為機器人提供“人類觸覺”的壓力傳感器
在精密作業(yè)過程中,有時需要依靠操作人員的“感覺”進行微小力的調整。愛普生壓力傳感器包含獨有的微壓電晶體技術,這是愛普生的專業(yè)傳感技術之一。該項技術為機器人提供了進行精密作業(yè)時不可或缺的“人類觸覺”。
1.高靈敏度:能以較高的靈敏度監(jiān)測到旋轉方向以及在測量方向上施加的微小力。
2.高剛性:即使施加力也不易變形(不影響機器人精度)。
3.可用性:可以根據(jù)壓力傳感器所獲信息控制機器人。
當壓力傳感器安裝到機器人上時,機器人能夠以較高的靈敏度檢測到細微的力變化和旋轉方向上的扭力變化。根據(jù)檢測到的信息來控制機器人,使得先前基于人類觸覺執(zhí)行的操作能夠由機器人執(zhí)行。壓力傳感器為機器人提供了類似人類的感官,是實現(xiàn)復雜工作自動化操作的重要器件。
采用微壓電晶體技術實現(xiàn)高靈敏度和高剛性

愛普生要求安裝在機器人中的壓力傳感器必須能夠檢測到微小的力,并將對機器人精度的影響降至最低。傳統(tǒng)的壓力傳感器通過測量物體被沖壓時傳感器內部部件的變形量來感知力的變化。當物體被微小力沖壓時,變形量較小并會被噪聲覆蓋。要檢測到微小的力,需要一種易于使傳感器部件變形的結構,這將導致剛性降低,機器人精度下降。
高靈敏度和高剛性是兩個相互矛盾的特性,而在壓力傳感器中使用愛普生的專用石英晶體器件不僅實現(xiàn)了高靈敏度,也可以實現(xiàn)高剛性。石英是一種單晶,向石英施加壓力時會發(fā)生電極化,且石英晶體表面會產(chǎn)生電負荷。這種特性被稱為壓電效應。愛普生的壓力傳感器包含獨有的微壓電晶體技術,能夠根據(jù)小的變形量(高剛性)檢測出微小的力(高靈敏度)。愛普生是世界上最大的石英晶體器件制造商,利用與石英晶體相關的技術開發(fā)了高精度壓力傳感器。
因此,愛普生壓力傳感器是高剛性的,無論是0.1[N]的微小力,還是250[N]的最大沖壓力,都能夠進行高度精確的檢測。此外,對機器人的控制可以使用不損害其精度的高剛性壓力傳感器數(shù)值,從而使得這些壓力傳感器成為機器人的最佳選擇。
愛普生在SCARA機器人和六軸機器人中安裝壓力傳感器,并在愛普生工廠的使用過程中不斷進行改進。配備了壓力傳感器的機器人可用于接觸、表面匹配、探測、仿形和沖壓等精密作業(yè)。

? 接觸:檢測與工件的接觸情況
? 表面匹配:將工件與目標表面匹配
? 探測:查找目標上的孔或高度差
? 仿形:沿物體表面移動
? 沖壓:用所需的力沖壓工件
將這些基本操作結合起來,就有可能實現(xiàn)與人類相同的操作水準。例如,將接觸、仿形和沖壓操作相結合能夠確保機器人在傾斜方向上擰緊微型螺絲。接觸和仿形操作可以幫助機器人對準裝配方向和位置。此外,表面匹配和沖壓操作有助于組裝與傾斜嚙合表面存在較窄間隙的齒輪。
愛普生控制器RC+,集成工業(yè)機器人與壓力傳感器
作為集成愛普生機器人技術和傳感技術的軟件,愛普生RC+能夠通過簡便的操作實現(xiàn)傳感器和機器人的鏈接。該軟件可以從機器人的開發(fā)環(huán)境中獲得壓力傳感器信息,從而省去連接傳感器和機器人以及構建開發(fā)環(huán)境所需的時間,使應用程序開發(fā)順利啟動。
愛普生RC+軟件中的模擬器無需使用實際的機器人或壓力傳感器便可對機器人運動狀態(tài)、機器人對周圍區(qū)域的干擾等問題展開研究。此外,操作員可以使用愛普生機器人內置的演示功能,觀看操作步驟。操作步驟的演示不僅可以在PC上進行,也可以在作業(yè)現(xiàn)場進行,從而使應用程序開發(fā)能夠在短時間內完成。

使用壓力傳感器解決生產(chǎn)問題
壓力傳感器可以通過自動化方式完成許多人類的工作,量化人類無法區(qū)分的細微的力和扭矩變化,并且檢測生產(chǎn)中的異常情況,防止不合格產(chǎn)品進入下一道工序,同時對力和扭矩進行記錄和監(jiān)測,使系統(tǒng)始終處于最佳狀態(tài)。
將以前只能由人工完成的工作轉變?yōu)樽詣踊鳂I(yè),是解決制造業(yè)面臨的各種問題(如勞動力短缺和技術傳承)的有效措施。此外,將視覺傳感器與壓力傳感器相結合,擴大了自動化的范圍。為機器人配備類似于人的“眼睛”和“手”,使它們能夠在插入扁平電纜或其他軟電線等操作中代替人類,此類應用一直以來都是一種挑戰(zhàn)。
未來,愛普生將繼續(xù)擴大工業(yè)機器人的應用,利用壓力傳感技術實現(xiàn)自動化操作,完成傳統(tǒng)生產(chǎn)線難以完成的高精度工作,提高產(chǎn)能。