Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

https://iautomatyka.pl/wp-content/uploads/2020/11/czujnik-konturu-grafika.png

Czujnik konturu – jak działa i gdzie go zastosować?

autor: KTrybula.

Czujniki optyczne, dalmierze laserowe czy systemy wizyjne to elementy, które automatycy dobrze znają, a na pewno o nich słyszeli. Różnią się one swoim zastosowaniem, ceną oraz możliwościami, ale skupiają swoje zadanie wokół 3 aspektów: detekcja, pomiar, identyfikacja. Czujniki optyczne są tanie, lecz mają za zadanie jedynie wykrywanie obiektu, dalmierze mogą dokonywać dokładnego pomiaru odległości, ale tylko w wąskim zakresie gdzie skierowane jest ich światło, systemy wizyjne za to mają ogromne możliwości, ale są drogie i często trudne w kalibracji i obsłudze.
Ten wpis poświęcę czujnikowi, który swoimi możliwościami przewyższa o klasę czujniki optyczne i jest znacznie prostszy i tańszy od systemów wizyjnych. Poznajcie czujnik konturu!

Jak działa czujnik konturu?

Czujnik konturu emituje prostą wiązkę laserową, na całej jej długości dokonuje pomiaru odległości od obiektu, dzięki czemu określa profil wykrywanego obiektu. W zależności od odległości, na jakiej jest zamontowany, emitowana linia laserowa ma różną długość. Dla przykładu czujnik OPD100 dla odległości minimalnej 150 mm generuje linię 45 mm a dla maksymalnej 300 mm linię 90 mm. Rozdzielczość pomiaru dla tego czujnika to 200 μm.


Dla określenia stopnia zgodności ze wzorcem ustawia się procentowy próg zgodności (ang. threshold), dla którego np. ma być wysterowane wyjście cyfrowe czujnika.
Ważnym parametrem czujnika konturu jest ROI (ang. region of interest) dzięki niemu możemy zawęzić zakres wzorca, który chcemy sprawdzać. Poniżej na zdjęciu widać dwie zielone kreski przecinające linię pomiarową, określają one ROI podczas ustawienia.

Gdzie znajdzie swoje zastosowanie?

Czujniki konturu znalazły swoje zastosowanie pomiędzy czujnikami optycznymi a systemami wizyjnymi, ich najczęstsze zastosowanie to kontrola podczas lub po procesie produkcji. Przykładowe zastosowania:

  • Detekcja orientacji elementu, czy jest obrócony w dobrym kierunku, jeśli nie jest symetryczny.
  • Sprawdzenie popranego montażu, możliwość detekcji niedokręconej śruby bądź braku zamontowanego elementu.
  • Kontrola luk i szczelin, czy element został odpowiednio obrobiony i czy nie posiada niechcianych ubytków.

Poniżej film, na którym przedstawiony jest czujnik ODP100 i proces detekcji.

PMD Profiler OPD100

Czujnik ten otrzymałem jako nagrodę w konkursie iAutomatyka i posłuży mi on do opisania działania oraz konfiguracji czujnika konturu. Wraz z czujnikiem otrzymałem statyw oraz elementy, które można użyć jako wzorce do pomiaru konturu.

Proces nauki konturu w czujniku jest bardzo prosty, posłużą nam do tego 3 przyciski oraz kolorowy wyświetlacz, w który wyposażony jest czujnik. Podczas pierwszego uruchomienia czujnik poprosi nas o wybór języka, kolejno w linii laserowej generowanej przez czujnik należy umieścić obiekt, który posłuży jako wzorzec. Następnie możemy zawęzić ROI, lub wybrać maksymalne, w przypadku zawężonego wyświetlą się dwie zielone kreski przecinające linię laserową, możemy kolejno edytować zakres prawy i lewy.

Po ustawieniu zakresu wzorca do wyboru mamy dwa tryby pracy: stały i ruchomy. W trybie stałym profil referencyjny przeszukiwany jest tylko w wąskim zakresie ROI, lecz w trybie ruchomym profil referencyjny zawarty w ROI przeszukiwany jest na całej długości linii pomiarowej. Tryb ruchomy jest dużo lepszym wyborem gdy np. trudno jest pozycjonować dokładnie każdy element na taśmie produkcyjnej. Na koniec należy ustawić wartość progową zgodności ze wzorcem, po której przekroczeniu element interpretowany będzie jako zgodny.

Czujnik wyposażony jest w komunikację IoLink i aby przetestować w pełni jego możliwości, podłączyłem go do mastera IoLink AL1302 firmy IFM.

Firma IFM udostępnia darmowe oprogramowanie VisionAssistant, które umożliwia m.in. podgląd wzorca oraz kontur aktualnie badanego obiektu. W przypadku czujnika OPD100 należy zaznaczyć czy podłączamy go za pomocą Ethernetu jak ja, czy poprzez konwerter IoLink – USB, w zależności od wyboru należy podać adres IP mastera lub port COM wpiętego konwertera.

Na powyższym zdjęciu odczyt konturu elementu jeszcze przed zadaniem wzorca, o czym informuje nas komunikat „Undefined”. Po dodaniu wzorca jego pozycja oraz kontur oznaczona jest zieloną linią a aktualny pomiar białą.


Widok już po procesie „uczenia” wzorca, wartość progu została określona na poziomie 90% a aktualny odczyt to 96%, wręcz niemożliwe jest uzyskanie 100% zgodności ze wzorcem przy tej rozdzielczości pomiaru, dodatkowo w zakładce „Statistics” znajduje się licznik pomiarów oraz procentowy wskaźnik pomiarów zgodnych ze wzorcem i błędnych. W przypadku komunikacji czujnika ze sterownikiem z wykorzystaniem IoLink, czujnik będzie przesyłał szereg danych w tym procentową wartość zgodności konturu ze wzorcem.

W oprogramowaniu VisionAssistant możemy także edytować zakres ROI, tryb pracy oraz wartość progową. Istnieje również możliwość nagrania wideo wykresu pomiarowego.

Jeżeli kontur nie będzie zgodny ze wzorcem zobaczymy komunikat „Failed” ale przecież często na linii produkcyjnej elementy nie są transportowane ze stałą odległością i nie potrzebujemy ciągle dokonywać pomiaru. Istnieje możliwość przełączenia pomiaru ciągłego na wyzwalany, w celu wyzwolenia możemy wykorzystać pin 5 czujnika bądź przesłać bit poprzez IoLink ze sterownika PLC. Istnieje również opcja opóźnienia sygnału wyzwalającego z poziomu czujnika w zakresie 0-5000 ms. Po więcej szczegółów zapraszam do lektury dokumentacji.

Zakończenie

Mam nadzieję, że po przeczytaniu tego krótkiego wpisu poszerzyliście swoją wiedzę z zakresu czujników konturu i śmielej będziecie po nie sięgać w swoich aplikacjach. To bardzo ciekawe rozwiązania, które łączą prostotę konfiguracji z ogromnymi możliwościami pomiaru.

Ocena artykułu zgłoszonego do Konkursu iAutomatyka 4.0 pisz artykuły, zdobywaj punkty, wymieniaj je na nagrody.

Kryterium 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty (0-2) 1 2 2 2 2 0 2 1 2 1
Suma zdobytych punktów: 15




Utworzono: / Kategoria: , ,

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!



PRZECZYTAJ RÓWNIEŻ



NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

Reklama



POLECANE FIRMY I PRODUKTY
  • ROUTER VPN EWON COSY 131 Zapewnia sprawny i prosty w obsłudze zdalny dostęp do dowolnego urządzenia Kompatybilność z najważniejszymi markami i protokołami sterowników PLC (m.in. Siemens, Allen-bradley, Omron…) Szybie zarządzenie roote...
  • System MasterIN firmy Finder składa się z przekaźnikowych modułów sprzęgających z terminalami Push-in. Technologia ta reprezentuje najnowsze osiągnięcia w bezśrubowych ‘sprężynowych’ zaciskach, oferujących szybką instalację. W porównaniu do...
  • To rozwiązanie oparte o technologię LoRaWAN pozwala skutecznie realizować działania ograniczające ryzyko rozprzestrzeniania się wirusa . Możliwość automatycznej kontroli dystansu z jednoczesnym monitoringiem relacji i wstecznym śledzeniem k...
  • Przeznaczony do pracy na wolnym powietrzu EMC / ekranowany Zakres zastosowania Budowa instalacji przemysłowychBudowa maszynTechnika grzewcza i klimatyzacyjnaElektrownie Dla przemiennika częstotliwości zasilającego 3 – fazowe silniki A...
  • Urządzenia XV300 wyposażone są w przemysłowe wyświetlacze wysokiej rozdzielczości z technologią wielodotyku. To, w połączeniu z precyzyjnym i intuicyjnym interfejsem użytkownika, umożliwia operatorom pracę od zaraz. Dodatkowo te wysoko wyda...
  • ÖLFLEX® CLASSIC 110 – elastyczny przewód sterowniczy do różnych zastosowań, w płaszczu z PVC, aprobata VDE, odporność na oleje, 300/500 V, również do YSLY lub YY CPR: informacje pod adresem www.lapppolska.pl Certyfikat zgodności VDE z...