1. Rozważ zakres siły i momentu
Oceń zakres sił i momentów w scenariuszu zastosowania
Przede wszystkim konieczne jest przeprowadzenie szczegółowej analizy konkretnych scenariuszy zastosowań robotów przemysłowych. Na przykład w procesie spawania nadwozi w produkcji samochodów robot przykłada głównie niewielką siłę docisku, aby zapewnić dobre dopasowanie spoiny *** do powierzchni nadwozia, które zazwyczaj wynosi od kilku do kilkudziesięciu wołów; W scenariuszach montażu ciężkich maszyn, takich jak montaż dużych silników, roboty mogą być zmuszone wytrzymać i zmierzyć setki, a nawet tysiące sił N i dużych momentów.
W przypadku scenariuszy montażu elektroniki, takich jak pakowanie chipów, siła działająca podczas działania robota jest zwykle bardzo mała i do precyzyjnego kontrolowania siły i uniknięcia uszkodzenia delikatnych elementów elektronicznych wymagany może być jedynie czujnik o zakresie od kilku miliN do kilku N .
Zarezerwuj określoną kwotę marży
Przy określaniu zakresów sił i momentów zaleca się wybrać zakres nieco większy niż większa możliwa wartość w rzeczywistym zastosowaniu. Ma to na celu zapobieganie uszkodzeniu czujnika na skutek przeciążenia w nieoczekiwanych sytuacjach, np. gdy robot zderzy się lub napotka ładunek przekraczający oczekiwania. Ogólnie rzecz biorąc, odpowiedni jest margines 10% - 30%. Na przykład, jeśli spodziewasz się siły względnej 100N, bezpieczniej jest wybrać czujnik o zakresie 120 - 130N.
2. Wymagania dotyczące dokładności
Przeanalizuj, w jakim stopniu Twoja aplikacja wymaga precyzji
Różne zastosowania robotów przemysłowych mają bardzo różne wymagania dotyczące precyzji. W scenariuszu zastosowania precyzyjnych medycznych robotów chirurgicznych wymagania dotyczące precyzji są niezwykle wysokie. Na przykład w neurochirurgii dokładność sześciowymiarowego czujnika siły może być rzędu miliN lub nawet wyższego, aby zapewnić, że narzędzia chirurgiczne nie spowodują uszkodzenia tkanki nerwowej podczas operacji.
W niektórych scenariuszach o stosunkowo niskich wymaganiach dotyczących precyzji, takich jak zwykłe roboty logistyczne, wymagania dotyczące dokładności można odpowiednio złagodzić. Tego rodzaju scenariusz koncentruje się głównie na tym, czy robot może stabilnie obsługiwać towary, a wymagania dotyczące dokładnego pomiaru siły i momentu obrotowego nie są szczególnie wysokie, a dokładność czujnika kilku byków może wystarczyć, aby zaspokoić zapotrzebowanie.
Należy wziąć pod uwagę liniowość i powtarzalność czujnika
Liniowość odnosi się do stopnia liniowej zależności pomiędzy sygnałem wyjściowym czujnika a wejściową siłą i momentem obrotowym. Dobra liniowość zapewnia dokładne wyniki pomiarów, szczególnie w zastosowaniach, w których wymagana jest precyzyjna kontrola siły. Na przykład w sprzęcie do prób ciśnieniowych komponentów elektronicznych odchylenie liniowości czujnika musi mieścić się w niewielkim zakresie, aby zapewnić wiarygodność wyników testu.
Powtarzalność odnosi się do zdolności czujnika do wykonywania wielu pomiarów przy tych samych warunkach wejściowych w celu uzyskania tego samego wyniku. W zautomatyzowanej linii produkcyjnej robotów przemysłowych powtarzalne czujniki mogą zapewnić spójność każdej operacji. Na przykład podczas dokręcania części samochodowych czujnik musi charakteryzować się dobrą powtarzalnością, aby zapewnić, że moment dokręcania każdej śruby spełnia normę.
3. Częstotliwość odpowiedzi
Określ wymagania dotyczące szybkości i częstotliwości działania w scenariuszu zastosowania
Obserwuj prędkość ruchu i częstotliwość działania robotów przemysłowych w scenariuszach zastosowań. W scenariuszu zastosowania szybkich robotów pakujących ramię robota może wymagać szybkiego chwytania i umieszczania przedmiotów, w takim przypadku wymagany jest sześciowymiarowy czujnik siły o wysokiej częstotliwości reakcji. Jeżeli reakcja czujnika jest zbyt wolna, może nie osiągnąć szczytu zmiany siły, co skutkuje brakiem możliwości dokładnego kontrolowania ruchów robota.
Z drugiej strony, w niektórych scenariuszach powolnej obróbki, takich jak szlifowanie dużych części statków, robot porusza się powoli i ma stosunkowo niskie wymagania dotyczące częstotliwości odpowiedzi czujnika. W tym przypadku można wybrać czujnik o nieco niższej częstotliwości odpowiedzi, ale zapewniający większą wydajność.
Dopasuj cykl sterowania robota
Częstotliwość odpowiedzi czujnika powinna odpowiadać cyklowi sterowania robota. Ogólnie rzecz biorąc, częstotliwość odpowiedzi czujnika powinna być co najmniej kilkukrotnie większa od częstotliwości cyklu sterowania robotem, aby zapewnić terminowe odebranie i przetworzenie informacji o sile i momencie obrotowym przez system sterowania robota. Na przykład, jeśli cykl sterowania robota wynosi 10 ms, częstotliwość odpowiedzi czujnika jest lepsza niż 100 Hz.
4. Metoda i rozmiar instalacji
Należy wziąć pod uwagę ograniczenia strukturalne i przestrzenne efektora końcowego robota
Konstrukcja efektorów końcowych robotów przemysłowych (takich jak chwytaki, przyssawki, narzędzia itp.) jest inna i istnieją inne wymagania dotyczące instalacji sześciowymiarowych czujników siły. W przypadku niektórych efektorów końcowych o złożonej konstrukcji może być konieczne wybranie czujnika, który jest mały i elastyczny w instalacji. Przykładowo w przypadku chwytaków robotycznych do sortowania drobnych części elektronicznych, ze względu na ograniczoną przestrzeń w chwytakach, konieczne jest wybranie czujnika o mniejszym rozmiarze, który można łatwo zintegrować z chwytakiem.
W przypadku ciężkich narzędzi używanych przez duże roboty przemysłowe, takich jak duży sprzęt spawalniczy lub ciężkie narzędzia montażowe, należy wziąć pod uwagę trwałość mocowania i stabilność czujnika. Może zaistnieć potrzeba zamontowania czujnika w taki sposób, aby wytrzymywał duże siły i momenty oraz aby nie poluzował się podczas długich okresów pracy robota.
Upewnij się, że zainstalowane czujniki nie zakłócają normalnej pracy robota
Po zainstalowaniu sześciowymiarowego czujnika siły nie ma to wpływu na działanie i normalne działanie efektora końcowego robota. Na przykład, gdy przyssawka robota jest używana do przenoszenia przedmiotów o gładkich powierzchniach, instalacja czujnika nie może zmienić wydajności adsorpcji przyssawki ani nie może blokować powierzchni styku między przyssawką a przedmiotem, w przeciwnym razie obsługa będzie to miało wpływ.
5. Możliwość dostosowania do środowiska pracy
Oceń warunki środowiskowe scenariusza zastosowania
Środowisko pracy robotów przemysłowych jest zróżnicowane i obejmuje temperaturę, wilgotność, kurz, olej, zakłócenia elektromagnetyczne i inne czynniki. W wysokotemperaturowych scenariuszach przemysłu metalurgicznego, takich jak roboty do ciągłego odlewania w stalowniach, sześciowymiarowe czujniki siły muszą być w stanie wytrzymać środowiska o wysokiej temperaturze i generalnie wymagają, aby czujnik był w stanie normalnie pracować w wysokich temperaturach rzędu kilkuset stopni Celsjusza i upewnić się, że nie ma to większego wpływu na dokładność pomiaru.
W środowiskach wilgotnych lub żrących, np. w zakładach produkcji chemicznej, czujnik musi charakteryzować się dobrą wodoodpornością i odpornością na korozję, a materiał obudowy może wymagać wykonania ze specjalnych materiałów antykorozyjnych i dobrego uszczelnienia, aby zapobiec przedostawaniu się cieczy przedostanie się do czujnika i uszkodzi elementy elektroniczne.
Weź pod uwagę kompatybilność elektromagnetyczną
Jeśli roboty przemysłowe pracują w środowisku o silnych zakłóceniach elektromagnetycznych, na przykład w pobliżu dużych urządzeń elektrycznych lub sprzętu spawalniczego o wysokiej częstotliwości, sześciowymiarowy czujnik siły musi charakteryzować się dobrą kompatybilnością elektromagnetyczną. Oznacza to, że czujnik jest w stanie prawidłowo pracować w tym środowisku elektromagnetycznym i nie generuje błędnych sygnałów pomiarowych na skutek zakłóceń elektromagnetycznych, które mogą mieć wpływ na sterowanie i działanie robota.