【机器人×测头应用案例 】测量透明工件| 通过替换非接触式传感器降低成本&提高精度


对于玻璃、薄膜等透明工件,光学式位移传感器会因光线透过及漫反射,导致无法准确测量距离或高度。
本案例中,我们将介绍如何利用机器人与本公司测头,可靠地检测透明工件,同时实现加工精度提升与成本降低。
目录
客户的课题
以汽车前照灯、相机镜头等为代表的玻璃、树脂、塑料等透明工件,由于光线会透过,使用非接触式传感器测量时会出现不稳定的问题。
例如,在激光传感器中,虽然通过照射光线并测量反射距离来工作,但对于透明工件,由于光线无法有效反射,需要采取诸如在夹具下方放置黑色物体等措施,难以始终保持反射角度一致。
非接触式传感器还容易受到现场光量、照度变化以及烟雾、粉尘等的干扰影响,在提高加工精度方面面临巨大课题。
另外,扫描仪或图像传感器等设备有时价格高达数百万日元,许多客户表示因设备成本问题难以引进。

课题要点
使用非接触式传感器无法准确测量透明工件
光线透过及漫反射导致检测不稳定
容易受光量、照度、烟雾、粉尘等现场环境影响。
引进成本高
美德龙的提案
美德龙提议构建一种在机械臂上搭载接触式测头,从而稳定测量透明工件的位置与尺寸的系统。由于测头为接触式,因此不受照度变化、粉尘、烟雾等影响,即使是透明工件也能实现高再现性的测量。

另外,与数百万日元级别的激光传感器相比,引进成本大幅降低,得到了客户的高度评价。
通过将机器人的轨迹精度与接触式测头的1µm重复定位精度相结合,能够以低成本实现传统上难以达成的透明工件高精度定位的自动化。
| 激光传感器(非接触) | 透明工件测量 | 接触式测头(接触式)×机器人 |
|---|---|---|
| 因光线透过及漫反射而不稳定 不擅长透明/有光泽产品测量 | 测量精度 | 采用接触式,实现稳定及高再现性 也适用于透明/有光泽产品 |
| 易受照度、烟雾、粉尘影响 | 干扰影响 | 无干扰影响 |
| 高成本 | 成本 | 低成本 |
| 需要人工操作及重新测量 | 工作负荷 | 使用机器人实现全自动化 |
美德龙的测头分为有线式和无线式。使用无需布线的无线式测头可轻松安装,无需担心妨碍机械臂的动作。

引进效果
针对透明工件的测量不良大幅减少,通过测量工序的自动化实现了人力与作业时间的减少。
通过替换昂贵的非接触式传感器,还能抑制设备成本,利用机器人也可灵活对应多品种工件。
采用结果
大幅减少透明工件的测量不良
通过测量工序自动化实现人力与作业时间的减少
通过替换激光传感器降低设备成本
结合机器人动作实现高再现性的品质保证
相关负责人的评论
“工业机器人及协作机器人的应用场景多种多样,需求确实在不断扩大。
虽然用户的使用条件及需求日益复杂,但通过将机器人与我司传感器相结合,即使是高难度的要求也能灵活提出方案。如何灵活利用机器人与传感器,其可能性是无限广阔的。”
本文介绍的产品
RC-K3X系列是国产无线 3D 接触式测头,使用数控机床和机器人在加工后对工件进行找中心和尺寸测量。
使用无线通信将接触式测头的测量信号传输到机器。
适用于自动车床、NC平面磨床的小型接触式探头
K3S系列是一款超小型有线接触式探头。
直径φ17.8mm~,适合刀柄尺寸,节省空间,传感器不会干扰其他刀具。 特别是在CNC自动车床和小型复合加工机中,用于测量加工工件的端面,测量加工原点、外径和内径。 外圆磨床还用于检测砂轮磨损,测量NC平面磨床的工件高度。 减轻检查工序的负担,提高生产率。
本次介绍的机器人如下(安川电机)
6轴垂直多关节 : MOTOMAN-GP7
・将可搬运重量从以往的5 kg提升至7 kg,扩大了适用范围
・实现较高级别水平的动作速度,为提高生产率做贡献
・全轴符合IP67标准,提高了耐环境性
・长臂展型,可适配多种工序布局

