Doskonałość w detekcji: czujniki O3D - nowa era monitorowania kompletności w produkcji

Czujnik 3D – co to jest?

Seria O3D to linia produktowa, która zawiera optoelektroniczne czujniki trójwymiarowe o różnych wymiarach i parametrach. Urządzenia tego typu pozwalają na szybkie i dokładne wykonywanie pomiarów z wykorzystaniem techniki ToF (Time-of-Flight – pomiar czasu przelotu), której działanie opiera się na pomiarze czasu propagacji przesyłanego sygnału. W tym przypadku sygnałem jest światło podczerwone emitowane przez źródło zintegrowane z czujnikiem. W momencie, gdy wiązka trafi na swojej drodze na obiekt, wraca do sensora, którego oprogramowanie błyskawicznie wylicza pozycję i kształt na podstawie informacji o czasie.

Taki sposób wykonywania pomiarów zapewnia bardzo wysoką efektywność i precyzję m.in. z uwagi na fakt, że podczerwień należy do grupy fal elektromagnetycznych. Oznacza to, że prędkość wiązki jest zbliżona do prędkości światła – w efekcie pomiar nie jest obciążony dodatkowymi opóźnieniami. Dodatkowo fale podczerwone propagują się tak samo bez względu na kolor czy interferencję innych źródeł światła, co umożliwia wykorzystanie optoelektronicznych sensorów 3D w różnych scenariuszach.

Do czego służą czujniki 3D?

Zastosowanie czujników 3D obejmuje wiele różnych procesów związanych z przemysłem i logistyką. Sensory tego rodzaju mogą być wykorzystywane przy każdej czynności wymagającej dostępu do dokładnych, rzetelnych informacji na temat kształtu czy położenia poszczególnych przedmiotów. Ich funkcjonalność pozwala na pomiar nie tylko ciał stałych, lecz także materiałów sypkich, jak również na kontrolowanie zawartości opakowań (np. palet i kartonów). Do tego sensory 3D mogą oferować wsparcie w sortowaniu obiektów i w obliczaniu objętości. Niezwykle istotnym obszarem zastosowania tego typu czujników jest też kontrola kompletności, czyli monitorowanie, czy w poszczególnych pojemnikach znajduje się odpowiednia liczba towarów lub ilość wybranej substancji.

Tak szerokie możliwości czujników 3D sprawiają, że są one stosowane na dużą skalę przede wszystkim przez przedsiębiorstwa zajmujące się produkcją i dostawami. To rozwiązanie wykorzystywane w branży kurierskiej, magazynowej i logistycznej, jak również w produkcji. Z wykorzystaniem sensorów można m.in. znacznie zmniejszyć ryzyko błędów związanych z kompletacją zamówień, a także uzyskać dostęp do precyzyjnych informacji, które ułatwiają planowanie procesów firmy. Dodatkowo dane pozyskiwane przez czujniki mogą przysłużyć się do optymalizacji przestrzeni magazynowej, co przekłada się na większe oszczędności.

Seria O3D od ifm – nowa generacja innowacyjnych czujników 3D

Automatyzacja przemysłu wymaga wykorzystania najbardziej zaawansowanych i precyzyjnych rozwiązań. Do tej grupy bez wątpienia można zaliczyć czujniki O3D opracowane przez firmę ifm. To seria czujników fotoelektrycznych wykorzystujących technologię ToF, które odznaczają się wyjątkowo wysoką precyzją i szybkością działania. W zależności od potrzeb można postawić na modele oferujące kąt widzenia 40 × 30°, 60 × 45° lub 70 × 51°, z kolei standardowa rozdzielczość obrazowania to 176 × 132 piksele (z wyjątkiem modelu O3D200, który pracuje w rozdzielczości 64 × 48 px). Solidne parametry łączą się z kompaktową budową, umożliwiającą wdrożenie sensorów nawet tam, gdzie ilość dostępnego miejsca jest mocno ograniczona. Warto także zaznaczyć, że obudowy czujników są dopasowane do wymagań przemysłu z uwagi na zgodność z certyfikatami IP65, IP67 lub IP69K (zależnie od modelu).

Czujniki O3D – monitorowanie kompletności z najwyższą precyzją

Jednym z podstawowych zastosowań czujników z serii O3D jest monitorowanie kompletności w procesach produkcyjnych. Jak działa ta funkcja? Z perspektywy użytkownika jest to bardzo proste – wystarczy wprowadzić dane dotyczące modelu, do którego będą porównywane rzeczywiste obiekty, a następnie uruchomić urządzenie. Sensor analizuje opakowanie z góry, co pozwala uzyskać natychmiastowy wgląd nie tylko w jego wymiary, lecz także zawartość. Dane są natychmiast przekazywane do oprogramowania z wykorzystaniem sterownika, dzięki czemu można na bieżąco monitorować wszystkie opakowania i od razu zareagować na ewentualne problemy. Czujniki wspierają obsługę różnych wzorów opakowań, w tym także pojemników o niestandardowych kształtach, co umożliwia łatwe dostosowanie działania urządzenia do dowolnego procesu produkcyjnego. Funkcje pomiarowe łączą się ponadto z automatycznym wykrywaniem przepełnienia lub niedostatecznego napełnienia pojemników, jak również z samoczynnym śledzeniem pozycji towaru.

Czujniki z serii O3D zapewniają dodatkowo przejrzystą konfigurację, dostosowaną do potrzeb współczesnego przemysłu. Urządzenie jest wyposażone w cyfrowe wejście i wyjście, a także w interfejs Ethernet, który pozwala na podłączenie ethernetowego przewodu, kompatybilnego ze zdecydowaną większością sprzętów cyfrowych wykorzystywanych w produkcji. Jak podaje producent, ustawienie urządzenia do zadanych parametrów zajmuje z reguły nie więcej niż trzy minuty, dzięki czemu można od razu zacząć działać. Przy pierwszej konfiguracji użytkownik może skorzystać z kreatora połączeń, który zapewnia dostęp do najważniejszych informacji i wsparcie we wprowadzaniu parametrów.

Kompletacja z czujnikami O3D – sposób na niekompletne przesyłki

Niekompletne przesyłki, brakujące towary, przepełnione opakowania – to tylko niektóre z problemów, które mogą pojawić się na etapie kompletacji zamówienia. Tego typu sytuacje mają znaczący wpływ na zadowolenie klientów końcowych, co sprawia, że warto zainwestować w odpowiednie rozwiązania, które pozwolą na ich wyeliminowanie. W przeciwnym wypadku należy liczyć się m.in. ze zwrotami przez klientów czy spadkiem zaufania odbiorców, co prowadzi do zwiększenia wydatków firmy.

Przy użyciu standardowych czujników najczęściej potrzebne jest wykorzystanie osobnych sensorów do każdej opcji położenia opakowania, co znacznie ogranicza funkcjonalność i elastyczność. Jest to problematyczne zwłaszcza dla firm, które prowadzą różnorodne procesy produkcyjne. O wiele wygodniejszym rozwiązaniem są właśnie czujniki 3D – sensory tego typu, dzięki wykorzystaniu technologii ToF, są w stanie szybko przeanalizować przedmioty znajdujące się w dowolnym położeniu. Każda sytuacja, w której wymiary lub zawartość nie zgadzają się ze wzorem wprowadzonym przez użytkownika, jest od razu sygnalizowana, dzięki czemu można skutecznie pozbyć się różnorodnych problemów związanych z kompletacją. Co ważne, zmiana opakowania nie wymaga dostosowywania mechanicznych części sensora: wystarczy zastosować inny model.

Dodatkowe funkcje sensorów O3D, które jeszcze bardziej usprawniają kontrolę kompletności

Bieżąca wymiana informacji z operatorem to jeden z głównych powodów, które przemawiają za wyborem czujników O3D. To jednak nie wszystko – oprócz tego warto zwrócić uwagę na szereg dodatkowych funkcji oferowanych przez producenta. Jedną z nich jest możliwość automatycznej korekty położenia czujnika. Dzięki temu, nawet jeśli na linii produkcyjnej wystąpią problemy powodujące przesunięcie poszczególnych elementów czy towarów, sensor będzie mógł nadal działać w poprawny sposób. To przydatna opcja zwłaszcza wtedy, gdy zachowanie jednego, stabilnego położenia towaru jest problematyczne z uwagi na charakterystykę produktu. Kolejnym rozwiązaniem, które może mieć spore znaczenie w niektórych procesach, jest kontrola napełnienia – z użyciem czujników O3D można sprawdzić zarówno przepełnienie, jak i niedostateczną objętość, a także obydwa parametry.

Pozostałe zastosowania czujników O3D – nie tylko monitorowanie kompletności

Funkcjonalność czujników O3D pozwala na wykorzystanie urządzeń z tej serii w znacznie szerszym kontekście niż samo monitorowanie kompletności. Kolejną możliwością oferowaną przez sensory ifm jest bezdotykowe wymiarowanie prostokątnych obiektów w czasie rzeczywistym, co pozwala szybko wykryć zniekształcone obiekty. Oprócz tego technologia ToF umożliwia ciągły pomiar poziomu powierzchni, a oprogramowanie sensorów O3D pozwala na zdefiniowanie minimalnych, średnich i maksymalnych wartości odchylenia od płaszczyzny. Czujniki O3D mogą być wykorzystane również w paletyzacji i depaletyzacji poprzez integrację z ramieniem robota wykorzystywanego do przenoszenia ładunków. Podobną funkcjonalność można wykorzystać także na linii produkcyjnej, gdzie sensory pozwalają na automatyzację chwytaków. Wszystko to sprawia, że czujniki O3D mają szansę stać się niezbędnym wyposażeniem nowoczesnej hali produkcyjnej.

Konfiguracja czujników O3D

Na koniec warto wspomnieć o możliwościach konfiguracji parametrów sensorów z serii O3D. Urządzenia z tej linii są sprzedawane wraz z dedykowanym oprogramowaniem, które pozwala nie tylko na podgląd pomiarów w czasie rzeczywistym, lecz także dokładne ustalanie różnych wartości związanych z pracą czujnika. Wśród dostępnych opcji warto wyróżnić m.in. ustawienie odległości maksymalnej, wybór trybu ekspozycji czy docelową liczbę klatek na sekundę. Taka funkcjonalność oprogramowania przekłada się na możliwość dostosowania działania czujnika do charakterystyki procesu produkcyjnego w bardzo szerokim zakresie. Do tego warto zwrócić uwagę m.in. na dostęp do różnych filtrów czy przycinanie danych 3D.

Co więcej, oprogramowanie dołączane do sensorów O3D jest w stanie obsłużyć kilka urządzeń jednocześnie. To efekt wykorzystania różnych kanałów częstotliwości, dzięki czemu komunikacja pomiędzy urządzeniem a programem przebiega bez zakłóceń. Warto również zaznaczyć, że możliwości konfiguracyjne obejmują nie tylko software, lecz także sprzęt – w szczególności mowa o wyjściach przełączających, które mogą być zaprogramowane jako wyjścia analogowe.