Выбор датчиков для измерения размеров

[Max Dark]

Доброго времени суток.
Прошу помощи в выборе метода измерения+датчиков для решения следующей задачки

Дано:
Цепной конвейер с досками, расположенными поперек конвейера.
Надо:
Измерить ширину и толщину доски.

Точность измерений:

• для ширины: +/- 5 мм
• для толщины: +/- 0.5 мм

С шириной более менее понятно - можно использовать энкодер на валу конвейера либо световой барьер, расположенный горизонтально.
А с выбором датчика толщины возникли трудности.

Сейчас есть следующие варианты:

• по расстоянию - использовать дальномер
• по углу отклонения рычага (энкодер + рычаг)
• использовать OpenCV - измерение по фотографии

Как Вы считаете, какой способ наиболее подходит и есть ли еще варианты?

[Михайло]

Посмотрите у Рифтека толщиномеры (точнее оптические микрометры). У Омрона есть тоже, но кажется они не столь круты (как удивительно).

[Max Dark]

Если я правильно понял, то теневой метод мне не подойдет для измерения толщины - направление движения не даст установить датчик.
Из бесконтактных методов больше подходят триангуляция и измерение пятна(при известном угле расхождения луча)

Прикрепляю фото для пояснения.

[Михайло]

Надо считать, что доска имеет переменную толщину и ширину? В скольких точках нужно померять толщину?

[Max Dark]

Надо считать, что доска имеет переменную толщину и ширину? В скольких точках нужно померить толщину?

С многопильного станка выходят несколько "типовых размеров"("сечений").
Сечения прямоугольные(без фигурного профиля), различаются по ширине и/или толщине, от двух видов за раз.
Задача состоит не в контроле качества, а предварительном распределении по размерам сечения - нужно понять, к какому "типовому размеру" относится текущая доска, т.е. отличить 100х19 от 100х22, 150х25 от 175х25 и т.д.
Поэтому доску можно считать прямоугольным параллелепипедом и достаточно измерения одного сечения.

[ZuElecRu]

Если ассортимент размеров постоянен то для измерения ширины можно применить просто несколько фото датчиков закрепленных на определенном расстоянии друг от друга по размеру досок. На фото-датчики обязательно предусмотреть периодический сдув пыли. Проблемы с горбатостью доски видимо не будет, т.к. она свежепиленная, а то и ролик прижимной придется городить. С энкодером могут быть проблемы если скорость доски и конвейера будут разные. Часто цепные конвейеры могут двигаться с соответствующими размеру и шагу приводных зведочек рывками. А так лазерный датчик с измерением расстояния до объекта, теоретически сможет решить все проблемы с соответствующей обработкой в ПЛК.

[Andreywys]

На фотодатчиках работать нормально не будет. Для сортировки доски есть специальные решения, которые тоже работают по разному. Лучше всего обратитесь в FinScan . Если хочется подешевле, то обратитесь к Автоматике-Вектор. Есть еще Microtec, USNR и другие. Какая у вас скорость, упоров в минуту? Расстояние между упорами? У вас есть триммер? Нужно обрезать обзол?

В решениях для подобных применений используют или лазеры или камеры.

[Max Dark]

Какая у вас скорость, упоров в минуту? Расстояние между упорами?

Точно сказать не могу.
Прикинул по видео - 1 упор за 3 секунды, расстояние - примерно 1.5 метра, выставлено 40- 60% от максимальной скорости.

У вас есть триммер? Нужно обрезать обзол?

Триммер есть - на 12 пил. Задействован частично(для выравнивания торцов).

[+] Обрезать нужно, но...

со средствами напряг

[Andreywys]

Дешево не получится. Хотя можно поставить лазерный толщиномер и энкодер. По энкодеру и активности толщиномера считать ширину. Так, собственно, и работают многие сканеры для досок. Если не будете пилить в одном поставе несколько похожих сечений, то должно получится.

[Max Dark]

Дешево не получится.

Это да. В изначальном проекте вроде бы были сканеры на всю длину доски(6+метров), но начались перебои с финансированием.

Если не будете пилить в одном поставе несколько похожих сечений

Как на счет 2х датчиков - один сверху, другой снизу - толщина == разница измерений?

[Andreywys]

Толщиномер так и работает. Это два лазерных датчика расстояния, один вверху, другой внизу. Только выбирать датчики нужно с высокой скоростью опроса.

Отправлено спустя 4 минуты 13 секунд:
Если установить нормальный сканер, то упоры можно сделать на расстоянии 500 мм, а это увеличит производительность втрое, если, конечно, остальные механизмы позволят.

[Max Dark]

а это увеличит производительность втрое, если, конечно, остальные механизмы позволят.

[+] Проблем хватает.

Сейчас нет линии сортировки бревен по классам(сортировка производится "фискарсами") - иногда тупо нечего пилить.
На окорочном станке и линии лесопиления не все гладко.
И, вообще, текущая ситуация мне очень напоминает ролик про взлет на строящемся в процессе полета самолете.

[ZuElecRu]

Можно еще разделить операции: одни фотодатчики определяют ширину, другие толщину, тогда энкодер не нужен. Правда у меня вопрос а как дальше устроена сортировка, как доски распределяются по корзинам? Энкодер может пригодится для последующего управления скидывания распределителем по корзинам.

[Max Dark]

а как дальше устроена сортировка, как доски распределяются по корзинам?

Пока что оператор визуально определяет размер и включает сброс в нужную корзину.

Энкодер может пригодится для последующего управления скидывания распределителем по корзинам.

в планах установить 2 "тактовых" датчика - один на включение, другой на выключение э/м сброса.

[Andreywys]

На сброс в карманы нужна точность, иначе будет пропускать. Тут еще надо понимать какая скорость конвейера над карманами, какая задержка на сброс. Если нет денег на энкодер (неужели все так плохо?), то можно поставить приводной вал от конвейера с цепочкой и диск с отверстиями. Поставить туда оптический датчик. Получится инкрементальный энкодер.

[Max Dark]

На сброс в карманы нужна точность

про затею с двумя датчиками:
Датчики реагируют на захваты.
Первый ставится чуть раньше позиции сброса(команда на открытие), второй - чуть позже сброса(команда на закрытие).
Получается тот же самый энкодер, только с привязкой к положению захватов.
Как мне кажется, так будет проще, чем ставить энкодер на валу и считать импульсы/задержки.

[Andreywys]

Чем карманы открываются? Пневматика/гидравлика? Как регулировать начало открытия, когда износятся механизмы или потянется цепь, переваривать крепление датчика? Сколько нужно датчиков для карманов? Сколько нужно протащить проводов и купить модулей DI? Что будет если запылится датчик и не закроется карман? Или разъем отломают? Дешевле энкодер и проще в регулировке. В чем проблема считать импульсы? Возможно, что датчик перед каждым карманом и надежнее, но трудоемкость и стоимость получится намного выше, чем решение с энкодером.

[Max Dark]

Чем карманы открываются?

Электромагниты.

переваривать крепление датчика?

Предусмотреть возможность регулировки позиции.

Сколько нужно датчиков для карманов?

Два. На весь конвейер, а не на каждый карман.

Что будет если запылится датчик

Датчики индуктивные.

Или разъем отломают?

маловероятно - нужно будет специально лезть, чтобы сломать.

В чем проблема считать импульсы?

Подскажите, как привязать количество импульсов к позиции захватов?

Отправлено спустя 4 минуты 49 секунд:
Нужна какая то точка отсчета.

[Andreywys]

Вот вам российский производитель датчиков. http://prizmasensors.ru/mnogotochechnyj ... -promit-m/ Если хотите рискнуть, то пробуйте. Но вероятность того, что не заработает нормально - очень велика. Зависит от скорости движения доски.

Два. На весь конвейер, а не на каждый карман.

Не понимаю, как без энкодера реализовать открытие карманов по двум датчикам на весь конвейер.

Подскажите, как привязать количество импульсов к позиции захватов?

Поставить датчик и метку на цепи конвейера для калибровки (приварите железку на один из крючков). Знаем, что для первого кармана от точки калибровки нужно открывать на 50 импульсах, а закрывать - на 75, для второго - 100 и 125 и т.д. Это как пример. Надо смотреть, как сейчас у вас реализовано и привязывать к существующей системе.

[Max Dark]

как без энкодера реализовать открытие карманов по двум датчикам на весь конвейер.

Условно говоря, контроллер "помнит" положение промаркированных досок и пропусков на конвейере("очередь" доставки).
По команде на открытие эта виртуальная очередь сдвигается и включаются э/м сброса у которых "текущий карман" == "текущая доска".
По команде на закрытие тупо выключаются все э/м сброса.

[Andreywys]

Условно говоря, контроллер "помнит" положение промаркированных досок и пропусков на конвейере("очередь" доставки).

Каким образом он должен знать текущее положение? По появлению на датчике следующего упора? Это будет очень неточно.

По команде на закрытие тупо выключаются все э/м сброса.

А если какой-то карман нужно в это время открыть/не закрывать? Если идут подряд 10 досок одинакового сечения? Постоянно его дергать? Опять же, обращаю внимание, что цепь вытягивается и в результате не факт, что по датчику все доски будут на одинаковом расстоянии перед карманами. Имея энкодер, можно каждый электромагнит открывать/закрывать в нужный момент.
Нужно понимать, что за жесткую экономию спасибо никто не скажет, а потом вам же это все обслуживать. И если это будет работать нестабильно, то вам придется жить там и там же получать по шапке.
Можно использовать вот такой энкодер http://www.promelectrica.ru/catalog/dat ... si_503_63/ Думаете есть смысл экономить?

[Max Dark]

Если идут подряд 10 досок одинакового сечения? Постоянно его дергать?

Это решаемо.

Опять же, обращаю внимание, что цепь вытягивается

Да, Вы правы.
Прикинул - даже при небольшом(доли мм) люфте между звеньями набегает солидная суммарная погрешность.
Спасибо, что указали на это, как то даже в голову не приходило.

[Max Dark]

то обратитесь к Автоматике-Вектор

Приезжал представитель, запросили 300к евро.

Отправлено спустя 1 минуту 55 секунд:
Я не знаю, много ли это , но моя зарплата с учетом премиальных на данный момент менее 20к рублей.

Отправлено спустя 18 минут 1 секунду:
Присматриваюсь к OpenCV...
Основные проблемы: шум камеры и зависимость от освещения.

[Max Dark]

А если по датчикам, то отписал начальству, какие характеристики нужны, с примерами подходящих

Датчики расстояния/толщины

Необходимые характеристики:

Диапазон измерений: от 150 мм (не менее максимальной толщины доски)
Точность не менее: +/-0.5 мм
Выход: аналоговый, 0..10 вольт либо 4..20 мА

Примеры подходящих:

1) Рифтэк РФ603.10-80/250-232-U
2) Omron ZX1-LDA81

---------------------------------------------

Измерительные световые барьеры(для измерения ширины)

Необходимые характеристики:

Размер области измерения: от 350 мм (не менее максимальной ширины доски)
Расстояние между лучами: не более 5мм
Выход: аналоговый, 0..10 вольт либо 4..20 мА

Примеры подходящих:

1) Leuze electronic CML720i-T05-400.A-M12(передатчик) + CML720i-R05-400.A/CV-M12(приемник)
2) Omron F3EM-005-600-AV

Было бы лучше опрос по Ethernet/Profibus чем аналоговый выход.
Если с ProfiBus понятно(более менее), то с Ethernet я не знаю, как опросить датчики на Simatic CPU 313C-DP + CP-341-Lean

[Max Dark]

Почему аналоговый: в стойке уже есть модуль аналогово ввода, незадействован.
Почему Profibus: CPU его поддерживает
Почему Ethernet: в стойке есть модуль связи по Ethernet

Отправлено спустя 30 минут 37 секунд:
Плюсы/минусы:
Аналоговый вход: читаем значение со входа. все. Минусы: помехи.
Profibus: поддержка на стороне CPU. Минусы: хз как там на стороне датчиков.
Ethernet: теоретически нет ограничений в кол-ве устройств. Минусы: хз как опрашивать.