre:

Dopravníkové linky pred robotmi, podávače materiálov v montážnych systémoch alebo kontrola všeobecnej prítomnosti a výšky objektov počas prepravy.

Záver

To, čo začína ako jednoduchá kontrola dochádzky, sa v praxi rýchlo zmení na náročnejšiu úlohu. Meracie svetelné závesy ponúkajú spoľahlivý spôsob monitorovania celých oblastí dopravníkových pásov a spoľahlivej detekcie súčiastok – s možnosťou využitia výškových informácií neskôr.

To vytvára robustné a odolné riešenie pre manipuláciu s procesmi v existujúcich závodoch.

Autor

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

Názov pracovnej pozície