第8章. 工业机器人传感器.ppt

******************第8章：工业机器人传感器*工业机器人传感器是机器人对内部状态信息采集和对外部环境信息感知的重要测量装置。一般传感器由敏感元件和转换电路组成，敏感元件是传感器的核心，它可以利用各种物理、化学、生物效应，将被测量转换成电学参数，而转换电路（调理电路）是将这种电学参数的微量变化信息经过滤波、整形及放大，转换成与控制器输入接口相匹配的电量输出。目前，使用较多的工业机器人传感器有光电编码器、精密电位器、力传感器和视觉传感器等。前言*8.1工业机器人传感器的选择传感器的性能指标：7)漂移6)分辨率5)重复性4)迟滞3)测量范围2)线性度1)灵敏度多数工业机器人都采用了位置传感器作为闭环反馈元件，对机器人的运动误差进行补偿。不少机器人还安装有速度、加速度传感器和力传感器，实现对机器人的精确控制。近年来，由于生产过程对工件定位、识别和分类的大量需求，促使工业机器人视觉已经从选配变为标配。*8.1工业机器人传感器的选择传感器的性能指标：7)漂移6)分辨率5)重复性4)迟滞3)测量范围2)线性度1)灵敏度多数工业机器人都采用了位置传感器作为闭环反馈元件，对机器人的运动误差进行补偿。不少机器人还安装有速度、加速度传感器和力传感器，实现对机器人的精确控制。近年来，由于生产过程对工件定位、识别和分类的大量需求，促使工业机器人视觉已经从选配变为标配。*8.2工业机器人的位置传感器精密电位器机器人的位置传感器是对机器人进行伺服控制的必备检测器件。通过对位置进行一阶或二阶微分(或差分)也可得到速度（角速度）或加速度（角加速度）的数据。电位器(potentiometer)的基本结构：由环状或棒状的电阻丝和滑动片(或称为电刷)组成，滑动片接触或靠近电阻丝取出电信号，电刷与驱动器连成一体，将它的直线位移或转角位移转换成电阻的变化，在电路中以电压或电流变化的形式输出。由于输出电压与阻值无关，所以，由于温度变化而导致的阻值变化对输出电压没有影响。机器人上所用的精密电位器在结构形式上分旋转型精密电位器和线性精密电位器两种，其工作原理基本相同。*8.2工业机器人的位置传感器2）直线位移传感器(LVDT)机器人的位置传感器是对机器人进行伺服控制的必备检测器件。通过对位置进行一阶或二阶微分(或差分)也可得到速度（角速度）或加速度（角加速度）的数据。LVDT是LinearVariableDifferentialTransformer（线性差动变压器）的缩写。LVDT?可以将直线运动的机械变化量转换成相对应的电信号。无摩擦操作：LVDT?的铁心和线圈组件结构之间没有机械式的接触。分辨率无限大：只受限于LVDT?信号放大器的分辨率和输出显示器的位数。零点重复性：零点位置稳定，而且重复性高。快速动态反应：反应速度，是取决于放大器。绝对值输出：即使电源关闭，其位置数据并不消失。*8.2工业机器人的位置传感器机器人的位置传感器是对机器人进行伺服控制的必备检测器件。通过对位置进行一阶或二阶微分(或差分)也可得到速度（角速度）或加速度（角加速度）的数据。3）光电编码器是一种通过光电转换，将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。编码器(encoder)和脉冲发生器(pulsegenerator)的区别：脉冲发生器只能检测单方向的位移或角速度，它输出与位移的编码脉冲信号，并带有符号。光电编码器的类型较多：根据刻度的形状，编码器分为测量直线位移的直线编码器(linearencoder)和测量旋转位移的旋转编码器(rotaryencoder)。根据信号的输出形式它们还可以分为增量式(incremental)编码器和绝对式(absolute)编码器。根据检测原理，编码器可以分为光学式、磁式、感应式和电容式。*8.2工业机器人的位置传感器机器人的位置传感器是对机器人进行伺服控制的必备检测器件。通过对位置进行一阶或二阶微分(或差分)也可得到速度（角速度）或加速度（角加速度）的数据。在发光二极管和光敏二极管之间的码盘上刻有栅缝。当旋转码盘转动时，光敏二极管断续地接受发光二极管发出的光，输出方波信号。增量式光电编码器通过对产生的方波脉冲