Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Trh s robotickou technikou zažívá v posledních letech prudký rozvoj. Moderní průmyslová odvětví na celém světě se stále více spoléhají na inteligentní roboty vyznačující se velkou přesností a spolehlivostí. Jednou z klíčových komponent robotických zařízení jsou inovativní snímače, které fungují jako rozhraní mezi robotem a okolním prostředím. Článek uvádí 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.
Poptávka po inteligentní robotické technice roste. Mezi základní požadavky patří mj. absolutní přesnost v řádu jednotek mikrometrů, dlouhá životnost, velká flexibilita, rychlý provoz a nízké náklady. Tyto požadavky lze jen stěží splnit bez moderních snímačů. Snímače teploty detekují horká místa a tělesa, kamerové systémy monitorují prostředí a snímače pracující na principu laserové triangulace určují s přesností na mikrometry pozici a vzdálenost. To vše pomáhá při integraci robotů v jejich prostředí. K plnění svých úkolů robot potřebuje informace o poloze nástrojů a o pozici nebo povaze vyráběných produktů. Spolehlivost je obzvláště důležitá v případě kolaborativních robotů, jejichž provoz zahrnuje interakci mezi člověkem a strojem.
Co se týče snímačů pro robotická pracoviště, rozlišují se dva základní druhy.
Prvním druhem jsou interní snímače zajišťující správný provoz robotu. Tyto snímače mají za úkol určit stav robotu, např. jeho orientaci v místnosti, kalibraci, měření rychlosti nebo rozpoznání rotačních pohybů.
Kalibrace os robotů
Jako příklad takového uplatnění snímačů lze uvést kalibraci os robotů, při níž se uplatňují snímače polohy induSENSOR LVDT od společnosti Micro-Epsilon (obr. 1). Pro zajištění kvality výroby musí být osy robotů seřízeny při zprovoznění a následně znovu seřizovány v pravidelných intervalech během provozu. Na osách robotů jsou instalovány senzory, které pomocí dotykového hrotu při otáčení os detekují nulový bod. Integrovaná elektronika vyhodnocuje dotyk hrotu a do řídicího systému robotu přenáší spínací signál. Tento postup umožňuje spolehlivé seřízení robotu bez zásahu operátora. Díky velké rychlosti měření a automatickému přenosu dat do řídicího systému jsou navíc eliminovány prostoje. Snímače vynikají svými malými rozměry, které umožňují jejich zabudování i do extrémně malého prostoru. Spínací signály navíc poskytují velmi rychle a s vysokou reprodukovatelností. Další výhodou snímačů je robustní pouzdro, zajišťující jejich dlouhou životnost. Společnost Micro-Epsilon vyvinula snímač induSENSOR určený ke kalibraci os robotů ve spolupráci s předním celosvětovým dodavatelem robotické techniky.
Automobilová skla
Druhým typem snímačů jsou externí snímače, které poskytují údaje o poloze robotu. Tyto přístroje nejenže dokážou identifikovat pozici obráběného předmětu, ale také umožňují hmatové vnímání. Na snímače jsou kladeny mimořádně velké požadavky z hlediska přesnosti, rychlosti, stability, přímé komunikace, plné integrace, měření v reálném čase, životnosti, spolehlivosti a odolnosti proti opotřebení. Všechny uvedené požadavky plní snímače značky Micro-Epsilon. Používány jsou bodové a laserové profilové snímače řady optoNCDT a scanCONTROL.
Nedílnou součástí výroby automobilů je měření spočívající v souběžném a velmi rychlém určení mnoha parametrů a v trojrozměrné detekci měřených předmětů. Například při montáži čelních skel se používá laserový snímač scanCONTROL, který je schopen detailně měřit vzdálenosti ve všech osách. Tento snímač je upevněn na robotu, pomocí něhož je čelní sklo nasazeno na karoserii. Po položení skla na vozidlo snímač v jednom kroku velmi rychle detekuje kompletní profil a okolí čelního skla a změří všechny nezbytné hodnoty. Snímač tak určí, zda je čelní sklo umístěno rovně, zda je dokonale vystředěno a zda správně sedí ve všech rovinách. Výsledky, kterými jsou v tomto případě detekce mezer a zarovnání, jsou generovány přímo v hlavě snímače a odesílány do PLC.
Vedle detekce mezer a vyrovnání kontroluje laserový skener také lepidlo nanesené na čelní sklo před vlastní montáží na karoserii (obr. 2). Skener je pro tuto kontrolu instalován přímo na robotu určeném k aplikaci lepidla. Snímač při pohybu podél housenky lepidla generuje její 3D obraz a zjišťuje, zda je použito dostatečné množství lepidla a zda je lepidlo naneseno rovnoměrně a na správných místech. Veškeré naměřené hodnoty jsou uloženy odděleně. Vyskytne-li se v procesu později chyba, lze naměřené hodnoty použít k analýze.
(MICRO-EPSILON Czech Republic, spol. s r. o.)
Obr. 1. Snímače polohy induSENSOR LVDT se používají při kalibraci os robotů
Obr. 2. Snímač scanCONTROL umístěný na rameni robotu kontroluje správné nanesení lepidla na sklo