{"id":4013,"date":"2023-11-28T13:54:07","date_gmt":"2023-11-28T05:54:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/3-axis-force-sensor-or-6-axis-force-sensor\/"},"modified":"2023-11-28T14:01:07","modified_gmt":"2023-11-28T06:01:07","slug":"3-axis-force-sensor-or-6-axis-force-sensor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/3-axis-force-sensor-or-6-axis-force-sensor\/","title":{"rendered":"Sensor de for\u00e7a de 3 eixos ou sensor de for\u00e7a de 6 eixos"},"content":{"rendered":"

Em quase um m\u00eas, descobrimos que alguns clientes se concentravam apenas na for\u00e7a de contato da ferramenta final do rob\u00f4, levando-os a acreditar que o sensor de for\u00e7a de 3 eixos \u00e9 suficiente para uso.<\/p>\n

Frequentemente nos deparamos com situa\u00e7\u00f5es semelhantes. Na verdade, a fabrica\u00e7\u00e3o do sensor de for\u00e7a de 6 eixos \u00e9 mais dif\u00edcil do que a do sensor de for\u00e7a de 3 eixos. Nossa empresa pode fornecer m\u00faltiplos intervalos de sensores de for\u00e7a de 6 eixos e de 3 eixos, mas ainda h\u00e1 muitas limita\u00e7\u00f5es no uso dos sensores de for\u00e7a de 3 eixos. Sugerimos que precisamos usar o sensor de for\u00e7a de seis eixos se o ponto de aplica\u00e7\u00e3o da for\u00e7a estiver longe do sensor e a dire\u00e7\u00e3o da for\u00e7a for aleat\u00f3ria, mesmo que voc\u00ea precise apenas da informa\u00e7\u00e3o da for\u00e7a em tr\u00eas dire\u00e7\u00f5es e n\u00e3o necessite conhecer o intervalo do momento fletor.<\/p>\n

Para explicar esse problema com mais clareza, vamos analisar os cen\u00e1rios de aplica\u00e7\u00e3o do sensor de for\u00e7a de 1 eixo.<\/p>\n

Sabemos que a for\u00e7a \u00e9 um vetor, portanto possui tanto amplitude quanto dire\u00e7\u00e3o. Somente quando a dire\u00e7\u00e3o da for\u00e7a coincide completamente com o eixo de medi\u00e7\u00e3o do sensor de for\u00e7a de 1 eixo \u00e9 poss\u00edvel medir com precis\u00e3o (Fig.1). O eixo de medi\u00e7\u00e3o geralmente \u00e9 a linha central geom\u00e9trica do sensor.<\/p>\n

\"Fig.1\"
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Fig.1<\/figcaption><\/figure>\n

Quando a dire\u00e7\u00e3o da for\u00e7a \u00e9 paralela ao eixo de medi\u00e7\u00e3o do sensor, mas n\u00e3o coincide com ele, os resultados de medi\u00e7\u00e3o do sensor ter\u00e3o um grande erro. Segundo o princ\u00edpio da equival\u00eancia de transla\u00e7\u00e3o da for\u00e7a na mec\u00e2nica te\u00f3rica, isso equivale a uma for\u00e7a e um momento fletor atuando simultaneamente sobre o sensor (Fig.2). Ap\u00f3s a equival\u00eancia de transla\u00e7\u00e3o, a amplitude e a dire\u00e7\u00e3o da for\u00e7a permanecem as mesmas para o sensor, mas h\u00e1 um momento fletor adicional FL. Esse momento fletor produzir\u00e1 um certo efeito de deforma\u00e7\u00e3o por flex\u00e3o no sensor, e o modo de deforma\u00e7\u00e3o se desvia do estado de calibra\u00e7\u00e3o do sensor, levando a um grande erro do sensor. \u00c9 claro que algumas estruturas de sensores unidimensionais de for\u00e7a possuem certa capacidade anti-eccentricidade, mas quando a dist\u00e2ncia de excentricidade \u00e9 grande e o momento fletor \u00e9 elevado, tamb\u00e9m haver\u00e1 erros de medi\u00e7\u00e3o evidentes.<\/p>\n

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\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0Fig.2<\/figcaption><\/figure>\n

Vamos discutir o sensor de for\u00e7a tridimensional. O centro de calibra\u00e7\u00e3o do sensor de for\u00e7a de 3 eixos geralmente est\u00e1 no pr\u00f3prio sensor ou muito pr\u00f3ximo dele. Portanto, pela mesma raz\u00e3o, desde que o ponto de aplica\u00e7\u00e3o da for\u00e7a esteja afastado do sensor, ap\u00f3s a decomposi\u00e7\u00e3o ortogonal e a transla\u00e7\u00e3o at\u00e9 o centro de calibra\u00e7\u00e3o do sensor de for\u00e7a de 3 eixos, o sensor estar\u00e1 suportando as tr\u00eas componentes Fx\/Fy\/Fz da for\u00e7a, mas tamb\u00e9m os tr\u00eas momentos fletores Mx\/My\/Mz (Fig.3). Mx\/My\/Mz inevitavelmente interferir\u00e3o na precis\u00e3o da medi\u00e7\u00e3o de Fx\/Fy\/Fz; quanto maior o momento fletor, mais imprecisa ser\u00e1 a medi\u00e7\u00e3o do sensor de for\u00e7a de 3 eixos. A raz\u00e3o para esse fen\u00f4meno \u00e9 que, ao carregar e calibrar o sensor de for\u00e7a de 3 eixos, \u00e9 imposs\u00edvel considerar a vari\u00e1vel do momento fletor. Nesse momento, o modelo matem\u00e1tico e os par\u00e2metros calibrados n\u00e3o conseguem corrigir nem eliminar a interfer\u00eancia do momento fletor sobre a for\u00e7a.<\/p>\n

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Ainda na semana passada, enviamos dois tipos de sensores de for\u00e7a para um conhecido cliente corporativo que produz rob\u00f4s cir\u00fargicos para testes, incluindo um sensor de for\u00e7a de 3 eixos de estrutura comum e um sensor de for\u00e7a de 6 eixos Kunwei. Para economizar custos, esse cliente optou pelo sensor de for\u00e7a de 3 eixos para alcan\u00e7ar o desempenho do produto. Ap\u00f3s comparar os resultados dos dois sensores em testes, esse cliente acabou escolhendo o sensor de for\u00e7a de seis eixos.<\/p>\n

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O algoritmo de desacoplamento do sensor F\/T de seis eixos baseado em carga conjunta de seis dimens\u00f5es pode corrigir com precis\u00e3o o erro de acoplamento entre a for\u00e7a nas tr\u00eas dire\u00e7\u00f5es e os tr\u00eas momentos fletores, eliminando amplamente a interfer\u00eancia do momento fletor na medi\u00e7\u00e3o da for\u00e7a, de modo que a precis\u00e3o da medi\u00e7\u00e3o da for\u00e7a seja muito superior \u00e0 do sensor de for\u00e7a de 3 eixos. Isso se baseia num m\u00e9todo de calibra\u00e7\u00e3o de alta precis\u00e3o de carga conjunta de seis dimens\u00f5es para obter um modelo matem\u00e1tico desacoplado com forte capacidade de ajuste n\u00e3o linear.<\/p>\n

Se voc\u00ea enfrentar problemas semelhantes, especialmente em aplica\u00e7\u00f5es de controle de for\u00e7a em rob\u00f4s, n\u00e3o h\u00e1 necessidade de pensar se deve usar um sensor de for\u00e7a de 3 eixos ou de 6 eixos (Fig.5). Usar o sensor F\/T de seis eixos n\u00e3o s\u00f3 permite medir com maior precis\u00e3o o valor da for\u00e7a, como tamb\u00e9m monitorar em tempo real o momento fletor para prevenir danos irrevers\u00edveis causados pela sobrecarga do momento fletor, al\u00e9m de poder ser utilizado para controlar a orienta\u00e7\u00e3o do efetor final atrav\u00e9s dos dados do momento fletor. Quando a for\u00e7a de contato no extremo \u00e9 muito pequena, o momento fletor correspondente a essas for\u00e7as ser\u00e1 relativamente mais sens\u00edvel, podendo-se utilizar o momento fletor para monitorar indiretamente a for\u00e7a de contato, j\u00e1 que o bra\u00e7o da for\u00e7a funciona como um amplificador da for\u00e7a. Esse m\u00e9todo \u00e9 mais comum na aplica\u00e7\u00e3o de controle de for\u00e7a do rob\u00f4 de amostragem de papel de teste far\u00edngeo.<\/p>\n

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Os sensores de for\u00e7a de 3 eixos tamb\u00e9m podem ser usados em algumas situa\u00e7\u00f5es, como quando o ponto de aplica\u00e7\u00e3o est\u00e1 pr\u00f3ximo ao centro de calibra\u00e7\u00e3o do sensor e a exig\u00eancia de precis\u00e3o na medi\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 alta, ou quando v\u00e1rios sensores de for\u00e7a de 3 eixos s\u00e3o utilizados ao mesmo tempo. Isso envolve ajustes e processamentos de dados mais profissionais, que apresentaremos em artigos futuros.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

De facto, o fabrico do sensor de for\u00e7a de 6 eixos \u00e9 mais dif\u00edcil do que o do sensor de for\u00e7a de 3 eixos. A nossa empresa pode fornecer v\u00e1rias gamas de sensores de for\u00e7a de 6 eixos e sensores de for\u00e7a de 3 eixos, mas ainda existem muitas limita\u00e7\u00f5es na utiliza\u00e7\u00e3o de sensores de for\u00e7a de 3 eixos. <\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":4012,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[75],"tags":[],"class_list":["post-4013","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-knowledge"],"acf":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/37_1701150739237.jpg","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4013","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4013"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4013\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4020,"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4013\/revisions\/4020"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4012"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4013"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4013"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.czkunweitech.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4013"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}