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2012年，來(lái)自約翰霍普金斯大學(xué)的學(xué)者和醫(yī)生就為解決手術(shù)機(jī)器人缺乏力傳導(dǎo)的問(wèn)題發(fā)明了一款可以感知和反饋力的手術(shù)機(jī)器人主端控制器。它能夠地感知醫(yī)生在主端控制器使用的力和力矩，從而使主端控制器按照醫(yī)生所使用的力和力矩進(jìn)行反應(yīng)，以達(dá)到減少手部抖動(dòng)，穩(wěn)定控制機(jī)構(gòu)的目的，給醫(yī)生以最直觀的反饋，就好像醫(yī)生是在拿著手術(shù)器械進(jìn)行操作一樣。這樣做的好處在于醫(yī)生的操作更為直觀，減少長(zhǎng)時(shí)間手術(shù)的疲勞，提升手術(shù)安全性。也使將來(lái)把醫(yī)生施加的力傳到手術(shù)執(zhí)行器端成為可能。

　　ATI Nano17加入完美實(shí)現(xiàn)力反饋

　　該手術(shù)機(jī)器人包括一個(gè)三自由度位移平臺(tái)，一個(gè)一自由度旋轉(zhuǎn)RCM(Remote Center of Motion)和一個(gè)兩自由度位移加旋轉(zhuǎn)連臂。由此構(gòu)成六自由度機(jī)器人，該機(jī)器人將ATI Nano17 SI-12-0.12裝在醫(yī)生抓取的手術(shù)機(jī)器人手柄末端，以便發(fā)揮傳感器最大精度性能。該設(shè)計(jì)要求施力范圍在0.03N到3N之間，并且要求精度在0.03N以上，控制系統(tǒng)頻率需在1000Hz以上以滿足力反饋的實(shí)時(shí)性。ATI傳感器滿足以上所有條件，甚至更好。ATI Nano17 傳感器在滿足精度要求的前提下提供7800Hz的采樣頻率，并在Z軸方向提供800N的過(guò)載保護(hù)。

　　ATI的六軸力/力矩傳感器采用硅應(yīng)變?cè)?，減小信號(hào)噪聲，并具有的穩(wěn)定性。因?yàn)獒t(yī)療應(yīng)用對(duì)于器械衛(wèi)生有特殊要求，ATI可提供IP68防護(hù)版本，使傳感器本體可以經(jīng)受常規(guī)的醫(yī)療消毒，是醫(yī)療領(lǐng)域力傳感器的理想。同時(shí)ATI的六軸力/力矩傳感器提供了各種編程語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)和源代碼，以輔助科研工作者進(jìn)行創(chuàng)新。

　　目前，該手術(shù)機(jī)器人原型機(jī)已完成并且經(jīng)過(guò)了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在手術(shù)機(jī)器人穿針實(shí)驗(yàn)中十組實(shí)驗(yàn)全部成功，作為對(duì)照試驗(yàn)的其他無(wú)傳感器輔助的穿針實(shí)驗(yàn)則失敗大半(51%)。這首先證明了該手術(shù)機(jī)器人的力反饋輔助在手術(shù)機(jī)器人當(dāng)中的其重要性，其次也印證了ATI六維力和力矩傳感器優(yōu)異的性能，精度，采樣速度，穩(wěn)定性缺一不可。

　　Nano17

　　直徑17mm的六軸力/力矩傳感器

　　前面我們提到了ATI的六軸力/力矩傳感器在微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人研究中的重要作用，接下來(lái)我們就來(lái)了解一下文中的這款Nano17吧。

　　Nano17，是目前ATI所有傳感器中最小的一款六軸力/力矩傳感器，非常適用于研究應(yīng)用領(lǐng)域，典型的應(yīng)用包括，牙齒研究、外科機(jī)器人、機(jī)器人手研究、手指力研究等維護(hù)策略可劃分為三種：被動(dòng)策略僅在故障發(fā)生后執(zhí)行維修和設(shè)備更換;預(yù)防性策略定期執(zhí)行維護(hù)操作(具體周期根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定);基于狀態(tài)的維護(hù)則基于利用實(shí)時(shí)診斷對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。因此，狀態(tài)監(jiān)測(cè)為智能預(yù)測(cè)提供了基本條件。它們是預(yù)見性維護(hù)的基礎(chǔ)，而預(yù)見性維護(hù)則是工業(yè)4.0的核心議題。

　　技術(shù)要求不完善以及正在進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程通常會(huì)妨礙現(xiàn)有工廠在后續(xù)階段引入狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。圖爾克專為這類項(xiàng)目提供易于安裝的傳感器以及合適的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測(cè)解決方案。QM42振動(dòng)和溫度傳感器可直接安裝在電機(jī)上，并提供測(cè)量值等，通過(guò)有線或無(wú)線連接發(fā)送至HMI，或通過(guò)圖爾克TCG20云網(wǎng)關(guān)加密發(fā)送至移動(dòng)終端。

　　從零開始打造全新的系統(tǒng)可能會(huì)不時(shí)遇到各種問(wèn)題，但也有一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)，那就是可以在早期的新結(jié)構(gòu)中考慮到所有要求。對(duì)維護(hù)而言同樣如此。任何規(guī)劃現(xiàn)代化生產(chǎn)工廠或物流中心的人都可以為機(jī)器和設(shè)備配備智能傳感器，以便隨后可以選擇性地查詢各個(gè)設(shè)備或區(qū)域的狀態(tài)數(shù)據(jù)。利用快速的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)， 可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢查以及高效的維護(hù)規(guī)劃。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常老舊該怎么辦?

　　如何成功實(shí)施改造而不影響現(xiàn)有過(guò)程?

　　需要調(diào)整控制系統(tǒng)嗎?

　　如何訪問(wèn)難以訪問(wèn)的系統(tǒng)的信息?

電機(jī)監(jiān)測(cè)改造項(xiàng)目

　　這是定制的獨(dú)立解決方案發(fā)揮作用的地方，從基礎(chǔ)的本地監(jiān)測(cè)任務(wù)轉(zhuǎn)向無(wú)線通信和云傳輸。方法：企業(yè)在后期輕松加裝設(shè)備，通過(guò)獨(dú)立的系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)機(jī)器參數(shù)。這樣，狀態(tài)數(shù)據(jù)可以在需要時(shí)傳輸至客戶的自動(dòng)化系統(tǒng)，而現(xiàn)有架構(gòu)則相對(duì)于擴(kuò)展的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保持獨(dú)立運(yùn)行。

　　使用這種方法的一種廣泛應(yīng)用是電機(jī)的監(jiān)測(cè)。電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)泵、壓縮機(jī)或排氣風(fēng)扇。它們通常進(jìn)行高噪音的不間斷任務(wù)，且安裝在難以維護(hù)的位置。通過(guò)員工定期檢查，無(wú)法可靠地排除即將發(fā)生的機(jī)器故障;現(xiàn)場(chǎng)檢查也非常困難。通過(guò)使用測(cè)量設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)不僅更加可靠，同時(shí)成本也更低。測(cè)量設(shè)備可以測(cè)量三個(gè)不同參數(shù)：振動(dòng)、溫度和電流。

　　自由選擇：

　　在該應(yīng)用示例的設(shè)計(jì)圖中，傳感器以無(wú)線方式或通過(guò)連接TX700 HMI發(fā)送溫度和振動(dòng)數(shù)據(jù)，后者通過(guò)無(wú)線方式或電纜將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至PLC或云端

IP67傳感器監(jiān)測(cè)振動(dòng)和溫度

　　電機(jī)有時(shí)會(huì)在發(fā)生實(shí)際故障之前數(shù)月就出現(xiàn)相應(yīng)的異常。軸調(diào)節(jié)錯(cuò)誤、軸承粘連或固定件不平衡會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)頻率變化。為了檢測(cè)這些問(wèn)題，維護(hù)工程師可以將QM42振動(dòng)和溫度傳感器直接安裝在電機(jī)座上。該緊湊型傳感器防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP67，可以使用磁鐵輕松緊固安裝。QM42基于微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS)，因此可以提供高精度的二維速度和加速度數(shù)據(jù)。QM42還可輸出溫度值，通過(guò)監(jiān)測(cè)-40到105 °C范圍內(nèi)的溫度，記錄電機(jī)是否過(guò)熱以及過(guò)熱位置，從而實(shí)現(xiàn)溫度趨勢(shì)的監(jiān)測(cè)。電機(jī)的電流也非常實(shí)用。若軸承發(fā)生任何損壞，或潤(rùn)滑不正確，則相應(yīng)的機(jī)械阻力會(huì)導(dǎo)致需要更多電流來(lái)達(dá)到所需的速度?？梢允褂秒娏骰ジ衅鬟M(jìn)行監(jiān)測(cè)這些測(cè)量值可以按不同方式使用，并可通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。在某些廠房，可能只需要包含QM42VT2傳感器和圖爾克緊湊型TBEN-S2-2COM I/O模塊的分布式警報(bào)系統(tǒng)就能滿足要求。憑借AGREE編程環(huán)境帶來(lái)的內(nèi)置功能，該現(xiàn)場(chǎng)總線模塊可在必要時(shí)提供PLC功能，并將超出閾值的信息直接發(fā)送至信號(hào)燈。另外，TBEN模塊也可與HMI設(shè)備連接。

　　利用DX80無(wú)線系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線傳輸還可實(shí)現(xiàn)更高的靈活性。為此，將類似QM42VT1振動(dòng)和溫度傳感器的設(shè)備與傳輸模塊(節(jié)點(diǎn))串聯(lián)，由傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至接收器(網(wǎng)關(guān))。為了同時(shí)確定電流消耗變化，用戶可使用提供額外變送器信號(hào)輸入的特殊DX80節(jié)點(diǎn)。必要時(shí)，無(wú)線節(jié)點(diǎn)可以是使用電池供電的，從而無(wú)需布置電源。這可顯著減少所需的接線工作，并且有助于將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置在理想位置。

　　該方案可用于中央控制室等?？梢詫o(wú)線網(wǎng)關(guān)與圖爾克TX700 HMI連接，使用VisuPro軟件顯示多個(gè)機(jī)器的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以便提取日志文件或配置警報(bào)。數(shù)據(jù)傳輸無(wú)需在HMI終結(jié)，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)以太網(wǎng)連接到達(dá)其他目的地：例如在WebVisu顯示或發(fā)送自動(dòng)電子郵件通知的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器，以及內(nèi)部自動(dòng)化環(huán)境(PLC、HMI等)。在電子行業(yè)，相信大家對(duì)攝像頭模組都不陌生，攝像頭模組被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)，平板，相機(jī)，安防監(jiān)控等領(lǐng)域。在生產(chǎn)過(guò)程中，檢測(cè)設(shè)備會(huì)對(duì)每一個(gè)攝像頭模組標(biāo)記的二維碼信息，并傳遞到下一個(gè)工序，通過(guò)二維碼閱讀器進(jìn)行識(shí)別并與內(nèi)部系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，可有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)供應(yīng)商的查詢，并對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行管控。

　　在攝像頭檢測(cè)設(shè)備中，如何快速地讀取攝像頭模組背面的二維碼，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的信息追溯呢?

　　推薦您使用勞易測(cè)二維碼閱讀器DCR 200i。

　　下面小編將為大家分享一個(gè)電子行業(yè)客戶的應(yīng)用案例。

應(yīng)用背景&難點(diǎn)

　　1.客戶需求是對(duì)智能手機(jī)攝像頭模組進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)讀取模組上二維碼進(jìn)行信息追溯;

　　2.攝像頭模組背面的條碼為Data matrix碼，激光雕刻的DPM二維碼：

　　二維碼1：物理尺寸為4.25mm*4.25mm，符號(hào)大小為：18*18，字符為17位，內(nèi)容為數(shù)字+大小字母組成，分辨率約0.236mm;

　　二維碼2：物理尺寸為3.3mm*3.3mm，符號(hào)大小為：18*18，字符為17位，內(nèi)容為數(shù)字+大小字母組成，分辨率約0.183mm;

　　3.DPM碼雕刻在特別反光的不銹鋼表面;

　　4.設(shè)備安裝空間有限，要求讀碼器的體積小，有效的讀取距離在40-60mm之間。

　　針對(duì)客戶的應(yīng)用場(chǎng)景和難點(diǎn)，我們推薦了擁有“小塊頭大智慧”的二維碼閱讀器DCR 200i。

　　勞易測(cè)DCR 200i系列憑借小巧的外形和的光學(xué)解碼性能可以輕松應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜解碼環(huán)境。針對(duì)DPM背景材質(zhì)為金屬的高反光的復(fù)雜工況選用偏振濾光鏡頭，可實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確解碼。

DCR 200i產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

　　基于攝像頭的小型條碼閱讀器，尺寸為 43x61x44mm;

　　內(nèi)置RS232、RS422和以太網(wǎng)和Profinet接口;

　　鏡頭豐富(U/N/M/F/L鏡頭)，滿足不同解碼需求;

　　可讀取一維碼和二維碼;紅光和紅光外可選;

　　分辨率1280x960;

　　CMOS傳感器;

　　提供大景深，讀取距離40-360mm;

　　輕松應(yīng)對(duì)高速移動(dòng)物體，解碼性能出眾，可以在6m/s速度下解碼10次;

　　可選項(xiàng)豐富：玻璃鏡頭，偏振濾光，加熱，金屬外殼;

　　通過(guò)PC使用標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器進(jìn)行配置，無(wú)需額外安裝軟件(WebConfig工具)憑借autover®運(yùn)輸車輛分揀系統(tǒng)，BEUMER集團(tuán)為日常的行李搬運(yùn)挑戰(zhàn)提供了正確解決方案。在無(wú)源導(dǎo)軌系統(tǒng)上，被稱為BEUMER autover®小車的智能運(yùn)輸車輛采用非接觸式的電力傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)，將每個(gè)經(jīng)過(guò)安檢的行李安全輸送到目的地。

　　“我們的系統(tǒng)每個(gè)輸送點(diǎn)每小時(shí)吞吐量達(dá)900件行李，處理速度非?？?。”BEUMER集團(tuán)負(fù)責(zé)持續(xù)改進(jìn)BEUMERautover®的HLC軟件工程師Michael Baumeister說(shuō)道。數(shù)百個(gè)BEUMER autover®小車可在類似過(guò)山車的導(dǎo)軌系統(tǒng)上同時(shí)以每秒10米的速度輸送乘客的行李箱、包裹和超限行李，而導(dǎo)軌系統(tǒng)包括急彎、傾角達(dá)18°的上下陡坡以及長(zhǎng)直線段。“每個(gè)小車拾取一件行李，在輸送期間提供100%可追溯性。”

　　的位置檢測(cè)：可以隨時(shí)定位每個(gè)小車及相應(yīng)的行李

火眼金睛，準(zhǔn)確定位

　　除了可靠追蹤外，另一個(gè)重要特點(diǎn)是對(duì)行李物件的正確定位。從辦理登機(jī)手續(xù)開始，行李物件就由傳送帶輸送到BEUMER autover®系統(tǒng)。在由BEUMER autover®小車拾取前，每件行李都通過(guò)傳送帶上方的ifm O3D相機(jī)檢測(cè)和測(cè)量。該相機(jī)采用光飛行時(shí)間原理運(yùn)行。采用類似工作原理的激光掃描儀只能采用1個(gè)像素進(jìn)行測(cè)量，而O3D相機(jī)則能提供以矩陣形式分布的23,000個(gè)像素。因此，該相機(jī)可以快速對(duì)物體和場(chǎng)景進(jìn)行三維檢測(cè)。

　　行李物件通過(guò)23,000個(gè)像素以三維尺寸顯示

高分辨率，優(yōu)化智能運(yùn)輸系統(tǒng)

　　“我們使用ifm O3D相機(jī)來(lái)檢查行李是否符合容許的外部尺寸，即其長(zhǎng)、寬、高。”

　　Baumeister說(shuō)道：“在高速輸送行李時(shí)，在彎曲段等位置可能會(huì)達(dá)到物理限，因此我們需要做這類尺寸檢查。測(cè)定行李的位置非常重要，例如確定行李箱在進(jìn)入我們的輸送系統(tǒng)前是否處于直立姿態(tài)等。ifm O3D相機(jī)可以在裝載前可靠完成該檢測(cè)。”

　　若檢測(cè)到行李箱直立，則會(huì)建議機(jī)場(chǎng)的相關(guān)工作人員將其正確平放，或相應(yīng)調(diào)整BEUMER autover®的輸送配置，尤其是彎曲段的速度，以免造成不穩(wěn)定的輸送。

ifm O3D相機(jī)可在幾分之一秒內(nèi)檢測(cè)場(chǎng)景

　　ifm O3D相機(jī)究竟具備什么魔力，能夠贏得BEUMERautover®的HLC軟件工程師Michael Baumeister及其團(tuán)隊(duì)的度信任呢?

　　一方面是因?yàn)槠涓叨葴?zhǔn)確的識(shí)別和測(cè)量能力，另一方面則是因?yàn)槠鋱D像評(píng)估所能提供的視野潛力。“理論上也可使用光柵來(lái)測(cè)定位置。”Baumeister說(shuō)道：“3D相機(jī)有一個(gè)決定性優(yōu)勢(shì)。它能臨時(shí)保存所采集的圖像，這在偶爾發(fā)生的乘客或機(jī)場(chǎng)投訴時(shí)非常實(shí)用。一方面，我們能以秒為精度內(nèi)確定行李在何時(shí)以及何種條件下進(jìn)入BEUMER autover®。(為此，我們還保存了行李的尺寸和位置。)

　　另一方面，相機(jī)的參數(shù)設(shè)置非常簡(jiǎn)單，可使用ifm Vision Assistant來(lái)評(píng)估圖像數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以多種2D和3D視圖顯示測(cè)量的行李物件。這有助于我們分析警告消息并持續(xù)改進(jìn)控制系統(tǒng)。憑借ifm O3D相機(jī)，BEUMER集團(tuán)可以確保行李在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處(由傳送帶輸送到運(yùn)輸車輛分揀系統(tǒng)的位置)的正確放置。這樣，系統(tǒng)便能全面發(fā)揮其高效率優(yōu)勢(shì)，為機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商、航空公司以及乘客造福。

關(guān)于BEUMER集團(tuán)BEUMER集團(tuán)是輸送、裝載、堆垛、包裝、分揀和分配技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)部物流的制造。BEUMER集團(tuán)及其集團(tuán)公司和銷售代理為客戶提供高質(zhì)量系統(tǒng)解決方案和廣泛的客戶支持網(wǎng)絡(luò)，涵蓋包括機(jī)場(chǎng)行李輸送的眾多行業(yè)。在Münsterland區(qū)域的Beckum主生產(chǎn)基地，BEUMER集團(tuán)正在持續(xù)改進(jìn)其高速行李搬運(yùn)系統(tǒng)BEUMER autover實(shí)施工業(yè)4.0主要是指建立工廠的數(shù)字輪廓，從而方便進(jìn)行過(guò)程優(yōu)化?；拘畔⒂稍S多安裝用于機(jī)器控制的傳感器提供。 憑借IO-Link技術(shù)，這些傳感器能提供更豐富的數(shù)據(jù)，而不只是開關(guān)信號(hào)或模擬值。 Bielefeld的Starrag Technology GmbH是一家生產(chǎn)機(jī)床的公司，他們?yōu)闄C(jī)床配備了大量的ifm electronic的IO-Link傳感器。

Starrag Technology GmbH的FOGS系列便攜式加工中心是一款具備這些功能的機(jī)床。 它被用于機(jī)械工程以及航空和汽車工業(yè)，用于制造車身外殼部件等。 圖中的機(jī)床用于加工航空工業(yè)中的底盤部件(起落架)。這些精密機(jī)床要求傳感器監(jiān)測(cè)所有介質(zhì)(例如冷卻液和潤(rùn)滑劑、液壓、機(jī)床溫度控制)。 為了確保在全自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)床具有效率，介質(zhì)溫度、壓力值和體積流量都必須滿足緊密公差。大量的IO-Link傳感器允許集中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。帶數(shù)字接口的傳感器