工业自动化中的机器人传感器应用：二维与三维视觉传感器的比较与集成

hwyzw

    【简介】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操作。机器人已经开始使用大量传感器来提高其适应性。例如，许多协作机器人集成了扭矩传感器和摄像头，以确保操作时有更好的视角，保证工作区域的安全。以下是一些常用的可以集成到机器人单元中的传感器，供您参考。

    2D视觉传感器

    2D 视觉基本上是一个可以执行多种任务的相机。从检测移动物体到在传送带上定位零件等等。 2D视觉已经上市很长时间了，并占据了一定的份额。许多智能摄像头可以检测零件并协助机器人确定其位置，因此机器人可以根据接收到的信息适当调整其运动。

    3D视觉传感器

    与二维视觉相比，三维视觉是最近才出现的技术。 3D视觉系统必须有两个不同角度的相机或使用激光扫描仪。以这种方式检测物体的第三维度。同样，现在有很多应用程序都使用了3D视觉技术。例如，在拾取和放置零件时，我们使用3D视觉技术来检测物体并创建3D图像，分析并选择最佳的拾取方法。

    如果说视觉传感器为机器人提供了眼睛，那么力/扭矩传感器为机器人提供了触觉。机器人使用力/扭矩传感器来感测末端执行器的力。在大多数情况下，力/扭矩传感器位于机器人和夹具之间，以便机器人监控反馈到夹具的所有力。

    利用力/扭矩传感器，可以实现装配、手动引导、示教、力限制等应用。

    碰撞检测传感器

    该传感器有多种形式。这些传感器的主要应用是为工人提供安全的工作环境，而协作机器人最有必要使用它们。一些传感器可能是某种触觉识别系统，它通过柔软的表面感知压力，如果感知到压力，就会向机器人发送信号以限制或停止机器人的运动。

    有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，另一些公司使用电流反馈。在这两种情况下，当机器人感知到异常力时，都会触发紧急停止以确保安全。但在机器人停下来之前你仍然会被击中。因此，最安全的环境是完全没有碰撞风险的环境。这是下一个传感器的使命。

    如果想让工业机器人与人协作，首先必须想办法保证工人的安全。这些传感器有多种形式，从摄像头到激光器，只有一个目的，那就是告诉机器人周围发生了什么。可以设置一些安全系统，以便当有人出现在特定区域/空间时，如果该人继续接近，机器人将自动减速并停止工作。

    最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，门会立即停止并反转，以避免碰撞。机器人行业中的大多数安全传感器也是如此。

    零件检测传感器

    在零件拾取应用中（假设没有视觉系统），您无法知道机器人夹具是否正确拾取零件。零件检测应用程序可以为您提供有关夹具位置的反馈。例如，如果夹具错过了某个零件，系统会检测到错误并重复操作以确保正确拾取零件。

    其他传感器

    市场上有许多适合不同应用的传感器。例如，焊缝跟踪传感器等。

    触觉传感器也越来越受欢迎。此类传感器一般安装在夹具上，用于检测和感应被抓取的物体。传感器通常能够检测力并导出力的分布，从而了解物体的准确位置，从而使您能够控制末端执行器的抓取位置和抓取力。还有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。如果没有这些传感器，许多复杂的操作将无法进行。它们不仅实现了复杂的操作，而且保证了这些操作在过程中能够得到很好的控制。