Подробности блога

Промышленные роботизированные системы стали основой интеллектуального производства, широко применяемого в автоматизированном захвате, точной сборке, отслеживании сварки, укладке на поддоны и обработке поверхностей. Однако присущий механический люфт, допуски на размеры заготовки, смещение приспособления и вибрация на месте всегда приводят к совокупным ошибкам позиционирования, ограничивая точность повторения робота в массовом производстве.

Традиционная работа робота с фиксированной программой полностью зависит от заранее заданных координат, которые не могут адаптироваться к динамическим отклонениям на месте. Лазерные датчики перемещения решают эту проблему отрасли, обеспечивая высокоточную обратную связь по расстоянию и положению в режиме реального времени. Лазерные CMOS-датчики смещения серии KRONZ KD25, являющиеся основным аппаратным обеспечением для роботизированного позиционирования с замкнутым контуром, обеспечивают стабильное обнаружение на микронном уровне, быстрый отклик и выходной двойной сигнал, что позволяет роботам достигать адаптивного позиционирования, автоматической коррекции траектории и гибкого беспилотного производства.

В этой статье подробно описаны принцип работы, основные преимущества, типичные сценарии применения, стандарты калибровки установки и рекомендации по профессиональному выбору лазерных датчиков смещения для позиционирования роботов, что помогает группам инженеров и закупщиков создавать высокостабильные системы позиционирования роботов.

Современные промышленные роботы могут гарантировать теоретическую точность позиционирования только посредством программной калибровки. В реальных условиях мастерской множество неконтролируемых факторов вызывают сбои в позиционировании и бракованную продукцию:

• Механический износ и вибрация суставов приводят к долговременным накопленным ошибкам движения.
• Заготовки партии имеют несоответствующие размеры и смещения при размещении на конвейерных линиях.
• Температурная деформация приспособлений и оборудования изменяет ориентиры позиционирования заготовок
• Фиксированное визуальное позиционирование чувствительно к внешнему освещению, пыли и помехам масляного тумана.

В отличие от обычных фотоэлектрических датчиков, которые поддерживают только обнаружение переключателей, лазерные датчики смещения выдают непрерывные аналоговые данные о расстоянии. Они реализуют динамическую компенсацию позиционирования робота в реальном времени, полностью избавляясь от ограничений программ с фиксированными координатами и значительно повышая гибкость и производительность автоматизированных производственных линий.

Роботизированные датчики позиционирования серии KRONZ KD25 используют современную технологию лазерной триангуляции + фотоэлектрического датчика CMOS, основное решение для высокоточного промышленного позиционирования.

Датчик излучает стабильный лазерный луч для облучения целевой поверхности заготовки. Высокочувствительный приемник CMOS фиксирует пятно отраженного света, а встроенный высокоскоростной алгоритм рассчитывает расстояние между датчиком и целью в реальном времени. Собранные данные о положении передаются в контроллер робота или систему ПЛК в режиме реального времени.

Во время работы робота система сравнивает обнаруженное фактическое положение со стандартным значением координат, автоматически корректирует траекторию движения робота и положение захвата и формирует полную замкнутую систему управления позиционированием. По сравнению с традиционными устройствами обнаружения, лазерные датчики CMOS отличаются более низким энергопотреблением, более сильной защитой от помех и более стабильной долгосрочной работой, полностью адаптируясь к сценариям высокочастотного движения робота.

Являясь специализированным промышленным лазерным датчиком перемещения для автоматизации и робототехники, серия KD25 обладает уникальными преимуществами в производительности, соответствующими сценариям позиционирования роботов, с основными параметрами, ведущими к обычному сенсорному оборудованию:

Датчик поддерживает сигнал переключения (NPN/PNP) + аналоговый сигнал (0–5 В / 4–20 мА) с двойным выходом. Он может не только выполнять обнаружение триггера присутствия заготовки, но и непрерывно выводить точные данные о расстоянии, реализуя один датчик как для запуска позиционирования, так и для точной коррекции, что снижает общую стоимость оборудования и сложность проводки.

Благодаря линейности до ±0,2% полной шкалы и сверхнизкому температурному дрейфу 0,03% полной шкалы/°C серия KD25 эффективно позволяет избежать дрейфа обнаружения, вызванного изменениями температуры в цеху. Повторяемость на микронном уровне обеспечивает постоянную точность позиционирования во время длительной непрерывной работы робота.

Три режима времени отклика (1,5 мс/5 мс/10 мс) переключаются свободно. Он соответствует сценариям высокоскоростного захвата робота и низкоскоростной точной сборки, балансируя скорость обнаружения и стабильность сигнала для адаптации к различным производственным процессам.

Датчик имеет корпус из высокопрочного алюминиевого сплава, отличается компактными размерами, низким энергопотреблением и высокой ударопрочностью. Его легко установить на рабочие органы роботов или в узкие места для крепления, адаптируя его к суровым промышленным условиям с пылью, вибрацией и масляным туманом.

Охватывая несколько диапазонов измерения от 30 мм до 600 мм, с универсальным источником питания 12–24 В постоянного тока (допуск пульсаций ± 10%), он идеально совместим со всеми основными промышленными роботами и системами управления ПЛК, представленными на рынке.

В сценариях захвата заготовок на конвейерной линии заготовки часто имеют смещение положения и отклонение по высоте. Лазерные датчики KD25 определяют высоту и горизонтальное положение заготовки в режиме реального времени, направляют робота для автоматической регулировки хода и угла захвата, исключают пропуски захвата и смещения захвата, а также реализуют полностью адаптивный беспилотный захват.

В процессах прецизионной сборки 3C-электроники, автомобильных деталей и аккумуляторов новой энергии датчик определяет зазор сборки, высоту установки и плоскостность поверхности в режиме реального времени. Он передает роботу данные о малейших отклонениях, обеспечивая точную стыковку и прессование микрокомпонентов, а также повышая производительность сборки.

Во время роботизированной автоматической сварки деформация заготовки и отклонение положения могут привести к смещению сварного шва. Лазерные датчики смещения сканируют кромку и контур заготовки в режиме реального времени, динамически корректируют траекторию роботизированной сварочной горелки и обеспечивают точную и последовательную траекторию сварки.

В сценариях автоматизированной укладки на поддоны высота штабеля меняется в реальном времени. Датчик KD25 непрерывно определяет высоту товара, помогает роботу автоматически регулировать высоту погрузки, позволяет избежать столкновений оборудования и ошибок при штабелировании, а также обеспечивает аккуратную и стандартизированную укладку на поддоны.

В автоматических процессах полировки, шлифования и резки с помощью робота датчик определяет разницу высот поверхности заготовки и колебания контура, регулирует глубину обработки роботом в режиме реального времени и обеспечивает равномерный эффект обработки партийных заготовок.

Установка и калибровка датчика напрямую определяют точность позиционирования робота. В сочетании с характеристиками продукции серии KD25 основные характеристики установки суммируются следующим образом:

• Вертикальное оптическое выравнивание: держите лазерный луч перпендикулярно поверхности заготовки, чтобы избежать отклонения обнаружения, вызванного углом падения наклона.
• Разумное соответствие диапазона: выберите соответствующую модель диапазона измерения в соответствии с ходом движения робота, гарантируя, что цель всегда находится в пределах эффективного окна измерения.
• Антивибрационное крепление: установите датчик на жесткий кронштейн или устойчивую торцевую поверхность робота, чтобы предотвратить дрожание данных, вызванное вибрацией оборудования.
• Подавление рассеянного света: Защитите окружающие отражающие металлические светильники, чтобы устранить помехи от рассеянного света и обеспечить стабильный прием сигнала CMOS.
• Двойная статическая и динамическая калибровка: выполните статическую калибровку нулевой точки после установки и проверьте точность позиционирования в реальных динамических условиях эксплуатации, чтобы устранить отклонения от окружающей среды.

Решение: отрегулируйте время отклика датчика на 5 или 10 мс, включите внутреннюю фильтрацию и используйте встроенный фиксированный кронштейн для уменьшения механических резонансных помех.

Решение: точно отрегулируйте угол установки, избегайте вертикального облучения зеркальных поверхностей и используйте встроенную функцию адаптивной регулировки интенсивности света датчика для стабилизации отраженных сигналов.

Решение: переключитесь в режим сверхбыстрого отклика 1,5 мс, сократите длину проводки и отделите сигнальные кабели датчиков от мощных кабелей, чтобы избежать электромагнитных помех.

Выбирайте модели серии KRONZ KD25 в соответствии с фактическими требованиями к позиционированию роботов, чтобы сбалансировать точность, скорость и экономичность:

• Прецизионная микросборка: выберите серию KD25-30/50 с малым радиусом действия и сверхвысокой точностью для обнаружения микрозазоров и точной стыковки.
• Традиционный захват и сварка: выберите серию KD25-100/200 со средним диапазоном, балансирующими скоростью и стабильностью для большинства сценариев работы робота.
• Паллетизация на большие расстояния: выберите модель дальнего действия серии KD25-400, чтобы адаптироваться к манипулированию роботами с большим ходом и калибровке высоты.
• Многосценное комплексное приложение: отдавайте предпочтение моделям с двумя выходами, чтобы они соответствовали требованиям как по обнаружению триггера, так и по точности измерений.

Лазерные датчики смещения стали незаменимым основным оборудованием для высокоточного позиционирования роботов. В отличие от традиционных решений для фиксированного обнаружения и визуального позиционирования, лазерные CMOS-датчики перемещения KRONZ KD25 основаны на высокой точности, быстром регулируемом отклике, двухсигнальном выходе и прочной промышленной конструкции для устранения ошибок позиционирования робота, вызванных механическими допусками, отклонениями заготовки и воздействием окружающей среды.

Стандартизированная установка, научная калибровка и разумный выбор модели могут максимизировать эффективность позиционирования лазерных датчиков, помогая промышленным роботам реализовать адаптивное, интеллектуальное и гибкое производство, эффективно снижая уровень брака и время простоя производства, а также повышая общую эффективность автоматизации цеха.

• Лазерный датчик смещения и фотоэлектрический датчик: полное промышленное сравнение
• Как установить лазерный датчик смещения: пошаговое руководство
• Распространенные ошибки при установке лазерного датчика и советы по их предотвращению
• Как правильно выбрать лазерный датчик перемещения для автоматизации