Inom området industriell automation förlitar sig robotar på sensorer för att tillhandahålla viktig information för att utföra operationer korrekt.
En rapport förutspår att den globala marknaden för industriella robotsensorer kommer att växa stadigt med en sammansatt årlig tillväxttakt (CAGR) på cirka 8 % till 2021. För robotavkänningstillämpningar som spänner över konsument- och fordonssektorer, anger en annan rapport uttryckligen att enbart visionsystem kommer att uppnå en marknad på 5,7 miljarder USD år 2027, medan kraftsensormarknaden kommer att överstiga 6,9 miljarder USD.
Nedan visas de mest använda sensorerna i industrirobotar.
2D Vision sensorer
2D-seende hänvisar till en kamera som kan utföra olika uppgifter, från att upptäcka rörliga föremål till att lokalisera delar på transportband. Många smarta kameror kan upptäcka delar och hjälpa robotar att bestämma sina positioner, vilket gör det möjligt för robotar att justera sina rörelser baserat på den mottagna informationen.
3D-visionssensorer
3D-visionssystem kräver två kameror eller laserskannrar placerade i olika vinklar för att upptäcka ett objekts tredje dimension. Delplockning använder till exempel 3D-visionsteknik för att upptäcka objekt, skapa tre-dimensionella bilder, analysera dem och välja den optimala greppmetoden.
Kraft-/vridmomentsensorer
Om synsensorer förser robotar med ögon, ger kraft-/vridmomentsensorer dem taktil perception. Robotar använder dessa sensorer för att känna av kraften som utövas av deras sluteffektorer. Normalt placerade mellan roboten och griparen, ser kraft/vridmomentsensorer till att alla krafter som appliceras på griparen övervakas av roboten.
Kraft/vridmomentsensorer möjliggör applikationer som montering, manuell styrning, undervisning och kraftbegränsning.
Kollisionsdetektionssensorer
Dessa sensorer finns i olika former, främst utformade för att ge operatörer en säker arbetsmiljö-samarbetsrobotar förlitar sig mest på dem.
Vissa sensorer fungerar som taktila igenkänningssystem, detekterar tryck genom mjuka ytor och skickar signaler för att begränsa eller stoppa robotens rörelse.
Andra kan integreras direkt i roboten. Vissa företag använder accelerometerfeedback, medan andra använder aktuell feedback. I båda fallen, när roboten upptäcker onormal kraft, utlöser den ett nödstopp för att garantera säkerheten.
För att göra det möjligt för industrirobotar att samarbeta med människor är det första steget att identifiera metoder för att garantera arbetarnas säkerhet. Dessa sensorer har olika former, från kameror till lasrar, utformade för att informera roboten om dess omgivning. Vissa säkerhetssystem kan konfigureras så att när en person går in i en specifik zon/utrymme, saktar roboten automatiskt ned hastigheten. Om personen fortsätter närma sig slutar roboten att fungera.
Det enklaste exemplet är lasersäkerhetssensorn på hissdörrar. När lasern upptäcker ett hinder stannar hissdörrarna omedelbart och dras in för att förhindra kollision.
Andra sensorer
Många sensorer finns tillgängliga på marknaden för olika applikationer. Exempel inkluderar svetssömspårningssensorer.
Taktila sensorer blir också populära. Dessa sensorer är vanligtvis monterade på gripdon och upptäcker och uppfattar arten av gripna föremål. Sensorer kan vanligtvis detektera kraft och bestämma dess fördelning, vilket avslöjar objektets exakta plats. Detta möjliggör kontroll över grippositionen och kraften som appliceras av ändeffektorn. Dessutom kan vissa taktila sensorer upptäcka förändringar i värme.
Syn- och närhetssensorer, liknande de som krävs för autonoma fordon, inkluderar kameror, infraröd, ekolod, ultraljud, radar och lidar. Flera kameror kan användas i vissa scenarier, särskilt för stereoskopisk syn. Genom att kombinera dessa sensorer kan robotar bestämma dimensioner, identifiera objekt och mäta avstånd.
RFID-sensorer (Radio Frequency Identification) tillhandahåller identifieringskoder och tillåter auktoriserade robotar att få tillgång till ytterligare information.
Mikrofoner (akustiska sensorer) hjälper industrirobotar att ta emot röstkommandon och känna igen onormala ljud i bekanta miljöer. När de paras ihop med piezoelektriska sensorer kan de identifiera och eliminera vibrationsinducerade-brus, vilket förhindrar feltolkning av röstkommandon. Avancerade algoritmer kan till och med göra det möjligt för robotar att förstå talarens känslor.
Temperaturavkänning är en del av en robots själv-diagnostik, vilket hjälper den att bestämma sin omgivning och undvika potentiellt skadliga värmekällor.
Med hjälp av kemiska, optiska och färgsensorer kan robotar bedöma, justera och upptäcka problem som finns i deras miljö.
För humanoida robotar som kan gå, springa eller till och med dansa är stabilitet ett stort problem. De kräver sensorer liknande de i smartphones för att ge exakta positionsdata. Tillämpningar använder 9-graders-frihetssensorer (9DOF) eller tröghetsmätenheter (IMU) med 3-axliga accelerometrar, 3-axliga gyroskop och 3-axliga magnetometrar.
Sensorer är kritiska komponenter som möjliggör mjukvaruintelligens; utan dem skulle många komplexa operationer vara omöjliga. De underlättar inte bara komplicerade uppgifter utan säkerställer också att dessa operationer förblir väl-kontrollerade under hela körningen.