具有全方位视野的机器人眼睛

机器人可以向四面八方移动，但看不见。夫琅和费增材制造技术研究所(IAPT)开发的专利激光传感器SensePRO为这一问题提供了解决方案。

我在哪儿?和人类一样，机器人也需要回答这个问题，因为它们会不知疲倦地给工件涂胶、焊接或密封。毕竟，精密产品的生产依赖于机器人控制系统随时知道粘合头或焊接头的位置。这意味着机器人需要眼睛。

在汽车工业和许多其他部门，专门的传感器执行这一功能，其中大多数是基于激光三角测量的原理。激光二极管将一条红光投射到工件上，光线在被相机检测之前以特定的角度反射。从光线照射到摄像机芯片的位置，可以计算出传感器相对于工件在坐标系内的位置和距离。

然而，这种系统存在一个问题:“阴影效应限制了现有传感器的灵活性。它们还限制了机器人系统的移动自由，集成它们是非常劳动密集型的，”Mauritz Möller说。Mauritz Möller是位于汉堡的夫琅和费增层制造技术研究所的增层制造系统部门的负责人。用传统传感器测量高度的唯一方法是沿着处理的方向安装它们。然而，有了这些传感器，当机器人改变运动方向时，它是盲目的。必须预先定义处理方向极大地限制了处理系统的灵活性。唯一的选择是使用几个传感器或额外的轴——考虑到当今最先进的技术，这两种方法有时都比机器人本身更贵。

专利的测量技术

Mauritz Möller和他的同事Malte Buhr、Vishnuu Jothi Prakash和Julian Weber开发了一种名为SensePRO的创新解决方案。这个紧凑的传感器系统直径为15厘米，配备了专门开发的图像处理算法，从而提供了一个无阴影的全方位视场，并生成360°测量视场，在测量方向上提供了完全的灵活性。无论机器人移动到哪里，至少有一条激光线总是处于最佳位置，为摄像机提供精确的位置信息。

这种方法还解决了另一个问题——由形状复杂的组件造成的激光阴影。研究人员现在已经为这项技术申请了专利。在现有的机器人系统中集成新的传感器系统不需要额外的编程。它可以完全灵活地使用，首先，可靠地在所有粘接和焊接过程中。该技术只需一个传感器，大大简化了过程控制和质量保证。

智能热管理

为了在恶劣的生产环境中长时间运行，传感器包含一个冷却模块，可以利用水或空气。为了加强冷却，安装激光二极管和相机的光学台有一个内部冷却结构。由于其高度复杂的形状，唯一的方法是3D打印。智能热管理系统延长了传感器的使用寿命。该传感器的设计适用于所有领先制造商的机器人，从库卡到发那科，非常适合任何可能的应用场景。因此，它可以很容易地集成到现有的生产系统中。

SensePRO预计将于2021年全面投产。由于目前还没有可竞争的系统，SensePRO有很好的机会在快速增长的工业机器人市场成功立足。在德国，每年约售出1300台用于焊接或粘接的新型机器人，这些机器人需要这种传感器。

对于Mauritz Möller及其同事Malte Buhr、Vishnuu Prakash和Julian Weber来说，该项目的目的是评估SensePRO可能如何进行商业开发，例如通过剥离。考虑到这一点，这四位开创性的研究人员已经申请并获得了EXIST基金的批准。联邦经济事务和能源部的EXIST项目为大学和研究机构的创业提供高达100万欧元的资助。

编者按:本文经弗劳恩霍夫研究所许可转载。可以找到原文在这里．

---

了下:机器人的报告，机器人技术•机器人抓手•末端执行器
标记:传感器，机器人，发那科，库卡，弗劳恩霍夫研究所，SensePRO

---