Präzise Objekterkennung mit flexiblen Laser-Abstandssensor

Bild: iStock, Anthony Lee

Flexibler Laser-Abstandssensor Präzise Objekterkennung

01.09.2022

Wenn in vollautomatischen Roboteranlagen hochgenaues Schalten Priorität hat, dürfen in der Praxis weder Farbnuancen, Materialeigenschaften noch Lichtreflexionen irritieren. Bei einem niederländischen Unternehmen erwies sich ein Laser-Abstandssensor bei der Umsetzung einer Automatisierungsaufgabe als geeignetes Hilfsmittel. Mit dem großen Erfassungsbereich und dem genau einstellbaren Fenstermodus kann er genaue Aufgaben bewältigen. Einfach bedienbare Tasten am Gerät beziehungsweise die Einstellmöglichkeiten via IO-Link stehen für schnelle Inbetriebnahme und passende Bedienkonzepte.

Kurz vor der Auslieferung an den Kunden stehen in der Montagehalle von Factory Control BV die finalen Testläufe und Feinabstimmungen an: Ein mannshoher 6-Achs-Roboter hat die Aufgabe, Europaletten mittels einer kombinierten Gabel-/Vakuumapplikation von einem Stapel auf ein abführendes Band zu setzen und diese anschließend mit Kartons unterschiedlicher Größe zu beladen. Vollautomatisch und ohne Zutun eines Werkers.

Sichere Erkennung

Im ersten Schritt schwenkt der Roboter auf den bereitstehenden Palettenstapel ein, anschließend nähert sich die Aufnahmeapplikation von oben. Ein Ultraschallsensor mit Analogausgang und IO-Link von Di-soric ermittelt die aktuelle Stapelhöhe: die Gabel setzt zurück, senkt sich um wenige Zentimeter nach unten und fährt schließlich einen Meter tief in die Aussparung der obersten Europalette ein. Der installierte Laser-Abstandssensor LVHT-52 von Di-soric stellt sicher, dass dies bei jeder Palette, unabhängig von der Höhe, gleichermaßen zielsicher und störungsfrei funktioniert. Ist zum Betrieb der Anlage der Abstandssensor nicht erforderlich, wird der sichtbare Laserstrahl über einen Deaktivierungseingang abgeschaltet, Störungen und Beeinflussungen des Bedienpersonal werden vermieden.

Mit einem Arbeitsbereich von 50 mm bis 500 mm erkennt der Laser- Abstandssensor nicht nur, dass eine Palette vorhanden ist: Mit seiner prozesssicheren Hintergrundausblendung bringen ihn weder die unterschiedlichen Farbnuancen der Holzpaletten noch angebrachte Metallelemente oder Lichtreflexionen aus dem Konzept. Ist die Gabel in Position, erhält der Roboter das OK zum Transport der Palette. Während des Transports prüft der LVHT-52 fortwährend, ob die Palette sicher an Bord ist. Ist diese am vorbestimmten Ort platziert, fährt die Gabel zurück und der Roboter wendet sich dem auf zwei Zuführbändern bereitgestellten Packgut zu. Der Sensor registriert die Kartonoberfläche, bei Kontakt wird der Vakuum-Flächensauger aktiviert. In der Folge stapelt der Roboter Paket um Paket positionsgenau auf die Palette. Ist diese komplett befüllt, steuert der Roboter wieder den nunmehr um eine Palette reduzierten Stapel an. Der Übernahmevorgang beginnt aufs Neue.

Factory Control hat sich auf die Entwicklung und Umsetzung intelligenter, robotergestützter Automatisierungslösungen in komplexen Logistikprozessen spezialisiert. Im Fokus stehen Bauteile oder Produkte, die mit hoher Geschwindigkeit effizient und flexibel gehandhabt werden müssen. Das mittelständische Unternehmen mit Niederlassungen in den Niederlanden und Belgien kooperiert mit diversen Auftraggebern in Europa.

Hohe Anforderungen

Damit Applikationen wie die oben beschriebene in der Praxis bestehen können, ist eine gute Kenntnis über die Branchen und die verwendete Technologie erforderlich. In aller Regel gibt es derartige Automatisierungslösungen aber nicht von der Stange. „Unser Kunde verlangte eine effiziente, schnell implementierbare Lösung, die er bei Bedarf flexibel umrüsten kann“, betont Bart Groet, Geschäftsführer des Unternehmens. Erste Versuchsvarianten waren mit Sensoren eines Mitbewerbers ausgestattet und erfüllten nicht die gewünschten Anforderungen: „Zu viele Ausfälle aufgrund von Lichtreflexionen sowie eine funktional unzureichende Hintergrundausblendung! Hinzu kam, dass der Hersteller nicht wirklich Interesse zeigte, mit uns gemeinsam eine optimale Lösung zu entwickeln“, ergänzt Bart Groet. Für den Chef ein No-go und Grund genug, nach Alternativen Ausschau zu halten. Er besann sich eines früheren Kontaktes mit dem Maschinenbauunternehmen Di-soric: Das Automatisierungsunternehmen aus dem schwäbischen Urbach bei Stuttgart mit ihrem niederländischen Tochterunternehmen in Uden stellten innerhalb von nur wenigen Tagen den Laser-Abstandssensor LVHT-52 zur Verfügung und stand bis zur finalen Inbetriebnahme mit Rat und Tat zur Seite.

Wo es in erster Linie um hochgenaues Schalten geht, stellt der LVHT-52 mit einem großen Erfassungsbereich und genau einstellbarem Fenstermodus eine effiziente Lösung dar. Der LVHT-52 zählt zur Produktfamilie optischer Abstandssensoren von Di-soric, mit Rotlicht-Laser messen diese schnell und präzise Abstände: So überzeugt der LAT-45 durch hohe Reichweiten von bis zu zehn Meter. Der LAT-52 kompakt eignet sich für Abstände bis zu 500 Millimeter und steht für drei unterschiedliche Messbereiche zur Verfügung. Der LAT-61 ist die gute Variante, wenn es um genaue und schnelle Abstandsmessungen geht. Sämtliche Sensoren der Produktfamilie sind mit einer IO-Link Schnittstelle ausgestattet und bieten Anwendern die komplette Bandbreite der IO-Link typischen Vorzüge.

Der LVHT-52 ist über Plus/Minus-Tasten und drei Diagnose-LEDs intuitiv einstellbar und rasch betriebsfähig. Der 51 x 51 x 17 Millimeter große Laser-Abstandssensor ist in einem pulverbeschichteten Zinkdruckguss-Gehäuse untergebracht, mit einem Metall-Steckverbinder ausgestattet und überaus robust (IP67).

Einfache Konfiguration

Völlig unkompliziert können Nutzer den Sensor auch über die Schnittstelle IO-Link konfigurieren und in Betrieb nehmen. Schaltpunkt und Hysterese lassen sich millimetergenau einstellen und die Werte im IO-Link Master ablegen. Einmal gespeicherte Daten stehen, zum Beispiel nach einem Gerätetausch, direkt wieder zur Verfügung. Bei Bedarf sind komplette Datensettings per copy-and-paste auf andere Maschinen übertragbar. IO-Link macht damit schnelle und flexible Anpassungen an neue Aufgaben einfach.

Nicht zuletzt bietet Di-soric IO-Link Anwendern eine große Bandbreite hilfreicher Identifikations-, Lokalisierungs- und Diagnosefunktionen. „Der Laser-Abstandssensor LVHT-52 überzeugt auf ganzer Linie, Di-soric hat uns bei sämtlichen Fragen rund um die Implementierung und Programmierung absolut vorbildlich und auf Augenhöhe unterstützt. Das Unternehmen wird auch in Zukunft unser Automatisierungspartner sein“, zeigt sich Bart Groet überzeugt.

Bildergalerie

  • Mit dem LVHT52-Sensor und einem Ultraschallsensor an Bord erfüllt die Roboter-Applikation die gestellte Detektions- und Greifaufgabe.

    Mit dem LVHT52-Sensor und einem Ultraschallsensor an Bord erfüllt die Roboter-Applikation die gestellte Detektions- und Greifaufgabe.

    Bild: Di-Soric

  • Der Laser-Abstandssensor LVHT-52 arbeitet mit einem großen Erfassungsbereich und dem genau einstellbaren Fenstermodus zuverlässig.

    Der Laser-Abstandssensor LVHT-52 arbeitet mit einem großen Erfassungsbereich und dem genau einstellbaren Fenstermodus zuverlässig.

    Bild: Di-Soric

  • Der Roboter scannt die Palette mit dem Lasersensor LVHT52, bevor er diese mit der Gabelvorrichtung aufnimmt und auf den Rollenförderer setzt.

    Der Roboter scannt die Palette mit dem Lasersensor LVHT52, bevor er diese mit der Gabelvorrichtung aufnimmt und auf den Rollenförderer setzt.

    Bild: Di-Soric

  • Weder Farbnuancen noch eingeschlagene Nägel stellen den LVHT52-Sensor mit sichtbarem Laserspot vor Probleme.

    Weder Farbnuancen noch eingeschlagene Nägel stellen den LVHT52-Sensor mit sichtbarem Laserspot vor Probleme.

    Bild: Di-Soric

  • Die Montageposition des LVHT52-Lasers zwischen den Vakuumsaugern ermöglicht einen schnellen Praxiseinsatz.

    Die Montageposition des LVHT52-Lasers zwischen den Vakuumsaugern ermöglicht einen schnellen Praxiseinsatz.

    Bild: Di-Soric

  • Einfach bedienbare Tasten am Gerät oder wahlweise die Einstellmöglichkeiten via IO-Link sollen für eine schnelle Inbetriebnahme und innovative Bedienkonzepte stehen.

    Einfach bedienbare Tasten am Gerät oder wahlweise die Einstellmöglichkeiten via IO-Link sollen für eine schnelle Inbetriebnahme und innovative Bedienkonzepte stehen.

    Bild: Di-Soric

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