Blog

Sep 02, 2023

Utilisation d'un LVDT comme micromètre robotique ou jauge de hauteur automatisée

Les robots collaboratifs peuvent être utilisés pour automatiser les mesures actuellement effectuées avec des micromètres manuels, des jauges de hauteur et des pieds à coulisse. Dans cet article, nous verrons comment automatiser chacun de ces manuels

Les robots collaboratifs peuvent être utilisés pour automatiser les mesures actuellement effectuées avec des micromètres manuels, des jauges de hauteur et des pieds à coulisse. Dans cet article, nous verrons comment automatiser chacun de ces outils de jaugeage manuel.

Article de | Robotique à nouvelle échelle

Un LVDT (transformateur différentiel variable linéaire, ou sonde linéaire) peut être utilisé avec un robot collaboratif pour émuler un micromètre ou une jauge de hauteur.

Par exemple, avec un système de jaugeage robotique Q-Span, la sonde linéaire est montée en position sur une surface de mesure fixe. La pince robotisée déplace la pièce vers un dispositif de mesure situé sous la sonde. Le logiciel de contrôle du système robotique commande ensuite à la sonde linéaire d'actionner et de prendre une mesure, capturant les données résultantes de la jauge.

PHOTO : sonde linéaire utilisée avec un système Q-Span pour émuler un micromètre manuel ou une jauge de hauteur, automatisant ainsi la mesure de l'épaisseur d'une pièce usinée.

Le déplacement de la broche du palpeur linéaire depuis la position nulle correspond à la hauteur de la pièce à mesurer. Dans les capteurs LVDT, la broche est un noyau métallique qui se déplace à travers les enroulements de bobine dans le corps de la sonde, produisant un signal électrique correspondant à la position de la broche¹. Dans le système de capture d'échelle exclusif de Keyence, un capteur CMOS scanne une écaille de verre dans le corps de la tête du capteur².

Le terme jauge de chute est également utilisé, faisant référence au mouvement de la broche abaissée ou « lâchée » sur la surface à mesurer. Les capteurs activés par l'air utilisent la pression de l'air pour étendre la broche et un ressort pour la rétracter.

Si une pince parallèle électrique (voir section suivante) a une répétabilité et une précision suffisantes, elle peut être équipée du bout des doigts de métrologie pour être utilisée comme pied à coulisse numérique robotique. L'étrier est monté directement sur le bras du robot (ou sur un support multi-outils sur le bras du robot). Les bouts de doigts de métrologie plats ou sphériques sur la pince sont utilisés pour mesurer les diamètres extérieurs et les épaisseurs. Le bout des doigts des stylets rubis est utilisé pour mesurer les diamètres intérieurs.

PHOTO : Pieds à coulisse numériques robotisés illustrés à gauche avec des bouts de doigts de métrologie plats mesurant un diamètre extérieur (OD), et à droite avec des bouts de doigts en rubis mesurant un diamètre intérieur (ID). Ces pieds à coulisse robotisés du système Q-Span ont une résolution de mesure de 2,5 µm (0,0001 pouce).

Qu'il s'agisse d'un micromètre, d'un pied à coulisse, d'une jauge de hauteur ou d'une combinaison de jauges, la manipulation automatisée des pièces est un élément essentiel du jaugeage robotique. Un robot collaboratif peut prélever des pièces dans une zone d'entrée ou un alimentateur et les placer sur une référence, une jauge ou un dispositif à mesurer. Il peut ensuite les déplacer vers une zone de sortie après la mesure.

L'un des moyens les plus simples de présenter des pièces à un robot consiste à utiliser des bacs d'entrée préchargés par les opérateurs. Le robot peut être facilement programmé (ou appris) pour prélever des pièces à des emplacements connus dans le plateau. Des convoyeurs ou des alimentateurs vibrants peuvent également être utilisés pour alimenter et orienter les pièces vers un seul emplacement de ramassage. Une solution plus complexe consiste à intégrer un système de vision pour identifier les emplacements et les orientations des pièces, et à envoyer ces informations au robot.

Les pinces parallèles électriques sont un outil courant en bout de bras pour la manipulation de pièces. Le bout des doigts de la pince doit être adapté à la pièce, par exemple des doigts à rainure en V pour les pièces cylindriques.

Un robot collaboratif utilisant une pince électrique parallèle avec le bout des doigts à rainure en V pour centrer une pièce cylindrique.

De nombreuses sondes linéaires ou capteurs de déplacement de contact disposent de câbles ou de capacités sans fil pour transmettre des données à un PC. Cependant, l’intégration de ces données dans un système de jaugeage robotisé peut s’avérer difficile. Le système Q-Span résout ce défi avec l'application Q-Span Data Server. Ce logiciel sert d'interface plug-and-play entre toutes les jauges et le système robot.

Les données de plusieurs jauges sont envoyées via le robot vers un PC dans un format ASCII consolidé. Les données peuvent facilement être exportées via Excel ou un fichier .CSV vers le système de gestion de la qualité (QMS) préféré ou le logiciel de contrôle statistique des processus (SPC).