智能傳感器正在改造工業(yè)機(jī)器人，擴(kuò)展它們的能力和智能。傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人需要大量編程、定期維護(hù)和重要的安全措施。但是機(jī)器人的智能傳感器可以讓他們檢測自己的維護(hù)需求，感知周圍的人和物體，以最少的編程自主操作等等。

從預(yù)測性維護(hù)到計(jì)算機(jī)視覺，帶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)器人究竟可以用先進(jìn)的傳感器做什么，采用它們有什么好處？

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)和高效操作來提高性能。人類可以識(shí)別自己何時(shí)生病或受傷——如果機(jī)器人擁有合適的智能傳感器，它們也可以做到這一點(diǎn)。此過程稱為預(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)傳感器是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人預(yù)測性維護(hù)的最佳選擇。他們可以自動(dòng)將實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)報(bào)告給機(jī)器人管理系統(tǒng)，在那里可以對其進(jìn)行分析和監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)傳感器使用五層架構(gòu)記錄傳感器數(shù)據(jù)，在設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，通過云處理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)中繼到人們可以實(shí)時(shí)查看和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的平臺(tái)。

當(dāng)性能指標(biāo)偏離指定范圍時(shí)，智能傳感器將激活警報(bào)，指示機(jī)器人需要進(jìn)行維護(hù)檢查。此過程可以防止主要部件出現(xiàn)故障，從而節(jié)省組織在昂貴維修上花費(fèi)的時(shí)間和金錢。此外，它還允許機(jī)器人技術(shù)人員更有效地利用他們的時(shí)間，只在機(jī)器人需要檢查時(shí)才進(jìn)行檢查。

例如，拾放機(jī)器人可能安裝了物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器來監(jiān)控機(jī)器人的拾取率。理想情況下，機(jī)器人會(huì)以合理一致的速度撿起物品并將它們放入包裝中。如果機(jī)器人開始每分鐘分揀更少的物品，則可能表明出現(xiàn)了嚴(yán)重的機(jī)械問題。

物聯(lián)網(wǎng)傳感器賦予機(jī)器人智能，可以在出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。性能問題可能是由于簡單的事情造成的，例如需要加油的零件或需要校準(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，及早發(fā)現(xiàn)會(huì)顯著影響成本、工作需求和整體生產(chǎn)力。

事實(shí)上，使用智能傳感器進(jìn)行預(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中恢復(fù)過來的一個(gè)關(guān)鍵原因。通過更快地發(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停機(jī)時(shí)間。因此，他們減輕了供應(yīng)短缺或運(yùn)輸延誤等不可控因素的負(fù)面影響。

功率和燃油效率

除了預(yù)測性維護(hù)，機(jī)器人的智能傳感器還可以最大限度地減少電力和燃料消耗。物聯(lián)網(wǎng)傳感器允許工業(yè)企業(yè)監(jiān)控他們的機(jī)器人使用了多少功率或燃料。這可以突出顯示哪些機(jī)器人的能效最低。

此外，智能傳感器可以讓機(jī)器人智能地管理它們的功耗。借助 AI 算法，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)中高效分配電力。通過優(yōu)化功耗，工業(yè)機(jī)器人可以最大限度地減少電力或燃料的使用，從而降低運(yùn)營成本。

傳感器簡化編程和部署

用于工業(yè)機(jī)器人的智能傳感器可以使編程和部署更加高效。一些機(jī)器人本質(zhì)上比其他機(jī)器人更容易實(shí)施。例如，與運(yùn)動(dòng)軸較少的機(jī)器人相比，7 軸機(jī)器人具有更高的機(jī)動(dòng)性，可在設(shè)計(jì)和部署階段提供更大的靈活性。傳感器可以進(jìn)一步提高實(shí)施效率。

運(yùn)動(dòng)映射是準(zhǔn)備和部署新工業(yè)機(jī)器人最繁瑣的部分之一。對所需的每個(gè)動(dòng)作進(jìn)行編程可能非常耗時(shí)，并且會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人僅限于一小部分動(dòng)作。當(dāng)機(jī)器人需要用末端執(zhí)行器撿起東西時(shí)，事情會(huì)變得更加復(fù)雜。

傳感器通過允許機(jī)器人獨(dú)立檢測事物來簡化所有這些編程。力或扭矩傳感器就是很好的例子。如果沒有力傳感器、機(jī)械夾具或其他——末端執(zhí)行器將需要預(yù)先編程的精確運(yùn)動(dòng)測量——例如打開和關(guān)閉的具體毫米數(shù)。

力傳感器充當(dāng)解決此問題的捷徑。它允許機(jī)器人簡單地判斷它何時(shí)施加了足夠的力來拾取物體而不會(huì)損壞它。這不僅簡化了機(jī)器人的編程需求，還可以讓機(jī)器人處理更精細(xì)的物體。

接近傳感器也是無價(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(shí)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(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庫中變得越來越普遍，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員工的倉庫和工業(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

計(jì)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(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(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(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(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(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)營方式以實(shí)現(xiàn)最高效率和生產(chǎn)力。