เซ็นเซอร์ที่ใช้กันทั่วไปในหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

ในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม หุ่นยนต์อาศัยเซ็นเซอร์ในการให้ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการอย่างถูกต้อง

รายงานฉบับหนึ่งคาดการณ์ว่าตลาดเซ็นเซอร์หุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วโลกจะเติบโตอย่างต่อเนื่องโดยมีอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น (CAGR) ประมาณ 8% ภายในปี 2564 สำหรับแอปพลิเคชันการตรวจจับหุ่นยนต์ที่ครอบคลุมภาคผู้บริโภคและยานยนต์ รายงานอีกฉบับระบุอย่างชัดเจนว่าระบบการมองเห็นเพียงอย่างเดียวจะบรรลุมูลค่าตลาด 5.7 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2570 ในขณะที่ตลาดเซ็นเซอร์แรงจะเกิน 6.9 พันล้านดอลลาร์

ด้านล่างนี้คือเซ็นเซอร์ที่ใช้กันมากที่สุดในหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

เซนเซอร์ตรวจจับภาพ 2 มิติ

การมองเห็นแบบ 2 มิติหมายถึงกล้องที่สามารถทำงานต่างๆ ได้ ตั้งแต่การตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนไหวไปจนถึงการค้นหาชิ้นส่วนบนสายพานลำเลียง กล้องอัจฉริยะหลายตัวสามารถตรวจจับชิ้นส่วนและช่วยเหลือหุ่นยนต์ในการระบุตำแหน่ง ทำให้หุ่นยนต์สามารถปรับการเคลื่อนไหวตามข้อมูลที่ได้รับ

เซ็นเซอร์มองเห็น 3 มิติ

ระบบการมองเห็น 3 มิติต้องใช้กล้องสองตัวหรือเครื่องสแกนเลเซอร์ที่วางตำแหน่งในมุมที่ต่างกันเพื่อตรวจจับมิติที่สามของวัตถุ ตัวอย่างเช่น การเลือกชิ้นส่วนใช้เทคโนโลยีการมองเห็น 3 มิติเพื่อตรวจจับวัตถุ สร้างภาพสามมิติ- วิเคราะห์พวกมัน และเลือกวิธีการจับที่เหมาะสมที่สุด

เซ็นเซอร์แรง/แรงบิด

หากวิชันเซนเซอร์ช่วยให้หุ่นยนต์มีดวงตา เซนเซอร์แรง/แรงบิดจะทำให้หุ่นยนต์รับรู้ถึงการสัมผัส หุ่นยนต์ใช้เซ็นเซอร์เหล่านี้เพื่อตรวจจับแรงที่กระทำโดยเอฟเฟกต์ส่วนปลาย โดยทั่วไปแล้วจะวางตำแหน่งระหว่างหุ่นยนต์กับมือจับ เซ็นเซอร์วัดแรง/แรงบิดช่วยให้แน่ใจว่าหุ่นยนต์จะตรวจสอบแรงทั้งหมดที่กระทำกับมือจับ

เซ็นเซอร์วัดแรง/แรงบิดช่วยให้สามารถใช้งานต่างๆ ได้ เช่น การประกอบ การนำทางด้วยตนเอง การสอน และการจำกัดแรง

เซ็นเซอร์ตรวจจับการชน

เซ็นเซอร์เหล่านี้มาในรูปแบบต่างๆ โดยหลักแล้วออกแบบมาเพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานมีสภาพแวดล้อมการทำงานที่ปลอดภัย-ซึ่งหุ่นยนต์สำหรับการทำงานร่วมกันต้องพึ่งพาเซนเซอร์เหล่านี้มากที่สุด

เซ็นเซอร์บางตัวทำหน้าที่เป็นระบบจดจำการสัมผัส โดยตรวจจับแรงกดผ่านพื้นผิวที่อ่อนนุ่ม และส่งสัญญาณเพื่อจำกัดหรือหยุดการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์

ส่วนอื่นๆ สามารถรวมเข้ากับหุ่นยนต์ได้โดยตรง บางบริษัทใช้ข้อมูลป้อนกลับของตัวตรวจวัดความเร่ง ในขณะที่บริษัทอื่นๆ ใช้ข้อมูลป้อนกลับในปัจจุบัน ในทั้งสองกรณี เมื่อหุ่นยนต์ตรวจพบแรงที่ผิดปกติ หุ่นยนต์จะสั่งการหยุดฉุกเฉินเพื่อความปลอดภัย

เพื่อให้หุ่นยนต์อุตสาหกรรมทำงานร่วมกับมนุษย์ได้ ขั้นตอนแรกคือการระบุวิธีการเพื่อรับประกันความปลอดภัยของพนักงาน เซ็นเซอร์เหล่านี้มีรูปแบบหลากหลาย ตั้งแต่กล้องไปจนถึงเลเซอร์ ซึ่งออกแบบมาเพื่อแจ้งให้หุ่นยนต์ทราบเกี่ยวกับสภาพแวดล้อม ระบบความปลอดภัยบางระบบสามารถกำหนดค่าได้เพื่อให้เมื่อบุคคลเข้าไปในโซน/พื้นที่เฉพาะ หุ่นยนต์จะช้าลงโดยอัตโนมัติ หากบุคคลนั้นยังคงเข้าใกล้ หุ่นยนต์จะหยุดทำงาน

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือเซ็นเซอร์ความปลอดภัยด้วยเลเซอร์ที่ประตูลิฟต์ เมื่อเลเซอร์ตรวจพบสิ่งกีดขวาง ประตูลิฟต์จะหยุดและถอยกลับทันทีเพื่อป้องกันการชนกัน

เซนเซอร์อื่นๆ

มีเซ็นเซอร์จำนวนมากในท้องตลาดสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตัวอย่างได้แก่ เซ็นเซอร์ติดตามรอยเชื่อม

เซ็นเซอร์สัมผัสก็กำลังได้รับความนิยมเช่นกัน โดยทั่วไปจะติดตั้งบนมือจับ เซ็นเซอร์เหล่านี้จะตรวจจับและรับรู้ลักษณะของวัตถุที่จับได้ เซนเซอร์มักจะตรวจจับแรงและกำหนดการกระจายตัวของแรง ซึ่งเผยให้เห็นตำแหน่งที่แม่นยำของวัตถุ ช่วยให้สามารถควบคุมตำแหน่งการจับและแรงที่ใช้โดยเอฟเฟ็กเตอร์ส่วนปลายได้ นอกจากนี้ เซ็นเซอร์สัมผัสบางตัวยังสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความร้อนได้

เซ็นเซอร์วิชันและพร็อกซิมิตี เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์ที่จำเป็นสำหรับยานพาหนะขับเคลื่อนอัตโนมัติ ได้แก่ กล้อง อินฟราเรด โซนาร์ อัลตราโซนิก เรดาร์ และลิดาร์ อาจใช้กล้องหลายตัวในบางสถานการณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการมองเห็นแบบสามมิติ การรวมเซ็นเซอร์เหล่านี้ช่วยให้หุ่นยนต์สามารถกำหนดขนาด ระบุวัตถุ และวัดระยะทางได้

เซ็นเซอร์ RFID (Radio Frequency Identification) จะให้รหัสประจำตัวและอนุญาตให้หุ่นยนต์ที่ได้รับอนุญาตเข้าถึงข้อมูลเพิ่มเติม

ไมโครโฟน (เซ็นเซอร์อะคูสติก) ช่วยให้หุ่นยนต์อุตสาหกรรมรับคำสั่งเสียงและจดจำเสียงที่ผิดปกติในสภาพแวดล้อมที่คุ้นเคย เมื่อจับคู่กับเซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริก จะสามารถระบุและกำจัดเสียงรบกวนที่เกิดจากการสั่นสะเทือน- เพื่อป้องกันการตีความคำสั่งเสียงที่ไม่ถูกต้อง อัลกอริธึมขั้นสูงยังสามารถช่วยให้หุ่นยนต์เข้าใจอารมณ์ของผู้พูดได้

การตรวจจับอุณหภูมิเป็นส่วนหนึ่งของการวินิจฉัยตนเองของหุ่นยนต์- ซึ่งช่วยระบุสภาพแวดล้อมและหลีกเลี่ยงแหล่งความร้อนที่อาจเป็นอันตราย

การใช้เซ็นเซอร์เคมี ออปติคอล และสี หุ่นยนต์สามารถประเมิน ปรับเปลี่ยน และตรวจจับปัญหาที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมได้

สำหรับหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่สามารถเดิน วิ่ง หรือแม้แต่เต้นได้ ความมั่นคงถือเป็นข้อกังวลหลัก พวกเขาต้องการเซ็นเซอร์ที่คล้ายกับในสมาร์ทโฟนเพื่อให้ข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำ แอปพลิเคชันใช้เซ็นเซอร์ 9-องศา-ของความอิสระ (9DOF) หรือหน่วยวัดแรงเฉื่อย (IMU) ที่มีมาตรความเร่ง 3 แกน ไจโรสโคป 3 แกน และแมกนีโตมิเตอร์ 3 แกน

เซ็นเซอร์เป็นองค์ประกอบสำคัญที่ช่วยให้ซอฟต์แวร์มีความชาญฉลาด หากไม่มีพวกมัน ปฏิบัติการที่ซับซ้อนหลายอย่างคงเป็นไปไม่ได้ พวกเขาไม่เพียงแต่อำนวยความสะดวกให้กับงานที่ซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังรับประกันว่าการดำเนินการเหล่านี้ยังคง-ได้รับการควบคุมอย่างดีตลอดการดำเนินการ