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库卡KUKA机器人常用型号:
KR 3 R540、KR 6 R700-2、KR 6 R900-2、KR 10 R1100-2、KR 10 R1420、KR 16 R1610-2、KR 16 R2010-2、KR 20 R1810-2、KR 30-3、KR 60-3、KR 210 R2700-2、KR 180 R3200 PA、KR 240 R3200 PA、KR 500 R2830。
在工业自动化领域,机器人需要传感器来提供必要的信息以正确执行相关操作。
工业机器人中常用的传感器如下所示:
一、二维视觉传感器
2D vision是一种可以执行许多任务的摄像机,从检测移动物体到定位传送带上的零件。许多智能相机可以检测零件并帮助机器人确定零件的位置,机器人可以根据接收到的信息适当调整其动作。
二、维视觉传感器
3D视觉系统必须有两个不同角度的摄像机或激光扫描器,以检测物体的三维度。例如,获取和放置零件就是使用三维视觉技术来检测对象并创建三维图像,分析和选择的拾取方法。
如果视觉传感器给予机器人眼睛,则力/力矩传感器给予机器人触摸。机器人利用力/力矩传感器感应末端执行器的力。在大多数情况下,力/力矩传感器位于机器人和夹具之间,因此反馈给夹具的所有力都由机器人监控。
使用force/力矩传感器,可以实现装配、手动指导、示教和力限制等应用。
三、碰撞检测传感器
该传感器具有多种形式,其主要应用是为操作员提供安全的工作环境,协作机器人非常需要它们。
一些传感器可以是某种触觉识别系统,通过软表面感知压力,向机器人发送信号,限制或停止机器人的运动。
一些传感器也可以直接内置到机器人中。一些公司使用加速度计反馈,而其他公司使用当前反馈。在这两种情况下,当机器人感应到异常力时,它会触发紧急停止以确保安全。
如果您希望工业机器人与人合作,必须首先找到确保操作员安全的方法。这些传感器有各种形式,从照相机到激光器,用来告诉机器人周围的情况。可以设置一些安全系统成当,当有人出现在特定区域/空间时,机器人将自动减速。如果人们继续靠近,机器人将停止工作。
一个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,电梯门将立即停止并返回,以避免碰撞。
市场上有许多用于不同应用的传感器。例如,焊缝跟踪传感器等。
触觉传感器也变得越来越流行。这种传感器通常安装在抓取器上,用来检测和感觉被抓取的物体是什么。传感器通常可以检测力并获得力分布,以便了解对象的准确位置,从而可以控制末端执行器的抓取位置和抓取力。此外,一些触觉传感器可以检测热的变化。
与包括视觉和接近传感器照相机、红外线、声纳、超声波、雷达和激光雷达在内的车辆的自动运转所需的传感器相同。在某些情况下,可以使用多个相机,特别是立体视图。如果组合使用这些传感器,机器人可以决定尺寸,识别物体,确定距离。
射频识别(RFID)感测提供识别码,使得被许可的机器人能够获取其他信息。
麦克风声学传感器接收声音命令,有助于识别环境中众所周知的异常声音工业机器人。加上压电传感器,可以识别并除去振动引起的噪声,也可以防止机器人错误理解声音命令。先进的算法也能让机器人理解说话人的心情。
温度感测是机器人自我诊断的一部分,可用于确定周围环境以避免潜在有害热源。
通过化学、光学及颜色传感器,机器人能够评价、调整、检测该环境中存在的问题。
对于能走路、跑步、跳舞的人偶机器人来说,稳定性是主要问题。为了提供机器人正确的位置数据,需要和智能手机相同类型的传感器。在这些应用中,使用3轴加速度计、3轴陀螺以及具有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重要组件,如果没有传感器,许多复杂操作就无法实现。这些不仅实现了复杂的操作,而且保证这些操作在进行中能够得到良好的控制。
移动机器人)需要通过传感器实时获取包括尺寸、形状、位置信息的周围的障碍物信息来实现屏障避免。无障碍传感器各种各样,现在常见的是视觉传感器、激光传感器、红外传感器、超声波传感器等。
超声波传感器的基本原理是测量超声波的飞行时间,用d=vt/2测量距离,其中d是距离,v是音速,t是飞行时间。通过压电或静电发射器产生由数十kHz频率的超声波脉冲组成的波长分组,系统地检测并使用测量的飞行时间来计算距离。超声波传感器一般的作用距离短,是一般的有效检测距离几米,但是有数十毫米左右的***小检测盲区域。超声波传感器成本低,实现方法简单,技术成熟,是移动机器人中经常使用的传感器。
一般的红外距离测量采用三角距离测量的原理。红外发射器以恒定角度发射红外光束,当遇到物体时,光返回相反方向,在检测到反射光之后,可以通过结构上的几何三角关系计算物体距离。
一般的红外传感器测量距离都比超声波近,远距离测量也有小距离的限制。此外,对于接近透明或黑体的物体,不能检测红外传感器距离。然而,红外传感器对于超声波具有更高的带宽。
普通激光雷达是基于飞行时间的。更简单的方案是测量反射光的相移。传感器以已知频率发射一定幅度的调制光,并测量传输信号和反向信号之间的相移。
调制信号的波长为lamda=C/F,其中C是光速,F是调制频率。在测量透射光束和反射光束之间的相移差theta后,可通过lamda*theta/4pi计算距离。
常用的计算机视觉方案有很多,如双目视觉、基于TOF的深度相机、基于结构光的深度相机等。
基于结构光的深度相机发出的光将生成相对随机但固定的光斑图案。斑点击中物体。因为它与摄影机不同,所以摄影机捕获的位置也不同。首先,计算不同位置的光斑与校准标准图案之间的偏移量,并利用摄像机位置和传感器尺寸等参数计算物体与摄像机之间的距离。
双目视觉测距本质上是一种三角测距方法。因为两个摄像头的位置不同,就像人的两只眼睛一样,他们看到的物体也不同。在成像过程中,两台摄像机看到的相同点p将具有不同的像素位置。此时,可通过三角测距测量该点的距离。
工业时代的发展趋势工业机器人:
美国机器人产业协会(RIA)预测了工业机器人的六个发展趋势。
工业物联网(iiot)技术的应用:机器人将在生产***前沿应用智能传感器来收集制造商以前无法获得的数据。
优先考虑工业网络安全:越来越多的机器人与内部系统连接,网络安全风险不断增加。制造商必须解决生产过程中的缺陷,并增加网络安全投资,以确保安全可靠的生产。
大数据分析成为竞争优势:机器人将成为工厂车间的主要信息来源之一。制造商必须实施一个系统来组织和分析收集的所有数据,以便采取有效措施来增强企业的竞争优势。
实现开放式自动化体系结构:随着机器人自动化的应用越来越广泛,对开放式自动化体系结构的需求也相应增加。大型行业参与者将与行业机构合作开发标准和开放文档,这将使机器人集成更容易,兼容性更好。
虚拟解决方案增加:虚拟解决方案将成为工业机器人的主要部分:
协作机器人将更受欢迎:协作机器人可以在人类周围安全工作,通常比工业机器人便宜得多。随着协作机器人在恶劣的工业环境中的能力越来越强,对投资回报率有严格要求的制造商将更多地采用协作机器人。
机器人伺服系统与控制系统之间的通信方式也从原来的“脉冲+方向”通信电缆发展到各种通信效率更高、通信数据量更大的现场总线。机器人控制系统正朝着开放的方向发展。工业物联网、大数据分析和虚拟化技术的发展也使机器人更好地集成到制造应用中。
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