智能傳感器正在改變工業(yè)機(jī)器人，擴(kuò)大其能力和智能。傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人需要大量的編程，定期的維護(hù)，以及重要的安全措施。但是，機(jī)器人的智能傳感器可以讓它們檢測自己的維護(hù)需求，感知周圍的人類和物體，以最少的編程自主操作，以及更多。

從預(yù)測性維護(hù)到計算機(jī)視覺，擁有智能傳感器的工業(yè)機(jī)器人有許多令人興奮的可能性。機(jī)器人使用先進(jìn)的傳感器到底能做什么，采用這些傳感器有什么好處？

機(jī)器人的智能傳感器提高性能

為工業(yè)機(jī)器人配備傳感器可以通過預(yù)測性維護(hù)和有效的操作來提高性能。人類在生病或受傷時能識別出來--機(jī)器人在擁有合適的智能傳感器時也能做到這一點。這個過程被稱為預(yù)測性或預(yù)防性維護(hù)。

預(yù)測性維護(hù)

連接的物聯(lián)網(wǎng)傳感器是在工業(yè)機(jī)器人中實現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)的最佳選擇。它們可以自主地將實時性能數(shù)據(jù)報告給機(jī)器人管理系統(tǒng)，在那里可以對其進(jìn)行分析和監(jiān)測。物聯(lián)網(wǎng)傳感器使用一個五層架構(gòu)，記錄傳感器數(shù)據(jù)，在設(shè)備之間傳輸，通過云計算處理，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到人們可以實時查看和監(jiān)測數(shù)據(jù)的平臺上。

當(dāng)性能指標(biāo)偏離指定范圍時，智能傳感器將激活一個警報，表明機(jī)器人需要進(jìn)行維護(hù)檢查。這個過程可以防止重大部件故障，節(jié)省企業(yè)在昂貴的維修上花費的時間和金錢。此外，它允許機(jī)器人技術(shù)人員更有效地利用他們的時間，只在機(jī)器人需要時才進(jìn)行檢查。

例如，一個拾取和放置機(jī)器人可能安裝了一個物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器來監(jiān)測機(jī)器人的拾取率。理想情況下，機(jī)器人會以合理一致的速度拾取物品并將其放入包裝。如果機(jī)器人開始每分鐘分揀更少的物品，這可能表明一個嚴(yán)重的機(jī)械問題的開始。

物聯(lián)網(wǎng)傳感器為機(jī)器人提供了智能，使其能夠注意到似乎有什么不對勁的地方。性能問題可能是由于簡單的事情，如一個需要上油的部件或一個需要校準(zhǔn)調(diào)整的機(jī)器人。如果原因是嚴(yán)重的機(jī)械故障或軟件故障，盡早抓住它可以大大影響成本、工作需求和整體生產(chǎn)力。

事實上，使用智能傳感器的預(yù)測性維護(hù)是一些制造商能夠比其他制造商更快地從大流行病中反彈出來的關(guān)鍵原因。通過更早地發(fā)現(xiàn)問題，使用預(yù)測性維護(hù)的制造商能夠盡可能地減少他們的停機(jī)時間。因此，他們減少了供應(yīng)短缺或運輸延誤等不可控因素帶來的負(fù)面影響。

電力和燃油效率

除了預(yù)測性維護(hù)，機(jī)器人的智能傳感器也可以最大限度地減少電力和燃料消耗。物聯(lián)網(wǎng)傳感器使工業(yè)企業(yè)能夠監(jiān)測其機(jī)器人使用多少電力或燃料。這可以突出哪些機(jī)器人的能源效率最低。此外，智能傳感器可以讓機(jī)器人智能地管理其電力消耗。在人工智能算法的幫助下，工業(yè)機(jī)器人可以使用智能傳感器，根據(jù)需要在整個系統(tǒng)中有效地分配電力。通過優(yōu)化電力消耗，工業(yè)機(jī)器人可以盡量減少電力或燃料的使用，從而降低運營成本。

傳感器簡化了編程和部署

工業(yè)機(jī)器人的智能傳感器可以使編程和部署更加有效。從本質(zhì)上講，有些機(jī)器人比其他機(jī)器人更容易實現(xiàn)。例如，與運動軸數(shù)較少的機(jī)器人相比，7軸機(jī)器人的可操作性更強(qiáng)，在設(shè)計和部署階段有更大的靈活性。傳感器可以進(jìn)一步提高實施效率。

在準(zhǔn)備和部署一個新的工業(yè)機(jī)器人時，運動映射是最繁瑣的部分之一。對所需的每一個運動進(jìn)行編程是很耗時的，而且會導(dǎo)致機(jī)器人被限制在一個小的運動集上。當(dāng)機(jī)器人需要用末端效應(yīng)器拿起東西時，事情就變得更加復(fù)雜。

傳感器通過允許機(jī)器人獨立檢測事物來簡化所有這些編程。力或扭矩傳感器是這方面的好例子。如果沒有力傳感器，機(jī)械抓手或其他終端執(zhí)行器將需要精確的運動測量預(yù)編程--例如打開和關(guān)閉的具體毫米數(shù)。

力傳感器在這方面起到了捷徑的作用。它使機(jī)器人能夠簡單地知道它何時施加了足夠的力來拿起一個物體而不損壞它。這不僅簡化了機(jī)器人的編程需求，而且還使機(jī)器人能夠處理更精細(xì)的物體。

接近傳感器也是無價的。許多工業(yè)機(jī)器人必須處于安全圍欄內(nèi)，以防止路過的員工意外被撞到。借助接近傳感器，工業(yè)機(jī)器人可以檢測附近何時有物體，無論是墻壁、設(shè)備還是人。除了使機(jī)器人更有效地部署之外，這還提高了工作場所的安全性。接近傳感器可以減少機(jī)器人所需的編程量。

接近傳感器告訴它停止或當(dāng)它離某物太近時，而不是編程行駛多遠(yuǎn)。

傳感器擴(kuò)展了工業(yè)機(jī)器人的能力

過去，工業(yè)機(jī)器人通常僅限于執(zhí)行單一的編程任務(wù)。在智能傳感器的幫助下，他們可以從事新的工作并更加靈活地運作。AI 計算機(jī)視覺等新技術(shù)顯著擴(kuò)展了工業(yè)機(jī)器人的功能，增加了以前只能由人類完成的任務(wù)。

自主導(dǎo)航

用于機(jī)器人的智能傳感器不僅有助于拾放應(yīng)用。它們還在改變移動工業(yè)機(jī)器人的操作方式。RFID 標(biāo)簽、接近傳感器和紅外傳感器在倉庫中變得越來越普遍，它們幫助移動機(jī)器人在設(shè)施周圍自主導(dǎo)航。

以前，機(jī)器人需要在軌道上奔跑或精心規(guī)劃路線才能四處移動。這在機(jī)器人可能意外撞到路過員工的倉庫和工業(yè)空間中尤其危險。

有了傳感器，機(jī)器人就有了“眼睛”，可以導(dǎo)航并避免撞到東西和人。RFID 標(biāo)簽幫助機(jī)器人定位自己，而紅外線和接近傳感器告訴它周圍的環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)傳感器甚至可以遠(yuǎn)程監(jiān)控自動化機(jī)器人在設(shè)施周圍的位置。

除了實現(xiàn)自主導(dǎo)航之外，智能傳感器還可以讓工業(yè)機(jī)器人更安全地供員工工作。通過為工業(yè)機(jī)器人提供傳感器，幫助它們更好地與人類合作，它們成為協(xié)作機(jī)器人或“協(xié)作機(jī)器人”。協(xié)作機(jī)器人的最大好處之一是憑借其智能傳感器提高了安全性。

計算機(jī)視覺

計算機(jī)視覺涉及使用 AI 算法將相機(jī)變成機(jī)器人的傳感器。相機(jī)變成了機(jī)器人的眼睛。來自攝像機(jī)的鏡頭由經(jīng)過訓(xùn)練以識別特定圖像的 AI 算法實時處理。根據(jù)算法在攝像機(jī)鏡頭中檢測到的內(nèi)容，算法將為機(jī)器人發(fā)出命令。這有效地使機(jī)器人能夠像人類一樣感知周圍環(huán)境。

一個很好的例子是在 PET 回收設(shè)施 Evergreen 對塑料垃圾進(jìn)行分類的工業(yè)機(jī)器人上使用 AI 攝像頭傳感器。得益于智能攝像頭傳感器和 AI 算法，Evergreen 能夠?qū)⑺芰掀康氖叭÷侍岣?200%，并去除瓶子上高達(dá) 90% 的污染物。

計算機(jī)視覺還可以讓工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行自主質(zhì)量控制。QC 是制造過程中最關(guān)鍵的部分之一，但它可能很耗時。帶有智能攝像頭的工業(yè)機(jī)器人可以使用計算機(jī)視覺快速檢測缺陷，通常比人類質(zhì)量控制專家更準(zhǔn)確。

利用機(jī)器人的智能傳感器進(jìn)行創(chuàng)新

智能傳感器可以擴(kuò)展工業(yè)機(jī)器人的能力，使它們更智能、更優(yōu)化、對員工更安全。機(jī)器人內(nèi)的傳感器可以實現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)計劃，從而降低維修成本并提高機(jī)器人設(shè)備的性能和使用壽命。

外部傳感器可以幫助工業(yè)機(jī)器人檢測周圍環(huán)境并安全自主地導(dǎo)航，從而開辟了無數(shù)的自動化可能性。人工智能驅(qū)動的智能傳感器甚至可以模仿人類的感官，讓機(jī)器人能夠執(zhí)行質(zhì)量控制等復(fù)雜任務(wù)。在工業(yè)機(jī)器人中采用智能傳感器不僅可以使機(jī)器人更智能，還可以轉(zhuǎn)變工業(yè)運營方式以實現(xiàn)最高效率和生產(chǎn)力。