Fot. 1. Przykładowe laserowe skanery przestrzeni
Laserowe skanery przestrzeni wykorzystują metodę czasu przelotu światła (Time of Flight) do pomiaru odległości, która pozwala obliczyć czas potrzebny do powrotu wysłanej wiązki światła, po odbiciu od jakiegokolwiek obiektu w zakresie skanowania 0-270°. W ofercie firmy WObit dostępne są najnowocześniejsze modele laserowych skanerów przestrzeni produkcji firmy Hokuyo, od niedawna również z funkcją bezpieczeństwa.
Umożliwiają one m.in. rozpoznawanie obiektów oraz określanie dystansu do wykrytej przeszkody. Dla różnych modeli skanerów odległość pomiarowa wynosi od 4 do 30 metrów przy maksymalnym kącie skanowania od 190° do 270°. Dokładność oferowana przez te urządzenia wynosi aż do 10 mm na dystansie czterech metrów.
Skanery cechują się również dużą szybkością działania. Czas wykonywania jednego skanu na przykład dla czujnika UTM-30LX pracującego na dystansie 30 metrów, wynosi tylko 25 ms. W zależności od modelu dostępne są interfejsy komunikacyjne, takie jak Ethernet, USB oraz RS232.
Jeden z nowszych modeli - UXM-30LX-EW, został wyposażony dodatkowo w technologię zwielokrotnionego echa. Pozwala ona na odbieranie wielokrotnie odbitych fal jednego impulsu wyemitowanego przez transmiter. W rezultacie można uzyskiwać niezawodne wyniki pomiarowe nawet w tak niesprzyjających warunkach, jak deszcz, mgła, śnieg lub zapylenie. Wszystkie skanery laserowe mają również wysoki stopień ochrony IP67.
Zakres zastosowań prezentowanych powyżej skanerów laserowych jest niezwykle szeroki. Dzięki takim funkcjom, jak rozpoznawanie obiektów, określanie odległości od przeszkody, oraz wyznaczaniu trajektorii ruchu lub położenia obiektu na bazie punktów orientacyjnych doskonale sprawdzą się m.in. w systemach magazynowania z automatycznym transportem wewnętrznym. Istotnym obszarem zastosowań są roboty mobilne AGV.
Implementacja skanerów laserowych na wózkach samojezdnych pozwala podnieść precyzję urządzeń, a co za tym idzie bezkolizyjność, oraz wyeliminować zniszczenia przenoszonych i przechowywanych produktów. Po odpowiednim zaprogramowaniu, gdy skaner wykryje przeszkodę (na przykład operatora maszyn) na trasie wózka, wyśle sygnał do sterownika PLC wyzwalający sygnał bezpieczeństwa, który zatrzyma wózek przez wyłączenie zasilania lub uruchomienie hamulca.
Fot. 2. Przykłady aplikacji skanerów
Do tego typu aplikacji przeznaczona jest nowa rodzina skanerów bezpieczeństwa z serii UAM. Skaner bezpieczeństwa UAM-02LP przeznaczony jest do zabezpieczania obszarów w pobliżu linii produkcyjnych oraz do monitorowania ścieżki pojazdów. Model ten ma kąt skanowania 190° i częstotliwość skanowania 33 skany/s.
W oprogramowaniu istnieje możliwość konfiguracji stref bezpieczeństwa (do dwóch metrów) oraz dziesięciometrowego obszaru ostrzegawczego. Najnowszy model UAM- 05LP ma możliwość ustawienia aż pięciometrowej strefy ochronnej i dwudziestometrowego obszaru ostrzegawczego. Dzięki dużemu kątowi skanowania - do 270°, za pomocą jednego urządzenia można w wielu aplikacjach zapewnić kontrolę danego obszaru.
Intuicyjne oprogramowanie pozwala użytkownikowi na łatwą konfigurację prostych lub złożonych stref ochronnych i ostrzegawczych (do 32 programowalnych obszarów, które można konfigurować za pomocą microUSB), tak aby spełnić wymagania aplikacji. Dane o konfiguracji można zapisać na karcie SD i używać do ustawienia parametrów urządzenia bez konieczności podłączania go do komputera PC. Zmierzone dane wysyłane są przez Ethernet.
Skaner ma również wejście enkoderowe, przydatne szczególnie w aplikacjach z robotami AGV. Umożliwia ono monitorowanie i zmianę prędkości robota w zależności od strefy oraz zatrzymania robota w przypadku zagrożenia lub nieprzejezdnej drogi. Urządzenie ma kompaktową obudową odlewaną pod ciśnieniem z aluminium o wymiarach 80×80×95 mm.
Skaner UAM-05LP ma tryb podwójnej ochrony, co oznacza, że jednocześnie może chronić dwa niebezpieczne obszary. Oddzielne sygnały OSSD są wyzwalane dla odpowiedniej strefy, dzięki czemu można zabezpieczyć dwie maszyny za pomocą jednego skanera UAM. Funkcja Master/Slave pozwala na podłączenie do czterech skanerów w jedną sieć i zarządzanie wszystkimi urządzeniami za pomocą jednego skanera.
Jest to przydatne, szczególnie gdy zachodzi potrzeba zabezpieczenia większej maszyny stanowiącej duże zagrożenie dla operatora. W przypadku naruszenia pola ochronnego skaner zamontowany przy niebezpiecznych maszynach stacjonarnych wyłącza urządzenia, przełączając sygnał wyjściowy (OSSD).
Fot. 3. Skanery UAM i ich przykładowa aplikacja - robot AGV
Skanery bezpieczeństwa UAM stosowane są m.in. w robotach AGV produkowanych przez firmę WObit. Zastosowane skanery stanowią idealne rozwiązanie pozwalające zmaksymalizować bezpieczeństwo, zachować kompaktowe wymiary urządzenia i zapobiec wszelkim potencjalnym ryzykownym sytuacjom w przemyśle. Warto podkreślić, że skanery bezpieczeństwa mają certyfikat bezpieczeństwa SIL 2, spełniają normę bezpieczeństwa IEC61496-1/3 typ 3 oraz ISO13849 PL d Category 3.
Poza robotami AGV ważnym obszarami zastosowań tej grupy produktów są także przemysł i automatyka produkcyjna. Laserowe skanery przestrzeni mogą odgrywać istotną rolę w różnorodnych aplikacjach, dzięki możliwości dynamicznego określenia wymiarów obiektu oraz liczby obiektów w zasięgu wiązki lasera.
Innym popularnym miejscem do zastosowań laserowych skanerów Hokuyo jest robotyka mobilna, gdzie służyć mogą np. do wyznaczania trajektorii ruchu lub położenia robota na bazie punktów orientacyjnych.
P.P.H. WObit E. K. J. Ober s.c.
www.wobit.com.pl
