當(dāng)前制造業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境正趨于復(fù)雜化、個性化和定制化，對于機(jī)器人的需求而言，不論是新型或是傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，都在追求更精確、完美、高效的應(yīng)用程序以持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時實現(xiàn)更低的成本。

當(dāng)我們看到發(fā)那科（FANUC）的砂紙打磨機(jī)器人工作時，很明顯這些機(jī)器人采用了先進(jìn)的軟件技術(shù)和智能化感知系統(tǒng)，使得他們有了跟人類一樣的視覺和觸覺。在傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人上增加力覺傳感器和視覺傳感器使得機(jī)器人更加適應(yīng)當(dāng)下制造業(yè)的環(huán)境。那么工業(yè)機(jī)器人到底是如何做到“眼明手捷”的呢？本文以發(fā)那科工業(yè)機(jī)器人為例，從下面三個部分為讀者揭示答案。

一、工業(yè)機(jī)器人的手—觸覺系統(tǒng)

傳統(tǒng)的觀點認(rèn)為工業(yè)機(jī)械臂就是機(jī)器人的手，但是這種“機(jī)械手”是沒有感知功能的，與人類的手還相距甚遠(yuǎn)。而工業(yè)機(jī)器人的觸覺系統(tǒng)，即在6自由度的工業(yè)機(jī)器人上安裝力覺傳感器，可以使機(jī)器人執(zhí)行末端（EOAT）能夠檢測力和力矩，使機(jī)器人具備類似人體的觸覺系統(tǒng)。這有助于機(jī)器人解決大多數(shù)要求的操作，比如裝配、材料剔除，以及外形修正、拋光等工作。

發(fā)那科機(jī)器人的觸覺系統(tǒng)由力覺傳感器、傳感器適配器和傳感器電纜組成。一般來說，當(dāng)使用對象是故障定位、拋光、修建或組裝時，力覺傳感器可以真正做到提高產(chǎn)品質(zhì)量。而觸覺系統(tǒng)的公差一般設(shè)置為機(jī)器人執(zhí)行精度的2%，并需要創(chuàng)建一個一致的和可重復(fù)的環(huán)境。

力覺傳感器通常有兩種不同的選項設(shè)置：一種是覆蓋在機(jī)器人手臂上的“電子皮膚”，另一種是遠(yuǎn)程或夾具安裝傳感器。

“電子皮膚”即覆蓋在機(jī)器人的機(jī)械手臂上，借助傳感器收集的信息，機(jī)器人可以利用“觸覺”來識別周圍的情況，找出最佳的行進(jìn)路線并控制移動方向，從而靈活避開前進(jìn)中遇到的各種障礙。包裹著“皮膚”的機(jī)械臂十分靈活，還可以控制觸碰物體時的力度。依靠這種“電子皮膚”，機(jī)器人不僅能感知到物體的地點和方位，還能獲得物體的硬度和強(qiáng)度等。

遠(yuǎn)程或夾具傳感器是固定在機(jī)器人的末端夾具或者一個遠(yuǎn)離機(jī)器人的位置。之所以要把傳感器安裝在機(jī)器人的外部，主要是為了降低終端執(zhí)行器的重量，機(jī)器人末端同時搭載部分感知模塊，而將其他工作交給外部結(jié)構(gòu)，這樣機(jī)器人就可以攜帶更多不同的工具。

二、工業(yè)機(jī)器人的眼—視覺系統(tǒng)

視覺傳感器是機(jī)器人最重要和最復(fù)雜的一類傳感器，對傳感信息的種類和智能化要求最高。視覺傳感器包括光源照明、光學(xué)鏡頭、攝像機(jī)（CCD、CMOS）、圖像采集卡、圖像處理軟件。

在發(fā)那科機(jī)器人上集成iRvision視覺傳感系統(tǒng)，即使機(jī)器人在偏遠(yuǎn)的位置，也可以通過視覺系統(tǒng)測量工件的位置來指揮機(jī)器人動作。視覺系統(tǒng)的好處還不僅限于此，它可以幫助機(jī)器人減少占地面積，同時處理多個操作，進(jìn)行2D或3D的多方位定位識別，減少或消除夾具的成本等。

三、工業(yè)機(jī)器人“眼明手捷”的秘訣

在擁有了觸覺系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了確保所有的傳感器都工作良好，發(fā)那科機(jī)器人有一個內(nèi)置的傳感器診斷系統(tǒng)，使用指令來驗證每一個傳感器的工作狀態(tài)。同時，通過若干軟件功能來協(xié)調(diào)傳感器并確定控制性能。傳感器顯示的實時數(shù)據(jù)對于控制參數(shù)調(diào)整是一個明確的參考指標(biāo)。這有助于降低總的教學(xué)時間，同時為生產(chǎn)運行提供即時反饋，使問題診斷變的更容易。

同時，在發(fā)那科機(jī)器人的內(nèi)部有一個“示教器程序自動生成”應(yīng)用，用以回放視覺監(jiān)控和工件輪廓與力的控制過程。當(dāng)機(jī)器人的執(zhí)行速度很低或者發(fā)生逆轉(zhuǎn)時，這個程序?qū)τ诒３忠恢碌乃俣群屯七M(jìn)力有相當(dāng)重要的作用。可以說，這兩個應(yīng)用的是發(fā)那科機(jī)器人真正實現(xiàn)“眼明手捷”的秘訣所在。