Industriële robots

Nauwkeurige snelheidsmeting met de LMSMA2x/3x

Het lijkt wel magie

Geen mens die het zo snel en precies kan doen. Moderne robots kunnen werkstukken verplaatsen met een snelheid waar je tot voor kort alleen maar van kon dromen. Nauwkeurige meetinstrumenten zijn nodig om fouten te voorkomen die optreden door de ongelofelijk snelle cyclustijden die de moderne productie vereist. Hiervoor vertrouwt producent Omron Adept Technologies GmbH uit Dortmund op systemen die gebouwd zijn door Wachendorff Automation.

Kleine mobiele robots draaien bijna geluidloos in het rond - wat flarden Engelse conversatie rond een vergadertafel. Ware het niet door de koffiemachine in de zwart/gele kleuren van Borussia Dortmund, anders zou je denken dat je ergens in Silicon Valley was beland. In plaats daarvan zijn we midden in Dortmund - in het toepassingslaboratorium van Omron Adept Technologies, één van ‘s werelds toonaangevende fabrikanten van industriële robots - met een hoofdkantoor in Californië.

Het Europese hoofdkantoor voor verkoop, service en training is sinds 1986 hier gevestigd. In het lokale laboratorium zijn de meeste producten van het bedrijf - met namen als Cobra of Hornet – in bedrijf te zien. »Wat we hier vooral doen, zijn haalbaarheidsstudies uitvoeren,» legt hoofdtrainer Günter Graß uit. "Als een klant op zoek is naar een automatiseringsoplossing, dan kan hij of zij hier naartoe komen om tests uit te voeren, bijvoorbeeld tests om vast te stellen of onze robots de vereiste cyclustijden bieden," vertelt hij.

Automatiseringstaken zijn in de afgelopen jaren steeds complexer geworden en de gewenste cyclustijden veel korter - tegenwoordig eisen klanten zeer efficiënte oplossingen. Herkenning en pick & place handelingen moeten daarmee binnen een fractie van een seconde correct worden uitgevoerd. Dit kan op vele manieren. Kleine onderdelen worden doorgaans met perslucht gehanteerd. Anderen moeten voorzichtig worden vastgepakt. Voor weer andere componenten is het belangrijk dat ze in een bepaalde positie worden geplaatst.

Vaak is transport- en toevoertechniek alleen niet genoeg. Zo zorgen bijvoorbeeld verpakkingssystemen voor tijdschriften er automatisch voor dat er bij elk tijdschrift een bijsluiter wordt ingestoken en het hele pakket verpakt wordt in doorzichtig plastic. Omron Adept Technologies is een succesvolle systeemleverancier voor juist dit type complexe applicaties, waarbij samen met de robots complete software en beeldverwerkingssystemen worden geleverd.

Om het detectiebereik van de camera en de bewegingen van de grijper nauwkeurig in te stellen, is het belangrijk dat de snelheid van de transportband nauwkeurig wordt gemeten. Pas als die bekend is, kan het besturingssysteem berekenen wanneer de werkstukken bij de grijper aankomen en wanneer ze dus kunnen worden aangepakt.

Er zijn systemen die de bandsnelheid direct bij de motor verlagen, hierbij wordt echter geen rekening gehouden met externe invloeden, zoals het slippen van de transportband. Behalve kortere cyclustijden, is ook maximale nauwkeurigheid essentieel. Dit kan alleen worden bereikt als de snelheid direct op de band wordt verlaagd- zo dicht mogelijk bij het werkstuk.

Teneinde een veilige en makkelijk te integreren oplossing te kunnen bieden heeft Omron Adept Technologies gekozen voor het nieuwe LMSMA lengtemeetsysteem van Wachendorff Automation. De in Rheingau gevestigde producent demonstreerde het nieuwe product tijdens de SPS/IPC/Drives vakbeurs in Neurenberg, waar het de aandacht van Günter Graß en zijn collega's trok.

»We zochten een oplossing die universeel inzetbaar is, omdat onze producten in veel verschillende sectoren worden toegepast, tot en met de voedingsindustrie,» aldus de applicatie engineer. Bovendien moeten ze een zo lang mogelijke levensduur hebben en een kwalitatief hoogwaardige uitstraling, die past bij de door Omron Adept vervaardigde robuuste en duurzame producten.

De nieuwe lengtemeetsystemen - bestaande uit een gepatenteerde veerarm, een roterend encoder meetwiel en een montagebeugel - werden direct besteld. De hoge verwachtingen zijn volledig waar gemaakt. »Het is bijzonder praktisch dat de contactdruk kan worden aangepast via de resolutie op de basisplaat,» vertelt Graß, en legt uit waarom het systeem zo nauwkeurig is en waarom slip kan worden vermeden. Een speciale veer zorgt ervoor dat de contactdruk langdurig constant blijft. In de nieuwe systemen is de voorspanning van de veer verstelbaar in stappen van 5 N tot maximaal 30 N.

Het meetsysteem wordt gemonteerd met behulp van een basisplaat en schroeven. De vrije ruimte daarvoor is aangepast aan de standaard montageprofielen. Het meetsysteem kan snel en eenvoudig op de basisplaat worden aangebracht met een borgende centrale schroef. Als er geen directe installatiemogelijkheden in de fabriek aanwezig zijn, kunnen de verschillende montageposities worden gerealiseerd met behulp van de uiterst verstelbare hoekbeugel. De meetwielen zijn verkrijgbaar met verschillende oppervlakken, waardoor ze perfect kunnen worden aangepast aan band- of materiaaleigenschappen (karton, hout, zachte kunststoffen, textiel, leer, papier, draad, stalen profielen, web, kabel, geoliede metalen, geschilderde oppervlakken, tapijt .. .). Ze zijn ook leverbaar met een omtrek van 200 of 500 mm.

Heel praktisch is de mogelijkheid om de veerarm te verplaatsen (of zelfs te fixeren) naar de ruststand. »Bij onderhouds- of reinigingswerkzaamheden zou het anders nodig zijn om elke keer weer het complete systeem te demonteren en daarna weer in te stellen. Nu kunnen we met een handgreep de arm van de band tillen, omhoog houden en daarna eenvoudig weer laten zakken. Het systeem werkt continu nauwkeurig, bij de oorspronkelijke contactdruk,» aldus Graß over de voordelen van de handlingfunctie in het lengtemeetsysteem LMSMA van Wachendorff.

Bij de LMSMA is een incrementele roterende encoder verantwoordelijk voor de daadwerkelijke snelheidsmeting. Het systeem is extreem robuust en bestand tegen hoge belastingen. Met resoluties tussen 1,0 mm/puls en 0,008 mm/puls kan hij de hoge snelheden van de Omron Adept robotsystemen gemakkelijk bijhouden.

Auteur:

Dieter Schömel

Product Manager Roterende Encoders

Wachendorff Automation GmbH & Co. KG

  Meer weten…