En el campo de la automatización industrial, los robots se basan en sensores que proporcionan información esencial para ejecutar correctamente las operaciones.
Un informe pronostica que el mercado mundial de sensores de robots industriales crecerá de manera constante a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de aproximadamente el 8% para 2021. Para las aplicaciones de detección de robótica que abarcan los sectores de consumo y automoción, otro informe afirma explícitamente que los sistemas de visión por sí solos alcanzarán un mercado de 5.700 millones de dólares para 2027, mientras que el mercado de sensores de fuerza superará los 6.900 millones de dólares.
A continuación se muestran los sensores más utilizados en robots industriales.
Sensores de visión 2D
La visión 2D se refiere a una cámara capaz de realizar diversas tareas, desde detectar objetos en movimiento hasta localizar piezas en cintas transportadoras. Muchas cámaras inteligentes pueden detectar piezas y ayudar a los robots a determinar sus posiciones, lo que les permite ajustar sus movimientos en función de la información recibida.
Sensores de visión 3D
Los sistemas de visión 3D requieren dos cámaras o escáneres láser colocados en diferentes ángulos para detectar la tercera dimensión de un objeto. Por ejemplo, la selección de piezas utiliza tecnología de visión 3D para detectar objetos, crear-imágenes tridimensionales, analizarlas y seleccionar el método de agarre óptimo.
Sensores de fuerza/par
Si los sensores de visión proporcionan ojos a los robots, los sensores de fuerza/torsión les otorgan percepción táctil. Los robots utilizan estos sensores para detectar la fuerza ejercida por sus efectores finales. Normalmente ubicados entre el robot y la pinza, los sensores de fuerza/par garantizan que todas las fuerzas aplicadas a la pinza sean supervisadas por el robot.
Los sensores de fuerza/par permiten aplicaciones como montaje, guía manual, enseñanza y limitación de fuerza.
Sensores de detección de colisiones
Estos sensores vienen en varias formas, principalmente diseñados para proporcionar a los operadores un entorno de trabajo seguro.-Los robots colaborativos dependen más de ellos.
Algunos sensores funcionan como sistemas de reconocimiento táctil, detectando presión a través de superficies blandas y enviando señales para limitar o detener el movimiento del robot.
Otros se pueden integrar directamente en el robot. Algunas empresas utilizan retroalimentación del acelerómetro, mientras que otras emplean retroalimentación actual. En ambos casos, cuando el robot detecta una fuerza anormal, activa una parada de emergencia para garantizar la seguridad.
Para permitir que los robots industriales colaboren con los humanos, el primer paso es identificar métodos que garanticen la seguridad de los trabajadores. Estos sensores adoptan diversas formas, desde cámaras hasta láseres, diseñados para informar al robot sobre su entorno. Algunos sistemas de seguridad se pueden configurar para que cuando una persona entre en una zona/espacio específico, el robot desacelere automáticamente. Si la persona continúa acercándose, el robot deja de funcionar.
El ejemplo más sencillo es el sensor de seguridad láser en las puertas de los ascensores. Cuando el láser detecta un obstáculo, las puertas del ascensor se detienen inmediatamente y se retraen para evitar colisiones.
Otros sensores
Hay numerosos sensores disponibles en el mercado para diversas aplicaciones. Los ejemplos incluyen sensores de seguimiento de cordones de soldadura.
Los sensores táctiles también están ganando popularidad. Normalmente montados en pinzas, estos sensores detectan y perciben la naturaleza de los objetos agarrados. Los sensores normalmente pueden detectar la fuerza y determinar su distribución, revelando la ubicación precisa del objeto. Esto permite controlar la posición de agarre y la fuerza aplicada por el efector final. Además, algunos sensores táctiles pueden detectar cambios de calor.
Los sensores de visión y proximidad, similares a los necesarios para los vehículos autónomos, incluyen cámaras, infrarrojos, sonar, ultrasonidos, radar y lidar. Se pueden utilizar varias cámaras en determinados escenarios, especialmente para visión estereoscópica. La combinación de estos sensores permite a los robots determinar dimensiones, identificar objetos y medir distancias.
Los sensores RFID (identificación por radiofrecuencia) proporcionan códigos de identificación y permiten que los robots autorizados accedan a información adicional.
Los micrófonos (sensores acústicos) ayudan a los robots industriales a recibir comandos de voz y reconocer sonidos anormales en entornos familiares. Cuando se combinan con sensores piezoeléctricos, pueden identificar y eliminar el ruido inducido por vibración-, evitando malas interpretaciones de los comandos de voz. Los algoritmos avanzados pueden incluso permitir que los robots comprendan las emociones del hablante.
La detección de temperatura forma parte del autodiagnóstico-de un robot, lo que le ayuda a determinar su entorno y evitar fuentes de calor potencialmente dañinas.
Utilizando sensores químicos, ópticos y de color, los robots pueden evaluar, ajustar y detectar problemas presentes en su entorno.
Para los robots humanoides capaces de caminar, correr o incluso bailar, la estabilidad es una preocupación importante. Requieren sensores similares a los de los teléfonos inteligentes para proporcionar datos posicionales precisos. Las aplicaciones emplean sensores de 9-grados-de libertad (9DOF) o unidades de medida inercial (IMU) con acelerómetros de 3 ejes, giroscopios de 3 ejes y magnetómetros de 3 ejes.
Los sensores son componentes críticos que permiten la inteligencia del software; sin ellos, muchas operaciones complejas serían imposibles. No solo facilitan tareas complejas, sino que también garantizan que estas operaciones permanezcan bien-controladas durante toda la ejecución.