maart 2022 - Jaarbeurs
High tech / 28 maart 2022

Nieuwe sensor laat robots transparante objecten waarnemen

Niet alleen transparante, maar ook sterk reflecterende en ‘jet-black’ objecten zijn voor robots in de praktijk lastig te detecteren. Dit beperkt de inzet van robots in sommige industriële omgevingen. Een nieuwe sensor biedt uitkomst en stelt robots in staat deze objecten nauwkeuriger in 3D vast te leggen.

De sensor is ontwikkeld door het Duitse Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering (IOF). Onder meer op grote glazen ramen zijn regelmatig stickers te vinden die vogels moeten waarschuwen en zo botsingen moeten voorkomen. Ook robots kennen dit probleem. Dit beperkt hun inzetbaar in de automatisering in industriële omgevingen. De nieuwe sensor van het Fraunhofer Institute moet uitkomst bieden.

Laserprojectie in combinatie met thermografie

De sensor heet de MWIR 3D Sensor en wordt ook ‘Glass360Dgree’ genoemd. De sensor is in staat kan reflecterende of lichtabsorberende objecten op betrouwbare wijze detecteren. Dit doet de sensor door een infrarood laserprojectie te combineren met thermografie. Glass360Dgree warmt hierbij het object lokaal op, waarna een tweetal thermische camera’s de resulterende distributie van de warmte op het oppervlakte van het object registreert. Aanvullende meethulpen of tijdelijke markeringen zijn hierbij niet nodig, in tegenstelling tot veel conventionele sensoren.

Het opwarmen vindt plaats met behulp van een CO2-laser. Met behulp van lenzen wordt een lijn op het object geprojecteerd, dat in een fractie van een seconde stapsgewijs over het object beweegt. Het object absorbeert hierbij de energie van de laser en warmt op, wat wordt geregistreerd met behulp van twee gevoelige thermische camera’s. De warmte die de laser afgeeft bedraagt hierbij over het algemeen minder dan 3 °C, waardoor geen schade ontstaat aan het object.

Software-analyse

De beelden die de thermische camera’s verzamelen worden geanalyseerd met behulp van speciaal ontwikkelde software. De software kijkt hierbij specifiek naar de warmte die de laser heeft achtergelaten naarmate het over het object bewoog. Hierbij worden twee verschillende kijkhoeken gehanteerd. Het systeem kijkt specifiek naar vervorming om zo ruimtelijke coördinaten te verzamelen. De software voegt deze data vervolgens samen tot de exacte afmetingen van het object.

Een belangrijke voorwaarde voor een effectief gebruik van een dergelijke sensor in een industriële omgeving is de snelheid waarmee objecten kunnen worden gescand. Veel productieprocessen draaien immers om een combinatie van snelheid en hoge kwaliteit. Indien het systeem foutloos meer producten per minuut produceert, vergroot dit de winstgevendheid van de productie. Dit is dan ook een belangrijke focus geweest bij de ontwikkeling van de MWIR 3D Sensor.

Glass360Dgree (foto: Fraunhofer IFO)

Samenwerking met het bedrijfsleven

“Onze onderzoeksgroep werkt al jaren samen met bedrijven uit een brede reeks productiegebieden”, zegt Dr. Stefan Heist, hoofd van de 3D Sensors-onderzoeksgroep van Fraunhofer IFO. “Onder hen bevinden zich bedrijven in de halfgeleiderindustrie, automotivesector en luchtvaart. We kijken naar gezamenlijke projecten uit het verleden en analyseren hoe onze 3D-glassensor beter resultaten had kunnen opleveren dan conventionele sensoren in diverse toepassingsgebieden.”

Heist voegt toe: “We zijn erin geslaagd drie belangrijke startpunten te identificeren om ons systeem geschikt te maken voor potentieel gebruik in een grootschalige industriële productiefaciliteit.” Het team is daarom op zoek gegaan naar de ideale balans tussen enerzijds de benodigde resolutie en details van een scan en anderzijds de duur van een meting. Ook zijn verschillende opties onderzocht voor de optische configuratie van hun 3D-sensor. Zo kunnen de onderzoekers metingen aanpassen aan de taak die wordt uitgevoerd en de beschikbare ruimte in een productiefaciliteit.

Het onderzoeksteam werkte ook nauw samen met onderzoekers van de Ilmenau University of Technology. De partijen hebben samen zij de dataverwerking van het meetsysteem geoptimaliseerd.

Auteur: Wouter Hoeffnagel

Deel dit artikel

Meer nieuws

Onderzoekers laten vierpotige robot ladder beklimmen

Onderzoekers laten vierpotige robot ladder beklimmen

(PARTNER NIEUWS)
High tech / 11-10-2024
(productnews)
Onderzoekers van de de Zwitserse universiteit ETH Zürich zijn erin geslaagd een vierpotige robot te leren ladders te...
Onderzoekers van de de Zwitserse universiteit ETH Zürich zijn erin geslaagd een vierpotige robot te leren ladders te beklimmen. Zelfs indien de robot hierbij door onverwachtse gebeurtenissen wordt verstoord, is...
High tech / 11-10-2024
Lees meer

Volledig emissieloos wagenpark nog ver weg

Volledig emissieloos wagenpark nog ver weg

(PARTNER NIEUWS)
Automotive / 10-10-2024
(productnews)
Er is nog flink werk aan de winkel om in Nederland in 2050 over een volledig emissieloos wagenpark te beschikken. Hoewel...
Er is nog flink werk aan de winkel om in Nederland in 2050 over een volledig emissieloos wagenpark te beschikken. Hoewel diverse factoren bij de keuze van consumenten om een...
Automotive / 10-10-2024
Lees meer

Gedigitaliseerde en duurzame productie van batterijcellen

Gedigitaliseerde en duurzame productie van batterijcellen

(PARTNER NIEUWS)
Energie / 07-10-2024
(productnews)
De verdere ontwikkeling van bestaande opslagsystemen is een belangrijke voorwaarde voor de energietransitie. Daarom steken...
De verdere ontwikkeling van bestaande opslagsystemen is een belangrijke voorwaarde voor de energietransitie. Daarom steken acp systems AG en het Centre for Digitised Battery Cell Production (ZDB) van het Fraunhofer...
Energie / 07-10-2024
Lees meer

Veelbelovende contra-roterende drijvende windturbines

Veelbelovende contra-roterende drijvende windturbines

(PARTNER NIEUWS)
Scheepsbouw & Offshore / 04-10-2024
(productnews)
Een zeer innovatieve turbine die de kosten van offshore-windenergie zou kunnen halveren, wordt getest in Noorwegen. De...
Een zeer innovatieve turbine die de kosten van offshore-windenergie zou kunnen halveren, wordt getest in Noorwegen. De 19-meter lange, contra-roterende verticale-as turbine is een prototype-ontwerp dat zou kunnen worden opgeschaald...
Scheepsbouw & Offshore / 04-10-2024
Lees meer

Blijf op de hoogte, schrijf je in voor onze nieuwsbrief

Je ontvangt maximaal 1x per week het laatste nieuws per email.
Inschrijven