SENSORI NEI SISTEMI DI PRODUZIONE

Presentazione sul tema: "SENSORI NEI SISTEMI DI PRODUZIONE"— Transcript della presentazione:

1 SENSORI NEI SISTEMI DI PRODUZIONE
Ultimo aggiornamento: 28/11/11 Prof. Gino Dini – Università di Pisa

2 Sensori Principali scopi dei sensori nei sistemi di produzione:
fornire un segnale di ritorno al controllore monitorare lo stato del sistema o dall’ambiente esterno segnalare situazioni impreviste operare in ambienti non strutturati riconoscere un oggetto determinare la posizione e l’orientamento di un oggetto

3 Sensori Sensori di contatto Sensori di forza Sensori di prossimità
Sensori di distanza Sistemi di visione

4 Sensori di contatto: microinterruttori

5 Sostituzione placchetta
Tastatore Sì Modifica correttori Usura entro i limiti ? No Sostituzione placchetta

6 Sensore tattile piezo-resistivo TekScan
numero di elementi sensibili: tipicamente per sensore densità spaziale: fino a 248 elementi per cm2 temperatura di lavoro da -9 a 60° C dimensioni elemento sensibile da 3 x 3 mm a 578 x 884 mm campi di misura della pressione da 0 a 175 MPa spessore del sensore: 0,1 mm

7 Sensore tattile

8 Sensore tattile

9 Sensori Sensori di contatto Sensori di forza Sensori di prossimità
Sensori di distanza Sistemi di visione

10 Sensore di forza F = K Dx

11 Sensore di forza (on-off)

12 Sensore di forza (analogico)
Polso del robot Sensore di forza Gripper

13 Sensore di forza (analogico)

14 Sensore di forza analogico ATI 330
Campo di lavoro: Fx, Fy ± 330 N Fz ± 660 N Tx, Ty, Tz ± 30 Nm Risoluzione: Fx, Fy, Fz 0,25 N Tx, Ty, Tz 0,015 Nm Dimensioni: 92 x 29 mm Peso: 0,81 kg Carichi massimi amissibili: Fx, Fy N Fz N Tx, Ty, Tz 340 Nm

15 Esempio di utilizzo sensore di forza
Z-axis force dFz/dt top compression ring oil ring bottom compression ring z Detection of missing parts by force sensor

16 Sensori Sensori di contatto Sensori di forza Sensori di prossimità
Sensori di distanza Sistemi di visione

17 Sensore di prossimità

18 Sensore di prossimità induttivo

19 Sensore di prossimità ad effetto Hall

20 Sensore di prossimità capacitivo

21 Sensore di prossimità capacitivo

22 Sensore di prossimità capacitivo

23 Impiego sensore di prossimità

24 Sensori Sensori di contatto Sensori di forza Sensori di prossimità
Sensori di distanza Sistemi di visione

25 Sensore a ultrasuoni

26 Sensore laser a triangolazione

27 Sensore laser a triangolazione

28 Utensile per saldatura all’arco elettrico

29 Sensore laser a slittamento di fase

30 Sensori Sensori di contatto Sensori di forza Sensori di prossimità
Sensori di distanza Sistemi di visione

31 Sistema di visione

32 Sistema di visione Acquisizione immagine Memoria di quadro
Gripper Sistema di illuminazione Elaborazione immagine Analisi immagine Telecamera Pezzo UG robot

33 Telecamera CCD

34 Sistemi di illuminazione
con luce diffusa con luce diretta in controluce con luce strutturata con luce radente

35 Illuminazione con luce diffusa

36 Illuminazione con luce diretta
4-sector optical fiber Toroidal mirror Parabolic mirror Camera lens Part Z movement

37 Illuminazione in controluce

38 Illuminazione con luce strutturata

39 Illuminazione con luce radente

40 Conversione A/D

41 Memoria di quadro 220 122 63 65 188 22 4 111 89 103 28 5 10 98 199 101 43 150 203 55 56 190 53

42 Memoria di quadro A/D

43 Windowing 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 122 63 65 188 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 22 4 111 89 220 220 220 220 220 220 220 220 220 103 28 5 10 98 220 220 220 220 220 220 199 101 43 150 203 55 56 190 220 220 220 220 220 220 55 53 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220

44 Binarizzazione

45 Filtraggio w1 w2 w3 w4 w5 w6 w7 w8 w9 220 w1 w2 w3 w4 w5 w6 w7 w8 w9
122 63 65 188 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 22 4 111 89 220 220 220 220 220 220 220 220 220 103 28 5 10 98 220 220 220 220 220 220 199 101 43 150 203 55 56 190 220 220 220 220 220 220 55 53 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220

46 Filtraggio

47 Feature detection Area Perimetro Diametro Centro di gravità Snellezza
Numero di fori Livello di grigio (massimo, medio o minimo) Minimo rettangolo circoscritto

48 Edge detection

49 Sistema di monitoraggio dello stato dell’utensile (TCM)
Cosa ? usura, integrità. Perché ? elemento più debole del sistema macchina-utensile-pezzo Scopo: monitorare il processo di taglio e lo stato dell’utensile (usura, integrità) permettere una produzione unmanned ottimizzare l’utilizzo delle risorse Definizione di tool condition monitoring

50 Sistema di monitoraggio dello stato dell’utensile (TCM)
Il TCM consta di tre fasi Permette nel suo complesso di

51 Classificazione dei sistemi TCM
Sistemi indiretti (in-process) Sistemi diretti (out-of-process) Sistemi integrati a bordo macchina Sistemi integrati nel corpo utensile

52 Sistemi indiretti - Step 1: misura
Monitorare alcune caratteristiche del processo Sulla macchina Sull’utensile Sul pezzo

53 Esempio di misura a bordo macchina

54 Esempio di misura a bordo utensile

55 Sistemi indiretti - Step 2: elaborazione

56 Sistemi indiretti - Step 2: elaborazione

57 Sistemi indiretti - Step 3: decisione
limiti rottura

58 Sistemi indiretti - Step 3: decisione
pattern recognition filettatura incompleta

59 Classificazione dei sistemi TCM
Sistemi indiretti (in-process) Sistemi diretti (out-of-process) Sistemi integrati a bordo macchina Sistemi integrati nel corpo utensile

60 Sistemi diretti – Integrità utensile

61 Sistemi diretti – Usura utensile