探秘智造工厂的“神经中枢” 系列（二）
第二篇：核心硬件——工厂“五官”：视觉、力觉传感器实景科普（自行车产线实拍）
一、视觉感知：工厂的“电子眼”（光学仪器仪表）
视觉感知是普及率最高的智能感知方案，核心硬件是工业相机、视觉光源，属于精密光学测量仪器，精度远超人眼，微米级缺陷也能精准识别。在二工大自行车智造产线，视觉相机遍布全工位：
1) 轮胎装配工位：两台协作机器人搭载工业相机，精准定位前叉、后叉卡槽，引导机械臂完成轮胎自动对位；
2) 物料检测工位：相机识别AGV托盘有无零件、判定零件外观是否合格；
3) 信息追溯工位：读取零件二维码，绑定整车生产档案；
4) 工装定位工位：扫描龙头安装孔位置，修正机器人装配坐标。
图3 各个工位上的工业相机
整套视觉系统替代人工质检、人工定位，全程无人工干预，是仪器仪表在自动化分拣、装配领域的典型应用。
二、力觉/触觉感知：工厂的“灵敏双手”（力学测控仪器）
力、扭矩、压力、安全光栅等传感器，属于力学、光电安全类工业仪表，赋予机器精准力度感知与安全防护能力。
1. 扭矩拧紧枪（核心力学仪器）
自行车车架、刹车、轮组螺丝有国标拧紧扭矩标准，拧紧枪内置扭矩传感器，可实时采集旋转力数据，自动控速、防止螺丝滑牙，同时存储扭矩、拧紧时间数据，实现装配全流程可追溯。内部由编码器、驱动电机、减速机构、扭矩传感模块组成，是机械装配领域标准化测控仪器。
图4 学生在学习使用拧紧枪
2. 刹车力检测压力传感器
质量测试工位搭载压力传感器，精准测量刹车把手受力数值，校验刹车制动性能，完成出厂质量检测。
3. 安全光栅（光电防护仪器）
机器人作业区成对布设发射、接收光栅，人员闯入时立刻发送停机信号，规避工伤，是工业安全仪表典型设备。
三、小结及系列预告
机器视觉、力觉/触觉传感两大感知系统，本质是光学、力学类工业仪器仪表的落地应用。在二工大科普基地，普通人不用复杂理论，通过自行车组装就能直观看懂：仪器仪表如何解决“看得清、拧得准、测得出、保安全”四大制造难题。
下一篇解锁工厂物流与数据大脑：AGV磁导航传感器、SCADA/MES数据采集系统，看无数传感器如何织成一张完整智造感知网络。
（作者：上海第二工业大学曹建清、秦琴；中国仪器仪表学会李淑慧）
