传感器在工业机器人传感系统中的重要应用

来源: 控制工程网_智能制造
工业机器人是多自由度的机器装置,能自动执行工作,按照自身动力和控制能力来实现各种功能,由机械部分、传感部分、控制部分等三大部分组成。其中,传感部分是工业机器人最重要的部分之一。

  工业机器人是多自由度的机器装置,能自动执行工作,按照自身动力和控制能力来实现各种功能,由机械部分、传感部分、控制部分等三大部分组成。其中,传感部分是工业机器人最重要的部分之一。在工业自动化领域,工业机器人需要传感器提供必要的信息,才能正确执行相关的操作。可以说,没有了传感器的工业机器人就如同废铁一样,不能工作……


  一份报告预测,到2021年,全球工业机器人传感器市场将以约8%的复合年增长率(CAGR)稳步增长。对于包括消费者和汽车在内的机器人传感应用,另一份报告明确指出,到2027年,视觉系统将单独成就57亿美元的市场,力传感器市场将超过69亿美元。

  那么,一台工作流畅的工业机器人中会用到哪些传感器呢?传感系统是机器人的重要组成部分,按其采集信息的位置,一般可分为内部和外部两类传感器。

  内部传感器

  内部传感器是完成机器人运动控制所必需的传感器,如位置传感器、速度传感器等,用于采集机器人内部信息,是构成机器人不可缺少的基本元件;按功能分类可以分为规定位置、角度传感器和任意位置、角度传感器:检测预先规定的位置或角度,用于检测机器人的起始原点、越限位置或确定位置,测量机器人关机线位移和角位移的传感器是机器人位置反馈控制中必不可少的元件;速度、角度传感器:角度、速递测量是驱动器反馈控制中必不可少的换机,机器人中最常用的速度传感器是测速发电机,它分为直流式和交流式两种。在机器人中,直流测速用的较多;加速传感器:在机器人运动手臂等位置安装加速传感器,是为了测量震动加速度,并反馈到驱动器上。除以上常用内部传感器外,还有一些根据机器人不同作用和需求而安装的不同功能传感器,如用于倾斜角测量的液体式倾斜角传感器,用于方位测量的地磁传感器等。

  外部传感器

  外部传感器检测机器人所处环境、外部物体状态或机器人与外部物体的关系。常用的外部传感器按功能分类有视觉传感器、触觉传感器、接近传感器、限位传感器等。

  视觉传感器:是以光为媒介测量物体的位置、速度、形状等物理量所感知的信息,是非接触式测量,因此相对于其他传感器而言,应用更加广泛;触觉传感器:触觉是接触、冲击、压迫等机械刺激感觉的综合,触觉可以用来进行机器人抓取,利用触觉进一步感知五天和情景等;力觉传感器:是指对机器人的关节、肢体等运动中所受力的感知,可以把力传感器分为测力传感器(单轴力传感器)、力矩表(单轴力矩传感器)等;接近传感器:是机器人用来控制自身与周围物体之间的相对位置或距离的传感器。用来弹出在一定距离分为内是否有物体接近、物体的距离等。

  传统的工业机器人仅采用内部传感器,用于对机器人运动、位置及姿态进行精确控制。现代工业机器人使用外部传感器,使得机器人对外部环境具有一定程度的适应能力,从而表现出一定程度的智能。除上述机器人外部传感器外,还可以根据机器人用途安装听觉、嗅觉、味觉等传感器。传感器使机器人更加灵活应用场景更加广泛。

  可以说,传感器赋予了工业机器人鲜活的“生命”。

  随着智能制造的不断发展,未来使用工业机器人生产的企业将会越来越多,市场需求将会持续旺盛。据前瞻产业研究院数据显示,2019年我国工业机器人市场规模达到57.3亿美元;预计到2021年,国内工业机器人市场规模进一步扩大,市场将突破70亿美元。虽然目前使传感器信息融合体系化尚有困难,多传感器信息融合的理想是机器人可以比拟人类的感知,意识和控制,但是,随着机器人智能化水平的提高,多传感器信息融合理论和技术将会逐步的完善和进步,并随着工业机器人技术的发展和普及,对传感器将会有更大的要求和标准,同时也将衍生更多新型传感器,这为众多传感器企业提供了一个潜力巨大的蓝海市场!一份报告预测,到2021年,全球工业机器人传感器市场将以约8%的复合年增长率(CAGR)稳步增长。

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