當前制造業的生產環境正趨于復雜化、個性化和定制化，對于機器人的需求而言，不論是新型或是傳統的工業機器人，都在追求更精確、完美、高效的應用程序以持續提高產品質量，同時實現更低的成本。

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

一、工業機器人的手—觸覺系統

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

發那科機器人的觸覺系統由力覺傳感器、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品質量。而觸覺系統的公差一般設置為機器人執行精度的2％，并需要創建一個一致的和可重復的環境。

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

“電子皮膚”即覆蓋在機器人的機械手臂上，借助傳感器收集的信息，機器人可以利用“觸覺”來識別周圍的情況，找出最佳的行進路線并控制移動方向，從而靈活避開前進中遇到的各種障礙。包裹著“皮膚”的機械臂十分靈活，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度等。

遠程或夾具傳感器是固定在機器人的末端夾具或者一個遠離機器人的位置。之所以要把傳感器安裝在機器人的外部，主要是為了降低終端執行器的重量，機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構，這樣機器人就可以攜帶更多不同的工具。

二、工業機器人的眼—視覺系統

視覺傳感器是機器人最重要和最復雜的一類傳感器，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、光學鏡頭、攝像機（CCD、CMOS）、圖像采集卡、圖像處理軟件。

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

三、工業機器人“眼明手捷”的秘訣

在擁有了觸覺系統和視覺系統的基礎上，為了確保所有的傳感器都工作良好，發那科機器人有一個內置的傳感器診斷系統，使用指令來驗證每一個傳感器的工作狀態。同時，通過若干軟件功能來協調傳感器并確定控制性能。傳感器顯示的實時數據對于控制參數調整是一個明確的參考指標。這有助于降低總的教學時間，同時為生產運行提供即時反饋，使問題診斷變的更容易。

同時，在發那科機器人的內部有一個“示教器程序自動生成”應用，用以回放視覺監控和工件輪廓與力的控制過程。當機器人的執行速度很低或者發生逆轉時，這個程序對于保持一致的速度和推進力有相當重要的作用。可以說，這兩個應用的是發那科機器人真正實現“眼明手捷”的秘訣所在。