6축 힘 센서 사용 시 과부하를 방지하는 방법

최근 센서 사용 시 과부하가 걸린다는 일부 고객 피드백이 있었습니다. 판매 후 커뮤니케이션 과정에서 이를 발견했습니다:

종합적인 분석 결과, F/T 센서 과부하의 주된 원인은 토크 값이 견딜 수 있는 범위를 초과했기 때문임을 알게 되었습니다.

따라서 우리는 실제 상황에 따라 센서의 힘을 평가해야 합니다. 전체 작업 조건에서 센서의 최대 굽힘 모멘트를 계산하여 센서가 정상적으로 작동하고 작업 요구사항을 충족할 수 있는지 판단합니다.

그런데 센서의 실제 토크 값을 어떻게 계산할까요?

다음으로, 쿤웨이의 KWR75B를 예로 들어 설명하겠습니다.

센서의 하중 기준면을 살펴보면, 이는 마운팅 표면에 설치된 교육용 막대와 같습니다. 이를 예로 들어 토크를 분석해 보겠습니다. 교육용 막대 끝부분과 하중 기준면 사이의 거리는 100mm입니다.

막대 끝부분 옆쪽에 100N의 힘을 가한다고 가정해 봅시다.

이때 힘 센서의 하중 기준면에는 10N의 힘값만 적용되는 것이 아니라, 10Nm(100N×100mm=10Nm)의 토크값까지 가해지며, 이는 KWR75B의 설계 범위인 8Nm를 초과하게 됩니다. 따라서 힘 토크 센서는 과부하 상태가 됩니다. 이 경우 교육용 막대의 길이를 조정하거나 센서의 힘값을 줄이거나 더 큰 범위의 센서로 교체함으로써 과부하를 피할 수 있습니다.

또한 엔드 이펙터나 공구의 무게 역시 굽힘 모멘트를 유발하므로, 토크 값을 계산할 때는 외부 힘과 공구의 무게가 미치는 영향도 함께 고려해야 합니다.

비록 쿤웨이의 육축 힘 토크 센서가 일정한 과부하 용량을 가지고 있지만, 여전히 센서의 과부하를 방지하는 것이 중요합니다. 센서를 과도하게 사용하면 사용 수명과 측정 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 센서의 과부하 한계를 넘어서면 심지어 힘 센서에 돌이킬 수 없는 손상을 입힐 수도 있습니다. 단기간의 과부하만으로도 센서에 손상을 줄 수 있습니다.