Mobiler Roboter AGV in Produktionsumgebung mit Werkstückträger und Sensoren zur Detektion und Navigation

移动式机器人和 AGV 的检测与定位

在自动化过程中,传感器充当自动化系统的“眼睛”,执行多种多样的功能。例如,它们能够实现物体识别、位置监测、部件识别,以及沿 X 轴和 Y 轴的精确对准和定位

有许多类型的传感器技术可满足这些不同的要求。根据应用场景的不同,漫反射传感器、超声波传感器、光学测距传感器、位置传感器和电感式传感器可用于终端位置检测等用途。选择合适的技术取决于环境条件、所需的精度和具体的自动化任务。


车辆传感器应用

在移动式机器人中,传感器在可靠和安全地执行各个工艺步骤方面发挥着核心作用。从检测现有货物到确定规定的提升位置,再到启动集成传送带进行装卸操作,各种功能都需要精确的传感器信号。

由于移动式机器人主要采用电池供电,设计旨在实现最大的灵活性,因此所用传感器技术的紧凑结构、轻量化和低能耗起着决定性作用。 


传感器应用详解

Laserpositionssensor AMS 100 fuer Hubachse auf Fahrerlosem Stapler mit Palette

1.载货台的垂直定位

要求:

为了确保托盘或集装箱能够可靠地放入和取出,AGV 或移动式机器人的载货台必须以可重复的准确方式定位在正确高度(升降轴)上。

解决方案:

激光定位系统 AMS 100 每 2 ms 提供一次测量数据,绝对精度可达 ± 2 mm。数据可通过各类接口传输至控制装置。

Integrierter Lichttaster HT zur Ladungserkennung auf AGV, AMR

2.托盘有无/位置监测

要求:

将集装箱/托盘转移到 AGV 或移动式机器人后,检查载货单元是否放置正确。为此,应在一个或多个规定位置检查“货物”是否存在。 

解决方案:

通过主动背景抑制和外部环境光耐抗性,紧凑型漫反射传感器 HT 3CHT 23 可以可靠地检测载货单元。HT 3C 系列包含多种型号,可构建强大的解决方案,例如识别彩色结构物体、带孔洞物体或高反光表面物体。

Lichttaster HT3C zur Feinpositionierung der Hubvorrichtung und Lueckenerkennung am Palettenfuss

3.货叉的精细定位

要求:

要使用起重装置的货叉自动拾取托盘或网箱,必须识别叉脚之间的间隙,检测是否具备可达性。

解决方案:

紧凑型漫反射传感器(如 HT 3C)能够检测任何材料的物体,由于其开关点精确,也适用于精细定位,例如在货架中定位。

Lichttaster oder Distanztaster ODT25C zur Positionsbestimmung der Palette auf dem Lastaufnahmemittel

4.确定货叉上的装载位置

要求:

要可靠地拾取托盘或网箱,必须测量起重装置前端与托盘之间的距离,以便控制前进运动。

解决方案:

ODT 3ODT 25 测距传感器采用 TOF 技术,能够可靠地识别颜色和表面,可重复性高。该技术检测范围大(多达数米),具有较高的角度容差。

Lichttaster HT3C zur Regalriegelerkennung im Lager fuer AGV oder Hubgabel

5.检测货架横杆位置

要求:

要正确存放货物,必须检测到要放置物体的货架横杆的上边缘。

解决方案:

紧凑型漫反射传感 HT 3C 的开关点精确,可集成到货叉中,非常适合此任务。这些传感器配备两个开关点,还可以同时用于货叉的精细定位。

Kamerabasierter Positioniersensor IPS zur Feinpositionierung an automatischer Materialbergabe

6.自动转运点的运输控制

要求:

对于移动式装置和固定式装置之间的双向自动转运站,需要非接触式信号启动传送带进行转运。

解决方案:

SR 5B 对射光电传感器非常适合此用途。这些紧凑型传感器不受外部环境光干扰,高亮可见红光易于对准。

Integrierter Lichttaster HT zur Ladungserkennung auf AGV, AMR

7.货物有无检测

要求:

为确保可靠转运,必须验证货物是否已完全运入或运出 AMR/AGV。

解决方案:

微型镜反射型光电传感器 PRK 23PRK 5B 易于集成,具有外部环境光抑制功能,运行可靠性极高。

Kamerabasierter Positioniersensor IPS zur Feinpositionierung an automatischer Materialbergabe

8.转运高精度精细定位

要求:

在某些应用中,物料转运的定位需要极高的精度,例如在无任何振动的情况下转运敏感物体。

解决方案:

基于照相机的位置传感器 IPS 200 可精确确定相对于标记的位置,精度可达 0.1 毫米。通过基于以太网的接口输出偏差值,以便载货台或 AGV 进行重新调整。


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检测和移动式机器人常见问题

将载货单元(例如托盘或集装箱)自动放入、取出或转移到货架系统或指定存储位置时,载货台的可重复精确定位是确保自动化操作顺畅无误的关键。AGV 的货叉必须精确对准所需高度和位置,以确保可靠地拾取和放置货物。

无论货物重量和环境条件如何变化,所使用的传感器技术都必须确保功能一致。

在此应用领域,绳长变送器和光学测距传感器特别适用于升降轴的精确位置检测。高测量精度加上无磨损、可靠的传感器功能,对于无故障高效运行至关重要。

为此,通常使用激光定位系统连续记录测定的位置值,并将其直接传输到车辆控制系统。这样能够精确控制升降动作,确保载货台可重复定位。

为了精确检测 Y 轴位置(例如货叉位置),通常使用 AMS 100 等测距传感器。这些传感器以毫米级精度测量位置,能够精确控制升降动作。该应用通常称为升降定位。

带背景抑制功能的漫反射传感器适用于在近距离和指定位置可靠地识别物体或边缘。无论背景位置如何,这些传感器都能实现精确检测。

如果检测距离较长,则使用飞行时间 (ToF) 传感器。然而,如果距离多变,则使用测量或测距传感器进行连续距离测量,灵活评估测量值。