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工业机器人传感器的要求与选择
发布日期:2015-01-05 13:57:57 浏览次数: 字体大小:
选择机器人传感器完全取决于机器人的工作需要和应用特点,对机器人感觉系统的要求是选择机器人传感器的基本依据。机器人对传感器的一般性要求如下。1)精度高、重复性好。机器人是否能够准确无误地正常工作,往往取决...
选择机器人传感器完全取决于机器人的工作需要和应用特点,对机器人感觉系统的要求是选择机器人传感器的基本依据。
机器人对传感器的一般性要求如下。
1)精度高、重复性好。机器人是否能够准确无误地正常工作,往往取决于其所用传感器的测量精度。
2)稳定性和可靠性好。保证机器人能够长期稳定可靠地工作,尽可能避免在工作中出现故障。
3)抗干扰能力强。工业机器人的工作环境往往比较恶劣,其所用传感器应能承受一定的电磁干扰、振动,能在高温、高压、高污染环境中正常工作。
4)质量轻、体积小、安装方便。
根据工业机器人加工的任务要求及所处的特定环境,对传感器有一些特定的要求,如下所述。
1)适应加工任务的要求。不同的加工任务对机器人的感觉要求是不相同的,可根据其工作特点进行选择。在现代工业中,机器人被用于执行各种加工任务,其中比较常见的加工任务有物料搬运、装配、喷漆、焊接、检验等。不同的加工任务对机器人提出不同的感觉要求,选择传感器时要有针对性。
目前,多数搬运机器人尚不具有感觉能力,它们只能在指定的位置上拾取确定的零件。而且,在机器人拾取零件以前,除了需要给机器人定位以外,还需要采用某种辅助设备或工艺措施,把被拾取的零件准确定位和定向,这就使得加工工序或设备更加复杂。如果搬运机器人具有感觉能力,就会改善这种状况。搬运机器人所需要的感觉能力有视觉、触觉和力觉等。视觉系统主要用于被拾取零件的粗定位,使机器人能够根据需要,寻找应该拾取的零件,并把该零件的大致位置告诉机器人。触觉传感器的作用包括三个方面:感知被拾取零件的存在,确定该零件的准确位置,确定该零件的方向。触觉传感器有助于机器人更加可靠地拾取零件。力觉传感器主要用于控制搬运机器人的夹持力,防止机器人的手爪损坏被拾取的零件。
喷漆机器人一般需要采用两种类型的传感系统:一种主要用于位置(或速度)的检测;另一种主要用于工作对象的识别。用于位置检测的传感, 包括光电开关、测速码盘、超声波测距传感器、气动式安全保护器等。当待漆工件进入喷漆机器人的工作范围时,光电开关立即通知正常的喷漆工作要求。超声波测距传感器不仅可以用于检测待漆工件的到来,而且可以用来监视机器人及其周围设备的相对位置变化,以避免发生相互碰撞。一旦机器人末端操作器与周围物体发生碰撞,气动式安全保护器会自动切断机器人的动力源,以减少不必要的损失。喷漆机器人传感器完成的另一个任务是对零件进行识别。现代生产经常采用多品种混合加工的生产方式,喷漆机器人系统必须同时对不同种类的工件进行喷漆加工。为此,当待漆工件进入喷漆作业区时,机器人需要识别该工件的类型,然后才能从存储器中取出相应的加工程序进行喷漆。用于这项任务中的传感器,有阵列触觉传感器系统和机器人视觉系统。由于制造水平的限制,阵列式触觉传感器系统只能识别那些形状比较简单的工件,对较复杂工件的识别则 需要采用视觉系统。
焊接机器人包括点焊机器人和弧焊机器人两类。这两类机器人都需要用位置传感器和速度传感器进行控制。位置传感器主要是采用光电式增量码盘,也可以采用较精密的电位器。度传感器目前主要采用测速发电机,其中交流测速发电机的线性度比较高,且正向与反向输出特性比较对称,比直流测速发电机更适合于弧焊机器人使用。为了检测点焊机器人与待焊工件的接近情况,控制点焊机器人的运动速度,点焊机器人还需要装备接近觉传感器。如前所述,弧焊机器人对传感器有一个特殊要求,需要采用某种传感器使焊枪沿焊缝自动定位,并自动跟踪焊缝,目前完成这一功能的常见传感器有触觉传感器、位置传感器和视觉系统。
2)满足机器人控制的要求。机器人控制需要采用传感器检测机器人的运动位置、速度和加速度。除了较简单的开环控制机器人外,多数机器人采用了位置传感器作为闭环控制中的反馈元件,机器人根据位置传感器的反馈信息对其运动误差进行补偿控制。不少机器人还装有速度传感器和加速度传感器,速度检测可用于预测机器人的运动时间,计算和控制离心力引起的变形误差,加速度检测可用于计算机器人构件受到的惯性力,便于控制系统补偿惯性力引起的变形误差。
3)还要注意满足机器人自身安全和机器人使用者的安全性要求以及其他辅助工作的要求。
机器人对传感器的一般性要求如下。
1)精度高、重复性好。机器人是否能够准确无误地正常工作,往往取决于其所用传感器的测量精度。
2)稳定性和可靠性好。保证机器人能够长期稳定可靠地工作,尽可能避免在工作中出现故障。
3)抗干扰能力强。工业机器人的工作环境往往比较恶劣,其所用传感器应能承受一定的电磁干扰、振动,能在高温、高压、高污染环境中正常工作。
4)质量轻、体积小、安装方便。
根据工业机器人加工的任务要求及所处的特定环境,对传感器有一些特定的要求,如下所述。
1)适应加工任务的要求。不同的加工任务对机器人的感觉要求是不相同的,可根据其工作特点进行选择。在现代工业中,机器人被用于执行各种加工任务,其中比较常见的加工任务有物料搬运、装配、喷漆、焊接、检验等。不同的加工任务对机器人提出不同的感觉要求,选择传感器时要有针对性。
目前,多数搬运机器人尚不具有感觉能力,它们只能在指定的位置上拾取确定的零件。而且,在机器人拾取零件以前,除了需要给机器人定位以外,还需要采用某种辅助设备或工艺措施,把被拾取的零件准确定位和定向,这就使得加工工序或设备更加复杂。如果搬运机器人具有感觉能力,就会改善这种状况。搬运机器人所需要的感觉能力有视觉、触觉和力觉等。视觉系统主要用于被拾取零件的粗定位,使机器人能够根据需要,寻找应该拾取的零件,并把该零件的大致位置告诉机器人。触觉传感器的作用包括三个方面:感知被拾取零件的存在,确定该零件的准确位置,确定该零件的方向。触觉传感器有助于机器人更加可靠地拾取零件。力觉传感器主要用于控制搬运机器人的夹持力,防止机器人的手爪损坏被拾取的零件。
喷漆机器人一般需要采用两种类型的传感系统:一种主要用于位置(或速度)的检测;另一种主要用于工作对象的识别。用于位置检测的传感, 包括光电开关、测速码盘、超声波测距传感器、气动式安全保护器等。当待漆工件进入喷漆机器人的工作范围时,光电开关立即通知正常的喷漆工作要求。超声波测距传感器不仅可以用于检测待漆工件的到来,而且可以用来监视机器人及其周围设备的相对位置变化,以避免发生相互碰撞。一旦机器人末端操作器与周围物体发生碰撞,气动式安全保护器会自动切断机器人的动力源,以减少不必要的损失。喷漆机器人传感器完成的另一个任务是对零件进行识别。现代生产经常采用多品种混合加工的生产方式,喷漆机器人系统必须同时对不同种类的工件进行喷漆加工。为此,当待漆工件进入喷漆作业区时,机器人需要识别该工件的类型,然后才能从存储器中取出相应的加工程序进行喷漆。用于这项任务中的传感器,有阵列触觉传感器系统和机器人视觉系统。由于制造水平的限制,阵列式触觉传感器系统只能识别那些形状比较简单的工件,对较复杂工件的识别则 需要采用视觉系统。
焊接机器人包括点焊机器人和弧焊机器人两类。这两类机器人都需要用位置传感器和速度传感器进行控制。位置传感器主要是采用光电式增量码盘,也可以采用较精密的电位器。度传感器目前主要采用测速发电机,其中交流测速发电机的线性度比较高,且正向与反向输出特性比较对称,比直流测速发电机更适合于弧焊机器人使用。为了检测点焊机器人与待焊工件的接近情况,控制点焊机器人的运动速度,点焊机器人还需要装备接近觉传感器。如前所述,弧焊机器人对传感器有一个特殊要求,需要采用某种传感器使焊枪沿焊缝自动定位,并自动跟踪焊缝,目前完成这一功能的常见传感器有触觉传感器、位置传感器和视觉系统。
2)满足机器人控制的要求。机器人控制需要采用传感器检测机器人的运动位置、速度和加速度。除了较简单的开环控制机器人外,多数机器人采用了位置传感器作为闭环控制中的反馈元件,机器人根据位置传感器的反馈信息对其运动误差进行补偿控制。不少机器人还装有速度传感器和加速度传感器,速度检测可用于预测机器人的运动时间,计算和控制离心力引起的变形误差,加速度检测可用于计算机器人构件受到的惯性力,便于控制系统补偿惯性力引起的变形误差。
3)还要注意满足机器人自身安全和机器人使用者的安全性要求以及其他辅助工作的要求。
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