レーザー距離センサーでロボット転送システムを制御する方法

レーザー距離センサーは、ロボット工学および自動化産業で多くの用途があります。それらは業界のさまざまな側面にまたがることができますが、この記事では、位置センサーとしてレーザー距離センサーを使用する古いテクノロジーのセルの改造に焦点を当てています。

これらのセンサーは、距離を正確に伝えることができるため、さまざまな種類の制御が可能になります。ただし、レーザー障害が安全に処理されるように、特定の安全機能をシステムにプログラムする必要があることに注意してください。

従来のTカート制御方法

Tカートの制御を理解するには、Tカートの操作が正確に何で構成されているかを理解することが重要です。 Tカートは電子的に制御されるカートであり、多くの場合金属製のトラック上にあり、自動化されたパレタイズ操作でパレットを分類および移動します。これらのカートは、倉庫環境でパレットを移動します。彼らは通常、パレットを一連のローディングコンベヤーからパレタイズプロセスの次のステップ（多くの場合、シュリンクラッピングステーション）に運びます。

図1。 レールガイド付きカート。使用した画像 ムラテック

Tカートは、プログラマブルロジックコントローラー（PLC）またはロボットを使用して動きを制御し、カート操作の背後にある「頭脳」として機能します。 PLCは、さまざまな入力を使用して、ロードまたはアンロードされたさまざまなパレットをいつどこで受け取るかを解釈できます。 PLCは、さまざまなパスの組み合わせでの位置を理解するために、Tカート自体からのフィードバックを必要とします。

リミットスイッチ

TカートからPLCまたはそれを制御するロボットシステムに位置データを提供する方法は多数あります。時代遅れですが一般的な方法は、リミットスイッチを使用してカートの位置を中継することです。リミットスイッチは、適切な情報を制御ユニットに中継するのに非常にうまく機能しますが、最新のセンシング技術を使用すると、より簡単に管理できる特定の落とし穴があります。リミットスイッチは、常に中継する情報が少ないため、他のセンサータイプよりも広範なプログラミングが必要です。

図2。 イートンのNEMA産業用リミットスイッチ。使用した画像 イートン

リミットスイッチはTカートシステムでは機能しますが、他の最新のセンサーにはない弱点があります。手始めに、それらは電気/機械ユニットです。正しく機能するために電気的入力と機械的入力の両方に依存しているため、いくつかの要因がパフォーマンスに影響を与える可能性があります。すべての実用的な目的で、リミットスイッチで発生した電気的問題は他の電気検知ユニットでも発生する可能性があるため、この場合は考慮されません。

リミットスイッチは、適切に機能するために環境との物理的相互作用を伴うため、電気ベースのセンシングのみに依存するセンサーよりも影響を受けやすくなります。物理的な摩耗は、パフォーマンスを決定する要因になる可能性があります。時間の経過とともに、スイッチが摩耗し、動作方法がゆっくりと変化し始め、セル内で問題が発生する可能性があります。変更は微妙であるため、壊滅的な障害が発生するまで見過ごされる可能性があります。最後に、外力が移動したり、適切な位置から押し出されたりすると、悪影響を受ける可能性もあります。

レー​​ザー距離センサーの使用

Tカートシステムでは多くの種類のセンサーが機能する可能性がありますが、この記事ではレーザー距離センサーに焦点を当てます。レーザー距離センサーは、レーザーを使用して、センサーと、放出されたレーザーが相互作用するオブジェクトとの間の距離を示します。

レーザーはセンサーから物体に送られ、物体で反射され、センサーは反射光を受け取ります。ビームが送信されてから再び受信されるまでにかかった時間を使用して、問題のオブジェクトがどれだけ離れているかを示します。これは飛行時間センサーと呼ばれます。

レーザー距離センサーは、アナログまたはデジタル信号をコントロールユニットに戻すことができます。この信号は、Tカートの動きを決定するときに、制御ロジックの連続入力として使用できます。レーザーは、移動時間中のTカートの位置に基づいて値の範囲を中継できます。 PLCロジックは、生データを取得し、カートの現在の場所と次に移動する必要がある場所に基づいて決定を下すことができます。

図3。 飛行時間。 の好意で使用されたビデオ Pepperl + Fuchs

技術的には、Tカートは、トラックに平行に発射する単一のレーザー距離センサーで制御できます。センサーは、カート自体を見ている静止スタンドに配置することも、カートに取り付けて、カートが静止物体を見ている状態でパスに沿って移動することもできます。

取り付けの選択は、可能な限り最も簡単な配線ルートを反映する必要があります。単一のセンサーがカートを制御するのに十分な情報を中継し、さまざまな数値を提供できます。たとえば、10 mのトラックでは0〜10000mmです。このセットアップは技術的には機能しますが、システム内で気付かない障害が発生する可能性があります。何かがレーザーの経路に落ちた場合、それは突然はるかに小さい数を読み取り、PLCはそれが実際とは異なる位置にあると考えるかもしれません。

Tカート操作にレーザー距離センサーを正しく使用する

前述のシナリオでのレーザーセンサーの適切な使用は、Tカートの反対方向に向けられているか、Tカートの本体から取り付けられる場合はトラックの反対側の端から向けられている、2つのセンサーを使用することです。この設定はシステムに冗長性を提供し、PLCはシステム内の多くの異なる障害を検出するのに十分な情報を受け取ります。

図4。 レーザー距離センサー。使用した画像 バウマー

2つのレーザーを使用すると、PLCまたは制御ユニットは2つの別々のデータフィードを受信します。これらのデータフィードは、理論的には相互に特定の範囲内にある必要があります。受信したデータが指定された範囲外になると、PLCはセル内で何かが発生したことを認識します。 Tカートの経路に何かが落ちたか、レーザーが誤った情報を提供しています。

2つのレーザーを含むシステムには、センサーからの散発的なデータをチェックするという追加の利点もあります。一方のセンサーがその場所で「ジャンプ」し、もう一方のセンサーがジャンプしない場合、PLCはシステムにアラームを送信するようにプログラムできます。

レーザーは、同じトラック上の複数のTカートを制御するのにも役立ちます。各カートに2つのレーザーがある場合、それらの距離は既知であり、複数のカートの制御に使用されます。単一のTカートシステムと同様に、同じ障害プロセスがこのシステムに適用されます。

レーザー距離センサーは、従来はリミットスイッチで動作していた古いTカートシステムを後付けする簡単な方法です。カートまたはトラックの近くに簡単に取り付けて、PLCに重要な情報を提供できます。新しいロボットおよび自動化されたセルは、制御ユニットを感知するためのより簡単な方法として、それらの恩恵を受けることもできます。 2つのセンサーを使用して冗長性を作成し、レーンでエラーや製品の落下が発生した場合に障害を阻止します。