Bezpečná a spoľahlivá manipulácia so stohovanými materiálmi zohráva ústrednú úlohu v mnohých automatizovaných výrobných prostrediach. Či už ide o kartóny, kontajnery alebo ťažké komponenty – robotické uchopovače musia pred spustením uchopovacieho procesu spoľahlivo rozpoznať, či je objekt správne umiestnený. Častou, ale technicky náročnou úlohou je monitorovanie vysunutia stohov materiálov.
Jedným z konkrétnych príkladov sú balíky tehál naskladané na dopravníkovom páse: predtým, ako ich robotické chápadlo zdvihne, musí skontrolovať, či sa na ľavej alebo pravej strane nenachádza nejaký výčnelok, ktorý by bránil uchopeniu. Tradičným automatizovaným systémom často chýba štandardizované riešenie na túto kontrolu výčnelkov – existujúce systémy fungujú bez snímačov a optimalizácia systému sa len zriedkakedy doinštaluje. Nové technológie optoelektronických snímačov však otvárajú flexibilné a robustné možnosti na zisťovanie výčnelkov spôsobom, ktorý je neutrálny z hľadiska materiálu.
V praxi sa musia spoľahlivo zistiť dve veci: Po prvé, či je materiál v zásobníku správne umiestnený v zóne uchopenia, a po druhé, či jednotlivé prvky nevyčnievajú do strán, čo môže viesť ku kolíziám alebo falošným detekciám počas uchopenia. Výzva: Výška stohu je zvyčajne konštantná (napr. ±1 cm), ale bočný výčnelok je premenlivý a musí sa spoľahlivo zistiť. Senzorový systém by nemal byť orientovaný na bezpečnosť – ide predovšetkým o funkčnú detekciu blokovania, nie o ochrannú funkciu z hľadiska bezpečnosti stroja.
Napríklad robotické chápadlo sa môže automaticky zastaviť alebo zvoliť alternatívnu stratégiu uchopenia, ak sa zistia výčnelky. Toto monitorovanie výčnelkov možno realizovať pomocou rôznych riešení optoelektronických snímačov – v závislosti od situácie pri inštalácii, priestoru, nákladov a požiadaviek na presnosť.
Jedným z možných riešení na monitorovanie výčnelkov je použitie meracích svetelných mriežok. Ide o optoelektronické snímače, ktoré vytvárajú virtuálny prierez pomocou niekoľkých svetelných lúčov. Ak je niektorý lúč prerušený, systém priamo rozpozná, že sa v tomto poli nachádza objekt. V prípade potreby sa svetelné mriežky môžu použiť aj na monitorovanie výšky po celej dĺžke stohu – inými slovami, môžu tiež zistiť, či celková výška naskladaných tehál zodpovedá očakávanej hodnote, alebo je príliš vysoká.
Spoločnosť wenglor ponúka celý rad takýchto svetelných mriežok, ktoré dokážu kombinovať niekoľko svetelných lúčov pomocou bariérového princípu a poskytujú kontinuálny výsledok merania. Sú vhodné na úlohy, ako je detekcia polohy, detekcia objektov a detekcia výšky pozdĺž dopravnej dráhy. Modulárna štruktúra takýchto mriežok umožňuje aj nastavenie rozlíšenia alebo výšky poľa v závislosti od toho, ako jemná má byť detekcia výčnelkov.
Výhoda svetelnej mriežky spočíva v jej plošnom pokrytí: skenuje oblasť automaticky a nepretržite, bez mechanického pohybu, a poskytuje okamžitú spätnú väzbu, ak objekt preruší dráhu svetla. To môže byť užitočné najmä vtedy, keď sa nevyžaduje len kontrola bod po bode, ale monitorovanie na viacerých miestach v oblasti uchopenia.
Pri mnohých projektoch modernizácie sa osvedčilo iné, kompaktnejšie riešenie: Reflexné snímače s potlačením pozadia. Tieto snímače pracujú na princípe uhlového alebo reflexného merania a bezkontaktne detekujú objekty v určitej vzdialenosti bez toho, aby ich výrazne ovplyvňovalo pozadie.
Dôležité je tu tzv. potlačenie pozadia: Snímač rozlišuje medzi skutočným objektom (napr. okrajom tehly) a pozadím tak, že ako platné ciele rozpoznáva len objekty v určitej vzdialenosti. To umožňuje spoľahlivo rozpoznať prvky vyčnievajúce do strany bez toho, aby napríklad podlaha dopravného pásu alebo iné okolité plochy zasahovali do merania.
Moderné reflexné snímače ponúkajú aj flexibilné možnosti nastavenia, napríklad prostredníctvom IO-Link alebo teach-in, takže spínacie body, hysterézu alebo citlivosť možno prispôsobiť priamo aplikácii. Rozsahy a citlivosti sa v závislosti od produktového radu výrazne líšia – od kompaktných rozsahov priblíženia až po niekoľko 100 mm.
Hlavnou výhodou tohto riešenia je jeho priestorovo úsporná integrácia priamo na uchopovaciu jednotku: namiesto vytvárania svetelného poľa v celom priereze snímač kontroluje priamo vedľa uchopovacej jednotky, či nejaký materiál nevyčnieva do strany. Tento variant je obzvlášť atraktívny pri modernizácii existujúcich systémov, pretože sa zvyčajne ľahšie implementuje a vyžaduje si menej miesta ako rozsiahle svetelné mriežky.
V portfóliu spoločnosti wenglor je niekoľko senzorických prístupov, ktoré sú vhodné na monitorovanie tohto výčnelku:
Pracujú s niekoľkými svetelnými lúčmi, ktoré skenujú oblasť a dokážu odhaliť prerušenia spôsobené výčnelkami objektov. Rôzne vzdialenosti lúčov (napr. 2 mm alebo 30 mm) umožňujú voľný výber medzi vysokým rozlíšením detailov alebo hrubšou monitorovacou zónou v závislosti od materiálu zásobníka a požiadaviek.
Robustné senzory s infračerveným alebo laserovým svetlom, ktoré detekujú objekty pred definovaným pozadím – ideálne na bodovú kontrolu priamo na chápadle. Ponúkajú vysokú flexibilitu pri navrhovaní a umiestňovaní a sú vhodné najmä vtedy, keď sa vyžadujú kompaktné riešenia na dodatočnú montáž.
Oba typy riešení umožňujú flexibilnú integráciu do štandardných automatizačných architektúr a poskytujú rýchle a spoľahlivé signály pre úroveň riadenia, takže robot podľa nich prispôsobuje svoje pohyby.
Flexibilita je obzvlášť dôležitá pri projektoch modernizácie existujúcich výrobných liniek: technológia snímačov sa musí vedieť prispôsobiť existujúcim inštalačným situáciám bez toho, aby si vyžadovala rozsiahle prestavby. Kombinácia presného reflexného merania a voliteľného monitorovania plochy ponúka široký priestor pre integračné riešenia.
Okrem toho potlačenie pozadia reflexných senzorov zabezpečuje stabilnú detekciu aj pri meniacich sa farbách alebo povrchoch, ako sú tmavé alebo červené tehly, pretože systém senzorov je na tieto vlastnosti značne necitlivý.
Monitorovanie vysúvania stohov materiálu je typickou aplikáciou v automatizovanej logistike a robotike. Či už ide o bočné vyčnievanie, nepravidelnú štruktúru stohu alebo odchýlky materiálu – bez spoľahlivej senzorovej technológie to môže rýchlo viesť k zastaveniu výroby alebo poškodeniu chápadla.
Optoelektronické riešenia od spoločnosti wenglor – ako sú meracie svetelné mriežky a difúzne odrazové senzory s potlačením pozadia – ponúkajú robustné, flexibilne integrovateľné metódy na detekciu objektov, ktoré pokrývajú požiadavky na body aj plochy. V závislosti od úlohy si používatelia môžu vybrať medzi nepretržitým monitorovaním meracieho poľa alebo kompaktnou detekciou v blízkosti uchopovača.
Takéto senzorové riešenia umožňujú odhaliť problémy s výčnelkami v počiatočnom štádiu ešte predtým, ako ovplyvnia proces uchopenia, čo je dôležitý základný kameň pre spoľahlivé automatizačné procesy pri spracovaní a manipulácii s materiálom.
Názov pracovnej pozície