Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Triangulační snímače polohy Micro-Epsilon v robotice

Trh robotické techniky zažívá v posledních několika letech prudký rozvoj. Moderní průmyslová odvětví na celém světě se více spoléhají na inteligentní roboty vyznačující se velkou přesností a spolehlivostí. Jednou z nejdůležitějších komponent robotických zařízení jsou snímače, které fungují jako rozhraní mezi robotem a prostředím. Zde je uvedeno několik příkladů použití laserových triangulačních snímačů společnosti Micro-Epsilon v robotických úlohách pro řízení polohy a kontrolu kvality. Spolehlivost je obzvlášť důležitá v případě těch robotických zařízení, kde provoz zahrnuje interakci mezi člověkem a strojem. 

Nekompromisní přesnost v automobilovém odvětví

Nejvíce průmyslových robotů se používá v automobilovém odvětví. Společné jsou pro ně stále tvrdší požadavky na dobu cyklu, stupeň automatizace a reprodukovatelnost. Výroba a spojování komponent od tlumiče až po přední spoiler a světla obnáší velký počet kroků, během kterých je spojeno mnoho různých dílů. Výrobní procesy se v minulosti vyznačovaly nepružností. V současné době jsou však tyto procesy v reálném čase řízeny nejmodernějšími snímači. Například procesy spojování komponent vyžadují značnou přesnost, a proto dnes většinu z nich vykonávají roboty. Vyrobený automobil musí mít dobrý vzhled, ale také musí být zajištěna správná funkce a dlouhá životnost všech jeho částí. Nikdo není zvědavý na vrzající dveře ani na netěsná nebo špatně zarovnaná okna. Přitom ale platí, že dokonalého vzhledu a funkce vozidla musí být dosaženo při použití co nejmenšího objemu materiálu. K těmto činnostem jsou vhodná robotická zařízení, protože pracují nepřetržitě, spolehlivě, rychle, přesně a navíc neznají stres ani únavu. Roboty se navíc používají pro mnohé činnosti, které by pro zaměstnance byly manuálně náročné.

V inteligentní robotice nacházejí uplatnění laserové snímače a skenery od společnosti Micro-Epsilon. Tyto přístroje měří v reálném čase a naměřené hodnoty přenášejí přímo do PLC. Výsledkem je lepší řízení kvality vzhledem k mimořádně přesným informacím, optimalizace procesů a úspory nákladů i surovin. 

Spojení karoserie a motoru

Laserové snímače optoNCDT monitorují mimo jiné spojení karoserie a podvozku. Karoserie je s podvozkem spojována na spe­ciálních linkách. Hnací ústrojí po lince jede na rámu a karoserie je na nosné konstrukci zavěšena nad linkou. Když pod karoserii přijede hnací ústrojí, robot ji natočí do správné polohy a následně umístí na hnací ústrojí. Vzdálenost mezi karoserií a motorem měří snímače optoNCDT, které pracují na principu laserové triangulace. Tyto senzory jsou upevněny na nosné konstrukci. 

Vysoce přesná instalace kokpitu

Kokpit auta se skládá ze stovek komponent a má hmotnost až 100 kg. Jeho instalace do vozidla vyžaduje naprostou přesnost. K provedení této operace je na rameni robotu upevněn obdélníkový kovový rám se dvěma chapadly. Chapadla kokpit uchopí za obě strany a horizontálně ho posunou směrem k vozidlu, které jede po montážní lince. Těsně před instalací do vozidla robot kokpit nakloní, aby jedna jeho strana byla o něco níž než druhá. V této pozici je kokpit robotem skrz otvor, který později zaplní dveře řidiče, umístěn do vozidla a poté znovu horizontálně otočen. K měření této operace se běžně používají čtyři laserové snímače optoNCDT. Kaž­dý z těchto snímačů je instalován v jednom rohu kovového rámu opatřeného chapadly a v reálném čase měří referenční body v interiéru vozidla. Jako referenční body fungují různé výstupky a prohloubeniny. Uvedené čtyři snímače zajišťují správné usazení kokpitu ve všech směrech (v ose x, yz). Když všechny snímače detekují své příslušné referenční značky, robot se zastaví, následně kokpit zasune dopředu přesně do správné pozice vzhledem ke karoserii a upevní ho na místě. Celý proces instalace kokpitu je mimořádně krátký, trvá méně než jednu minutu. 

Závěrem

Laserový triangulační snímač optoNCDT 1750 (obr. 1) je vyrobený pro přesné měření vzdálenosti a polohy. Je vybaven unikátní metodou Real Time Surface Compensa­tion (RTSC), která umožňuje měření širokého spektra povrchů různých materiálů. Díky tomu a díky robustnímu provedení je vhodný pro použití v náročném prostředí v průmyslové automatizaci.

Snímač OptoNCDT 1420 (obr. 2) nabízí jedinečnou kombinaci rychlosti, velikosti, výkonu a možnosti přizpůsobení různým úlohám: měření posunutí, vzdálenosti a polohy. Kompaktní triangulační snímač dosahuje velké přesnosti měření se vzorkovací frekvencí až 4 kHz. Automatická kompenzace povrchu materiálu (ATC) zajišťuje stabilní výsledky měření bez ohledu na měnící se povrchové barvy nebo jas. Výkonný optický systém vytváří malý světelný bod, který umožňuje spolehlivou detekci i nejmenších komponent. 

(MICRO-EPSILON Czech Republic, spol. s r. o.)

Obr. 1. Laserový snímač optoNCDT 1750

Obr. 2. Laserový snímač optoNCDT 1420