傳感技術(shù)的力量與重要性

末端工具，又稱機(jī)械手臂末端工具 (EOAT)，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化中最重要的組成部分之一。靈活的夾持技術(shù)能夠顯著地提高工業(yè)制造中機(jī)器人抓取和放置物體的能力，傳感技術(shù)則可以有效控制作用力，協(xié)助機(jī)器人準(zhǔn)確地放置和裝配物品。另外，在先進(jìn)的軸力/扭矩傳感器和鄰近式傳感器中，作用力傳感功能有助于設(shè)備使用合適的作用力，找到物品的準(zhǔn)確位置。

對(duì)制造商來(lái)說(shuō)，使用夾持器、傳感器、工具快換裝置和視覺(jué)控制等各種不同的EOAT工具是非常重要的，因?yàn)檫@些工具可以組成多種搭配，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化具有重要價(jià)值。其中，傳感器可以輔助制造商在特定的生產(chǎn)應(yīng)用使用合適的EOAT工具組合。比方說(shuō)，工具快換裝置能夠快速地置換不同的夾持器，而不是使用單個(gè)EOAT工具完成所有任務(wù)。在置換過(guò)程中，傳感器協(xié)助夾持器規(guī)劃出一條無(wú)碰撞的切換路徑。

傳感器支持協(xié)作式自動(dòng)化

大多數(shù)的協(xié)作式應(yīng)用都需要復(fù)雜的操作才能處理物品。這包括了：準(zhǔn)確地繪制物體的精確位置、在無(wú)碰撞的路徑中運(yùn)行、控制作用力，以及同時(shí)管理機(jī)器人與環(huán)境之間的復(fù)雜交互。如今，鄰近式傳感器和軸力/扭矩傳感器中的最新傳感技術(shù)可以讓夾持器安全、流暢地調(diào)用工具，不造成任何碰撞和損害。傳感技術(shù)還幫助夾持器運(yùn)用合適的力量去抓取物體，進(jìn)一步支持協(xié)作式應(yīng)用的運(yùn)作。

傳感器和GPS定位技術(shù)一樣——“導(dǎo)航”現(xiàn)代化協(xié)作式應(yīng)用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在各種工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用中，傳感器充當(dāng)物品和生產(chǎn)環(huán)境之間的接口，可根據(jù)執(zhí)行任務(wù)的結(jié)果提供反饋。EOAT傳感器的性能在很大程度上決定著一切，從生產(chǎn)力與質(zhì)量，到可靠性和安全性。OnRobot公司的傳感器內(nèi)置有軟硬件相結(jié)合的作用力控制包，更易于部署，節(jié)省成本。

因此，隨著工業(yè)應(yīng)用不斷發(fā)展變化，制造商對(duì)創(chuàng)新型傳感器設(shè)計(jì)和技術(shù)的需求迅速增長(zhǎng)也不足為奇了。根據(jù)Persistence Market Research的市場(chǎng)研究數(shù)據(jù)，截至2017年底，感應(yīng)式鄰近傳感器的全球年收入超過(guò)120萬(wàn)美元。[1]  同時(shí)，協(xié)作機(jī)器人創(chuàng)造了巨大的傳感器市場(chǎng)，根據(jù)Ofweek機(jī)器人網(wǎng)預(yù)測(cè)，到2024年協(xié)作機(jī)器人將為傳感器行業(yè)貢獻(xiàn)至少6億美元的市場(chǎng)。[2]

先進(jìn)傳感器促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化轉(zhuǎn)型

傳感器可以檢測(cè)光、溫度和碰撞點(diǎn)等變量，是影響制造商成功執(zhí)行自動(dòng)化任務(wù)的關(guān)鍵因素。正因?yàn)閭鞲衅魅绱酥匾缃駛鞲衅髡愿鞣N各樣的方式被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，其應(yīng)用非常多樣化和多用途。針對(duì)不同類型的生產(chǎn)任務(wù)，制造商可以選用溫度傳感器、壓力傳感器、微機(jī)電傳感器、扭矩傳感器、位置和距離傳感器以及發(fā)光傳感器等設(shè)備。

這些全新的創(chuàng)新型傳感技術(shù)讓以前不可能的生產(chǎn)應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。例如，OnRobot公司的Gecko壁虎夾持器是一款微型傳感器，其設(shè)計(jì)靈感源自壁虎攀爬，比現(xiàn)有的靜電驅(qū)動(dòng)傳感器更有效地抓取表面平坦的物品。

執(zhí)行任務(wù)時(shí)，傳感器必須不出差錯(cuò)地作業(yè)，因?yàn)樗鼈儧Q定了機(jī)器人在不同應(yīng)用中的性能。例如，傳感器負(fù)責(zé)判斷正確和錯(cuò)誤的物品位置或信息，幫助夾持器作出相應(yīng)的操作。

OnRobot的RG2-FT智能夾持器在2018年國(guó)際機(jī)械制造技術(shù)展覽會(huì) (IMTS) 首次亮相，配備了6-軸力/扭矩傳感器和鄰近式傳感器。即使沒(méi)有預(yù)先編程精確的參數(shù)，這款?yuàn)A持器可以通過(guò)控制自身和機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)操作人員的生產(chǎn)目標(biāo)，帶來(lái)了真正意義上的協(xié)作，正如操作人員與同事之間的合作一樣。

此外，OnRobot的6-軸力扭矩傳感器可以沿6個(gè)軸提供準(zhǔn)確的力和扭矩測(cè)量，能夠?yàn)榻M裝、拋光、研磨等高難度協(xié)作式應(yīng)用提供精確控制。這款傳感器還搭載了一個(gè)HEX軟件，擁有獨(dú)特的功能，更加容易集成。

有了軸力/扭矩傳感器，表面處理等協(xié)作式應(yīng)用將變得更加容易，因?yàn)檫@類傳感器讓機(jī)器人能夠根據(jù)各種復(fù)雜的路徑和弧線作業(yè)，完美地完成目標(biāo)——這是傳統(tǒng)機(jī)器人無(wú)法做到的。

OnRobot的HEX F/T傳感器非常適合用于對(duì)公差要求高的應(yīng)用，尤其是處理汽車零部件。例如，電機(jī)插針需要正確掌握方向，對(duì)精度要求很高。此外，拋光和研磨等應(yīng)用需要機(jī)器人工具在物品表面施加恒定的作用力。配備作用力和扭矩測(cè)量功能的傳感器則尤其適合用于家具制造、造船和飛機(jī)制造等領(lǐng)域的應(yīng)用。

傳感器如何幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)

傳感器為制造商的自動(dòng)化協(xié)作應(yīng)用提供高度可靠性和靈活性。同時(shí)，智能傳感技術(shù)幫助制造商整合各種數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化成可操作信息，從而實(shí)時(shí)優(yōu)化自動(dòng)化任務(wù)。

通過(guò)為傳感器增加“觸覺(jué)”和“感覺(jué)”，制造商能夠避免由于錯(cuò)誤而導(dǎo)致的重復(fù)性工作，從而節(jié)省人力并降低自動(dòng)化和生產(chǎn)的成本。

為此，EOAT工具的開發(fā)人員不斷努力改進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)器人的傳感能力。例如，攝像機(jī)運(yùn)用識(shí)別軟件來(lái)檢索圖像，然后告知機(jī)器人夾持器抓取物品的最佳路徑。隨著智能識(shí)別等創(chuàng)新技術(shù)逐漸成熟，傳感技術(shù)也可以幫助機(jī)器人觀察環(huán)境，從而進(jìn)行學(xué)習(xí)并執(zhí)行動(dòng)作，這些功能最終將被內(nèi)置在機(jī)器人工具中，只需點(diǎn)擊一個(gè)按鈕就能運(yùn)作，非常便利。

不斷進(jìn)步的傳感技術(shù)有助于提高制造商的自動(dòng)化水平。然而，當(dāng)今的智能抓取和傳感技術(shù)僅僅表明了機(jī)械化已取得的進(jìn)展，未來(lái)的自動(dòng)化還有很長(zhǎng)的路要走。

[1] https://www.sensorsmag.com/components/proximity-sensors-cozy-into-comfortable-market-position

[2] https://robot.ofweek.com/2019-01/ART-8321202-8420-30296953.html