¿Dónde estoy? Como humanos los robots también deben responder a esa pregunta, mientras pegan incansablemente, suelde o aplique sellos a las piezas de trabajo. Después de todo, La producción de productos de precisión depende de que los sistemas de control del robot conozcan la ubicación del cabezal de unión adhesiva o el cabezal de soldadura al milímetro más cercano en todo momento. Esto significa que el robot necesita algún tipo de ojo. En la industria automotriz y muchos otros sectores, sensores especializados realizan esta función, la mayoría de los cuales operan según el principio de triangulación láser. Un diodo láser proyecta una línea de luz roja sobre la pieza de trabajo, desde donde la luz se refleja en un ángulo específico antes de ser detectada por una cámara. Desde la posición de la luz que incide en el chip de la cámara, se puede calcular la posición y la distancia del sensor con respecto a la pieza de trabajo dentro del sistema de coordenadas.

Sin embargo, Hay un problema con tales sistemas:"El efecto de sombra limita la flexibilidad de los sensores existentes. También restringen la libertad de movimiento de los sistemas de robot e integrarlos requiere mucha mano de obra, "dice Mauritz Möller, jefe del departamento de sistemas de fabricación aditiva en la Institución de Investigación Fraunhofer para Tecnologías de Fabricación Aditiva IAPT en Hamburgo. La única forma de medir la altura con sensores convencionales es montarlos en la dirección de procesamiento. Con estos sensores, sin embargo, el robot está ciego cuando cambia su dirección de movimiento. Tener que predefinir la dirección de procesamiento limita significativamente la flexibilidad de los sistemas de manipulación. Las únicas alternativas son utilizar varios sensores o ejes adicionales, cualquiera de los cuales, dada la tecnología de vanguardia actual, a veces puede costar más que el propio robot.

Técnica de medición patentada

Mauritz Möller y sus colegas Malte Buhr, Vishnuu Jothi Prakash y Julian Weber han desarrollado una solución innovadora llamada SensePRO. Este sistema de sensor compacto mide 15 centímetros de diámetro y está equipado con algoritmos de procesamiento de imágenes especialmente desarrollados, proporcionando así un campo de visión completo sin sombras, y generando un campo de medición de 360 ​​°, ofreciendo total flexibilidad con respecto a la dirección de medición. No importa dónde se mueva el robot, al menos una línea láser siempre está posicionada de manera óptima, proporcionando información de posición precisa a la cámara.

Este enfoque también resuelve otro problema:el sombreado de la luz láser mediante componentes con formas complejas. Los investigadores ahora han patentado la técnica. No se requiere programación adicional para integrar el nuevo sistema de sensores en los sistemas de robot existentes. Puede emplearse de forma totalmente flexible y, sobre todo, de forma fiable en todos los procesos de unión adhesiva y soldadura. La técnica simplifica significativamente el control del proceso y la garantía de calidad, con un solo sensor.

Gestión térmica inteligente

Para operar durante largos períodos en entornos de producción hostiles, el sensor contiene un módulo de enfriamiento, que utiliza agua o aire. Para mejorar el enfriamiento, el banco óptico en el que se montan los diodos láser y las cámaras tiene una estructura de refrigeración interna. Debido a su forma altamente compleja, la única forma de producirlo es mediante impresión 3D. Este sistema de gestión térmica inteligente prolonga la vida útil del sensor. El sensor está diseñado para adaptarse a robots fabricados por todos los fabricantes líderes, de Kuka a Fanuc, y se adapta bien a cualquier escenario de aplicación imaginable. Como resultado, se puede integrar fácilmente en los sistemas de producción existentes.

Se espera que SensePRO esté listo para la producción a gran escala en 2021. Dado que actualmente no hay sistemas competidores disponibles, SensePRO tiene una buena oportunidad de establecerse con éxito en el mercado de robots industriales de rápido crecimiento. En Alemania, alrededor de 1, Cada año se venden 300 nuevos robots para aplicaciones de soldadura o unión adhesiva que requieren un sensor de este tipo.

Para Mauritz Möller y sus colegas Malte Buhr, Vishnuu Prakash y Julian Weber, El objetivo del proyecto es evaluar cómo se podría explotar comercialmente SensePRO, por ejemplo en un spin-off.