高速应用传感器
结合传感器技术的系统设计可以使过程和检测系统更快。印刷/转换，轮胎/橡胶检查，机器人码垛等专家提供工程建议。
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自动化高速运动应用需要高速传感器技术来支持。虽然“高速”的定义因行业、产品线或应用而异，但对最佳传感器技术的建议是可用的。除了本文提供的建议，您还可以在www.globalelove.com有关其他传感器技术文章和详细资源的链接，例如供应商提供的传感器选择指南。
印刷/转换应用程序
印刷和转换机器的运行速度是所有机器中最高的。对于这些行业，应该依靠专家来推荐适合这项工作的技术。西门子转换行业业务发展经理Bill Gilbert表示:“用于转换的主要高速传感器应用将是打印标记校正。这些应用可以用旋转刀、飞切或涂层进行。在选择用于打印标记校正的传感器时，输入反应时间通常要求在微秒或更短，光学传感器最适合完成这项任务。”
西门子印刷行业业务发展经理Marcus Schick详细说明。“在商业印刷应用中，通常必须在两个方向上进行配准调整，即周向和横向。圆周对准调整纵向与网(在方向的网运动)。横向注册调整是跨网站进行的(左右)。拥有一个可以测量两个方向误差的光学传感器是有利的，”他说。
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西门子的Sitrans WS100速度传感器可以处理采石场传送带每分钟392英尺的速度。
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Schick表示，西门子已经开发了一种特殊的光学传感器/摄像机，能够测量两个方向的误差，并将其与西门子Simotion控制器集成。Schick说:“这允许在困难的应用上优化打印配准，比如在可扩展的薄膜上打印。”“这款相机/传感器使用CCD技术和DSP处理器来分析网络图像。它的工作速度可达每分钟3000英尺，测量精度为+/- 10微米。”他补充说，欧洲的印刷机已经采用了这种技术。
轮胎和橡胶制造业
高速激光线传感器可以在过程和最终检测应用中检测和量化缺陷和尺寸变化。在大批量轮胎制造中，传感器数据的同步和通信可能是一个挑战。LMI Technologies是加拿大一家专注于机器视觉应用技术的研究、开发和制造组织，该公司将合适的传感器与数据集成平台相结合，以满足工艺的高速要求。
在轮胎制造中，通常在一个工位中实现多个传感器，以高分辨率传感覆盖产品的整个表面。LMI Technologies的Selcom EyeCon高速激光线传感器用于生成大量数据。然而，这个过程需要所有传感器和编码器的数据紧密同步。LMI的FireSync平台在传感器之间提供微秒级的同步，将所有传感器的数据组合成一个3D剖面图，通过一根千兆以太网电缆输出到远程主机。
来自LMI公司Selcom EyeCon高速激光线传感器的数据流通过LMI公司的FireSync平台同步，以创建待检测轮胎的单个3D轮廓。 |
LMI的技术营销顾问、拥有30年机器视觉行业经验的Walter Pastorius博士解释说:“典型的检测应用可能会使用多个激光传感器来检测产品的不同区域，如压光橡胶、传送带或胎面冲压件。“一个过程中的分析应用程序可能使用八个或更多的传感器(一半在传送带上方，一半在传送带下方)，以提供整个挤压宽度的高数据密度”(见图表)。
典型的轮胎最终检测系统使用三个高速激光线传感器，一个检查侧壁，第三个检查胎面。帕斯托利斯说，每个传感器沿着激光线测量数百个点，帧速率为4千赫或更快。
帕斯托利斯说:“实现多个激光线传感器来覆盖物体的整个表面，这带来了同步所有传感器数据的挑战，并将多个传感器数据流拼接到一个文件中。”“同步可以确保每个传感器的数据基本上都在同一时间点获得。否则，每个传感器的数据将来自沿表面长度的不同位置。拼接包括将每个传感器的同步轮廓合并为单个3D表面地图，并将其作为单个数据文件传输到主机。”
FireSync平台集成了这些应用程序中产生的大量数据，来自多个视觉传感器的数据，以及其他本地输入，如编码器和光电管。数据通过千兆以太网(GigE)通信发送到远程检测站的主机进行分析。
Pastorius解释说:“GigE提供高达1000mbps的数据速率，价格低廉的电缆可以在没有中继器的情况下运行长达100米，而以太网供电(PoE)通过同一根电缆提供数据传输的电力。
这种方法提供了非常高速的传感和数据分析。Pastorius说:“所有传感器输出的轮廓在传感器系统内部是紧密同步的。“来自所有传感器的每个‘切片’数据都被组合成一个完整的3D数据文件，通过一根GigE输出电缆从平台发送到主机。”
为了提高准确性，分析软件还会删除或过滤掉与凸起字母、条形码和表面上其他可接受的变化有关的所有点。“LMI传感器采用‘双三角测量’，两个摄像头观察激光线，一个在激光投影仪的两侧。这种设计消除了由于激光束在侧壁凸起材料边缘的阴影造成的数据丢失，”Pastorius补充道。
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鲍默公司的远程ParCon传感器是一种模拟光学线路传感器，可以非常快速可靠地检测小至0.5毫米的运动部件。详情见下面的方框。
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视觉传感器和机器人
发那科机器人美国公司有一款智能码垛机器人- M-410iB，配备了iRVision 2D视觉传感器，用于混合产品处理。M-410iB可以处理重量超过220磅的箱子或袋子。(100公斤)，使用激光视觉传感器的箱子每分钟循环20次，袋子每分钟循环28次。iRVision系统在机器人软件中嵌入了视觉软件，在机器人CPU上执行图像处理。
在2009年6月于芝加哥举行的国际机器人与视觉运动控制展上，发那科机器人公司也展示了如何通过系统设计来提高速度。它演示了配备iRVision 3DL激光视觉传感器的M-710iC/50机器人如何从存储容器中随机定位和挑选堆积的轮毂盖。在视觉验证了正确的握持位置后，机器人将零件转移到第二个容器中。iRVision 2D防错高速，连续运动检测缺陷的部分，而他们正在移动。
发那科机器人公司的防错系统对任何有缺陷的部件或生产错误进行100%的检查。此外，连续运动的防错消除了对周期时间的影响。我们向制造商展示了机器人视觉是多么简单和实用，即使是拣垃圾桶，这在传统上一直是一个非常具有挑战性的机器人过程，”项目经理彼得·斯蒂芬说。
Stephan继续说道:“传统的防错要求机器人在零件上移动并停下来检查错误。“在机器人运动过程中进行防错可以进一步缩短周期时间。对制造商来说，实时检测的能力是一个重要的竞争优势。”
发那科iRVision系统是一个即时可用的机器人视觉包，可用于所有发那科机器人，只需要一个摄像头和电缆-不需要额外的处理硬件。它有一个2D机器人引导工具来完成零件定位、防错和其他通常需要特殊传感器或定制夹具的操作。发那科机器人美国公司的产品经理Ray Moran说:“它的速度在同类产品中被评为最佳，并且拥有同类产品中最大的工作信封之一。”
对于超出2D视觉系统能力的机器人视觉过程，FANUC Robotics还提供了集成的3D视觉系统。
防错功能可与iRVision 2D或3D机器人指导一起使用，以识别零件，检查零件的存在或缺失，正确的方向或对齐，尺寸和适合度，并验证有足够的间隙将零件从一个位置移动到另一个位置。
| 作者信息 |
| Renee Robbins是《控制工程》杂志的高级编辑。她的电话号码是renee.robbins@reedbusiness.com． |
用于高速应用的样品传感器
Keyence的CCD激光位移传感器提供50 kHz的超高速采样。据报道，LI-CCD模型的高速采样速率比传统模型快25倍。LI-CCD信号的高速数字处理由一个特殊的波形处理器(数字信号处理器)完成，同时满足高速和高精度的测量。该公司表示，高速运动、旋转或振动的目标可以可靠地测量。
www.keyence.com/products/vision/laser/lkg/lkg_features_2.php
2009年12月，鲍默公司推出了其远程ParCon传感器，这是一种模拟光学线传感器，可将连续的24毫米宽平行光束投射到反射器上。对于涉及距离达200毫米的传感应用，该装置允许极其快速和可靠的检测小至0.5毫米的运动部件。该传感器还可以测量物体的宽度，而不管目标在测量场中的位置。鲍默说，远程ParCon是一种具有成本效益的光幕技术的替代方案，因为它能以高达1千赫的高速处理速率精确检测和测量金属和非金属物体，分辨率高达0.1毫米。该装置旨在准确检测包装、纺织制造、纸张生产和印刷/图形等应用中的材料边缘。它还可用于PCB制造，食品和饮料包装，实验室自动化，医疗设备制造和金属加工应用。remote ParCon的尺寸仅为67 x 34 x 16.5 mm，其外壳包含发送器、接收器和专用光学器件;操作它只需要一个反射器。
2009年3月，西门子宣布发布了一款紧凑型、中等分辨率的皮带速度传感器，用于皮带驱动的输送带滑轮。Sitrans WS100监测皮带速度，输入到积分器，计算流量，总重量，皮带负载和散装物料的速度。典型应用包括矿物加工，特别是采石场或水泥厂，其输送带速度可达392英尺/分钟(2米/秒)。Sitrans WS100由聚丙烯制成，带有AISI 304(1.4301)不锈钢传感器安装座和盖板，包括耐腐蚀组件和完全密封的旋转目标。Sitrans WS100有标准和本质安全(is)版本，并符合NEMA 4/IP65标准。
www.sea.siemens.com/ia
从冲压到动力总成再到最终组装，汽车行业需要一系列高速感应接近传感器、光电传感器、多个机械开关和RFID系统。巴鲁夫提供这些，还为机器人动态区域限制应用提供预先设计的配套解决方案。根据ANSI/RIA 15.06-1999，动态区域控制通过与光幕或其他存在感测设备以控制可靠的方式联锁机器人位置，提高了生产率，减少了周期时间。这一概念允许机器人继续快速、安全、高效地工作，即使操作员出现在机器人单元的另一部分。巴鲁夫系统包括一个多位置安全限位开关外壳与预接线连接器，一套不同的互补冗余凸轮配置区域角度，凸轮安装环，和所有杂项硬件。在Fanuc Motoman、Nachi和其他公司的许多机器人模型上，都有用于轴1、轴2和轴3的套件。巴鲁夫还提供线性凸轮和凸轮托盘组件，用于在高速机器人龙门架和机器人转移单元上设置区域控制系统，控制多达八个或更多独立区域。
https://www.balluff.com/Balluff/us/ResourcesChannel/Downloads/en/ShortForm.htm
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