Introduzione

Un robot industriale è un dispositivo meccanico programmato che esegue automaticamente lavori legati alla produzione in ambienti industriali. Nel mondo dell'industria e dell'automazione, i robot utilizzano dei sensori per creare un'immagine dell'ambiente circostante. I robot industriali utilizzano diversi sensori per ottenere un controllo e un funzionamento ragionevoli nei processi produttivi di automazione industriale. Il produttore può aggiungere vari sensori ai diversi robot per aumentarne l'adattabilità, garantendo una maggiore redditività con un costo inferiore per prodotto grazie alla riduzione del potenziale di affaticamento ed errore umano. Questo articolo illustra in breve i dieci sensori necessari per i robot industriali.

Sensori utilizzati nei robot industriali

La continua e rapida introduzione di numerose nuove tecnologie di sensori gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo di robot industriali sempre più avanzati. Ecco la top ten dei sensori più utilizzati nei robot industriali:

  1. Sensore di visione bidimensionale

    Si tratta di una telecamera intelligente in grado di svolgere numerose attività, tra cui il rilevamento di oggetti in movimento e la ricerca di parti sul nastro trasportatore. Il robot può regolare il proprio movimento in base alle informazioni ricevute.

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    Figura 1: Sensore di visione bidimensionale
  2. Sensore di visione tridimensionale

    Il sistema di visione 3D è in grado di rilevare la terza dimensione dell'oggetto. Utilizza due telecamere o scanner laser con angolazioni diverse per svolgere la sua funzione. Ad esempio, il prelievo e il posizionamento dei pezzi utilizza la tecnologia di visione 3D per rilevare gli oggetti e creare immagini 3D. Inoltre analizza e seleziona il metodo di prelievo migliore.

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    Figura 2: Sensore di visione tridimensionale
  3. Sensori di navigazione (posizione)

    I sensori di navigazione o di posizione approssimano la posizione del robot. Il sensore di posizionamento standard è un GPS (Global Positioning System). Un ricevitore per robot acquisisce ed elabora i segnali trasmessi dai satelliti in orbita. Utilizza le informazioni elaborate per individuare la velocità e la posizione approssimativa del robot.

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    Figura 3: Sensore di navigazione (posizione)
  4. Sensore giroscopio

    Un sensore giroscopico o misura Gyro utilizza il principio del momento angolare per aiutare a mantenere l'orientamento. Aiuta a calcolare il tasso di rivoluzione nell'area di un particolare asse. Questo sensore permette al tuo robot di essere indipendente dalla gravità terrestre per mantenere l'orientamento.

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    Figura 4: Sensore giroscopio
  5. Sensori acustici

    I sensori acustici nella robotica funzionano in modo simile ai microfoni e si collegano a circuiti che valutano l'ampiezza dei suoni in base a un particolare valore di soglia e riferiscono il risultato al robot. Il rumore diventa più forte con l'aumentare dell'ampiezza. Un semplice esempio di applicazione è quello di un robot programmato per studiare la fauna selvatica. Il sensore può rilevare e seguire i rumori forti e trasformarli in punti di riferimento per la localizzazione della fauna selvatica. Un'applicazione più complessa dei sensori sonori è il riconoscimento vocale, in cui il robot risponde ai comandi impartiti dall'utente.

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    Figura 5: Sensore acustico
  6. Sensori di prossimità

    Un sensore di prossimità in robotica può rilevare (o "percepire") un oggetto vicino senza contatto fisico. Il trasmettitore invia radiazioni elettromagnetiche al sensore adiacente e il ricevitore riceve e analizza il segnale di feedback dell'interruzione. La quantità di luce ricevuta all'interno dell'area può aiutare a determinare la presenza (o l'assenza) di oggetti vicini. Per il robot, i sensori offrono un approccio per evitare le collisioni.

    Ricetrasmettitore a infrarossi (IR): un LED IR dirige un fascio di luce IR verso un’area di destinazione; qualsiasi luce riflessa da un oggetto all’interno di quest’area viene rilevata creando un segnale elettrico.

    Sensore a ultrasuoni: Questi sensori generano onde sonore ad alta frequenza e l'eco registrata indica la presenza di un oggetto. I sensori a ultrasuoni possono misurare anche le distanze.

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    Figura 6: Sensore di prossimità
  7. Sensori tattili

    I sensori tattili (o sensori di contatto) sono dispositivi in grado di rilevare il tocco di un oggetto. Si trovano in piccoli dispositivi come i microinterruttori e i finecorsa. I robot utilizzano questi sensori per evitare gli ostacoli. I sensori indicano se il robot può fare retromarcia, fermarsi, accendersi, girare e così via se incontra un ostacolo.

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    Figura 7: Sensore tattile
  8. Sensori di forza

    I sensori di forza calcolano le forze necessarie nelle varie funzioni di un robot, come la gestione dei materiali, il carico e lo scarico delle macchine o la gestione dei materiali. Questo sensore migliora il processo di assemblaggio per la risoluzione dei problemi. Un sensore di forza-coppia fornisce ai bracci robotici la sensazione di completare un'attività di assemblaggio, mentre i sensori di stato interni misurano l'effettore finale.

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    Figura 8: Sensore di forza
  9. Sensori di accelerazione

    I sensori di accelerazione misurano l'accelerazione e l'inclinazione del robot. Due tipi di forze influenzano un accelerometro.

    Forza statica: È la forza di attrito che esiste tra due oggetti. Puoi misurare questa forza gravitazionale per determinare l'inclinazione del robot. Questo parametro aiuta a bilanciare i robot. Può anche valutare se un robot si trova su una superficie piana o in pendenza.

    Forza dinamica: È l'accelerazione necessaria per spostare un oggetto. Puoi trovare la velocità del robot misurando la sua forza dinamica con un accelerometro.

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    Figura 9: Sensore di accelerazione
  10. Sensori di temperatura

    I sensori di temperatura misurano il calore o le variazioni di temperatura nell'ambiente circostante. Esistono vari metodi per misurare la temperatura, come l'utilizzo di materiali che cambiano la resistenza o alcuni che generano variazioni di tensione attraverso una giunzione di semiconduttori quando vengono riscaldati o raffreddati.

    La temperatura dell'aria, la temperatura di immersione e la temperatura superficiale sono tutte applicazioni per il rilevamento della temperatura.

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    Figura 10: Sensore di temperatura
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