傳感技術的力量與重要性

James Taylor

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

對制造商來說，使用夾持器、傳感器、工具快換裝置和視覺控制等各種不同的EOAT工具是非常重要的，因為這些工具可以組成多種搭配，對工業(yè)自動化具有重要價值。其中，傳感器可以輔助制造商在特定的生產(chǎn)應用使用合適的EOAT工具組合。比方說，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EOAT工具完成所有任務。在置換過程中，傳感器協(xié)助夾持器規(guī)劃出一條無碰撞的切換路徑。

傳感器支持協(xié)作式自動化

大多數(shù)的協(xié)作式應用都需要復雜的操作才能處理物品。這包括：準確地繪制物體的精確位置、在無碰撞的路徑中運行、控制作用力，以及同時管理機器人與環(huán)境之間的復雜交互。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。傳感技術還幫助夾持器運用合適的力量去抓取物體，進一步支持協(xié)作式應用的運作。

傳感器和GPS定位技術一樣——“導航”現(xiàn)代化協(xié)作式應用實現(xiàn)自動化。在各種工業(yè)系統(tǒng)應用中，傳感器充當物品和生產(chǎn)環(huán)境之間的接口，可根據(jù)執(zhí)行任務的結果提供反饋。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)應用不斷發(fā)展變化，制造商對創(chuàng)新型傳感器設計和技術的需求迅速增長也不足為奇了。根據(jù)Persistence Market Research的市場研究數(shù)據(jù)，截至2017年底，感應式鄰近傳感器的全球年收入超過120萬美元。同時，協(xié)作機器人創(chuàng)造了巨大的傳感器市場，根據(jù)Ofweek機器人網(wǎng)預測，到2024年協(xié)作機器人將為傳感器行業(yè)貢獻至少6億美元的市場。

先進傳感器促進現(xiàn)代工業(yè)自動化轉型

傳感器可以檢測光、溫度和碰撞點等變量，是影響制造商成功執(zhí)行自動化任務的關鍵因素。正因為傳感器如此重要，如今傳感器正以各種各樣的方式被廣泛應用于工業(yè)自動化領域，其應用非常多樣化和多用途。針對不同類型的生產(chǎn)任務，制造商可以選用溫度傳感器、壓力傳感器、微機電傳感器、扭矩傳感器、位置和距離傳感器以及發(fā)光傳感器等設備。

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

執(zhí)行任務時，傳感器必須不出差錯地作業(yè)，因為它們決定了機器人在不同應用中的性能。例如，傳感器負責判斷正確和錯誤的物品位置或信息，幫助夾持器作出相應的操作。

軸力/扭矩傳感器，表面處理等協(xié)作式應用將變得更加容易，因為這類傳感器讓機器人能夠根據(jù)各種復雜的路徑和弧線作業(yè)，完美地完成目標——這是傳統(tǒng)機器人無法做到的。此類傳感器非常適合用于對高公差的應用，尤其是處理汽車零部件。例如，電機插針需要正確掌握方向，對精度要求很高。此外，拋光和研磨等應用需要機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量功能的傳感器則尤其適合用于家具制造、造船和飛機制造等領域的應用。

傳感器如何幫助企業(yè)實現(xiàn)業(yè)務增長

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

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

為此，EOAT工具的開發(fā)人員不斷努力改進技術，進一步增強機器人的傳感能力。例如，攝像機運用識別軟件來檢索圖像，然后告知機器人夾持器抓取物品的最佳路徑。隨著智能識別等創(chuàng)新技術逐漸成熟，傳感技術也可以幫助機器人觀察環(huán)境，從而進行學習并執(zhí)行動作，這些功能最終將被內(nèi)置在機器人工具中，只需點擊一個按鈕就能運作，非常便利。

不斷進步的傳感技術有助于提高制造商的自動化水平。然而，當今的智能抓取和傳感技術僅僅表明了機械化已取得的進展，未來的自動化還有很長的路要走。