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應(yīng)用于智能制造、包裝機械、塑膠機械等領(lǐng)域
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工業(yè)機器人中使用了哪些傳感器？

  • 時間：2021-11-12
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在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、AR、云計算等技術(shù)熱潮下，全球眾多優(yōu)秀制造企業(yè)都開始建設(shè)智慧工廠，實現(xiàn)自動化、信息化和智能化的智慧工廠是未來工業(yè)制造的發(fā)展趨勢。

作為一家智慧工廠，工業(yè)機器人是不可缺少的部分。

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工業(yè)機器人涉及哪些技術(shù)？


機器人自動化是一項快速進步的技術(shù)，在短短幾十年的時間里，工業(yè)機器人已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)變成工廠里普通的裝置。

工業(yè)機器人不僅可以克服惡劣環(huán)境對生產(chǎn)的影響，減少人工的使用，保障工人的安全，還能夠幫助工廠節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

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工業(yè)機器人有哪幾種類型？

工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。
它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。

在工業(yè)領(lǐng)域，主要分為以下幾類：

焊接機器人

焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機器人。


碼垛機器人
碼垛機器人是從事碼垛的工業(yè)機器人，將已裝入容器的物體，按一定排列碼放在托盤、棧板(木質(zhì)、塑膠)上，進行自動堆碼，可堆碼多層，然后推出，便于叉車運至倉庫儲存。
搬運機器人
搬運機器人是可以進行自動化搬運作業(yè)的工業(yè)機器人。

噴涂機器人

噴涂機器人又叫噴漆機器人(spraypaintingrobot)，是可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的工業(yè)機器人。


裝配機器人

裝配機器人為完成裝配作業(yè)而設(shè)計的工業(yè)機器人。


激光加工機器人

激光加工機器人是將機器人技術(shù)應(yīng)用于激光加工中，通過高精度工業(yè)機器人實現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)。


真空機器人

真空機器人是一種在真空環(huán)境下工作的機器人，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。


潔凈機器人

潔凈機器人是一種在潔凈環(huán)境中使用的工業(yè)機器人。




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工業(yè)機器人中常用到的傳感器


傳感器為智慧工廠提供觸覺，是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。它能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息按一定規(guī)律變換成電信號或其他形式的信息輸出。在自動化生產(chǎn)過程中需要用各種傳感器來監(jiān)視和控制各個參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。


在工業(yè)自動化領(lǐng)域，機器人需要傳感器提供必要的信息，以正確執(zhí)行相關(guān)的操作。

下面列出了工業(yè)機器人中最常用到的傳感器。

二維視覺傳感器


二維視覺是一個可以執(zhí)行從檢測運動物體到傳輸帶上的零件定位等多種任務(wù)的攝像頭。許多智能相機都可以檢測零件并協(xié)助機器人確定零件的位置，機器人可以根據(jù)接收到的信息適當(dāng)調(diào)整其動作。

三維視覺傳感器


三維視覺系統(tǒng)必須擁有兩個不同角度的攝像機或激光掃描器，用以檢測對象的第三維度。

力/力矩傳感器


如果說視覺傳感器給了機器人眼睛，那么力/力矩傳感器則給機器人帶去了觸覺。機器人利用力/力矩傳感器感知末端執(zhí)行器的力度。多數(shù)情況下，力/力矩傳感器位于機器人和夾具之間，這樣，所有反饋到夾具上的力都在機器人的監(jiān)控之中。


接近傳感器

由于接近傳感器能夠感應(yīng)距離和位置的變化,所以，也是機器人手夾持器中，測量開臺情況的常用傳感器件，它利用磁場的變化與被測金屬部件的相對位置關(guān)系來進行測量。

通常傳感器被安裝在夾持器的其中一個夾鉗上,在夾取物體時，接近傳感器能夠通過感應(yīng)磁場的大小變化而判斷兩者(夾鉗)距離的遠近。從而可與設(shè)定值進行比較，調(diào)節(jié)手夾持器開度的大小,避免抓空或損壞物件。

嘉準接近傳感器



碰撞檢測傳感器


這種傳感器有各種不同的形式，其主要應(yīng)用是為作業(yè)人員提供一個安全的工作環(huán)境，協(xié)作機器人最需要它們。

工業(yè)機器人雖然減少了人力成本，但依舊需要依賴于人為控制。保證自動化或半自動化的有效作業(yè)，需要工業(yè)機器人與人進行協(xié)作，安全解決方案發(fā)揮關(guān)鍵作用。

這里就可以用到安全光幕、也稱光柵傳感器。

安全光幕

傳感器分為發(fā)射端和輸出端，形成光幕保護網(wǎng)。當(dāng)保護網(wǎng)信號受到干擾時或被遮擋時，傳感器輸出信號給運作機器，機器人減速或停止運行，從而避免安全事故的發(fā)生

嘉準安全光幕

其它傳感器


市場上還有很多的傳感器適用于不同的應(yīng)用。

傳感器是實現(xiàn)軟件智能的關(guān)鍵組件，沒有傳感器，很多復(fù)雜的操作就不能實現(xiàn)。它們不僅實現(xiàn)了復(fù)雜的操作，同時也保證這些操作在進行的過程中得到良好的控制。


4

工業(yè)機器人避障主要用到哪些傳感器？


移動機器人需要通過傳感器實時獲取周圍的障礙物信息，包括尺寸、形狀和位置信息，來實現(xiàn)避障。
避障使用的傳感器有很多種，目前常見的有視覺傳感器、激光傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器等。

超聲波傳感器


超聲波傳感器的基本原理是測量超聲波的飛行時間，通過d=vt/2測量距離，其中d是距離，v是聲速，t是飛行時間。


上圖是超聲波傳感器信號的一個示意。由于超聲傳感器成本低、實現(xiàn)方法簡單、技術(shù)成熟，是移動機器人中常用的傳感器。

嘉準超聲波傳感器


紅外傳感器


一般的紅外測距都是采用三角測距的原理。紅外發(fā)射器按照一定角度發(fā)射紅外光束，遇到物體之后，光會反向回來，檢測到反射光之后，通過結(jié)構(gòu)上的幾何三角關(guān)系，就可以計算出物體距離D。
嘉準光電傳感器


激光傳感器


常見的激光雷達是基于飛行時間的（ToF，time of flight），通過測量激光的飛行時間來測距d=ct/2，類似前面提到的超聲測距公式，其中d是距離，c是光速，t是從發(fā)射到接收的時間間隔。




工業(yè)機器人作為自動化制造過程的重要參與者，直接影響著工業(yè)制造自動化水平。
隨著工業(yè)產(chǎn)品工藝復(fù)雜程度和精度的要求不斷提高，機器人的應(yīng)用場所和應(yīng)用需求也越來越復(fù)雜和苛刻。

機器人的計算平臺已經(jīng)從傳統(tǒng)的PC平臺、嵌入式平臺擴展到智能手機、平板電腦等移動設(shè)備，機器人配備的傳感器從簡單的光電開關(guān)、觸碰開關(guān)發(fā)展到觸覺、聲覺、視覺等高端傳感器，傳感器在工業(yè)機器人的應(yīng)用愈加重要。


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