Skanery laserowe w zrobotyzowanych systemach spawania

Zasada działania skanera opiera się o triangulację laserową. Na badanym detalu czujnik generuje linię laserową (nie plamkę - jak to jest w przypadku punktowych czujników triangulacyjnych), od której odbite światło trafia, przez odpowiednią optykę, na matrycę CCD skanera.

Rys. 1. Skaner ScanControl firmy Micro-Epsilon

Na podstawie zarejestrowanego obrazu wbudowany wewnątrz czujnika kontroler oblicza współrzędne (x, z) punktów badanego profilu. Idea działania tego typu skanera serii scanCONTROL została przedstawiona na rysunku 2. Skanery z serii scanCONTROL są dostępne także w specjalnej wersji z zaimplementowanymi algorytmami do analizy badanego profilu.

Rys. 2. Zasada działania skanera scanCONTROL

Jest to rodzina czujników określona jako SMART (czujniki o oznaczeniu 2x10; więcej informacji na stronie www.micro-epsilon.pl). Algorytmy te pozwalają na pomiar konkretnych, wymaganych w danej aplikacji wielkości, a nie wszystkich punktów badanego profilu.

Rys. 3. Typy algorytmów analizy profilu zaimplementowane w skanerach scanCONTROL2x10

Dla przykładu czujnik z tą analizą profilu może mierzyć położenie połączenia spawalniczego, szerokość i/lub wysokość spoiny w zrobotyzowanych systemach spawania. Rysunek 3 przedstawia typy algorytmów analizy profilu, w które wyposażone są skanery tego typu SMART. Przy skanerach z tą funkcją analizy profilu do konfiguracji wykorzystuje się specjalne oprogramowanie na komputer osobisty, które dostarczane jest w komplecie z czujnikiem.

Rys. 4. Okno programu do konfiguracji skanera z serii LLT2x10

Podstawowe okno tego programu zostało przedstawione na rysunku 4. Warto w tym miejscu zaznaczyć, że skaner musi być połączony z komputerem tylko i wyłącznie na czas konfiguracji. Po zaprogramowaniu i odłączeniu od komputera taki czujnik zaczyna pracować samodzielnie od razu po podłączeniu do zasilania, wysyłając (w postaci cyfrowej lub analogowej, zależy od opcji skanera) informację na temat kontrolowanych wielkości.

Jest to zaletą proponowanego rozwiązania, ponieważ do poprawnego działania systemu nie wymaga się żadnego specjalnego komputera przemysłowego. Zdjęcia przykładowych aplikacji, w których skanery tej serii znalazły zastosowanie, zostały przedstawione na rysunku 5.

Rys. 5. Przykładowe aplikacje

Najważniejsze właściwości skanerów z serii scanCONTROL:

• kompaktowa obudowa skanera (seria 27x0 z kontrolerem zamkniętym w obudowie głowicy laserowej; seria 28x0 z zewnętrznym kontrolerem),
• zakres pomiarowy - szerokość (oś X): do 148mm (zależy od wersji skanera),
• zakres pomiarowy - wysokość (oś Z): do 300mm (zależy od wersji skanera),
• częstotliwość pomiaru: od 100Hz do 4kHz (zależy od wersji skanera),
• oprogramowanie do konfiguracji skanera (w wersji SMART),
• oprogramowanie do wizualizacji 3D (dodatkowa opcja),
• interfejs cyfrowy: FireWire / Ethernet / RS422 / RS232 (zależy od wersji skanera),
• wyjścia analogowe (zależy od wersji skanera).

Marcin Prokopiak
WObit
www.wobit.com.pl