SDD-uri cu un singur CNA şi memorie analogică pe fiecare canal

1. SDD-uri cu un singur CNA şi memorie analogică pe fiecare canal Un astfel de SDD este prezentat în figura alaturata Datele sosite pe magistrala de date a sistemului sunt memorate secvenţial - canal cu canal - în registrul temporar RT După conversia numeric analogică datele sunt memorate analogic în blocurile de eşantionare şi memorare analogică EMA, la momentele date de timpii de eşantionare Te1, Te2, ..., Ten Între două momente de eşantionare succesivă pe acelaşi canal de ieşire, informaţia analogică memorată nu trebuie să se altereze esenţial, în consecinţă se procedează la reîmprospătarea periodică a memoriei analogice. Sunt recomandate la rezoluţii moderate - tipic 8 biţi.

2. Senzori de temperatura • Elementul sensibil se bazeaza pe variatia de rezistenta a materialelor semiconductoare. • Furnizeaza o caracteristica liniara in frecvenţă, perioadă, numar de impulsuri, factor de umplere, impulsuri modulate (PWM) si au ieşirea in temperatura direct sub formă cvasi-digitala. • Cei mai utilizati senzori de temperatura integrati sunt: TMP03/TMP04; TMP05/TMP06 de la Analog Devices, MAX6576/MAX6577;MAX6666/MAX6667;MAX6672/MAX6673; MAX6676/MAX6677 de la MAXIM, SMT 160-30 de la SMARTEC; SBE 3F de la Sea- Bird Electronics; AD 74-78 de la DWYER INSTRUMENTS, INC., etc.

3. Senzorii de Temperatura TMP05/TMP06Sunt senzori de temperatura:- monolitici - cu iesire PWM - Precizie ±0.5 0C in gama –40 0C to +150 0C- rezolutie12-bit Senzorii de Temperatura MAX6576/MAX6577Sunt senzori de temperatura: - monolitici cu iesire in frecventa/perioada Precizie ±0.3 0C in gama –40 0C to +125 0C

4. Senzorii de Temperatura MAX6666/MAX6667 Sunt senzori de temperatura de precizie:- monolitici - cu iesire PWM, de tip push-pull (MAX6666) si open-drain (MAX6667)- Precizie ±1 0C in gama –40 0C to +125 0C- rezolutie12-bit Senzorii de Temperatura MAX6672/MAX6673 Sunt senzori de temperatura de curent mic:- monolitici - cu iesire PWM, - Precizie ±3 0C in gama –40 0C to +125 0C- rezolutie12-bit

5. Senzorii de Temperatura MAX6676/MAX6677 Sunt senzori de temperatura de precizie si de putere mica:- monolitici - cu iesire PWM, • Precizie ±1.5 0C in gama –40 0C to +125 0C- rezolutie12-bit Senzorii de Temperatura SMT 160-30 Sunt senzori de temperatura complet integrati si de putere mica:- monolitici - cu iesire in semnal dreptunghiular modulat, • Precizie ±0.7 0C in gama –40 0C to +130 0C-iesirea in frecventa 1-4 KHz

6. Senzorii de Temperatura SBE 3F • Sunt senzori de temperatura de mare precizie:- precizie 0.001 0C (0.003 % FS), • - stabilitate pana la 0.002 0C pe an • - monolitici • - cu element sensibil de tip termistor acoperit complet cu sticla - cu iesire in frecventa 2-6 KHz, invers proportionala cu radacina patrata rezistentei termistorului • in gama –5 0C to +35 0C

7. TMP03/04 TEMPERATURE SENSOR VPTAT DIGITAL MODULATOR VREF 1 2 3 DOUT GND V+ Senzori de temperatura TMP03/TMP04 • Sunt detectoare monolitice de temperaturacu iesire PWM (iesire digitala modulata serial). Senzorul semiconductor de temperatura integrat pe acelasi cip furnizeaza o tensiune VPTAT riguros proportionala cu temperatura ce este comparata cu o tensiune interna de referinta VREF si apoi aplicata unui modulator (convertor) digital de precizie. Semnalul de iesire digital serial este obtinut in urma unei codificari de tip raport ceea ce-l face independent in comparatie cu erorile clasice de drift comune tuturor celorlalte convertoare de tip serial (de ex. cele de tip tensiune frecventa). • Au o precizie de ±1.5 0C si o rezolutie de16-biti in gama de temperatura –40 0C la +100 0C,dar operational pana la 150 0C cu reducerea preciziei.

8. ∑ ∆ MODULATOR INTEGRATOR COMPARATOR VOLTAGE REFERENCE AND VPTAT ʃ + + + - - • BIT • DAC TMP 03/04 OUT (SINGLE BIT) DIGITAL FILTER CLOCK GENERATOR Senzori de temperatura TMP03/TMP04 Iesirea senzorului TMP03 este pe colector deschis capabil sa suporte 5 mA. Ca urmare astfel de senzori sunt indicati a fi utilizati pentru sisteme de masura ce presupun circuite de izolatie galvanica cu optocuploare sau cu transformatoare. Iesirea senzorului TMP04 este compatibila CMOS/TTL si ca urmare este usor de interfatat cu intrarile seriale ale microprocesoarelor. Iesirea seriala a senzorului este digitizata prin intermediul unui modulator (convertor A/N) de tip sigma/delta ce utilizeaza supraesantionarea timp/domeniu pentru a oferi o rezolutie efectiva de 12 biti intr-un circuit supercompact. Practic un asemenea convertor (fig. de mai jos) consta dintr-un sumator a impulsului de intrare dependent de temperatura (liniar) cu o tensiune de referinta, un integrator, un comparator si un convertor A/N de 1 bit.

9. Senzori de temperatura TMP03/TMP04 Similar conversiei tensiune frecventa, aceasta arhitectura asigura o reactie negativa ce permite minimizarea iesirii integratorului prin modularea (esantionarea) iesirii comparatorului in functie de schimbarile tensiunii de intrare. Aceasta esantionare a comparatorului utilizand semnalul de iesire a integratorului la o viteza mai mare decat frecventa de esantionare de intrare este in fapt acea supraesantionare. Aceasta are ca rezultat diminuarea efectului zgomotului de banda mai larga decat a semnalului de intrare ce se suprapune peste acesta, imbunatatind nivelul global de zgomot si crescand precizia la nivelul de 12 biti. Ieşire modulata a comparatorului este codificata cu ajutorul unuicircuit de tip raport, usor de preluat si procesat prin intermediul unui microprocesor, fie în grade Celsius fie in grade Fahrenheit, şi deasemenea uşor de transmis sau modulat pe un singur fir. Prelucrarea exactă a unui semnal analogic necesită alegerea exacta a intervalului de eşantionare pentru a menţine o reprezentare precisă a semnalului în domeniul timp. Pentru a realiza acest lucru, se utilizeaza un ceas simplu, compact intern şi un modulator cu supraeşantionare insensibil la variaţiile frecventei de eşantionare. Ceea ce este important este faptul ca semnalul este digitalizat si codificat într-un format ratiometric în care frecvenţa exactă a ceasului este irelevanta şi efectele variaţiilor de ceas sunt efectiv anulate la decodare de filtru digital.

10. T1 T2 Senzori de temperatura TMP03/TMP04 Perioadele de timp T1 (perioada mare) şi T2 (perioada scăzuta) suntvalori uşor de citit de către timerul unui microprocesor iarcalculele de mai sus sunt efectuate în software-ul acestuia. Deoarece ambele perioade sunt obţinute consecutiv, folosind acelaşi ceas, efectuarea divizarii conform formulelorîntr-o valoare ratiometrica este independenta de frecvenţă. Cum T1 este perioada de referinta (de obicei 12 ms), perioada T2 va fi cea dependenta de temperatura. • Formatul de ieşire este uşor de decodat de către utilizator, după cum urmează:

11. Hz 70 60 50 40 30 20 10 0 75 175 -25 0C -75 25 125 Senzori de temperatura TMP03/TMP04 • Frecventa de iesire functie de temperatura

12. ms 45 40 35 T2 30 25 20 15 T1 10 5 0 75 175 -25 0C -75 25 125 Senzori de temperatura TMP03/TMP04 • T1 si T2 functie de temperatura

13. Senzori de temperatura • In multe aplicaţii, este necesară prelevarea unor semnale lente, în condiţii de imunitate ridicată la zgomot. Una din cele mai simple soluţii, constă în utilizarea convertoarelor v/f chiar în construcţia traductoarelor, astfel încât ieşirea lor să fie uşor de transmis la distanţă . • Fig. de pe slideul urmator prezintă un termometru numeric, bazat pe modificarea cu temperatura a căderii de tensiune directă pe o diodă cu Si (-2 mV/°C). Pentru asigurarea preciziei şi repetabilităţii măsurării, se utilizează un tranzistor cu Si (T2 - 2N2222), conectat ca diodă; acesta este alimentat cu un generator de curent constant (T1), folosind ca referinţă o diodă stabilizatoare termocompensată (DZ6V2+1N4148). Prin grupul R1, R2 şi R3 se fixează capătul inferior al gamei de lucru (afişarea temperaturii 0°C, iar cu R4 se reglează sensibilitatea (care trebuie să fie de 10 Hz/°C), astfel încât utilizând un numărător cu baza de timp 1 secundă, să se poată afişa direct temperatura în °C.

14. Senzori de temperatura • unde f0 este frecvenţa impulsurilor date de convertorul v/f, UT, tensiunea generată de traductor (între -700 mV şi -500 mV, pentru un interval de temperaturi de 100°C), Us este tensiunea de decalaj corespunzătoare reglajului de zero, n0 este numărul de impulsuri afişate, T reprezintă temperatura mediului, iar Ts este temperatura echivalentă regla­jului de zero. Instrumentul realizat permite măsurarea temperaturilor pozitive, între 0°C şi 100°C, cu o rezoluţie de 0,1%, la un timp de măsurare de 1 secundă.

15. SENZORI PENTRU ROBOTI INDUSTRIALI • În componenţa roboţilor industriali se pot distinge mai multe tipuri de senzori: • senzori de urmărire a ţintei • sunt senzorii ce permit determinarea (uneori incompletă) a caracteristicilor spaţiale ale obiectului vizat; • furnizează de obicei poziţia unui punct al acestuia, orientarea lui putând fi obţinută prin mijloace complementare sau prin calcule; • sunt poziţionaţi aproape întotdeauna în apropierea articulaţiilor din extremitatea braţului de lucru. • senzori de măsurare • sunt senzorii ce realizează releveul principalelor caracteristici geometrice ale obiectului vizat. • sunt în general elaboraţi după o tehnologie mai sofisticată decât cei pentru urmărire, ceia ce le asigura în general o precizie mai ridicată. • sunt capabili să regleze anumiţi parametri ai procesului tehnologic în care este integrat robotul. • Sunt plasaţi deasemenea la extremităţile efectorului.

16. 3. senzori pentru controlul calităţii • sunt senzorii ce permit controlul operaţiilor tehnologice în curs, pentru a determina modul de respectare a criteriilor de calitate impuse; • sunt capabili să intervină pentru modificarea conform cu un program prestabilit a succesiunii fazelor de lucru, în vederea încadrării în limitele parametrilor de calitate; • Sunt plasaţi deasemenea la extremitatea braţului de lucru. 4. senzori pentru recunoaşterea formelor – sunt acei senzori ce permit recunoaşterea diverselor obiecte vizate prin compararea cu imagini model. • Ei pot sau nu să fie plasaţi la extremităţile robotului. • La baza funcţionării senzorilor din componenţa roboţilor industriali, stau principii fizice dintre cele mai diverse.

17. potenţiometric inductiv Măsurarea deplasării optoelectronic • Din punct de vedere al pozitiei in raport cu obiectul vizat, senzorii din componenta robotilor industriali pot fi: capacitiv Electro- mecanic fluidic Măsurarea forţei potenţiometric Contact mecanic piezoelectric Activ Activ inductiv capacitiv Cu contact cu obiectul vizat motor pas cu pas Tactil matricial Prin electrod Contact electric Prin tub de ghidaj

18. Circuit unic Diferenţial Circuit multiplu Circuit unic Magnetic Diferenţial Inductiv Circuit dublu Foucault Circuit multiplu Cu deviaţie câmp magnetic Releveu profil Măsura arcului Cu deviaţie mecanică 2 D Efector cu doi electrozi Fără contact cu obiectul vizat Selectivă Din exterior Stereoviziune Viziune int.arcului Cam. Video Cam.infrarosu Prin contrast Optic Int.lum. 1 D Prin retrodifuzie 2 D Prin reflexie 3 D Triangu- laţie Proximetrie Măsurarea fazei Distanţă Fluidice Alte principii Hiperfrecvenţă Infraroşu Cu ultrasunete Capacitive Fara contact cu obiectul vizat

19. SENZORI ÎN CONTACT CU OBIECTUL VIZAT • Dacă vom considera un robot articulat şi o configuraţie ce presupune un contact fizic între unele puncte ale sale şi obiectul solid prezent în preajma sa, relativ la acest contact trebuie să avem în vedere următoarele: • dacă între acestea este un contact efectiv (faza de detecţie); • unde se află aceste puncte de contact (faza de localizare); • cunoaşterea caracteristicilor acestor contacte (faza de caracterizare). • Pornind de la cunoaşterea parametrilor implicaţi în aceste trei etape (parametri a căror importanţă depinde de obiectivul vizat), se poate elabora sau aplica o strategie de comportament care să permită atingerea ţelului dinainte propus.

20. Având în vedere aceste contacte fizice, se pot distinge două categorii de senzori ce presupun un mod de tratare diferită: • Senzori ce au în vedere un singur punct de contact (sau câteva puncte) şi care servesc în general la: • asigurarea securităţii proprii şi a mediului în care evoluiază; • la detecţia poziţiei lor în raport cu obiectul vizat; • la evaluarea efortului existent între efector şi piesă. • Senzori ce au în vedere numeroase puncte (detecţie matricială), a căror informaţii servesc la: - recunoaşterea mediului.

21. Senzorii din aceasta categorie se pot clasifica în: • senzori tactili – ce au ca obiectiv recunoaşterea mediului, cu accent pe recunoaşterea caracteristicilor geometrice; • senzori de efort – ce au ca obiectiv asigurarea securităţii ansamblului robot-mediu şi mai ales în situaţiile în care controlul efortului este necesar pentru atingerea obiectivului propus (operaţii de asamblare şi montaj a unor elemente pentru care toleranţele nu permit numai un simplu control poziţional). • Din punct de vedere al tipului de contact între senzor şi piesa vizată, se disting două tipuri de senzori de contact: • cu măsurare prin contact mecanic; • cu măsurare prin contact electric.

22. SENZORI TACTILI CU CONTACT MECANIC • Aceşti senzori s-au dezvoltat ca urmare a diverselor cerinţe specifice proceselor tehnologice mai frecvente, în care sunt antrenaţi roboţii: sudură, manipulare , montaj, etc.. • În prezent există câteva produse standard cu aplicabilitate mai mult sau mai puţin universală. Ele vizează cu precădere o recunoaştere geometrică a mediului în care evoluiază robotul. • Se bazează pe evidenţierea pe cale electrică a poziţiei unei tije-palpator ce urmăreşte caracteristica geometrică dorita a obiectului vizat. Informaţiile de poziţie ale tijei sunt transformate în semnal electric prin intermediul unor senzori de diverse tipuri: optoelectronici, capacitivi, potenţiometrici, inductivi, fluidici, etc.).

23. Senzorul CECIL EQUIPEMENT • Este unul din primii senzori utilizaţi în robotică şi practic unul din cei mai utilizaţi în industrie. Schema sa de principiu este dată în figura:

24. Sesizarea deplasării este realizată de doi senzori potenţiometrici liniari dispuşi perpendicular unul pe altul. Acest senzor a cărui tijă este interşanjabilă permite detecţia bidimensională (în înălţime şi în lateral) a unor fante. • Măsurarea decalajului lateral se face în raport cu o poziţie de referinţă a tijei palpatorului ce corespunde poziţiei pentru care aceasta este aliniată în raport cu carcasa. • Poziţia de referinţă corespunde unui semnal nul la ieşirea senzorului pentru deplasarea laterală. • Pentru unele situaţii în care este necesar un sprijin transversal, deci un anumit decalaj de referinţă, acesta poate fi realizat mai simplu pe cale electrică decât pe cale mecanică. Cea mai simplă şi totodată cea mai frecventă metodă este adăugarea la tensiunea utilă de la ieşirea senzorului a unei tensiuni corespunzătoare decalajului de referinţă.Acest reglaj se realizează la nivelul circuitelor de tratare a semnalului primit de la senzor. • Poziţia de referinţa pentru deplasarea verticală este asemănătoare celei pentru deplasarea transversală, dar sprijinul pe obiectul ţintă se menţine prin forţa exercitată în jos de către resort.

25. Exemple de utilizare a senzorilor tactili:

26. Avantajele acestui senzor sunt simplitatea sa, rapiditatea răspunsului, robusteţea şi preţul de cost relativ scăzut. • Sunt însă de remarcat şi următoarele neajunsuri: • nu este simetric, deoarece măsurarea distanţei verticale necesită o orientare a tijei senzorului pe direcţia axei fantei şi totdeauna în faţa articulaţiei efectorului; • este relativ voluminos pentru necesităţile curente ale roboţilor (carcasa de fixare este un cilindru cu diametru de aproximativ 8 cm şi 12 cm lungime, tija ajunge la 10 cm); • este utilizabil numai în situaţiile în care uzinarea fantelor pe care se ghidează palpatorul este satisfăcătoare. Extremităţile tijei palpatorului pot fi însă adaptate la situaţiile diverse din momentul utilizării

27. Adaptarea tijei palpatorului la condiţiile tehnologice

28. Variante: 1. Senzorul ACB Se bazează pe acelaşi principiu ca şi senzorul CECIL EQUIPEMENT, dar este mai precis (± 0.1 mm). Deasemenea tija palpatorului are o formă particulară şi este dispusă în prelungirea axei articulaţiei efectorului. Este utilizat în special pentru recalarea traiectoriei la roboţii de sudură. • Senzorul CICLOMATIC Este practic identic modelului CECIL EQUIPEMENT. Particularitatea sa principală o constitue utilizarea pentru detecţia bidirecţională cu senzori inductivi, ce nu necesită prin urmare contact mecanic şi au deci o fiabilitate crescută

29. Senzorul tactil cu două grade de libertate ( JOZEF STEFAN) • Are aceiaşi structură ca şi senzorul CECILE EQUIPEMENT (tija palpatoare menţinută în poziţia de referinţă prin resorturi) şi deci aceleaşi avantaje şi incoveniente. Sunt insă mult mai fiabili, deoarece utilizează pentru măsurarea bidirecţională senzori inductivi de tip transformator diferenţial liniar. • Variante ale acestuia, perfecţionate pentru diverse aplicaţii din domeniul roboticii, sunt realizate în ideia minimizării volumului pentru o cât mai suplă adaptare la ansamblul robot.

30. Variante: • Senzorul JETLINE ENGINEERING, UNIWELD, ARMCO • Senzorul MITSUBISHI DENKIA Are o structură similară celor precedenţi, însă deplasările tijei palpatorului sunt detectate prin simple contacte electrice dispuse pe două axe perpendiculare 3. Senzorul CABROL Specificitatea acestui senzor constă în modul de realizare a contactului mecanic. Astfel, de această dată el nu mai este asigurat de tija palpatoare ci de însăşi baza braţului de lucru al robotului ce vine direct în contact cu marginile fantei de detectat, în urma unei mişcări continue de baleaj

31. Senzorul dinamic PERUCHON • Are la bază un element sensibil capabil să măsoare cele trei componente Fx, Fy, Fz ale forţei F, pe care o exercită tija palpatoare pe obiectul analizat. Tija exploratoare având un diametru de 3 mm şi o lungime de 12 cm, stabileşte pe de o parte contactul cu obiectul vizat şi pe de altă parte apasă în partea centrală a unei lamele cruciforme echipată cu trei punţi cu elemente sensibile tensometrice. Acestea furnizează informaţii proporţionale cu cele trei componente ale forţei F, respectiv cele două momente de încovoiere Mx, My ale acestei forţe în raport cu axele OX şi OY. • Palpatorul este solidarizat pe un sistem cu trei grade de libertate. Prin programarea convenabila a deplasărilor sau prin pilotarea manuală a ansamblului, se poate deci vizualiza sau reconstitui relieful universului explorat.

32. Senzorul piezoelectric UMETANI • Este un senzor analogic piezoelectric utilizat atât pentru recunoaşterea mediului dar mai ales pentru sesizarea obiectelor de mici dimensiuni (sub 100 micrograme). Principiul lui, constă în detectarea efortului mecanic pe un set de lamele piezoelectrice, prin măsurarea variaţiilor tensiunii induse intre punctele 0 şi 2, atunci când între punctele 1 şi 2 se stabileşte o tensiune continuă ce produce deformaţia lamelelor iar între punctele 0 şi 1 se suprapune o tensiune alternativă.

33. Senzori şi traductoare optoelectronice • Structura acestora este în ansamblu similară traductoarelor electromecanice. Deosebirea constă în faptul că detecţia se realizează cu senzori optoelectronici. • Senzorul CATERPILLAR TRACTOR • Acest senzor este rigidizat direct pe scula efectorului. • Particularitatea acestui senzor constă în faptul că mişcarea orizontală a dispozitivului este liberă şi descrie o rotaţie aproximativ centrată în jurul axei braţului de lucru. • Măsurările rotirilor o şi v sunt efectuate prin intermediul unor senzori optoelectronici. Este totuşi puţin utilizat în ultimul timp in robotică datorită volumului relativ mare de care are nevoie.

34. 2. Senzorul JOZEF STEFAN • Schema de principiu a senzorului propus de Institutul Jozef Stefan este prezentată în figura alaturata. Originalitatea sa constă în dispozitivul de măsurare a deplasărilor tijei palpatoare în planul transversal al fantei de detectat. • Acest dispozitiv optoelectronic se adaptează perfect la tratarea numerică a semnalului utilizând microprocesoare. • Măsurarea deplasării se realizează prin codare directă în cod binar utilizând o mască în cod Gray. • Dispozitivul este mai puţin adaptabil la condiţiile unei atmosfere deseori ostile în care lucrează robotul (praf, proiecţii metalice, umezeală, fum, lumină parazită naturală provenind de la arcul electric, etc.). De aceia realizarea lor necesită un plus de grijă pentru a atinge o fiabilitate acceptată de cerinţele tehnologiilor robotizate.

35. 3. Senzorul ESAB • Senzorul reprezentat în figura alaturata este bazat pe acelaşi principiu ca şi senzorul CECIL EQUIPEMENT. Astfel o tijă transmite mişcările sale unui dispozitiv adaptor cu senzori optoelectronici, ce permite măsurarea deplasărilor după patru direcţii perpendiculare. Originalitatea principială a acestui sistem este organizarea sa geometrică. • Senzorul este dispus paralel la axa braţului de lucru ce este înconjurat de un inel ce vine direct în contact cu piesa de detectat şi ale cărei mişcări sunt transmise blocului traductor optoelectronic prin intermediul tijei de legătură. Deasemenea, sistemul de codare foarte simplu realizat prin intermediul aceluiaşi bloc de traductoare, permite definirea zonelor de funcţionare normală sau defectuoasă pentru fiecare direcţie de măsurare a deplasărilor.

36. Se obţine un cod binar simplu definind următoarele zone de funcţionare pentru fiecare direcţie de măsurare: • Acest codaj simplu permite cunoaşterea poziţiei braţului de lucru pe diferite direcţii în raport cu poziţiile de referinţă (cod 00) ce sunt definite în funcţie de toleranţele permise pentru poziţionarea braţului în raport cu piesa. Apariţia unei zone de eroare va antrena o mişcare de corecţie după direcţia în cauză. Este evident faptul că reglajul zonei de bună funcţionare este destul de delicat, deoarece dacă această zona este prea mare, precizia de măsurare poate deveni insuficientă iar dacă este prea mică, poate antrena instabilităţi la nivelul sistemului de comandă a robotului şi deci la oscilaţii ale braţului acestuia, deranjante pentru procesul robotizat.

37. In raport cu precedentele sisteme descrise, acest senzor are următoarele principale avantaje: • simetria axială a senzorului, permite utilizarea lui pe roboţi până la cinci axe şi deci urmărirea unor traiectorii complexe; • eroarea de paralaxă redusă între punctul de măsură şi axa efectorului; • volum necesar montării destul de redus; • cost scăzut. Drept incoveniente mai importante se pot remarca: • codul binar simplu conduce la o complicare a sistemului de comandă; • utilizare relativ restrânsă (montaj, sudură în unghi, manipulare, etc.).

38. 4. Senzorul SWORD şi HILL In figura de mai jos se prezintă unul din degetele unei mâini robot echipată cu un astfel de senzor. Fiecare deget dispune de 7 plăcuţe sensibile ce permit detectarea contactului dintre terminal şi obiectul vizat. Mai mult, pe faţa internă a fiecărui deget sunt plasate 18 butoane (senzori analogici) care în funcţie de efortul preluat opturează mai mult sau mai puţinfascicolul luminos emis de o diodă luminiscentă şi recepţionat de un fototranzistor. • Acest tip de senzor oferă deci informaţii relative la forţa de strângere a obiectului dar şi la forma acestuia (cei 18 senzori pot fi asimilaţi unui detector matricial).

39. Senzori activi • Senzorii activi au un vârf de palpare deplasabil după diverse axe cu ajutorul unuia sau mai multor sisteme de acţionare. Acestea permit escamotarea punctelor de palpare în momentul determinării caracteristicilor geometrice ale obiectului, prin palpări succesive. • Senzorul activ SAF • Acest senzor este reprezentat în figura alaturata şi este constituit din elementele clasice: vârful de palpare şi traductorul de deplasare de tip potenţiometric:

40. Acest senzor este activ deoarece vârful de palpare este antrenat într-o mişcare de translaţie prin intermediul unui sistem de acţionare pneumatic ce-l face să atingă după dorinţă obiectul palpat. Ieşirea potenţiometrului este apoi comparată cu o valoare de referinţă. • Trebuie deasemenea efectuată şi o corecţie de poziţie prin intermediul unei mişcări de translaţie a senzorului in raport cu braţul robotului. Mişcările sistemului de acţionare pneumatic pot fi realizate periodic sau pot urmări un program apriori memorat, în funcţie de necesităţile procesului în care evoluiază robotul sau de “lecţiile” primite în perioada de “învăţare”. • Aplicaţiile mai frecvente sunt în domeniul roboţilor ce procesează piese cu forme regulate şi margini drepte.

41. Variante: • Senzorii ESAB şi IGM • Cei doi constructori propun un senzor similar cu palpator mecanic în contact cu obiectul vizat al cărui vârf de palpare nu este coborât în poziţia de măsurare decât în momentul măsurării. Mişcarea dute-vino a palpatorului este acţionată de un sistem pneumatic de construcţie specială. • Senzorul este plasat paralel cu braţul de lucru al robotului şi permite măsurarea deplasărilor laterale şi longitudinale ale acestuia în raport cu obiectul vizat. Utilizarea sa este limitată la măsurarea şi urmărirea anumitelor canale de ghidare sau la recalarea punctelor caracteristice ale traiectoriilor. În fotografie este reprezentat senzorul ESAB.

42. Senzorul JOZEF STEFAN • In cazul acestor senzori activi, poziţia tijelor de măsurare este continuu ghidata şi controlată. Robotul reproduce în fapt o traiectorie memorizată, ce urmăreşte geometria obiectului situat sub senzorul ale cărui tije sunt deplasate. • Schema de principiu a acestui senzor este prezentată în figura alaturata şi cuprinde trei grade de libertate.

43. Tija de măsurare a cărei extremitate este interşanjabilă, este situată în interiorul unui tub de ghidare ce-i permite deplasarea după axa OZ sub acţiunea unui micromotor. Tubul de ghidare este fixat în interiorul unui carter de protecţie a senzorului de maniera a-i permite două grade de libertate suplimentare în planul XOY. • Deplasările în planul XOY sunt realizate cu ajutorul a trei electromagneţi solidari cu tija de măsurare. Deplasările tijei după direcţiile OX, OY şi OZ sunt măsurate utilizând traductoare de tip transformator diferenţial liniar. • Comanda de lectură a informaţiilor de poziţie ale tijei este furnizată de impulsurile primite de la un senzor piezoelectric, la fiecare atingere a suprafeţei obiectului măsurat de către vârful tijei. • In comparaţie cu sistemele pasive, acest dispozitiv posedă următoarele avantaje: • mare supleţe în exploatare; • mai bună insensibilitate la starea suprafeţelor explorate. • Inconvenientele lui sunt: • fragilitate; • greutate relativ mare (ca urmare a prezenţei electromagneţilor); • sensibilitate mai redusă (datorită jocurilor mecanice şi frecărilor inerente); • lipsa unui spaţiu de acţiune în direcţia axei Z

44. Rezolvarea unora din aceste inconveniente este dată de o nouă soluţie a aceluiaşi constructor: • Pentru creşterea cursei tijei de măsură în axa Z, senzorul este prevăzut cu un servomotor. Electromagneţii au fost dispuşi mai jos iar măsurarea deplasărilor în planul XOY se face cu traductoare capacitive, ceia ce elimină frecările parazite. • Prezenţa traductoarelor capacitive însă, conduce inerent la noi inconveniente, legate în principal de sensibilitatea acestora la semnalele parazite din mediul industrial şi la dificultatea punerii la punct a unor sisteme de tratare a semnalului adecvate. • O variantă a acestui tip de senzor activ permite, bineînţeles că la un preţ mult mai mare, ameliorarea caracteristicilor ansamblului. In acest caz, sistemele de acţionare sunt motoare pas cu pas, ceia ce permite eliminarea traductoarelor de poziţie şi deci imunitatea la semnalele parazite. Volumul ocupat de senzor în arealul robot este însă mai mare.