机器人自动化是一项快速进步的技术，在短短几十年的时间里，工业机器人已经在全世界范围内变成工厂里普通的装置。工业机器人不仅可以克服恶劣环境对生产的影响，减少人工的使用，保障工人的安全，还能够帮助工厂节约生产成本，提高生产效率，从而保证产品质量。
工业机器人可完全替代整个产业线生产加工
工业机器人是多自由度的机器装置，能自动执行工作，按照自身动力和控制能力来实现各种功能，由机械部分、传感部分、控制部分等三大部分组成，这三大部分又分成六个子系统。分别为：
（1）驱动系统：给每个关节即每个运动自由度安置传动装置，使机器人运动起来。
（2）机械结构系统：由机身、手臂、末端操作器三大件组成。每一大件都有若干自由度，构成一个多自由度的机械系统。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，可以是两手指或多手指的手爪，也可以是喷漆枪、焊枪等。
工业机器人结构组成
（3）传感系统：获取内部和外部环境状态中有意义的信息，提高了机器人的机动性、适应性和智能化水准。
（4）机器人-环境交互系统：实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。
（5）人机交互系统：人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置。
（6）控制系统：根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号，支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。
库卡的KMR CYBERTECH nano运用激光传感器去感知环境
工业机器人常用传感器
在工业自动化领域，机器人需要传感器提供必要的信息，以正确执行相关的操作。一份报告预测，到2021年，全球工业机器人传感器市场将以约8％的复合年增长率（CAGR）稳步增长。对于包括消费者和汽车在内的机器人传感应用，另一份报告明确指出，到2027年，视觉系统将单独成就57亿美元的市场，力传感器市场将超过69亿美元。下面列出了工业机器人中最常用到的传感器。
1、二维视觉传感器
二维视觉是一个可以执行从检测运动物体到传输带上的零件定位等多种任务的摄像头。许多智能相机都可以检测零件并协助机器人确定零件的位置，机器人可以根据接收到的信息适当调整其动作。
2、三维视觉传感器
三维视觉系统必须拥有两个不同角度的摄像机或激光扫描器，用以检测对象的第三维度。例如，零件取放便是利用三维视觉技术检测物体并创建三维图像，分析并选择最好的拾取方式。
库卡机器人LBR iisy
3、力/力矩传感器
如果说视觉传感器给了机器人眼睛，那么力/力矩传感器则给机器人带去了触觉。机器人利用力/力矩传感器感知末端执行器的力度。多数情况下，力/力矩传感器位于机器人和夹具之间，这样，所有反馈到夹具上的力都在机器人的监控之中。有了力/力矩传感器，装配、人工引导、示教、力度限制等应用才得以实现。
4、碰撞检测传感器
这种传感器有各种不同的形式，其主要应用是为作业人员提供一个安全的工作环境，协作机器人最需要它们。一些传感器可以是某种触觉识别系统，通过柔软的表面感知压力，给机器人发送信号，限制或停止机器人的运动。一些传感器还可以直接内置在机器人中。有些公司利用加速度计反馈，还有些则使用电流反馈。在这两种情况下，当机器人感知到异常的力度时，便触发紧急停止，从而确保安全。
拥有众多传感器加身的安防机器人要想让工业机器人与人进行协作，首先要找出可以保证作业人员安全的方法。这些传感器有各种形式，从摄像头到激光等，目的是告诉机器人周围的状况。有些安全系统可以设置成当有人出现在特定的区域/空间时，机器人会自动减速运行，如果人员继续靠近，机器人则会停止工作。最简单的例子是电梯门上的激光安全传感器。当激光检测到障碍物时，电梯门会立即停止并退回，以避免碰撞。
5、其它传感器
市场上还有很多的传感器适用于不同的应用。例如焊缝追踪传感器等。触觉传感器也越来越受欢迎。这类传感器一般安装在抓手上，用来检测和感觉抓取的物体是什么。传感器通常能够检测力度并得出力度分布的情况，从而知道对象的确切位置，让你可以控制抓取的位置和末端执行器的抓取力度。另外还有一些触觉传感器可以检测热量的变化。视觉和接近传感器类似于自动驾驶车辆所需的传感器，包括摄像头、红外线、声纳、超声波、雷达和激光雷达。某些情况下可以使用多个摄像头，尤其是立体视觉。将这些传感器组合起来使用，机器人便可以确定尺寸，识别物体，并确定其距离。射频识别（RFID）传感可以提供识别码并允许得到许可的机器人获取其他信息。麦克风（声学传感器）帮助工业机器人接收语音命令并识别熟悉环境中的异常声音。如果加上压电传感器，还可以识别并消除振动引起的噪声，避免机器人错误理解语音命令。先进的算法甚至可以让机器人了解说话者的情绪。温度传感是机器人自我诊断的一部分，可用于确定其周遭的环境，避免潜在的有害热源。利用化学、光学和颜色传感器，机器人能够评估、调整和检测其环境中存在的问题。
人形机器人甚至都能感知触觉
对于可以走路、跑步甚至跳舞的人形机器人，稳定性是一个主要问题。它们需要与智能手机相同类型的传感器，以便提供机器人的准确位置数据。在这些应用采用了具有3轴加速度计、3轴陀螺仪和3轴磁力计的9自由度（9DOF）传感器或惯性测量单元（IMU）。
传感器是实现软件智能的关键组件，没有传感器，很多复杂的操作就不能实现。它们不仅实现了复杂的操作，同时也保证这些操作在进行的过程中得到良好的控制。
工业4.0下工业机器人发展趋势
早前，美国机器人产业协会（RIA）预测了工业机器人的六大发展趋势。
（1）工业物联网(IIoT) 技术的应用：机器人会在生产的最前沿应用智能传感器，采集制造商以前无法获得的数据。
（2）优先考虑工业网络安全：机器人与内部系统的联网越来越多，网络安全的风险不断增加。制造商必须解决生产工艺中的缺陷，并在网络安全方面加大投资，确保安全、可靠的生产。
大数据成就大时代
（3）大数据分析成为竞争优势：机器人将成为工厂车间的主要信息来源之一。制造商必须实施系统来组织和分析采集到的所有数据，以便采取有效的行动，提升企业的竞争优势。
（4）实施开放式的自动化架构：随着机器人自动化应用越来越广泛，对开放式自动化架构的需求相应增加。大型的行业参与者将与行业机构一起制定标准和开放式文档，机器人集成更加容易，兼容性会变得更好。
（5）虚拟解决方案增加：虚拟解决方案会成为工业机器人的一个主要部分。
优傲的协作机器人
（6）协作机器人将更受欢迎：协作机器人可以在人类身边安全地工作，而且通常比工业机器人便宜得多。随着协作机器人在严苛的工业环境中变得更有能力，对投资回报率有严格要求的制造商会更多地采用协作机器人。
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