光电技术让机器人视觉和触觉感应简化任务

 
不管是将摄像机固定，还是安装在机器人上，所增加的成本都比使用一个特别的垫料或者其它方法来定位部件的成本要低得多。视觉系统还能带来更高的灵活性，以处理同一条线上的不同部件，或者适应部件的更替。由于成本上的原因，这样的自动叠板卸垛在几年前根本无法实现，而现在，有了视觉系统，机器人方案可行了，也可以负担得起了。  
视觉系统给机器人使用带来的另外一个益处，是降低了用来将部件呈送给机器人的传送器的成本。在使用2D视觉系统之前，很多部件都必须在由托板传送器传送的固定托板上定位。即便是简单的托板传送器成本也要3万美金，而且成本还会随着传送器传送距离的增长而提高。有了2D视觉技术，部件可以在相对便宜的带式传送器上进行传送。被操作员或者机器人放到传送器上的部件接着会被传送给机器人。当安装于传送器末端的一个摄像机检测到某个部件已被传送到末端时，传送器会马上停止。摄像机还会对部件进行定位，以协助机器人将之摘取。  
和用来在箱柜中从隔板上取走部件一样，视觉系统在传送带上也可以协助机器人准确定位并摘取大多数部件。  
对定位同一平面放置的部件，2D视觉系统是完美的，但它也不是万能的。在过去几年里，已经有三维视觉系统可以用来定位不在一个平面上的部件。比如，这些部件可能是彼此层叠的，但也可能随着部件的叠起而两端换位。此时2D图像就不能提供足够的信息来处理这种位移了。  
一个已经在实际使用中得到证明的简单方法是，在2D摄像机的基础上再结合激光器光带。在箱柜顶部安装2D摄像机对部件进行大致定位，并确认下一个要选择的部件。然后在机器人上安装另一个摄像机，并结合激光器。机器人移动激光器和摄像机到另一个部件上方，接着，激光器会将附加准心对准部件上的某个目标。部件上的这个目标可以是一条边、一个圆或者其它明显标志。通过简单的三角测量，摄像机就可以立体定位部件的位置和方向。  
最高端的应用是利用3D视觉系统来定位箱柜中任意方向的部件，但这显然困难重重，比如，部件有可能彼此混杂在一起，而且，还要避开箱柜壁。  
触觉响应  
尽管视觉系统是机器人智能传感器最通用的方法，却不是唯一的方法。还有一种6度随意力传感器可用来给机器人提供触觉响应。在要求高精度的组装中，力传感器就会被用来引导力度合适的部件进行插入操作，比如，将轴状物插入到某个孔中。带有力传感器的机器人还可以用于更复杂的组装任务，比如将装置插入到外壳。这个过程需  
要非常准确，并要经过很多个步骤。经过编程的机器人可以像真正的人一样，前后移动装置，直到每一个步骤都完全符合。  
在对一个复杂的部件进行磨光时也可以使用力传感器来提供触觉响应。   
以前这是由特定的设备来进行的，但是这些设备可能无法达到所要求的精确度。给机器人添加6D力传感器，然后加上一个磨盘，机器人就可以在方向改变的情况下仍保持一个不变的力度，抵消了重力影响。  
今后的方案  
智能传感器技术在各种领域机器人的成功运用中起着至关重要的作用。随着智能传感器技术的继续发展，机器人在将来将拥有更多功能。尽管在进行极其复杂的区别上没有什么可以替代人脑这台超级电脑，但过去那些曾被认为不可能的应用现在对于智能机器人已经是“家常便饭”了。