力传感器

力传感器,提供具有人类感官的机器人

在精密工作中,如装配精密零件或在狭窄缝隙中装配零件,需要依靠人的感官进行微小的力的调整。爱普生开发了使用石英晶体压电方法的力传感器,这是爱普生的专业传感技术之一。这项技术为机器人提供了人类的感官,这对于从事精确工作的人来说是必不可少的。

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力传感器可以检测力的大小和每个x, y, z轴的旋转方向。与机器人结合使用的力传感器需要以下三种功能。

  • 1.高灵敏度:能够检测旋转方向和施加在测量方向上的微小力,灵敏度高
  • 2.刚性高:即使受力也不容易变形(不影响机器人精度)
  • 3.可用性:通过力传感器获得的信息可以对机器人进行控制

当一个力传感器被安装并连接到机器人上,机器人就能够检测到微小的力变化和旋转方向,灵敏度达到一个高水平。根据检测到的力信息来控制机器人,可以让机器人执行之前基于人的触觉进行的操作。力传感器为机器人提供了类似人的感官,是实现复杂工作自动化的必要设备。

石英晶体压电方法实现了高灵敏度和高刚性

力传感器安装在机器人中

安装在机器人上的力传感器的要求是能够检测微小的力,同时尽可能少地影响机器人的精度。大多数传统的力传感器测量物体被压下时传感器内部部分的变形量(应变)。当物体受到弱力挤压时,变形量很小,并被噪声掩盖。相反,为了检测微小的力,需要一种容易使传感器部件变形的结构。这降低了刚性,导致机器人精度下降。

在力传感器中使用EPSON的特种石英晶体装置实现了这些高灵敏度和高刚性的矛盾特性。石英是单晶。当压力施加到石英中时,发生电极化并且在石英晶表面上产生电负载。此属性称为压电效果。爱普生的力传感器使用使用此属性的石英晶体压电方法。结果是能够检测小变形量(高刚性)的微小力(高灵敏度)。爱普生是世界上最大的石英晶晶设备制造商,它开发了利用其与石英晶体相关的内部开发技术的高精度力传感器。

结果,EPSON力传感器高度刚性,同时能够高度精确地检测,从0.1 [n]的微小力到250 [n]的最大压力。此外,由于机器人控制可以使用来自高度刚性力传感器的值,而不是损害机器人精度的高度刚性力传感器,所以这些力传感器是机器人的最佳类型。

爱普生已经在其SCARA机器人和六轴机器人中安装了力传感器,并在爱普生自己的工厂中进行了改进。与力传感器相结合的机器人可以用于诸如接触、表面匹配、探测、仿形和冲压等精密工作。

用力传感器精确使用

  • 接触:检测与工件的接触
  • 表面匹配:将工件与目标表面匹配
  • 探测:找到目标的漏洞或水平差异
  • 分析:沿材料表面移动
  • 按下:用所需力按压工件

将这些基本操作结合起来,就有可能产生与人类操作相同的操作。例如,接触、仿形和冲压操作的组合确保机器人可以在倾斜的方向拧紧微小的螺丝钉。接触和分析操作可以帮助机器人调整装配方向和位置。此外,表面匹配和冲压操作有助于装配齿轮之间的狭窄间隙和斜啮合面。

强制控制整合工业机器人
以及使用爱普生RC+的力传感器

基础上的机器人

EPSON RC +可作为集成EPSON的机器人和传感技术的软件。EPSON RC +启用强制传感器和机器人连接并与直观且易于理解的操作相关联。此外,该软件可以使用与用于控制机器人的相同开发环境的强制传感器信息。这消除了链接传感器和机器人所需的时间,并用于构建开发环境,从而实现应用程序开发的平滑发布。

EPSON RC +中的模拟器对于研究机器人运动和周围区域的干扰等问题非常有用,而无需使用实际的机器人或力传感器。此外,操作员可以使用在EPSON机器人中使用的直接教学功能通过直接移动机器人的手来教导到六轴机器人的操作。操作可以不仅在PC上教授,而且可以在工地上授予,使应用程序开发能够在短时间内完成。

使用力传感器解决制造问题

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力传感器使以前基于人的触觉操作的许多过程自动化。它们还可以量化人类感官无法分辨的微小力和扭矩变化。因此,传感器可以在操作过程中检测异常,防止缺陷流向下一个工序,并记录和监测力和扭矩,使系统始终处于最佳状态。

过去只能由人类来完成的工作自动化是解决制造业面临的各种问题的有效措施,如劳动力短缺和技术继承。此外,视觉传感器与力传感器的结合扩展了可实现自动化的过程范围。为机器人提供与人类类似的“眼睛”和“手”,使它们能够在插入扁平电缆或其他软电线等操作中取代人类,这到目前为止一直很困难。

未来,爱普生将继续通过扩大工业机器人使用强制传感器技术来实现工业机器人的应用来实现生产力,以自动化在传统制造工程中难以做的高精度工作。

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