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复合传感器在机器人中的应用
日期:2007-10-29 20:44:02 来源:本站整理  
点击: 作者:未知
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作者:Bennett Brumson

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Robotic hybrid sensors - those with multiple types of detection systems – aren’t part of the flexible automation mainstream. However, the use of hybrids, while small, is on the rise.

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机器人复合传感器(一些多种类型的探测系统集于一身的传感器)不属于柔性自动化主流产品。然而,这些复合传感器虽然很小,但其应用越来越广泛。
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越来越多的机器人系统终端用户认为复合传感器在制造领域扮演着重要的角色。在机器人的制造过程中这些传感器特别适用于传送多种形式的零件信息。
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一种复合传感器拥有“多种传感器和多种处理技术,以便获得比一个人从单个传感器上获得的更多的信息,”位于米拉斯维尔城的宾夕法尼亚大学自动化与电子技术学院的副教授,John R. Wright说。Wright利用一个简单的方程来描述它们:“1+1=3。”
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调查报告显示
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在2006 年的秋天,位于美国密歇根州安阿伯市的机器人工业协会(RIA,www.roboticsonline.com),即一个仅仅从事机器人学的北美贸易协会,与Wright合作对其成员公司进行了问卷调查,以便研究复合传感器潜在的市场。调查数据显示,几乎75%的被调查者认为复合传感器将会在他们工厂很有用。
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根据调查表明,复合传感器最有利的三方面应用是视觉、红外/激光和光电的应用。调查结果也回答了配备复合传感器会带来什么好处。增添了功能的机器人工作单元和其集成的便利性已超过其感知的优点。
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人们期望复合传感器最大的潜力来自于提供给视觉系统辅助功能,以保证其在针对目前的视觉技术仍有疑问的应用中。在回答这份调查报告时几乎75%的被调查者认为视觉特性用于复合传感器系统中具有最大的潜力。调查也发现物料搬运、装配、焊接及机器操作管理也是复合传感器最有应用前景的领域。
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为什么要采用复合式呢?
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有两种你也许会考虑投资到你的机器人系统的复合传感器中的理由。
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“复合传感器能做一些传统二维照相机不能做的事情。二维照相机能拍一张照片,并将其数据发到机器人上,”Servo-Robot公司(www.servorobot.com)总经理,Jeffery Noruk说。“但是,二维照相机在所有条件下不可能正常工作,如当灯光变化或深度信息变化时。”Noruk声称,这些情况出现在具有激光特性和二维拍摄能力的复合传感器能派上用场的地方。
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Noruk提供的投资到复合传感器的第二种理由是与单机激光视觉系统的局限性有关。他说:“激光视觉具有一个很小的视场深度,仅仅能工作在一个相对小的视场范围内。在一个大视场范围下,我们可以利用超声波传感器使机器人到达具有准确位置的零件处。”
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复合传感器从长远来看比较划算,因为可以使用较少的设备来完成更多的任务。
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“投资到复合传感器上的理由是出于成本/性能的考虑,这里复合传感器可能与低端视觉系统竞争;也是出于纯粹的性能考虑,这里增添其它感知性能的现有视觉系统在复杂的应用方面可能会提高其价值。” Wright解释道。
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复合传感器的应用
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复合传感器应用于多种领域,其中包括物料搬运的应用。“用于物料搬运应用中的复合传感器与照相机和超声波传感器配合。该超声波传感器使得抓爪器以很快的速度到达一个零件附近,”Noruk说。“在离那个零件一定距离处,具有较小范围或视场深度的激光传感器负责并指导机器人去精确定位。”
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焊接也是一个能使用复合传感器的应用领域。“一位终端用户配备了一套使用麦克风和Web摄像头跟踪焊缝的激光系统。其中激光传感器用于实时机器人引导中,而麦克风用在焊缝过程听起来正确的声音确认中,”Noruk说。“当机器人处于教学模式时,终端用户已经看到在焊接应用中使用复合传感器的优势。”
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当超声波传感器与激光视觉结合起来使用时,其复合传感器在拾放、模块堆积和自动阶梯形砌接的应用中也是有益的(如图1所示)。“复合传感器允许制造者将其用于一些先前不可能实现或效率低下的物料搬运应用中,”Noruk说。

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