Robotøjet med et alsidig synsfelt

Hvor er jeg? Ligesom mennesker, robotter skal også besvare det spørgsmål, mens de utrætteligt limer, svejse eller anvende tætninger på emner. Trods alt, produktionen af ​​præcisionsprodukter afhænger af, at robotstyringssystemer hele tiden kender placeringen af ​​det klæbende bindingshoved eller svejsehoved til den nærmeste millimeter. Det betyder, at robotten har brug for en slags øje. I bilindustrien og mange andre sektorer, specialiserede sensorer udfører denne funktion, hvoraf de fleste arbejder efter princippet om lasertriangulering. En laserdiode projekterer en linje med rødt lys på emnet, hvorfra lyset reflekteres i en bestemt vinkel, før det registreres af et kamera. Fra lysets position, der rammer kamerachippen, sensorens position og afstand i forhold til emnet i koordinatsystemet kan beregnes.

Imidlertid, der er et problem med sådanne systemer:"Skyggeeffekt begrænser fleksibiliteten i eksisterende sensorer. De begrænser også fri bevægelighed for robotsystemerne, og integrering af dem er meget arbejdskrævende, "siger Mauritz Möller, leder af afdelingen for additive manufacturing systems ved Fraunhofer Research Institution for Additive Manufacturing Technologies IAPT i Hamburg. Den eneste måde at måle højde på med konventionelle sensorer er at montere dem i behandlingsretningen. Med disse sensorer, imidlertid, robotten er blind, når den ændrer sin bevægelsesretning. At skulle foruddefinere behandlingsretningen begrænser håndteringssystemernes fleksibilitet betydeligt. De eneste alternativer er at bruge flere sensorer eller ekstra akser - hvoraf begge, i betragtning af nutidens topmoderne teknologi, kan nogle gange koste mere end selve robotten.

Patenteret måleteknik

Mauritz Möller og hans kolleger Malte Buhr, Vishnuu Jothi Prakash og Julian Weber har udviklet en innovativ løsning kaldet SensePRO. Dette kompakte sensorsystem måler 15 centimeter i diameter og er udstyret med specialudviklede billedbehandlingsalgoritmer, giver dermed et skyggefrit allround-synsfelt, og generering af et 360 ° målefelt, tilbyder fuld fleksibilitet med hensyn til måleretningen. Uanset hvor robotten bevæger sig, mindst en laserlinje er altid optimalt placeret, levere præcis positionsinformation til kameraet.

Denne tilgang løser også et andet problem - skygge af laserlyset med komponenter med komplekse former. Forskerne har nu patenteret teknikken. Der kræves ingen yderligere programmering for at integrere det nye sensorsystem i eksisterende robotsystemer. Det kan bruges helt fleksibelt og først og fremmest, pålideligt i alle klæbemiddel- og svejseprocesser. Teknikken forenkler processtyring og kvalitetssikring betydeligt - med kun en sensor.

Intelligent termostyring

At arbejde over lange perioder i hårde produktionsmiljøer, sensoren indeholder et kølemodul, som udnytter enten vand eller luft. For at forbedre køling, den optiske bænk, hvorpå laserdioderne og kameraerne er monteret, har en intern kølekonstruktion. På grund af sin meget komplekse form, den eneste måde at producere det på er ved 3D-udskrivning. Dette intelligente termostyringssystem forlænger sensorens levetid. Sensoren er designet til at passe til robotter fremstillet af alle førende producenter, fra Kuka til Fanuc, og er velegnet til alle tænkelige applikationsscenarier. Som resultat, det kan let integreres i eksisterende produktionssystemer.

SensePRO forventes at være klar til produktion i fuld skala i 2021. Da der i øjeblikket ikke findes konkurrerende systemer, SensePRO har en god chance for med succes at etablere sig på det hurtigt voksende industrielle robotmarked. I Tyskland, omkring 1, 300 nye robotter til svejsning eller limning af applikationer, der kræver en sådan sensor, sælges hvert år.

For Mauritz Möller og hans kolleger Malte Buhr, Vishnuu Prakash og Julian Weber, formålet med projektet er at vurdere, hvordan SensePRO kan udnyttes kommercielt, for eksempel i en spin-off.