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行業動態

傳感器賦予了工業機器人鮮活的“生命”
信息來源:控制工程網 上傳日期:2020-06-15 點擊率:677次


當前,人口紅利下降、人力成本上升、人才結構矛盾等問題正在成為困擾制造業企業發展的難題。為解決用工問題,一些制造業企業開始發力智能制造,建設智慧工廠,通過引入工業機器人來解決用工短缺和成本上升問題。

目前,工業機器人在制造業行業中的應用可謂十分廣泛。很多企業也在建設智能工廠,推進生產線的智能化改造升級,通過引入智能化生產線與智能協作機器人,實現人機協作、自動化柔性組裝、工序間物流自動傳遞等。

機器人自動化是一項快速進步的技術,在短短幾十年的時間里,工業機器人已經在全世界范圍內變成工廠里普通的裝置。工業機器人不僅可以克服惡劣環境對生產的影響,減少人工的使用,保障工人的安全,還能夠幫助工廠節約生產成本,提高生產效率,從而保證產品質量。

在工業自動化領域,機器人需要傳感器提供必要的信息,以正確執行相關的操作。



工業機器人是多自由度的機器裝置,能自動執行工作,按照自身動力和控制能力來實現各種功能,由機械部分、傳感部分、控制部分等三大部分組成。

其中,傳感部分是工業機器人最重要的部分之一。在工業自動化領域,工業機器人需要傳感器提供必要的信息,才能正確執行相關的操作?梢哉f,沒有了傳感器的工業機器人就如同廢鐵一樣,不能工作……

一份報告預測,到2021年,全球工業機器人傳感器市場將以約8%的復合年增長率(CAGR)穩步增長。對于包括消費者和汽車在內的機器人傳感應用,另一份報告明確指出,到2027年,視覺系統將單獨成就57億美元的市場,力傳感器市場將超過69億美元。

那么,一臺工作流暢的工業機器人中會用到哪些傳感器呢?傳感系統是機器人的重要組成部分,按其采集信息的位置,一般可分為內部和外部兩類傳感器。


內部傳感器

內部傳感器是完成機器人運動控制所必需的傳感器,如位置傳感器、速度傳感器等,用于采集機器人內部信息,是構成機器人不可缺少的基本元件;按功能分類可以分為規定位置、角度傳感器和任意位置、角度傳感器:檢測預先規定的位置或角度,用于檢測機器人的起始原點、越限位置或確定位置,測量機器人關機線位移和角位移的傳感器是機器人位置反饋控制中必不可少的元件;速度、角度傳感器:角度、速遞測量是驅動器反饋控制中必不可少的換機,機器人中最常用的速度傳感器是測速發電機,它分為直流式和交流式兩種。在機器人中,直流測速用的較多;加速傳感器:在機器人運動手臂等位置安裝加速傳感器,是為了測量震動加速度,并反饋到驅動器上。除以上常用內部傳感器外,還有一些根據機器人不同作用和需求而安裝的不同功能傳感器,如用于傾斜角測量的液體式傾斜角傳感器,用于方位測量的地磁傳感器等。


外部傳感器

外部傳感器檢測機器人所處環境、外部物體狀態或機器人與外部物體的關系。常用的外部傳感器按功能分類有視覺傳感器、觸覺傳感器、接近傳感器、限位傳感器等。

視覺傳感器:是以光為媒介測量物體的位置、速度、形狀等物理量所感知的信息,是非接觸式測量,因此相對于其他傳感器而言,應用更加廣泛;觸覺傳感器:觸覺是接觸、沖擊、壓迫等機械刺激感覺的綜合,觸覺可以用來進行機器人抓取,利用觸覺進一步感知五天和情景等;力覺傳感器:是指對機器人的關節、肢體等運動中所受力的感知,可以把力傳感器分為測力傳感器(單軸力傳感器)、力矩表(單軸力矩傳感器)等;接近傳感器:是機器人用來控制自身與周圍物體之間的相對位置或距離的傳感器。用來彈出在一定距離分為內是否有物體接近、物體的距離等。



傳統的工業機器人僅采用內部傳感器,用于對機器人運動、位置及姿態進行精確控制,F代工業機器人使用外部傳感器,使得機器人對外部環境具有一定程度的適應能力,從而表現出一定程度的智能。除上述機器人外部傳感器外,還可以根據機器人用途安裝聽覺、嗅覺、味覺等傳感器。傳感器使機器人更加靈活應用場景更加廣泛。


可以說,傳感器賦予了工業機器人鮮活的“生命”。

隨著智能制造的不斷發展,未來使用工業機器人生產的企業將會越來越多,市場需求將會持續旺盛。據前瞻產業研究院數據顯示,2019年我國工業機器人市場規模達到573億美元;預計到2021年,國內工業機器人市場規模進一步擴大,市場將突破70億美元。雖然目前使傳感器信息融合體系化尚有困難,多傳感器信息融合的理想是機器人可以比擬人類的感知,意識和控制,但是,隨著機器人智能化水平的提高,多傳感器信息融合理論和技術將會逐步的完善和進步,并隨著工業機器人技術的發展和普及,對傳感器將會有更大的要求和標準,同時也將衍生更多新型傳感器,這為眾多傳感器企業提供了一個潛力巨大的藍海市場!一份報告預測,到2021年,全球工業機器人傳感器市場將以約8%的復合年增長率(CAGR)穩步增長。


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