根据 Statista 的数据，在过去十年中，工业机器人的全球销量增长了两倍。机器人不仅变得越来越流行，而且它们的功能也越来越多，可以让更复杂的任务自动化。 Swindon Silicon Systems 的销售总监 Richard Mount 在这里解释了定制集成电路 (IC) 如何实现更智能、传感器驱动的机器人。机器人早已在工厂中使用，但多年来它们被限制在安全笼中，一遍又一遍地完美地完成一项任务。随着协作机器人或协作机器人的出现，这种对工业机器人的传统看法不再正确。到 2025 年底，协作机器人预计将占机器人总销量的 34%，代表着工业机器人的新时代。为了在工厂中安全、精确地移动，协作机器人必须收集和分析有关其环境的大量数据。其中包括与协作机器人位置相关的位置数据找到它的人类同事，以及关键操作参数，以帮助确保机器人的高效、多产和安全操作。随着机器人技术和自动化的不断进步，传感器将成为这些系统所需关键数据的基础。
最大控制
第一批工业机器人主要用于将物体从一个位置简单地移动到另一个位置。今天，机器人的能力几乎没有限制，从焊接和钻孔到装配和检查。要完成这些过程中的每一个过程，机器人对其动作的准确控制至关重要。工业机器人使用大量传感器来选择路径，感知环境变化并在复杂情况下做出正确判断。例如，扭矩传感器赋予机器人一种“触觉”感，使它们能够安全地与环境互动。大多数扭矩传感器采用应变计，将施加的压力转换为电信号，可以测量。通过组合多个仪表，扭矩传感器能够确定力的强度和方向。这使得工业机器人能够在不造成损坏的情况下巧妙地处理和组装易碎物品。与人类一起安全工作
即使是最高度自动化的工厂仍然会有许多人类员工，因此工业机器人必须能够与他们一起安全地工作人类同事。工厂车间环境可能很繁忙且严酷，因此机器人可能难以区分人类工人和其他工厂设备。协作机器人中使用的触觉传感器包括压电、压阻、电容和弹性电阻类型。压电技术可以从协作机器人的关节收集数据并将该信息传输到控制器。电容式传感器可以充当接近传感器，允许协作机器人在检测到路径中存在物体时减速。大多数检测传感器，如区域传感器，可以帮助它减速n 或在人类工人通过避免碰撞靠近时停止。保持移动
传感器技术还可以帮助机器人维护。连接的传感器技术使制造商能够了解机器人设备何时需要维修，并在发生任何严重损坏之前主动解决性能问题。温度感应是机器人自我诊断的重要组成部分，因为过热部件是故障的良好指示。此外，机器轴模式（由线性编码器中的智能传感器确定）可用于预测不同零件的磨损程度，以及它们何时需要更换。尽可能智能
精确工作的机器人复杂任务的安全依赖于可靠且准确地执行预期任务的传感器。智能传感器结合了传感元件、信号调节、信号处理和有线或无线通信链路。这些传感器监测的变量通常是模拟的，但 m必须转换为数字信号，以便分析和使用数据。这可以通过几个现成的集成电路 (IC) 来完成，但为了优化和区分性能，系统工程师应该考虑一个应用程序专用集成电路 (ASIC)。 ASIC 在设计时考虑了特定功能，并允许在最重要的性能方面进行投资，有助于满足制造商的确切要求并将其从竞争中脱颖而出。在为机器人应用设计 ASIC 时，ASIC 设计公司将集成为将尽可能多的组件集成到一个包中。这可能包括实际可行的传感器，或者项目可能要求传感器位于 ASIC 外部，或共同封装在系统级封装 (SiP) 配置中。微控制器和通信元件也是如此，其中一种优化的方法可以被采用至于是否集成到硅或与其他裸芯片共同封装。这两种方法都显着减少了系统组件数量，从而提高了系统的稳健性和可靠性。考虑到过时性，ASIC 也提供了主要优势。在 ASIC 设计阶段开始之前，确定一种硅工艺，它不仅提供所需的性能属性，而且还提供预期产品寿命所需的寿命。但是，在极少数情况下，ASIC 供应商将与客户密切合作以生产一个非过时的计划，使用诸如将晶圆储存在干燥氮气柜中长达 30 年之类的技术，这将为未来的需求提供一个芯片库，例如。这使客户无需进行昂贵的系统重新设计和重新鉴定。 Swindon 有一个非过时政策，这意味着它的 ASIC 在制造时考虑到不会过时，因此它们可以在产品的整个生命周期内提供。知识产权 (IP)保护是 ASIC 的关键优势，Swindon 为其客户提供完整系统设计的完全所有权，以确保他们的系统 IP 使他们受益，而且只有他们自己受益。选择不销售标准部件的 ASIC 合作伙伴，例如 Swindon，也将降低您的 IP 在未来某个日期可能被用于内部产品的风险。展望未来，我们可以期待工业机器人的普及以延续其上升趋势。未来的机器人似乎能够以不断提高的准确性和控制力执行更复杂的任务。智能传感器将是这一进步的基础，选择 ASIC 路线的制造商可以确信他们的传感器将是独一无二的、可靠的、坚固的，并且在其产品的生命周期内能够满足他们的确切要求。
