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六维力传感器性能指标及安装注意事项

发布时间:2020-02-11
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六维力传感器性能指标及安装注意事项是很多朋友想要了解的知识。随着时代的发展 六维力传感器的应用也是越来越广泛,人工智能、汽车、手机等多行业都需要用到它,那他的性能指标是什么?他的安装注意事项又有什么,下面就来告诉大家。


六维力传感器的性能指标


(1)分辨率:六维力传感器是仪器能分辨的最小被测量值的大小,是用来描述刻度划分的。


如一把精度为千分之一的10厘米的尺子,有100个刻度,其分辨率是1毫米,或者说是百分之一。


(2)灵敏度:六维力传感器灵敏度是指弹性敏感元件在单位力作用下产生变形的大小,在弹性力学中称为弹性元件的柔度。


灵敏度是刻度特性的导数,是一个有单位的量。对于应变式传感器,定义为满量程加载时,每伏激励电压对应的传感器输出,单位为mV/V;是输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比,利用满量程数据,可以转换为mV/N。


(3)线性度:指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。


(4) 刚度:刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。是材料或结构弹性变形难易程度的表征。


(5) 漂移:传感器的漂移是指在输入量不变的情况下,传感器输出量随着时间改变而发生变化的现象,这就是漂移。



六维力传感器使用注意事项


使用前须知:


六维力传感器属于高精密器件,用户应该正确使用传感器,使用不当(例如使用过程中端面受到冲击或者是高处跌落)可能会造成传感器的永久损坏。使用前请务必仔细学习传感器的使用方法和操作须知。


传感器过载保护


使用前应该先确定所需要测量力和扭矩的范围,以便选取合适型号的传感器。使用时一定要在程序中加入过载保护,或使用我司的EtherCAT/Ethernet适配器上的IO报警功能对机器人进行过载急停。特别是在前期调试过程中经常会使传感器受到意想不到的超出量程的力和力矩。若不对传感器进行任何过载保护,则在受到撞击时很容易会损坏传感器。


1.1使用过程总力矩计算


初次使用传感器时,应该对传感器末端的夹具进行大致的力矩估算,以确保传感器在整个工作过程中受到的力矩在量程范围内。在实际运用中还应该考虑机器人末端夹具运动时的动态力矩(加速度引起的)。


1.2机器人IO急停控制


用户可以将我司的EtherCAT/Ethernet适配器的IO接到机器人的急停IO上,设置相应的报警阈值,超过阈值时适配器通过IO信号对机器人进行急停,防止对传感器造成损坏。


即使有IO信号对机器人进行急停,传感器(含夹具)接近物体附近的时候机械臂的速度也不能太快(即传感器末端到设定位置附近的时候机械臂的单位步长不能太高),主要考虑到力控反馈的时间即机器人对IO信号的响应速度。


机械臂过载急停的IO响应速度越慢,传感器夹具在接触物体的时候机械臂速度就应该越放缓。


1.3过载保护阈值的设定


无论是程序中设定的过载保护阈值亦或是适配器IO报警的阈值都应该在一个合理的范围。建议力和扭矩的保护阈值设置在正常使用时最大值的1.5倍左右,且应该将夹具本身产生的力和力矩考虑进去。该阈值不应该超过传感器本身的量程,特别是扭矩保护阈值的设定,用户一定要设置在一个不超出量程的范围,否则传感器在受到大扭矩时会有比较大的形变,容易对传感器造成损坏。


传感器和机械臂连接


尽量保证受力的合力方向通过传感器的中心,这样能发挥出传感器的最佳性能,降低由于偏心带来的影响。如果是安装多个传感器一起进行测量 ,那么就要让多维传感器的底部尽可能保持在一个水平面上。 这样能够确保任何一个传感器所承受的力是差不多的。


传感器不可直接安装在机器人法兰上。需要一个安装在机器人安装法兰和传感器之间的中间法兰,传感器标有XY方向的一面和工具连接,另外一面和中间法兰连接如图,传感器正反两面都需要安装定位销以确保传感器正确定位。


传感器的安装位置需要尽量靠近末端执行器,使得采集的力信息损失尽量少。并且末端执行器的重量要尽量小。使用大重量的执行器时机器人末端姿态变换中传感器检测到的力就是实际作用力加上末端执行器的力和力矩分量。


传感器接线


FT系列六维力传感器内置放大器可以直接输出数字信号。支持的通讯方式有RS485、EtherCAT(需要外接适配器)、Ethernet(需要外接适配器),

不同通讯方式的命令格式请参考对应型号传感器的规格书。


注意:


适配器的IO端口为NPN无电压输出类型,若机器人IO端口也是NPN类型则直接将适配器OUT端和机器人的急停IO口连接,COM端接到机器人的NPN的COM端。如果机器人的IO端口内部没有接上拉电阻,则需要外接一个上拉电阻。

若机器人IO端口是PNP类型的,则需要外接一个NPN-PNP信号转换模块,将适配器的NPN信号转换成PNP信号接到机器人的IO口上。


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