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              進博會專題
              測試測量

              帶您初“知”ATI 的六維力和力矩傳感器

                2022年05月13日  

              引言

                ATI致力于機器人末端執行器的研發制造有三十余年,已生產制造了世界上高性能的六維力和力矩傳感器,目前已在機器人、航空航天、生物醫學、科研等領域得到了廣泛應用,特別是在機器人領域,在為機器人提供觸覺感知方面起了關鍵作用。

                什么是六維力/力矩傳感器?

                六維力/力矩傳感器指的是一種能夠在笛卡爾坐標系中同時測量力和力矩并且可以各三個分量的轉換成為電信號的器件。

                為什么選擇ATI的六維力/力矩傳感器?

                對于檢測、預防、科研、測量等應用領域來講,有效且可靠的數據對它們來講是至關重要的。如果數據不精準就給整個工作帶來很大的麻煩。所以選擇一個可輸出高分辨率和精度的力和力矩數據數值的傳感器,這對一些需要掌握應用過程中的力交互信息的用戶至關重要。

                ATI的六維力/力矩傳感器采用硅應變原理,將機械負載轉化為力和力矩值,并且能夠測量出六維的數值。ATI的傳感器使用的是靈敏度非常高的硅應變片,極大的提高了信噪比,傳感器內部結構穩固,穩定性極高。

              傳感器解刨圖

                相較于單軸壓力傳感器而言,使用六軸力/力矩傳感器可以感受六維的力和力矩而非一維的數據。它可測量在任何方向、任何軸上的應用負載,并能承受額定測量范圍5到20倍的負載,同時ATI的六維力和力矩傳感器有多種型號和通訊方式可選,通訊方式包括Net FT,wireless FT,EtherCAT FT,DAQ FT,Contrloller FT,串口等等。量程范圍從最小12N和50Nmm到88000N和6000Nm,可滿足不同機器人型號及應用的選擇。

                六維力/力矩傳感器的作用

                1、檢測-檢測是否抓取到工件

                2、預防-在損壞前檢測到不正常的裝配力

                3、測量-記錄工藝過程的力反饋實時確保質量

                4、控制-利用力/力矩傳感器來引導機器人在復雜的工作環境中的過程控制

                5、示教-手動牽引示教機器人軌跡或自動觸發確定位置

                6、保護-安全感應可以檢測意外接觸情況下與人的接觸

                如何正確選擇ATI六維力/力矩傳感器?

                1、傳感器選型的難點

                傳感器選型難點在于應用多樣性、復雜性。由于傳感器量程和精度成反比關系,選擇合適量程的傳感器才能使精度達到最大;同時在復雜應用場景下,傳感器本體除精度外是否能適應應用場也是個要考慮的問題;在精密機構當中的傳感器如何安裝在狹小空間內,如何與機構融為一體等等。

              ATI力和力矩傳感器

                2、ATI傳感器選型四步法

                在千變萬化的應用環境中,選擇合適的傳感器至關重要??梢员粴w納為四個核心步驟。

                1) 確定量程需求-即可確認傳感器本體體型號

                2) 確定使用環境-即可確認傳感器本體防護等級

                3) 確定機械出線需求-同樣可確定傳感器本體防護等級

                4) 確定通訊方式(上位機)-通過這步可以確定傳感器通訊系統及軟件

              傳感器的安裝方式

                傳感器安裝在機器人的第六軸,在傳感器本體的上下面各需要一個機器人法蘭進行連接,最后在安裝機器人工具或者測試件,如下圖所示:

              自帶過渡板

                注:ATI傳感器分為帶安裝孔的小型傳感器和自帶過渡板的大型傳感器,大型傳感器過渡板拆下自行加工安裝孔接口。

              六維力/力矩傳感器應用行業

                1、工業自動化及制造

              ATI的六維力/力矩傳感器應用于彎管內的曲面打磨

              ATI的六維力/力矩傳感器應用于高精度電子裝配

              ATI的六維力/力矩傳感器應用于汽車座椅測試

                2、研究與開發

              ATI的六維力/力矩傳感器用于仿生醫學研究

              ATI的六維力/力矩傳感器用于核設備拆除

                3、醫療行業

              ATI的六維力/力矩傳感器應用于口腔種植牙手術

              ATI的六維力/力矩傳感器應用于外科手術

                4、定制傳感器

              ATI航天級傳感器

              毅力號火星車

                ATI有專屬的定制服務,上圖是ATI工程研發團隊為航空航天行業定制的專屬應用于航天級別傳感器,同時ATI也是全球首個可制作應用于太空航天級別的傳感器公司,可以說客戶提出的需求,ATI都可以滿足。

                力和力矩傳感器為機器人提供觸覺感知,使機器人可代替人類完成一些重復性工作。而它賦予我們最重要的能力是使得機器人被用于其它人類無法進行的領域。ATI的研發團隊會持續創新,絕不止步于此。

              (來源:ATI工業自動化)

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