測(cè)力傳感器在工業(yè)機(jī)器人拋光和裝配領(lǐng)域的應(yīng)用是機(jī)器人拋光市場(chǎng)。傳感器系統(tǒng)也在朝著小型化、智能化、多功能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。
目前，傳統(tǒng)工業(yè)研磨行業(yè)普遍存在以下痛點(diǎn)：一是風(fēng)險(xiǎn)因素大，傳統(tǒng)研磨粉塵排放不及時(shí)，容易造成爆炸事故，危及人身安全；二是工件一致性差，研磨質(zhì)量與工人技術(shù)密切相關(guān)，工件質(zhì)量不同；三是生產(chǎn)效率低，傳統(tǒng)手工研磨效率低，廢品率高；四是勞動(dòng)力成本高，招聘困難。
在工業(yè)機(jī)器人拋光和裝配領(lǐng)域應(yīng)用多維力傳感器的優(yōu)點(diǎn)。
從這個(gè)角度來(lái)看，機(jī)器人研磨是市場(chǎng)需求，機(jī)器人研磨可以很好地解決這些問(wèn)題，與傳統(tǒng)的手工研磨相比，機(jī)器人研磨具有以下優(yōu)點(diǎn)：封閉機(jī)器人工作站，隔離高噪聲和粉塵，減少環(huán)境污染；操作人員不直接接觸危險(xiǎn)加工設(shè)備，避免工傷事故；機(jī)器人可以保證產(chǎn)品加工精度的一致性，不僅保證質(zhì)量的可靠性，而且降低廢物率；
機(jī)器人取代熟練工人，不僅降低勞動(dòng)力成本，而且不影響交貨期；機(jī)器人可連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)，生產(chǎn)效率大大提高；用戶(hù)可以進(jìn)行二次編程開(kāi)發(fā)，縮短產(chǎn)品改造周期，減少相應(yīng)的投資設(shè)備。
工業(yè)機(jī)器人打磨裝配領(lǐng)域多維傳感器的應(yīng)用是什么？
讓我們先了解一下力感傳感器。力感傳感器是一種觸覺(jué)傳感器，廣泛應(yīng)用于機(jī)器人和機(jī)電一體化設(shè)備中。力和扭矩傳感器用于檢測(cè)設(shè)備的內(nèi)力或與外部環(huán)境相互作用。力不是直接可測(cè)量的物理量，力是通過(guò)其他物理量間接測(cè)量的。
力傳感器可用作變換器，如應(yīng)變?cè)?，可提供與變形成正比的信號(hào)。力傳感器可以檢測(cè)機(jī)器人相關(guān)部件（如手腕、手指）的外力和扭矩，控制手腕移動(dòng)、伺服控制，準(zhǔn)確完成操作。
多維力傳感器在工業(yè)機(jī)器人拋光和組裝領(lǐng)域的應(yīng)用是力傳感器中的一種新型傳感器，可以將多維力/扭矩信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，可用于監(jiān)測(cè)力和扭矩的方向和尺寸，測(cè)量加速度或慣性力，檢測(cè)接觸力的尺寸和作用點(diǎn)。
一般來(lái)講，六維力/力矩傳感器是智能機(jī)器人的重要傳感器，因?yàn)槠錅y(cè)力信息豐富，測(cè)量精度高，所以相關(guān)的扭矩力傳感器在智能機(jī)器人中是使用范圍非常廣泛的。
那么多維傳感器研究現(xiàn)狀如何呢？
近年來(lái)，多維力傳感器在工業(yè)機(jī)器人拋光和裝配領(lǐng)域的應(yīng)用更加關(guān)注多維力/扭矩傳感器的應(yīng)用，如現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人如何充分利用多維力/扭矩傳感器等感知系統(tǒng)完成各種環(huán)境下越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)器人操作，使工作更加準(zhǔn)確。生產(chǎn)效率更高，成本更低；如果將多維力/扭矩傳感器應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)裝配生產(chǎn)線，結(jié)合更實(shí)時(shí)、更有效的算法，智能工業(yè)機(jī)器人可以更好地進(jìn)行精密、靈活的機(jī)械裝配、輪廓跟蹤等操作。
在多維力傳感器的研究中，力敏元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是力傳感器的關(guān)鍵核心問(wèn)題，因?yàn)榱γ粼慕Y(jié)構(gòu)決定了力傳感器的性能。在這方面，許多國(guó)際和國(guó)內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，提出了各種多維力傳感器結(jié)構(gòu)。
多維力傳感器在工業(yè)機(jī)器人拋光和裝配領(lǐng)域的應(yīng)用。
工業(yè)研磨中的多維傳感器。
工業(yè)級(jí)多維力傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域是裝配和拋光，拋光是機(jī)器人應(yīng)用廣泛的領(lǐng)域。從目前的市場(chǎng)情況來(lái)看，拋光精度要求高的行業(yè)主要是3C行業(yè)，3C行業(yè)勞動(dòng)密度高，迫切需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化轉(zhuǎn)型。此外，3C行業(yè)的靈活需求需要更高的智能拋光機(jī)器人來(lái)更好地滿足市場(chǎng)需求。
多維力傳感器通過(guò)傳感器固定座椅，并與機(jī)械臂的末端關(guān)節(jié)固定連接。在靜態(tài)條件下，機(jī)械手腕多維力傳感器測(cè)量的力和扭矩?cái)?shù)據(jù)由傳感器本身的系統(tǒng)誤差、負(fù)載重力作用、負(fù)載受到外部接觸力三部分組成。在加工、裝配等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，需要準(zhǔn)確感知機(jī)器人終端工具或工件與外部環(huán)境的接觸，控制系統(tǒng)修改機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，以確保操作的靈活性。
雖然多維傳感器在機(jī)器人自由度方面可以達(dá)到六個(gè)維度的自由度，大大提高了機(jī)器人的智能水平，但目前工業(yè)市場(chǎng)的使用并不十分樂(lè)觀，特別是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上使用多維傳感器的研磨機(jī)器人產(chǎn)品并不多。
目前，有許多方法可以使用浮動(dòng)主軸，單維力控制。主要有兩個(gè)原因：
1、在精密研磨要求較低的行業(yè)，當(dāng)前的力傳感器可以滿足研磨過(guò)程的需要，企業(yè)不愿意花更多的成本購(gòu)買(mǎi)配備多維力傳感器的研磨設(shè)備；
2、目前，多維力傳感器相對(duì)昂貴，更新成本較高。
隨著工業(yè)加工的發(fā)展，制造業(yè)的發(fā)展越來(lái)越精細(xì)，3C等精密裝配行業(yè)對(duì)生產(chǎn)機(jī)器人的要求也會(huì)增加，多維力傳感器等性能更高的傳感器也將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。目前，90%以上的工業(yè)自動(dòng)化操作是傳統(tǒng)機(jī)器人無(wú)法完成的，包括精密拋光、精密裝配、機(jī)械管理、材料準(zhǔn)備、裝卸、包裝等。人機(jī)合作機(jī)器人可以部分彌補(bǔ)傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的不足，完成機(jī)械管理。2015年，全球機(jī)器人行業(yè)及相關(guān)服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模710億元，預(yù)計(jì)2019年將達(dá)到320億美元。多維力傳感器作為人機(jī)合作機(jī)器人的重要組成部分，在人機(jī)合作應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
隨著5G時(shí)代的到來(lái)，工業(yè)制造業(yè)迎來(lái)了新的變化。這一輪創(chuàng)新源于新一代信息技術(shù)的突破和發(fā)展，以及市場(chǎng)需求的變化和政策的大力推動(dòng)。因此，制造業(yè)必須轉(zhuǎn)型升級(jí)，通過(guò)整合新技術(shù)將制造水平提升到一個(gè)新的高度。
在大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的大力支持下，工業(yè)加工。制造業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈將越來(lái)越精細(xì)，靈活性將是未來(lái)工業(yè)加工和制造業(yè)生產(chǎn)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
