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標(biāo)題: 傳感器技術(shù)在機器人系統(tǒng)中的應(yīng)用 [打印本頁]
作者: 寂靜天花板    時間: 2016-1-9 20:34
標(biāo)題: 傳感器技術(shù)在機器人系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前很多使用機器人的應(yīng)用都具有很高的自動化水平。生產(chǎn)過程中無需人力介入。為了保證此類應(yīng)用中的安全和可用性，可以使用機械防護(hù)裝置來封閉設(shè)備和機械。; a& }, h5 V, R& e
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一般而言，只有在進(jìn)行維修時才需要訪問機器人單元。針對這種類型的訪問授權(quán)，可以使用安全門，不過必須通過安全門傳感器提供保護(hù)。在安全門被打開時，會被傳感器探測到，傳感器將發(fā)出關(guān)閉信號并傳送至安全機械控制系統(tǒng)。
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! D: I. J( J3 ?* @: I$ l$ J; a, B基本保護(hù)及其它保護(hù)! X, E4 z5 R  V. W! j; L6 {

5 w: T' L% V5 U9 N- L# C/ H7 G: a8 ^各種不同的驅(qū)動原理和設(shè)計的使用，要根據(jù)要求、安裝和基于應(yīng)用的邊界狀況來確定。% V; m% Q1 p3 C1 k" M* Q. f+ J/ O' U
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非接觸式、安全的磁傳感器是用于隱蔽式安裝的一種非常經(jīng)濟的解決方案，在安裝時，諸如PSENcode安全開關(guān)等基于無線射頻識別技術(shù)研發(fā)的安全傳感器賦予了最大的自由度，并能保證盡可能實現(xiàn)最大限度的操作保護(hù)。$ k- V/ X5 @! W9 X, L2 ^
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例如，在空間很有限時，若保護(hù)裝置需要靠近危險的運動，危險的超速運動可能帶來危害。在這種情況下，使用安全防護(hù)鎖定設(shè)備是完全有必要的。PSENmech等帶彈簧連鎖的機械防護(hù)鎖定設(shè)備或PSENsgate和PSENslock等集成安全門系統(tǒng)可以完成這些任務(wù)。
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! K, S: p) g& ]/ k. ^% y3 J有多種單元類型符合這些技術(shù)傳感器原理，因此可以實施幾乎所有可能的監(jiān)控方案。
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例如， 皮爾磁公司提供的編碼式安全開關(guān)PSENcode在機器人輔助的車體制造廠的各個領(lǐng)域均有應(yīng)用；這些開關(guān)僅用一個傳感器就能監(jiān)控多達(dá)三個位置。例如，在這種情況下，可以將其應(yīng)用于人和機器人接觸的界面，此時需要人工介入以安裝并拆卸由保護(hù)裝置封閉的機器人單元的金屬部件。
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5 U  d  Z8 e5 R* [- [例如，在需要人工控制、嵌入零件或返修的機器人應(yīng)用中，經(jīng)常采用包括安全光幕在內(nèi)的電敏防護(hù)設(shè)備來提供進(jìn)出保護(hù)。
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可能需要在保護(hù)區(qū)域后部安裝保護(hù)裝置以防止違規(guī)進(jìn)入，可以采用垂直安裝安全光幕或安全激光掃描儀的形式。例如，若光學(xué)系統(tǒng)因過程相關(guān)的邊界狀況（如灰塵、煙、霧或蒸汽）不可用時，很多情況下安全地毯是首選。
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何時可以實現(xiàn)人與機器人的合作
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人與機器人合作是一個全新的領(lǐng)域。在理想的情況下， 人和機器人可以在同一工作區(qū)域工作。通過結(jié)合機器的優(yōu)勢（如可靠、耐久和重復(fù)精度）和人的長處（如敏捷和靈活性），這些新型應(yīng)用可帶來協(xié)同效應(yīng)并因此推動生產(chǎn)力的提高。采用這種類型的人和機器人合作，人和機器人的工作區(qū)域在空間和時間上都可以重合。5 d, z  {5 Z/ V. g( }: L9 p2 L

! ~8 r" D% Q+ l7 H6 _3 B人與機器人的合作，尤其是在服務(wù)機器人領(lǐng)域， 是很好的范例。此時通常采用低負(fù)載機器人，用于如選取和放置等應(yīng)用。2 V4 c( q1 x% R  j: m- F+ R
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通過機器人內(nèi)部或表面的安全組件和安全功能來盡力實現(xiàn)應(yīng)用安全。例如，將機器人的安全運動功能與近距離傳感器、機器人中的集成扭矩監(jiān)控或機器人周圍的觸覺傳感器技術(shù)相結(jié)合。一般而言，機器人在這種應(yīng)用中的運動要比在完全自動化的應(yīng)用中慢得多。目前，這種安全理念的實施領(lǐng)域是同人和機器人合作相關(guān)的服務(wù)型機器人部門；當(dāng)滿足其它安全要求時，也可以實施該應(yīng)用。
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. V# s6 ]% E( W; S" j" V8 V無危險區(qū)—動態(tài)保護(hù)
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當(dāng)采用更高負(fù)載的機器人實施人與機器人合作時，上面詳述的安全理念將達(dá)到極限，這時需要考慮其它安全理念。需要對事件進(jìn)行更清晰且分等級的評估。例如，它必須能夠區(qū)分是否有人進(jìn)入危險活動的潛在作用半徑（警告區(qū)域）還是已經(jīng)進(jìn)入了具有更高安全要求的區(qū)域（探測區(qū)域）。例如，它最好能動態(tài)地調(diào)整這些區(qū)域并跟蹤機器或機器人處于安全監(jiān)控下的運動。在這種情況下，可以實現(xiàn)靜態(tài)安全防護(hù)已達(dá)極限的人與機器人合作。
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8 Q8 P5 E6 u" _  ^新的基于攝像機的過程，例如由三維攝像系統(tǒng)SafetyEYE提供的用于監(jiān)控安全區(qū)域的過程，能夠從多個維度安全地監(jiān)控保護(hù)區(qū)域和探測區(qū)域。該類傳感器系統(tǒng)因其三維工作原理，為應(yīng)用設(shè)計提供了新的可能性。此外，在過程中的每一步，都可以對探測區(qū)域安排進(jìn)行重新調(diào)整。7 @  _- `' X0 m  U# W/ o* T/ n& o

6 t: n; x" ~  r# u+ q該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展取決于未來應(yīng)用的要求：將安全的機器人與安全三維攝像系統(tǒng)以及更好的通信相結(jié)合，可以合并和優(yōu)化各個嚴(yán)格分離的流程步驟。安全的機器人了解其安全位置、安全速度及安全運動方向；安全的攝像系統(tǒng)了解機器人工作范圍周圍的物體（人）的位置。未來整個系統(tǒng)能更靈活地做出反應(yīng)，而不是死板地關(guān)機，從而避免不必要的停機時間并提高設(shè)備生產(chǎn)力。
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& S; o4 F& E3 d0 s用于安全機器人的模塊化技術(shù)3 C) Z1 z* y1 u+ @

, R2 ?9 \: U3 R; L% m確定無疑的是，人與機器人合作的比例將會升高，但提升的速度很大程度上取決于傳感器技術(shù)和機器人科學(xué)的創(chuàng)新。即使在未來，可能也沒有一個安全機器人或一種安全的傳感器技術(shù)能涵蓋所有可能的與安全相關(guān)的應(yīng)用案例。, y& B1 U: H+ ]4 M9 P6 F  J
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這正是需要一種模塊化系統(tǒng)的原因，這種系統(tǒng)包括各種技術(shù)，用戶可從中選擇合適的工具。/ u: W7 ?8 v  f! u: X
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