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Sep 02, 2023

Utilizzo di un LVDT come micrometro robotico o misuratore di altezza automatizzato

I robot collaborativi possono essere utilizzati per automatizzare le misurazioni attualmente effettuate con micrometri manuali, misuratori di altezza e calibri. In questo articolo, vedremo come automatizzare ciascuno di questi manuali

I robot collaborativi possono essere utilizzati per automatizzare le misurazioni attualmente effettuate con micrometri manuali, misuratori di altezza e calibri. In questo articolo esamineremo come automatizzare ciascuno di questi strumenti di misurazione manuale.

Articolo da | Robotica su nuova scala

Un LVDT (trasformatore differenziale variabile lineare o sonda lineare) può essere utilizzato con un robot collaborativo per emulare un micrometro o un misuratore di altezza.

Ad esempio, con un sistema di misurazione robotizzato Q-Span, la sonda lineare è montata in posizione su una superficie di misurazione fissa. La pinza robotica sposta la parte su un dispositivo di misurazione sotto la sonda. Il software di controllo del sistema robotico comanda quindi alla sonda lineare di attivarsi ed effettuare una misurazione, acquisendo i dati risultanti dal misuratore.

FOTO: Sonda lineare utilizzata con un sistema Q-Span per emulare un micrometro manuale o un misuratore di altezza, automatizzando la misurazione dello spessore di un pezzo lavorato.

Lo spostamento del mandrino della sonda lineare dalla posizione nulla corrisponde all'altezza del pezzo da misurare. Nei sensori LVDT, il mandrino è un nucleo metallico che si muove attraverso gli avvolgimenti della bobina nel corpo della sonda, producendo un segnale elettrico corrispondente alla posizione del mandrino¹. Nel sistema scale-shot proprietario di Keyence, un sensore CMOS scansiona una scala di vetro nel corpo della testa del sensore².

Viene utilizzato anche il termine calibro di caduta, in riferimento al movimento del mandrino che viene abbassato o “lasciato cadere” sulla superficie da misurare. I sensori attivati ​​dall'aria utilizzano la pressione dell'aria per estendere il mandrino e una molla per ritrarlo.

Se una pinza parallela elettrica (vedere la sezione successiva) ha ripetibilità e precisione sufficienti, può essere dotata di polpastrelli metrologici da utilizzare come calibro digitale robotico. La pinza è montata direttamente sul braccio del robot (o su un supporto multiutensile sul braccio del robot). I polpastrelli metrologici piatti o sferici sulla pinza vengono utilizzati per misurare diametri e spessori esterni. I polpastrelli degli stili in rubino vengono utilizzati per misurare i diametri interni.

FOTO: Calibri digitali robotici mostrati a sinistra con polpastrelli metrologici piatti che misurano un diametro esterno (OD) e a destra con polpastrelli con stili in rubino che misurano un diametro interno (ID). Questi calibri robotici del sistema Q-Span hanno una risoluzione di misurazione di 2,5 µm (0,0001 pollici).

Sia che venga utilizzato un micrometro, un calibro, un misuratore di altezza o una combinazione di calibri, la gestione automatizzata delle parti è una parte essenziale della misurazione robotica. Un robot collaborativo può prelevare pezzi da un'area di input o da un alimentatore e posizionarli su un riferimento, un calibro o un dispositivo da misurare. Può quindi spostarli in un'area di output dopo la misurazione.

Uno dei modi più semplici per presentare le parti a un robot è utilizzare vassoi di input precaricati dagli operatori. Il robot può essere facilmente programmato (o istruito) per prelevare pezzi da posizioni note nel vassoio. È inoltre possibile utilizzare trasportatori o alimentatori vibranti per alimentare e orientare le parti verso un'unica posizione di prelievo. Una soluzione più complessa prevede l’integrazione di un sistema di visione per identificare la posizione e l’orientamento delle parti e l’invio di queste informazioni al robot.

Le pinze parallele elettriche sono uno strumento comune all'estremità del braccio per la movimentazione dei pezzi. Le punte delle dita della pinza devono essere adatte alla parte, ad esempio le dita con scanalatura a V per le parti cilindriche.

Un robot collaborativo che utilizza una pinza parallela elettrica con punte delle dita con scanalatura a V per centrare una parte cilindrica.

Molte sonde lineari o sensori di spostamento a contatto dispongono di cavi o funzionalità wireless per trasmettere dati a un PC. Tuttavia, può essere una sfida integrare questi dati in un sistema di misurazione robotizzato. Il sistema Q-Span risolve questa sfida con l'applicazione Q-Span Data Server. Questo software funge da interfaccia plug-and-play tra tutti i misuratori e il sistema robotico.

I dati provenienti da più misuratori vengono inviati tramite il robot a un PC in un formato ASCII consolidato. I dati possono essere facilmente esportati tramite Excel o un file .CSV al sistema di gestione della qualità (QMS) preferito o al software di controllo statistico del processo (SPC).