在工业自动化领域,机器人需要传感器来提供正确执行相关操作所需的信息。
工业机器人中常用的传感器有:
二维焊接机器人视觉传感器
二维视觉是一种照相机,可以执行各种任务,从检测移动物体到在传送带上定位零件。许多智能相机可以检测零件并帮助机器人定位它们。机器人可以根据收到的信息适当地调整其行为。
3D视觉传感器
3D视觉系统需要两个具有不同角度的相机或激光扫描仪来检测对象的3D。例如,零件拾取和放置使用3D视觉技术检测物体,创建3D图像以及分析和选择良好的拾取方法。
力/扭矩传感器
当视觉传感器照到机器人的眼睛时,力/扭矩传感器就会给机器人带来触觉。机器人使用力/扭矩传感器来感应末端执行器的强度。在大多数情况下,力/扭矩传感器位于机器人和固定装置之间,因此,反馈到固定装置的任何力都由机器人进行监控。
力/扭矩传感器可用于组装,手动指导,示教和力限制等应用。
碰撞检测传感器
这种类型的传感器有多种形式,其主要用途是为操作员提供安全的工作环境,而协作机器人非常需要它们。
一些传感器可能是某种触觉识别系统,可通过柔软的表面感测压力并向机器人发出信号以限制或停止机器人的运动。
一些传感器也可以直接内置在机器人中。一些公司使用加速度计反馈,而其他公司则使用当前反馈。在这两种情况下,如果机器人感知到异常力量,它将触发紧急停止,而库卡机器人将确保安全。
为了使工业机器人能够与人类合作,他们必须首先找到确保工人安全的方法。这些传感器以从照相机到激光的各种形式提供,旨在传达机器人周围的情况。可以将某些安全系统配置为在某人出现在特定区域/空间时自动降低机器人的速度,并在该人靠近时停止机器人。
工业机器人的一个非常简单的例子是电梯门上的激光安全传感器。当激光检测到障碍物时,电梯门立即停止并缩回以避免碰撞。
其他传感器
市场上有许多传感器适合各种应用。接缝跟踪传感器等
触觉传感器也变得越来越流行。通常将这种类型的传感器连接到夹具上,以检测并感觉到所握持的物体。传感器通常可以检测强度并获取工业机器人布局的强度来确定对象的确切位置,从而使您可以控制抓地力和末端执行器的力。还有一些触觉传感器可以检测热量的变化。
视觉和接近传感器类似于自动驾驶汽车所需的传感器,例如摄像头,红外,声纳,超声,雷达和骑乘者。在某些情况下,您可以使用多个摄像机,尤其是用于立体视觉的摄像机。这些传感器的组合使机器人可以确定大小,识别物体并确定其距离。
射频识别(RFID)传感器提供了识别代码,允许许可的机器人获得其他信息。
麦克风(声学传感器)可帮助工业机器人在熟悉的环境中接收语音命令并识别异常声音。您还可以添加压电传感器,以识别和消除振动噪声,并防止机器人误解语音命令。先进的算法还可以使机器人理解说话者的情绪。
温度检测是机器人自我诊断的一部分,可用于确定周围环境并避免潜在有害的热源。
机器人可以使用化学,光学和颜色传感器来评估,调整和检测环境问题。
对于可以行走,奔跑甚至跳舞的人形机器人来说,稳定性是一个主要问题。为了提供准确的机器人位置数据,您需要使用与智能手机相同类型的传感器。这些应用程序使用带有3轴加速度计,3轴陀螺仪和3轴磁力计的9自由度(9DOF)传感器或惯性测量单元(IMU)。
传感器是实现软件智能的焊接机器人的重要组成部分,没有它们,许多复杂的操作将无法实现。它们不仅执行复杂的操作,而且还确保在过程中正确控制这些操作。
为了避免障碍物,移动机器人需要通过传感器获取有关周围障碍物的实时信息,例如大小,形状和位置信息。有许多类型的传感器可用来避开障碍物,常见的是视觉传感器,激光传感器,红外传感器和超潜水机器人声波传感器。
超声波传感器
超声波传感器的基本原理是测量超声波的飞行时间。在d = vt / 2处测量距离。其中d是距离,v是声速,t是飞行时间。压电或静电发射器会产生频率为数十kHz的超声波脉冲以形成波包,检测超过特定阈值的回声波,并使用测得的飞行时间来确定距离,然后进行计算。超声波传感器的工作范围通常很短,典型的有效检测距离为几米,但是检测盲区非常小,大约几十毫米。超声波传感器因其成本低,安装方法简单和技术成熟而广泛用于移动机器人中。
红外线感应器
通常,红外范围是基于三角范围的原理。红外发射器以特定角度发射红外光束。遇到物体时,灯光会倒转。在检测到反射光之后,可以从结构几何三角形的关系中计算出物体的距离。
普通的红外传感器的测量距离相对较短,比超声波的测量距离短,而长距离测量的距离极限较小。此外,对于透明或近乎黑色的物体,红外传感器无法检测到距离。但是,与超声相比,红外传感器具有更高的带宽。
激光感应器
典型的激光雷达基于飞行时间。一个更简单的解决方案是测量反射光的相移。传感器以已知的频率发射特定幅度的调制光,并测量辐射信号和反信号之间的相移。
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