當(dāng)前，人口紅利下降、人力成本上升、人才結(jié)構(gòu)矛盾等問題正在成為困擾制造業(yè)企業(yè)發(fā)展的難題。為解決用工問題，一些制造業(yè)企業(yè)開始發(fā)力智能制造，建設(shè)智慧工廠，通過引入工業(yè)機(jī)器人來解決用工短缺和成本上升問題。
目前，工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)行業(yè)中的應(yīng)用可謂十分廣泛。很多企業(yè)也在建設(shè)智能工廠，推進(jìn)生產(chǎn)線的智能化改造升級(jí)，通過引入智能化生產(chǎn)線與智能協(xié)作機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作、自動(dòng)化柔性組裝、工序間物流自動(dòng)傳遞等。
機(jī)器人自動(dòng)化是一項(xiàng)快速進(jìn)步的技術(shù)，在短短幾十年的時(shí)間里，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)變成工廠里普通的裝置。工業(yè)機(jī)器人不僅可以克服惡劣環(huán)境對(duì)生產(chǎn)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(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。
在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，機(jī)器人需要傳感器提供必要的信息，以正確執(zhí)行相關(guān)的操作。
工業(yè)機(jī)器人是多自由度的機(jī)器裝置，能自動(dòng)執(zhí)行工作，按照自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能，由機(jī)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(yè)機(jī)器人最重要的部分之一。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人需要傳感器提供必要的信息，才能正確執(zhí)行相關(guān)的操作。可以說，沒有了傳感器的工業(yè)機(jī)器人就如同廢鐵一樣，不能工作……
一份報(bào)告預(yù)測，到2021年，全球工業(yè)機(jī)器人傳感器市場將以約8%的復(fù)合年增長率(CAGR)穩(wěn)步增長。對(duì)于包括消費(fèi)者和汽車在內(nèi)的機(jī)器人傳感應(yīng)用，另一份報(bào)告明確指出，到2027年，視覺系統(tǒng)將單獨(dú)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(tái)工作流暢的工業(yè)機(jī)器人中會(huì)用到哪些傳感器呢?傳感系統(tǒng)是機(jī)器人的重要組成部分，按其采集信息的位置，一般可分為內(nèi)部和外部兩類傳感器。
內(nèi)部傳感器
內(nèi)部傳感器是完成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)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(jī)器人內(nèi)部信息，是構(gòu)成機(jī)器人不可缺少的基本元件;按功能分類可以分為規(guī)定位置、角度傳感器和任意位置、角度傳感器：檢測預(yù)先規(guī)定的位置或角度，用于檢測機(jī)器人的起始原點(diǎn)、越限位置或確定位置，測量機(jī)器人關(guān)機(jī)線位移和角位移的傳感器是機(jī)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(qū)動(dòng)器反饋控制中必不可少的換機(jī)，機(jī)器人中最常用的速度傳感器是測速發(fā)電機(jī)，它分為直流式和交流式兩種。在機(jī)器人中，直流測速用的較多;加速傳感器：在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)手臂等位置安裝加速傳感器，是為了測量震動(dòng)加速度，并反饋到驅(qū)動(dòng)器上。除以上常用內(nèi)部傳感器外，還有一些根據(jù)機(jī)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(jī)器人所處環(huán)境、外部物體狀態(tài)或機(jī)器人與外部物體的關(guān)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(duì)于其他傳感器而言，應(yīng)用更加廣泛;觸覺傳感器：觸覺是接觸、沖擊、壓迫等機(jī)械刺激感覺的綜合，觸覺可以用來進(jìn)行機(jī)器人抓取，利用觸覺進(jìn)一步感知五天和情景等;力覺傳感器：是指對(duì)機(jī)器人的關(guān)節(jié)、肢體等運(yùn)動(dòng)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(jī)器人用來控制自身與周圍物體之間的相對(duì)位置或距離的傳感器。用來彈出在一定距離分為內(nèi)是否有物體接近、物體的距離等。
傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人僅采用內(nèi)部傳感器，用于對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)、位置及姿態(tài)進(jìn)行精確控制?，F(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人使用外部傳感器，使得機(jī)器人對(duì)外部環(huán)境具有一定程度的適應(yīng)能力，從而表現(xiàn)出一定程度的智能。除上述機(jī)器人外部傳感器外，還可以根據(jù)機(jī)器人用途安裝聽覺、嗅覺、味覺等傳感器。傳感器使機(jī)器人更加靈活應(yīng)用場景更加廣泛。
可以說，傳感器賦予了工業(yè)機(jī)器人鮮活的“生命”。
隨著智能制造的不斷發(fā)展，未來使用工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)的企業(yè)將會(huì)越來越多，市場需求將會(huì)持續(xù)旺盛。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2019年我國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)到57.3億美元;預(yù)計(jì)到2021年，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)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(jī)器人可以比擬人類的感知，意識(shí)和控制，但是，隨著機(jī)器人智能化水平的提高，多傳感器信息融合理論和技術(shù)將會(huì)逐步的完善和進(jìn)步，并隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和普及，對(duì)傳感器將會(huì)有更大的要求和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也將衍生更多新型傳感器，這為眾多傳感器企業(yè)提供了一個(gè)潛力巨大的藍(lán)海市場!一份報(bào)告預(yù)測，到2021年，全球工業(yè)機(jī)器人傳感器市場將以約8%的復(fù)合年增長率(CAGR)穩(wěn)步增長。
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