Sensorlösungen für Detektion und Positionierung in Roboterzellen
Sensoranwendungen in stationären robotergestützten Produktions- und Handlingszellen – auch als Roboterzellen bezeichnet – finden sich in zahlreichen hochautomatisierten Industriebereichen. Diese Systeme übernehmen häufig Aufgaben in anspruchsvollen Umgebungen oder bei der Handhabung großer, schwerer und unhandlicher Werkstücke.
Typische Einsatzbereiche sind unter anderem Bearbeitungszentren, verkettete Anlagen im Umfeld der Werkzeugmaschinen, die Automobil- und Batteriefertigung, die Holzverarbeitung und Möbelindustrie sowie Palettier- und Depalettierprozesse in der Distributionslogistik und Verpackungstechnik.
Sensor-Applikationen in der Roboterzelle
Sensoren bilden die Informationsbasis des Automatisierungssystems und liefern die notwendigen Daten zur Steuerung von Roboterzellen und automatisierten Abläufen. Ähnlich wie in klassischen Maschinen übernehmen sie vielfältige Aufgaben, beispielsweise die Anwesenheits- und Objekterkennung, die Erkennung und Identifikation von Werkstücken sowie die präzise Positionserfassung.
Für diese unterschiedlichen Anforderungen stehen verschiedene Sensortechnologien und technische Lösungen zur Verfügung, die abhängig von Anwendung, Umgebungsbedingungen und erforderlicher Genauigkeit ausgewählt werden.
Sensor-Applikationen im Detail
1. Fehlerfreie Abnahme von Platinen
Anforderung:
Ein Greifer am Roboterarm entnimmt automatisch das oberste Teil vom Materialstapel (Platine) und platziert es auf der Zuführung zur Presse. Um die Vereinzelung sicherzustellen, muss die gesamte Länge erkannt werden.
Lösung:
Mit schaltenden Lichtgittern CSL 700 kann die nötige Länge bis 3m erreicht werden. Durch unterschiedliche Auflösungen und frei programmierbare Schaltausgänge mit IO-Link-Schnittstelle ist eine flexible Anpassung und Integration in die Anlage möglich.
2. Überwachung der Stapelhöhe
Anforderung:
Zur Überwachung der kontinuierlichen Materialzufuhr muss die Stapelhöhe erfasst werden.
Lösung:
Die Abstandsensoren ODS sowie die Distanztaster ODT mit Lichtlaufzeitmessung (Time-of-Flight,ToF ) ermöglichen die zuverlässige Erfassung größerer Distanzen und beiten flexible Einsatzmöglichkeiten in automatisierten Anwendungen.
Je nach Anforderung können die Sensoren enteder eine kontinulierliche Abstandsmessung (z.B. ODS 10, ODS 110) mit Analogwertausgabe oder eine definierte Höhe bzw. Position über einen parametrierten Schaltpunkt überwachen (wie HT 10).
3. Anwesenheitskontrolle am Greifer
Anforderung:
Direkt am Greifer des stationären Roboters kann mithilfe geeigneter Sensorik überprüft werden, ob dieser korrekt zum Werkstück bzw. Material positioniert ist. Für eine präzise und optimierte Annäherung ist insbesondere die Erfassung eines Abstandswerts von Vorteil, da dadurch die Position des Greifers gezielt gesteuert und der Greifprozess zuverlässig ausgeführt werden kann.
Lösung:
Die optischen Distanztaster ODT 3C im Miniaturformat bieten trotz geringer Baugröße einen großem Arbeitsbereich bis 2,5 m. Sie ermöglichen eine präzise Lokalisierung und Positionierung durch die Ausgabe von Messwerten über IO-Link. Dank ihrer einfachen Integration und der flexiblen Kommunikationsmöglichkeiten tragen die Sensoren dazu bei, Prozesse zuverlässiger zu gestalten und die Prozesssicherheit deutlich zu erhöhen.
4. Anwesenheits- / Positionskontrolle der Palette
Anforderung:
Vor Beginn eines automatisierten Arbeitsvorgangs muss geprüft werden, ob die Palette bzw. der Ladungsträger an der vorgesehenen Position vorhanden und korrekt ausgerichtet ist. Die Erfassung kann dabei an einer oder mehreren definierten Prüfpositionen erfolgen.
Abhängig vom eingesetzten System und den Anforderungen an die Prozesssteuerung ist zudem ein „Track & Trace“-Konzept zu berücksichtigen, das eine eindeutige Identifikation und lückenlose Rückverfolgbarkeit der Palette bzw. des Ladungsträgers ermöglicht.
Lösung:
Die kompakten Lichttaster HT 15 ermöglichen durch ihre aktive Hintergrundausblendung und hohe Fremdlichtfestigkeit eine zuverlässige Erkennung typischer Ladungsträger. Gleichzeitig können sie zur Prozessteuerung eingesetzt werden, indem sie beispielsweise die Aktivierung nachgeschalteter optischer Codeleser DCR 200i zur Erfassung und Decodierung der Codes auf der Palette auslösen.
