En el último tema, presentamos el sensores de fuerza de seis ejes utilizados en automóviles, máquinas herramienta y robots. Algunas personas nos preguntan a menudo por qué estas industrias utilizan sensores de fuerza de seis ejes en lugar de sensores de fuerza de tres ejes. ¿Es innecesario medir momentos de flexión en tres direcciones? Hoy explicaremos esta cuestión.
Si la dirección y el punto de acción de la fuerza son fijos, puede optar por utilizar un sensor de fuerza de célula de carga para la medición. Mediante la instalación y el posicionamiento, podemos hacer que la dirección y el punto de acción de la fuerza coincidan con el eje de coordenadas de calibración del sensor de fuerza, de modo que la fuerza pueda medirse con precisión. Por ejemplo, en esta figura (imagen 10), el eje de coordenadas de calibración del sensor de fuerza unidimensional es el eje OZ. Si la dirección de la fuerza medida F puede coincidir completamente con el eje OZ, entonces la tarea de medición puede completarse con el sensor de fuerza del sensor de pesaje.
Si la dirección de la fuerza cambia aleatoriamente, pero el punto de actuación de la fuerza permanece invariable y coincide con el punto de referencia de calibración del sensor, entonces deberíamos utilizar un sensor de fuerza de tres ejes. Dado que la fuerza medida puede descomponerse en tres componentes ortogonales bajo el sistema de coordenadas de calibración del sensor de fuerza de tres ejes, las tres unidades de medición del sensor de fuerza de tres ejes pueden medir estos tres componentes por separado. Por ejemplo, en esta figura (imagen 11), el punto de acción P de la fuerza F siempre coincide con el punto de referencia de calibración O del sensor, y la dirección de la fuerza F cambia aleatoriamente en el espacio de tres ejes. En este caso, el sensor de fuerza de tres ejes puede completar la tarea de medición, y puede medir simultáneamente la fuerza de Fx, Fy y Fz.
Si la dirección y el punto de acción de la fuerza cambian aleatoriamente en el espacio tridimensional, debe seleccionarse el sensor de fuerza de seis ejes para la medición. Porque la fuerza en cualquier punto de acción en el espacio puede descomponerse en tres componentes a lo largo del eje de coordenadas de calibración y tres momentos alrededor del eje de coordenadas de calibración en el sistema de coordenadas de calibración del sensor de fuerza de seis ejes. Por ejemplo, en esta figura (imagen 12), la fuerza F en cualquier dirección en el espacio, su punto de acción P no coincide con el punto de referencia de calibración del sensor y cambia aleatoriamente. En este caso, es necesario seleccionar un sensor de fuerza de seis ejes para completar la tarea de medición, y medir simultáneamente los seis componentes Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz.
Como ya se ha mencionado, los clientes suelen preguntar "si sólo quiero conocer la fuerza en tres direcciones, ¿puedo utilizar un sensor de fuerza de tres ejes?". Nuestras sugerencias son las siguientes:
Si el punto de aplicación de la fuerza está cerca del punto de referencia de calibración del sensor y no cambia. Los clientes no tienen grandes exigencias en cuanto a la precisión de los datos medidos, y pueden utilizarse sensores de fuerza de tres ejes.
Si el punto de actuación de la fuerza está lejos del punto de referencia de calibración del sensor y cambia aleatoriamente. Los clientes tienen grandes exigencias en cuanto a la precisión de los datos de medición, por lo que el sensor de fuerza/par hexagonal debe ser necesario.
El algoritmo interno del sensor de fuerza de seis ejes desacoplará la interferencia entre fuerzas y momentos en todas las direcciones, haciendo que la medición de la fuerza sea más precisa. Por lo tanto, cuando el cliente necesita una medición precisa, recomendamos utilizar el sensor de fuerza de seis ejes. No sólo podemos medir con precisión la fuerza, sino que también podemos utilizar la información de momento para calcular la actitud de las partes estresadas después de obtener la información de momento; Al mismo tiempo, también puede controlar si el par está dentro del rango de seguridad para evitar daños por sobrecarga del sensor.
En la última imagen, el sensor de fuerza de seis ejes se utiliza en la articulación final del robot (Figura 13). Puede verse que el sensor también está conectado a un actuador, como un cabezal de rectificado o una mordaza de sujeción. Así pues, el brazo de fuerza durante el funcionamiento del actuador oscila entre decenas y doscientos o trescientos mm. El brazo de fuerza es relativamente grande y también cambia aleatoriamente. Por lo tanto, el sensor de fuerza del robot generalmente adopta el sensor de fuerza de seis ejes.
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