Die 10 wichtigsten Industrieroboter-Sensoren für eine bessere Automatisierung

Einleitung

Ein Industrieroboter ist ein programmiertes mechanisches Gerät, das produktionsbezogene Aufträge in industriellen Umgebungen automatisch ausführt. In der Industrie- und Automatisierungswelt erstellen Roboter mithilfe von Sensoren ein Bild ihrer Umgebung. Industrieroboter verwenden mehrere Sensoren, um eine vernünftige Steuerung und Bedienung in industriellen Automatisierungsproduktionsprozessen zu erreichen. Der Hersteller kann verschiedene Roboter mit diversen Sensoren ausstatten, um ihre Anpassungsfähigkeit zu erhöhen und eine höhere Rentabilität bei niedrigeren Kosten pro Produkt zu gewährleisten, indem das Potenzial für menschliche Ermüdung und Fehler reduziert wird. In diesem Artikel werden die zehn wichtigsten notwendigen Sensoren für Industrieroboter kurz vorgestellt.

In Industrierobotern verwendete Sensoren

Die kontinuierliche und schnelle Einführung mehrerer neuer Sensortechnologien spielt eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung fortschrittlicherer Industrieroboter. Die zehn am häufigsten verwendeten Sensoren in Industrierobotern sind:

1. Zweidimensionaler Vision-Sensor

   Dabei handelt es sich um eine intelligente Kamera, die viele Aufgaben ausführen kann, einschließlich der Erkennung von sich bewegenden Objekten und der Suche nach Teilen auf dem Förderband. Der Roboter kann seine Bewegung auf der Grundlage der empfangenen Informationen entsprechend einstellen.

   

   Abbildung 1: Zweidimensionaler Vision-Sensor

2. Dreidimensionaler Vision-Sensor

   Das 3D-Vision-System kann die dritte Dimension des Objekts erkennen. Es verwendet zwei Kameras oder Laserscanner mit verschiedenen Winkeln, um seine Funktion auszuführen. Zum Beispiel das Aufnehmen und Platzieren von Teilen mithilfe der 3D-Vision-Technologie, um Objekte zu erkennen und 3D-Bilder zu erzeugen. Es analysiert und wählt auch die beste Kommissioniermethode aus.

   

   Abbildung 2: Dreidimensionaler Vision-Sensor

3. Navigationssensoren (Positionierungssensoren)

   Navigations- oder Positionierungssensoren approximieren die Position des Roboters. Der Standard-Positionierungssensor ist ein GPS. Ein Roboterempfänger erfasst und verarbeitet Signale, die von umlaufenden Satelliten gesendet werden. Er verwendet die verarbeiteten Informationen, um die Geschwindigkeit und ungefähre Position eines Roboters festzustellen.

   

   Abbildung 3: Navigationssensor (Positionierungssensor)

4. Gyroskopsensor

   Ein Gyroskopsensor (oder eine Gyroskopmessung) verwendet das Drehimpulsprinzip, um die Orientierung beizubehalten. Er hilft dabei, die Umdrehungsgeschwindigkeit im Bereich einer bestimmten Achse zu berechnen. Dieser Sensor ermöglicht es Ihrem Roboter, die Orientierung unabhängig von der Schwerkraft der Erde beizubehalten.

   

   Abbildung 4: Gyroskopsensor

5. Schallsensoren

   Schallsensoren in der Robotik arbeiten ähnlich wie Mikrofone und werden mit Schaltungen verbunden, welche die Amplitude der Geräusche in Bezug auf einen bestimmten Schwellenwert auswerten und das Ergebnis an den Roboter melden. Mit zunehmender Amplitude wird das Rauschen lauter. Eine einfache Anwendung ist ein Roboter, der zur Studie von Wildtieren programmiert ist. Der Sensor kann laute Geräusche erkennen und verfolgen und sie zu Datenpunkten für Standorte von Wildtieren machen. Eine komplexere Anwendung für Schallsensoren ist die Spracherkennung, bei welcher der Roboter auf vom Benutzer geäußerte Befehle reagiert.

   

   Abbildung 5: Schallsensor

6. Näherungssensoren

   Ein Näherungssensor in der Robotik kann ein nahegelegenes Objekt ohne physischen Kontakt erkennen (oder „wahrnehmen“). Der Transmitter sendet elektromagnetische Strahlung an den benachbarten Sensor und der Empfänger empfängt und analysiert dann das Unterbrechungsrückkopplungssignal. Die innerhalb des Bereichs empfangene Lichtmenge kann dabei helfen, die Anwesenheit (oder Abwesenheit) von benachbarten Objekten zu bestimmen. Für den Roboter bieten die Sensoren einen Kollisionsvermeidungsansatz.

   Infrarot-Transceiver (IR-Transceiver): Eine IR-LED richtet einen IR-Lichtstrahl auf einen Zielbereich. Jedes Licht, das von einem Objekt in diesem Bereich reflektiert wird, erzeugt ein elektrisches Signal.

   Ultraschallsensor: Diese Sensoren erzeugen hochfrequente Schallwellen und das aufgenommene Echo zeigt die Anwesenheit eines Objekts an. Ultraschallsensoren können auch Entfernungen messen.

   

   Abbildung 6: Näherungssensor

7. Berührungssensoren

   Berührungssensoren (auch als Kontaktsensoren bekannt) sind Geräte, welche die Berührung eines Objekts erkennen können. Diese sind in kleinen Geräten wie Mikroschaltern und Endschaltern zu finden. Roboter verwenden diese Sensoren, um Hindernisse zu vermeiden. Die Sensoren zeigen an, ob der Roboter rückwärts fahren, anhalten, sich einschalten, wenden usw. kann, wenn er auf ein Hindernis stößt.

   

   Abbildung 7: Berührungssensor

8. Kraftsensoren

   Kraftsensoren berechnen die Kräfte, die in den verschiedenen Funktionen eines Roboters wie Materialverwaltung oder Be- und Entladung der Maschine erforderlich sind. Dieser Sensor verbessert den Montageprozess zur Fehlersuche. Ein Kraft/Drehmoment-Sensor gibt den Roboterarmen das Gefühl, eine Montageaufgabe zu erledigen, und die internen Zustandssensoren messen den Endeffektor.

   

   Abbildung 8: Kraftsensor

9. Beschleunigungssensoren

   Beschleunigungssensoren messen die Beschleunigung und den Neigungswinkel des Roboters. Auf einen Beschleunigungsmesser wirken zwei Arten von Kräften.

   Statische Kraft: Das ist die Reibungskraft, die zwischen zwei Objekten besteht. Sie können diese Schwerkraft messen, um festzustellen, um wie viel sich der Roboter neigt. Dieser Parameter hilft dabei, Roboter ins Gleichgewicht zu bringen. Es kann auch beurteilt werden, ob sich ein Roboter auf einer ebenen oder geneigten Oberfläche befindet.

   Dynamische Kraft: Das ist die Beschleunigung, die benötigt wird, um ein Objekt zu bewegen. Sie können die Geschwindigkeit des Roboters ermitteln, indem Sie seine dynamische Kraft mit einem Beschleunigungsmesser messen.

   

   Abbildung 9: Beschleunigungssensor

10. Temperatursensoren

    Temperatursensoren messen Wärme- oder Temperaturänderungen in ihrer Umgebung. Es gibt verschiedene Verfahren, auf die zurückgegriffen werden kann, um die Temperatur zu messen, wie etwa die Verwendung von Materialien, die den Widerstand ändern, oder solchen, die beim Erwärmen oder Abkühlen Spannungsänderungen an einem Halbleiterübergang erzeugen.

    Lufttemperatur, Eintauchtemperatur und Oberflächentemperatur sind alles Anwendungen für die Temperaturmessung.

    

    Abbildung 10: Temperatursensor