Beheersing van robotische transportsystemen met laserafstandssensoren

Laserafstandssensoren hebben talloze toepassingen in de robotica- en automatiseringsindustrie. Ze kunnen veel verschillende facetten van de industrie beslaan, maar dit artikel richt zich op cel-retrofits voor verouderde technologie met behulp van laserafstandssensoren als positie-sensoren.

Deze sensoren kunnen extreem nauwkeurig zijn in het meten van afstand, wat ze opent voor veel verschillende typen van controle. Het moet echter worden opgemerkt dat bepaalde veiligheidskenmerken in het systeem geprogrammeerd moeten worden om ervoor te zorgen dat elke laserstoring veilig wordt afgehandeld.

Traditionele T-wagentje Controlemethodes

Om T-wagentje controle te begrijpen, is het belangrijk om te begrijpen wat een T-wagentje operatie precies inhoudt. Een T-wagentje is een elektronisch bestuurd wagentje, vaak op metalen sporen, dat pallets sorteert en verplaatst in een geautomatiseerde palletiseringsoperatie. Deze wagentjes verplaatsen pallets in een magazijnomgeving. Ze halen de pallets meestal van een set laadbanden naar de volgende stap in het palletiseringsproces - vaak een inpakstation.

T-wagentjes gebruiken een programmeerbare logische controller (PLC) of robot om bewegingen te controleren en fungeren als de "hersenen" achter de wagentje-operaties. Een PLC kan verschillende inputs gebruiken om te interpreteren wanneer en waar de verschillende geladen of ontladen pallets moeten worden opgehaald. De PLC heeft terugkoppeling nodig van het T-wagentje zelf om zijn locatie in zijn veel verschillende padcombinaties te begrijpen.

Grensschakelaars

Er is een veelheid van verschillende manieren om locatiedata van een T-wagentje naar de PLC of robotische systeem die het controleert te leveren. Een verouderde maar veelvoorkomende praktijk is het gebruik van grensschakelaars om wagentje-locatie door te geven. Hoewel grensschakelaars quite goed werken in het doorgeven van de juiste informatie aan de controle-eenheid, hebben ze bepaalde vallen die eenvoudiger beheerst worden met moderne sensortechnologie. Grensschakelaars vereisen ook meer uitgebreide programmering dan andere sensortypes omdat ze minder informatie op een gegeven moment doorgeven.

Hoewel grensschakelaars werken voor een T-wagentjesysteem, hebben ze zwaktes die andere, meer moderne sensoren niet hebben. Ten eerste zijn ze een elektrisch/mechanische eenheid. Verschillende factoren kunnen hun prestaties beïnvloeden aangezien ze vertrouwen op zowel elektrische als mechanische inputs om correct te functioneren. Voor alle praktische doeleinden kunnen alle elektrische problemen die in een grensschakelaar ontstaan, ook in elke andere elektrische sensoreenheid ontstaan, dus zullen ze in dit geval niet worden overwogen.

Aangezien grensschakelaars fysieke interactie met hun omgeving vereisen voor correcte werking, kunnen ze eenvoudiger beïnvloed worden dan sensoren die uitsluitend op elektrisch-gebaseerde sensing vertrouwen. Fysieke slijtage kan een bepalende factor zijn in hun prestaties. Na verloop van tijd kan de schakelaar slijten en langzaam beginnen te veranderen hoe het werkt, wat problemen binnen de cel veroorzaakt. Aangezien de veranderingen subtiel zijn, kunnen ze onopgemerkt blijven tot een catastrofale storing optreedt. Ten slotte kunnen ze ook negatief beïnvloed worden wanneer een externe kracht ze verplaatst of duwt uit hun juiste positie.

Gebruik van Laserafstandssensoren

Hoewel veel typen sensoren kunnen werken voor een T-wagentjesysteem, zal dit artikel zich richten op laserafstandssensoren. Een laserafstandssensor gebruikt een laser om de afstand tussen de sensor en welk object de uitgezonden laser ook interacteert te vertellen.

De laser wordt uitgezonden van de sensor naar een object, vervolgens gereflecteerd van het object, en de sensor ontvangt het gereflecteerde licht. Het gebruikt de tijd die verstreken is vanaf het moment dat de bundel werd uitgezonden totdat het weer ontvangen werd om te vertellen hoe ver het object in kwestie is, bekend als een time-of-flight sensor.

Laserafstandssensoren kunnen een analog of digitaal signaal teruggeven naar de controle-eenheid. Dit signaal kan dan worden gebruikt als een continue input voor de controllogica bij het nemen van beslissingen voor de T-wagentjesbeweging. De laser kan dan een reeks waarden doorgeven gebaseerd op de T-wagentjespositie tijdens zijn reistijd. De PLC-logica kan dan de ruwe data nemen en beslissingen nemen gebaseerd op de wagentjes huidige locatie en waar het daarnaartoe moet reizen.

Technisch kan een T-wagentje worden gecontroleerd met een enkele laserafstandssensor die parallel aan de sporen schiet. De sensor kan op een stationair staandje worden geplaatst naar het wagentje toe kijkend of op het wagentje gemonteerd en mee bewegen met het pad met het wagentje naar een stationair object kijkend.

Montagekeuzes moeten weerspiegelen de makkelijkste mogelijke bedradingsroute. Een enkele sensor kan voldoende informatie doorgeven om het wagentje te controleren, een bereik van getallen leverend; bijv., 0–10000 mm op een 10 m spoor. Hoewel deze opstelling technisch werkt, laat ze de mogelijkheid open voor onopgemerde storingen binnen het systeem. Als er iets in het pad van de laser valt, zal het plotseling een veel kleiner getal lezen, en de PLC zou kunnen denken dat het in een andere positie is dan het werkelijk is.

Correct Gebruik van Laserafstandssensoren voor T-wagentje Operatie

Passend gebruik van lasersensoren in het eerder beschreven scenario is het gebruik van twee sensoren, ofwel in tegenovergestelde richtingen op het T-wagentje gericht of van tegenovergestelde einden van het spoor als ze van het T-wagentjes lichaam gemonteerd zullen zijn. Deze opstelling biedt redundantie aan het systeem, en de PLC ontvangt voldoende informatie om veel verschillende fouten binnen het systeem te detecteren.

Met twee lasers zal de PLC of controle-eenheid twee afzonderlijke datafeeds ontvangen. Deze datafeeds zouden theoretisch binnen een bepaalde reeks van elkaar moeten zijn. Als de ontvangen data buiten het gegeven bereik gaat, herkent de PLC dat er iets gebeurd is binnen de cel. Of er is iets in het pad van het T-wagentje gevallen, of de laser geeft foutieve informatie.

Een systeem met twee lasers heeft ook het extra voordeel van het controleren van willekeurige data van de sensoren. Als één sensor "springt" in zijn locatie, maar de andere niet, kan de PLC geprogrammeerd worden om een alarm naar het systeem te sturen.

Lasers kunnen helpen bij het controleren van meerdere T-wagentjes op hetzelfde spoor. Als elk wagentje twee lasers heeft, zijn hun afstanden bekend en gebruikt voor meerdere wagentjescontrole. Dezelfde foutprocessen gelden voor dit systeem, vergelijkbaar met een enkel T-wagentjesysteem.

Laserafstandssensoren zijn een gemakkelijke manier om oude T-wagentjesystemen die traditioneel met grensschakelaars draaien, te retrofitten. Ze kunnen gemakkelijk op het wagentje of in de buurt van het spoor gemonteerd worden om cruciale informatie aan de PLC te leveren. Nieuwe robotische en geautomatiseerde cellen kunnen ook profiteren van hen als een eenvoudigere manier van sensoren voor de controle-eenheid. Gebruik twee sensoren om redundantie te creëren en fouten te stoppen in geval van fouten of gevallen producten in de banen.