Sistema di Visione per Robot Collaborativi: aspetti relativi all’illuminazione per l’integrazione dei cobot

I Robot Collaborativi, o cobot, lavorano fianco a fianco con gli operatori umani in spazi condivisi. A differenza dei robot chiusi in gabbie, operano in aree di produzione aperte dove è prevista la presenza di persone. Per questo motivo, l’illuminazione in una cella di visione per Robot Collaborativo deve soddisfare requisiti che l’automazione fissa non riesce mai a garantire. Nello specifico, deve garantire la sicurezza fotobiologica, avere un design compatto, resistere alle vibrazioni e consentire un montaggio flessibile. In questa pagina ti spieghiamo questi requisiti e ti indichiamo i prodotti RODER adatti.

I Robot Collaborativi a visione artificiale usano telecamere e luce per individuare i pezzi e verificare l’assemblaggio. Inoltre, guidano le pinze e ispezionano i componenti mentre sono in movimento. Di conseguenza, l’Illuminatore diventa parte integrante di una cella flessibile, condivisa con gli operatori umani. Per questo, la sua sicurezza e la sua integrazione sono importanti tanto quanto le sue prestazioni ottiche.

Cosa rende il Robot Collaborativo Vision diverso dagli altri

Nell’automazione fissa, l’illuminatore si trova in una posizione definita e fissa. La geometria viene impostata al momento della Messa in Servizio e non cambia mai. Inoltre, durante la produzione nessun operatore si trova nella zona di ispezione. Pertanto, è possibile scegliere l’illuminazione senza dover tenere conto della presenza di persone nelle vicinanze.

Una cella di Robot Collaborativo funziona in modo diverso. In questo caso, il braccio può poggiare su una base mobile oppure spostarsi tra un ciclo e l’altro. Inoltre, gli operatori attraversano regolarmente l’area di lavoro. Spesso, l’Illuminatore è montato sul braccio e si muove insieme a esso. Di conseguenza, la sicurezza, il montaggio e le vibrazioni diventano tutte priorità di progettazione.

Sicurezza fotobiologica e norma IEC 62471

La sicurezza fotobiologica riguarda il rischio che la luce possa danneggiare gli occhi o la pelle. La norma di riferimento è la IEC 62471, che definisce i gruppi di rischio in base alle caratteristiche di emissione della sorgente luminosa. Per questo motivo, ogni illuminatore per Robot Collaborativo dovrebbe riportare una classificazione ben definita.

Lo standard prevede quattro gruppi: esenti, RG1, RG2 e RG3. Tuttavia, una sorgente RG2 o RG3 potrebbe richiedere schermature, segnaletica o zone a accesso limitato. Al contrario, le sorgenti di luce visibile a intensità moderata sono solitamente esenti o rientrano nel gruppo RG1. Inoltre, le sorgenti ad alta intensità di luce blu, UV o IR richiedono particolare attenzione.

RODER Vision offre componenti ottici che limitano la diffusione angolare del fascio luminoso. Di conseguenza, la luce si concentra sul bersaglio e non sull’area di lavoro. In questo modo, si riducono sia l’illuminamento diffuso che l’esposizione dell’operatore. Per questo motivo, gli ingegneri dovrebbero sempre verificare la classe IEC 62471 prima di scegliere un illuminatore a cella condivisa.

Compatto, leggero e resistente alle vibrazioni

Quando l’illuminatore è montato sull’effettore terminale, il peso è un fattore importante. Ogni grammo in più riduce il carico utile a disposizione della pinza e del pezzo. Inoltre, un’unità ingombrante allunga il raggio d’azione e aumenta il braccio di leva. Per questo motivo, sono decisamente preferibili illuminatori compatti e ad alta efficienza.

ROder Vision utilizza una fitta matrice di LED su una superficie ridotta. Di conseguenza, nonostante le dimensioni compatte, garantisce comunque un’elevata luminanza. Inoltre, la struttura è in grado di resistere agli urti causati da rapide accelerazioni e decelerazioni. Poiché le vibrazioni tendono a danneggiare i giunti saldati o i connettori, il design rinforza proprio questi punti.

La connettività segue la stessa logica. Gli illuminatori RODER utilizzano connettori M8 e M12 con resistenza alle vibrazioni. Per questo resistono a ripetuti cicli di innesto su un braccio in movimento. Inoltre, si adattano a portacavi e catene portacavi standard, il che evita l’usura del connettore.

Produzione flessibile e integrazione dei controllori

I Robot Collaborativi sono apprezzati per la loro capacità di passare rapidamente da un’attività all’altra. Ad esempio, un Robot Collaborativo può ispezionare i pin di un connettore e poi verificare le etichette. Per questo, il sistema di visione e l’illuminazione devono riconfigurarsi velocemente. In pratica, gli effettori terminali a sostituzione rapida permettono di cambiare la telecamera e la luce in pochi minuti, senza bisogno di attrezzi.

L’integrazione dei controlli completa la cella. Gli illuminatori RODER supportano sia la modalità continua che quella stroboscopica attivabile. Di conseguenza, un ingresso digitale attiva un impulso luminoso definito, sincronizzato con l’otturatore della telecamera. Inoltre, alcune varianti di driver IO-Link consentono la configurazione remota tramite il controller del robot. Di conseguenza, è possibile modificare le ricette senza dover accedere fisicamente all’illuminatore.

Geometria dell’illuminazione per le attività dei Robot Collaborativi

Le attività dei Robot Collaborativi coprono diversi tipi di ispezione. Innanzitutto, la localizzazione dei pezzi per guidare la pinza richiede un’Uniformità della Luce su tutta l’area. Poi, la verifica dell’assemblaggio richiede un contrasto sufficiente per distinguere gli stati corretti da quelli errati. Inoltre, l’ispezione delle superfici richiede una luce obliqua per evidenziare la texture e i difetti.

Le luci ad anello sono ideali per l’ispezione coassiale, effettuata tramite robot, di pezzi centrati. Al contrario, un pannello a matrice posizionato con un offset fisso fornisce una luce ampia e diffusa che riduce i riflessi. Tuttavia, la geometria deve essere definita in anticipo e sottoposta a Validazione con pezzi reali. Altrimenti, eventuali modifiche successive costringono a rifare il sistema di visione e la Calibrazione.

Prodotti RODER Vision per questa applicazione

Le celle dei Robot Collaborativi prediligono pannelli compatti e ad alta luminanza per il montaggio degli effettori terminali. Per questo, le tre serie riportate di seguito sono quelle consigliate. Ognuna offre un controllo stabile della corrente e corpi robusti e con resistenza alle vibrazioni.

Per il posizionamento di parti coassiali, RODER offre anche illuminatori ad anello a LED, mentre gli illuminatori LED a Retroilluminazione sono ideali per la misurazione dimensionale con i Robot Collaborativi. Oltre alle opzioni a catalogo, RODER Vision offre supporto tecnico per l’integrazione degli effettori terminali e la scelta secondo la norma IEC 62471. In pratica, l’illuminatore compatto giusto garantisce che il Robot Collaborativo sia sicuro, leggero e affidabile. Quindi, definisci prima il compito e la geometria, poi scegli il pannello DL più adatto.

Domande frequenti