工业机器人常用的传感器解析

老钟安防观察

　　在工业自动化领域，机器需要传感器提供必要的信息，以正确执行相关的操作。机器人已经开始应用大量的传感器以提高适应能力。例如有很多的协作机器人集成了力矩传感器和摄像机，以确保在操作中拥有更好的视角，同时保证工作区域的安全等。在此枚举一些常用的可以集成到机器人单元里的各种传感器，供诸君参考。
　　二维视觉传感器
　　二维视觉基本上就是一个可以执行多种任务的摄像头。从检测运动物体到传输带上的零件定位等等。二维视觉在市场上已经出现了很长一段时间，并且占据了一定的份额。许多智能相机都可以检测零件并协助机器人确定零件的位置，机器人就可以根据接收到的信息适当调整其动作。
5 q; }2 w( p1 L* H- S/ N  e　　三维视觉传感器
8 |- L. K% a) c5 K/ X　　与二维视觉相比，三维视觉是最近才出现的一种技术。三维视觉系统必须具备两个不同角度的摄像机或使用激光扫描器。通过这种方式检测对象的第三维度。同样，现在也有许多的应用使用了三维视觉技术。例如零件取放，利用三维视觉技术检测物体并创建三维图像，分析并选择最好的拾取方式。
　　如果说视觉传感器给了机器人眼睛，那么力/力矩传感器则给机器人带去了触觉。机器人利用力/力矩传感器感知末端执行器的力度。多数情况下，力/力矩传感器都位于机器人和夹具之间，这样，所有反馈到夹具上的力就都在机器人的监控之中。
' y3 ?/ M- G- k: E$ |　　有了力/力矩传感器，像装配，人工引导、示教，力度限制等应用才能得以实现。
0 \$ e+ u  F6 s( J% K　　碰撞检测传感器
　　这种传感器有各种不同的形式。这些传感器的主要应用是为作业人员提供一个安全的工作环境，协作机器人最有必要使用它们。一些传感器可以是某种触觉识别系统，通过柔软的表面感知压力，如果感知到压力，将给机器人发送信号，限制或停止机器人的运动。
  r3 w% k( }1 I8 e" c5 y　　有些传感器还可以直接内置在机器人中。有些公司利用加速度计反馈，还有些则使用电流反馈。在这两种情况下，当机器人感知到异常的力度时，触发紧急停止，从而确保安全。但是在机器人停止之前，你还是会被它撞到。因此最安全的环境是完全没有碰撞风险的环境，这就是接下来这个传感器的使命。
　　要想让工业机器人与人进行协作，首先要找出可以保证作业人员安全的方法。这些传感器有各种形式，从摄像头到激光等，目的只有一个，就是告诉机器人周围的状况。有些安全系统可以设置成当有人出现在特定的区域/空间时，机器人会自动减速运行，如果人员继续靠近，机器人则会停止工作。
　　最简单的例子就是电梯门上的激光安全传感器。当激光检测障碍物时，门会立即停止并倒退，以避免碰撞。在机器人行业里的大多数安全传感器也差不多是这样。
. R7 C" d0 X! F4 @, i0 d　　零件检测传感器
　　在零件拾取应用中，(假设没有视觉系统)，你无法知道机器人抓手是否正确抓取了零件。而零件检测应用可以为你提供抓手位置的反馈。例如，如果抓手漏掉了一个零件，系统会检测到这个错误，并重复操作一次，以确保零件被正确抓取。
　　其它传感器
　　市场上还有很多的传感器适用于不同的应用。例如焊缝追踪传感器等。
　　触觉传感器也越来越受欢迎。这一类的传感器一般安装在抓手上用来检测和感觉所抓的物体是什么。传感器通常能够检测力度，并得出力度分布的情况，从而知道对象的确切位置，让你可以控制抓取的位置和末端执行器的抓取力度。另外还有一些触觉传感器可以检测热量的变化。
　　最后，传感器是实现软件智能的关键组件。没有这些传感器，很多复杂的操作就不能实现。它们不仅实现了复杂的操作，同时也保证了这些操作能够在进行的过程中得到良好的控制。