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Vision-Sensoren Dritte Dimension für Vision-Sensoren

| Autor/ Redakteur: Simon Muckenhirn* / Jan Vollmuth

Die Distanz zu Objekten beim Pick & Place zu bestimmen erfordert keine teure 3D-Kamera: Ein 2D-Vision-Sensor plus ein Abstandssensor für die Höhenangabe tun’s auch.

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Präzises Greifen von Elektronikbauteilen: Ein Vision-Sensor liefert dem Roboter die horizontalen Koordinaten, ein Abstandssensor die zugehörige Höheninformation.
Präzises Greifen von Elektronikbauteilen: Ein Vision-Sensor liefert dem Roboter die horizontalen Koordinaten, ein Abstandssensor die zugehörige Höheninformation.
(Bild: Sensopart)

Ein Bauteil von einer ebenen Fläche aufzunehmen, bereitet einem Roboter meist kein Kopfzerbrechen. Ein Vision-Sensor liefert ihm die Lagekoordinaten, er greift zu – fertig. Kniffliger wird´s, wenn zum präzisen Zugreifen zusätzlich eine Höheninformation benötigt wird, etwa beim Entnehmen elektronischer Bauteile aus einem Tray. Diese Aufgabe erfordert eine spezielle Lösung, da sich beim Abstapeln der Trays die Höhenlage der Teile verändert. Eine Lösung besteht zum Beispiel darin, am Roboterarm zwei Sensoren anzubringen.

Aus dem Portfolio des Sensorspezialisten Sensopart bietet sich ein 2D-Vision-Sensor der Baureihe Visor an sowie ein Laser-Distanzsensor vom Typ FT 55-RLAM, der die Höheninformation liefert. Diese Kombination stellt ein zielgenaues Greifen sicher, auch wenn die Höhe von Tray zu Tray variiert. Zudem kann der Abstandssensor dazu verwendet werden, die Anwesenheit eines Teils im Tray schnell zu erkennen.

Sensor ist auf Kooperation mit Handling- und Montagerobotern vorbereitet

Der Visor von Sensopart ist für eine effiziente Kooperation mit Handling- und Montagerobotern vorbereitet: Er liefert die horizontalen Lagedaten in absoluten Roboterkoordinaten, die eine Verarbeitung ohne weiteren Programmieraufwand in der Robotersteuerung ermöglichen. Für Robotersysteme gängiger Hersteller wie Universal Robots, Kuka, Stäubli, Mitsubishi, Fanuc, Yaskawa und ABB gibt es zudem spezielle Sensor-Apps oder Funktionsbausteine, die mittels Teach-in-Prozess das Einrichten einer Pick-and-Place-Anwendung beschleunigen.

BUCHTIPPDas Buch „Industriesensorik“ beschreibt die Entwicklung und die praktische Anwendung der wichtigsten Sensoren. Durch anwendungsbezogene Fehleranalysen von Messsystemen, Sensoren und Sensorsystemen, jeweils ergänzt durch viele detaillierte, vollständig durchgerechnete Anwendungsbeispiele, eignet sich das Buch nicht nur für Studenten, sondern auch für Ingenieure und Techniker verschiedener Fachrichtungen.

Hohe und reproduzierbare Messgenauigkeit

Der FT 55-RLAM wiederum eignet sich für Robotikapplikationen insbesondere aufgrund seiner sehr hohen und reproduzierbaren Messgenauigkeit von < 0,1 %. Der reale Abstand zum Objekt lässt sich somit sehr präzise ermitteln. Die Genauigkeit ist darüber hinaus weitgehend unabhängig von der Oberfläche der Messobjekte. Zur erhöhten Sicherheit bei kritischen Anwendungen steht ein optionales Ausgangssignal zur Verfügung, das anzeigt, ob das jeweilige Objekt gerade sicher erkannt wird.

Der kombinierte Einsatz von Visor und FT 55-RLAM bewährt sich in vielen weiteren Anwendungen, zum Beispiel beim Abstapeln von Blechformteilen oder Leiterplatten oder um die Greifposition unterschiedlich hoher Pakete auf einem Förderband zu bestimmen. Bei komplex geformten Teilen, zum Beispiel Karosserie- oder Blechstanzteilen im Automobilbau, kann der Einsatz von zwei oder drei Abstandssensoren sinnvoll sein, um Kipplagen zu erkennen.

Der FT 55-RLAM kann zudem Breiten- und Dickenmessungen durchführen: Zu diesem Zweck werden zwei Abstandssensoren zu einem Paar direkt miteinander verbunden. Mit dieser Sensorkonfiguration können beispielsweise Doppelzuführungen anhand der Materialstärke oder Mehrfachlagen beim Abstapeln erkannt werden.

Sonderfunktionen lassen sich direkt im Sensor realisieren

Unabhängig von der jeweiligen Anwendung lassen sich darüber hinaus verschiedene Sonderfunktionen ohne Umweg über die Steuerung direkt im Sensor realisieren – etwa die Ausgabe der Höhendifferenz eines Profils oder die Ermittlung eines Maximal- bzw. Minimalwertes.

Darüber hinaus bietet der FT 55-RLAM hilfreiche „Smart Functions“ zur Konfiguration der Schaltausgänge, beispielsweise einen Ereigniszähler oder eine Anzugs- und Abfallverzögerung. Die Smart-Funktionen sind sowohl über das im Sensor integrierte Display mit den drei Bedientasten als auch sehr komfortabel über die Sensopart-Bediensoftware einstellbar. Die Software steht kostenlos auf der Sensopart-Website zur Verfügung.

SEMINARTIPPDie Bildverarbeitung ist eine industrielle Schlüsseltechnologie. Das Seminar „Der Einstieg in die industrielle Bildverarbeitung“ vermittelt das notwendige Wissen, in das Thema einzusteigen.
Weitere Informationen

* Simon Muckenhirn, Produktmanager Sensorik bei Sensopart, Freiburg/Breisgau

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