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机器人单元的检测和定位传感器解决方案

固定式机器人辅助生产和搬运单元(也称为机器人单元)中的传感器应用广泛存在于众多高度自动化的工业领域中。这些系统通常在苛刻的环境中执行任务,或搬运难以操控的大型笨重工件。

典型的应用领域包括加工中心、机床行业的联机系统、汽车和电池制造、木材加工和家具行业,以及分销物流和包装行业的码垛和拆垛操作


机器人单元中的传感器应用

传感器构成了自动化系统的信息基础,为控制机器人单元和自动化流程提供必要的数据。与传统机器类似,它们执行着广泛的任务,例如有无检测和物体识别、工件检测与识别和精确定位检测。

为满足这些不同的要求,提供多种类型的传感器技术和技术解决方案;具体选择取决于应用场景、环境条件以及所需的精度。


传感器应用详解

Schaltendes Lichtgitter CSL700 zur Platten-Vereinzelung an Roboterarm fuer fehlerfreie Abnahme

1. 坯料无缺陷验收

要求:

机器人手臂上的夹爪会自动从材料(坯料)堆中取出最上层的一块,然后放置在冲压机的进料口上。为了确保分离,必须检测整个长度。

解决方案:

借助 CSL 700 开关式安全光幕,可实现高达 3 米的检测长度。不同的分辨率,加上配备 IO-Link 接口的自由可编程开关量输出,使其能够灵活适应并集成到系统中。

> 详细了解开关式安全光幕

Abstandssensor ODS zur Stapelhoehenerfassung an Robotergestuetztem Greifer in Metallverarbeitung

2.监控堆垛高度

要求:

为了监控材料的连续进给,必须检测堆垛高度。

解决方案:

ODS 测距传感器ODT 测距漫反射传感器采用飞行时间 (ToF) 测量技术,能够可靠地检测更远的距离,在自动化系统中提供灵活的应用选项。 

根据具体需求,这些传感器既可进行连续距离测量(例如ODS 10ODS 110) 并输出模拟信号,也可通过参数化开关点(如 HT 10)监测预设高度或位置。

Distanztaster Lichttaster SR3 mit Positionswert auf Greifer zur Anwesenheitserkennung von gestapelten Materialplatten

3.夹爪有无检测

要求:

将合适的传感器直接安装在固定式机器人的夹爪上,验证夹爪相对于工件或材料是否正确定位。为了实现精确的优化操作,测量距离值尤为有利,因为这可以精确控制夹爪的位置,可靠地执行抓取过程。

解决方案:

微型 ODT 3C 光学测距传感器尽管体积小巧,却拥有高达 2.5 米的工作范围。它们通过 IO-Link 输出测量值,实现精确定位。得益于其易于集成和灵活的通信选项,这些传感器有助于提高工艺可靠性,显著增强工艺稳定性。

Lichttaster HT15 zur Anwesenheitskontrolle und Codeleser DCR200i zur Identifikation der Palette oder Lastaufnahmemittel

4.托盘有无检测/位置监控

要求:

在开始自动化操作之前,必须检查托盘或载货单元是否位于指定位置并正确对齐。可在一个或多个预定检查位置进行检测。

根据所使用的系统和过程控制要求,还必须考虑“跟踪与追溯”概念,实现托盘或载货单元的明确识别和完全可追溯性。

解决方案:

紧凑型 HT 15 漫反射传感器凭借其主动背景抑制功能和较高的外部环境光耐抗性,能够可靠地检测典型的载货单元。同时,还可用于过程控制,例如触发下游 DCR 200i 光学条码阅读器 启动,以捕获并解码托盘上的条码。 

> 详细了解带背景抑制功能的漫反射传感器 


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工业机器人检测与定位常见问题

这两种传感器均基于光学原理工作,在检测到物体时,会根据对物体反射光的评估产生一个开关信号。

根据规格的不同,漫反射传感器提供一个或两个开关量输出。测距漫反射传感器有两个开关量输出,还可以通过 IO-Link 输出精确的距离值,可灵活地集成到现代自动化系统中。

ODS 系列测距传感器可持续提供与传感器和物体之间距离成比例的标准化输出信号。这种连续的测量值输出使动态过程能够得到精确调整,例如控制放卷过程。然而,对于简单的监控任务(例如检测预定终点位置),数字开关信号通常就已足够。

在检测反射性、光泽性或油性表面时,传感器技术会面临特殊要求。在此类应用中,光学传感器通常采用稳健的飞行时间 (ToF) 测量方法,因为这种方法即使在苛刻的条件下,也能实现可靠的距离测量。

其他相关因素包括振动等机械应力,以及涉及飞溅火花或焊接工艺的环境条件。因此,选择合适的传感器技术在很大程度上取决于相应机器人单元或应用的具体要求和特性。