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(cè)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(cè)性維護(hù)到計(jì)算機(jī)視覺(jué)，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(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)和有效的操作來(lái)提高性能。人類在生病或受傷時(shí)能識(shí)別出來(lái)--機(jī)器人在擁有合適的智能傳感器時(shí)也能做到這一點(diǎn)。這個(gè)過(guò)程被稱為預(yù)測(cè)性或預(yù)防性維護(hù)。

預(yù)測(cè)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(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)的最佳選擇。它們可以自主地將實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)報(bào)告給機(jī)器人管理系統(tǒng)，在那里可以對(duì)其進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)。物聯(lián)網(wǎng)傳感器使用一個(gè)五層架構(gòu)，記錄傳感器數(shù)據(jù)，在設(shè)備之間傳輸，通過(guò)云計(jì)算處理，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到人們可以實(shí)時(shí)查看和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的平臺(tái)上。

當(dāng)性能指標(biāo)偏離指定范圍時(shí)，智能傳感器將激活一個(gè)警報(bào)，表明機(jī)器人需要進(jìn)行維護(hù)檢查。這個(gè)過(guò)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(fèi)的時(shí)間和金錢(qián)。此外，它允許機(jī)器人技術(shù)人員更有效地利用他們的時(shí)間，只在機(jī)器人需要時(shí)才進(jìn)行檢查。

例如，一個(gè)拾取和放置機(jī)器人可能安裝了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)機(jī)器人的拾取率。理想情況下，機(jī)器人會(huì)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(kāi)始每分鐘分揀更少的物品，這可能表明一個(gè)嚴(yán)重的機(jī)械問(wèn)題的開(kāi)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(duì)勁的地方。性能問(wèn)題可能是由于簡(jiǎn)單的事情，如一個(gè)需要上油的部件或一個(gè)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(shí)上，使用智能傳感器的預(yù)測(cè)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(lái)的關(guān)鍵原因。通過(guò)更早地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，使用預(yù)測(cè)性維護(hù)的制造商能夠盡可能地減少他們的停機(jī)時(shí)間。因此，他們減少了供應(yīng)短缺或運(yùn)輸延誤等不可控因素帶來(lái)的負(fù)面影響。

電力和燃油效率

除了預(yù)測(cè)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(cè)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(gè)系統(tǒng)中有效地分配電力。通過(guò)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(yùn)營(yíng)成本。

傳感器簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)。例如，與運(yùn)動(dòng)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(jì)和部署階段有更大的靈活性。傳感器可以進(jìn)一步提高實(shí)施效率。

在準(zhǔn)備和部署一個(gè)新的工業(yè)機(jī)器人時(shí)，運(yùn)動(dòng)映射是最繁瑣的部分之一。對(duì)所需的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行編程是很耗時(shí)的，而且會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人被限制在一個(gè)小的運(yùn)動(dòng)集上。當(dāng)機(jī)器人需要用末端效應(yīng)器拿起東西時(shí)，事情就變得更加復(fù)雜。

傳感器通過(guò)允許機(jī)器人獨(dú)立檢測(cè)事物來(lái)簡(jiǎn)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(méi)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(yùn)動(dòng)測(cè)量預(yù)編程--例如打開(kāi)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(jiǎn)單地知道它何時(shí)施加了足夠的力來(lái)拿起一個(gè)物體而不損壞它。這不僅簡(jiǎn)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(wú)價(jià)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(guò)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(cè)附近何時(shí)有物體，無(wú)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(chǎng)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(shí)，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(guò)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(yùn)作。AI 計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(dòng)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(cāng)庫(kù)中變得越來(lái)越普遍，它們幫助移動(dòng)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(dòng)。這在機(jī)器人可能意外撞到路過(guò)員工的倉(cāng)庫(kù)和工業(yè)空間中尤其危險(xiǎn)。

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(dòng)化機(jī)器人在設(shè)施周圍的位置。

除了實(shí)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(guò)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(jì)算機(jī)視覺(jué)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(lái)自攝像機(jī)的鏡頭由經(jīng)過(guò)訓(xùn)練以識(shí)別特定圖像的 AI 算法實(shí)時(shí)處理。根據(jù)算法在攝像機(jī)鏡頭中檢測(cè)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(gè)很好的例子是在 PET 回收設(shè)施 Evergreen 對(duì)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(jì)算機(jī)視覺(jué)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(guò)程中最關(guān)鍵的部分之一，但它可能很耗時(shí)。帶有智能攝像頭的工業(yè)機(jī)器人可以使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)快速檢測(cè)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(duì)員工更安全。機(jī)器人內(nèi)的傳感器可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)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(cè)周圍環(huán)境并安全自主地導(dǎo)航，從而開(kāi)辟了無(wú)數(shù)的自動(dòng)化可能性。人工智能驅(qū)動(dòng)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(yùn)營(yíng)方式以實(shí)現(xiàn)最高效率和生產(chǎn)力。