前言:隨著機器人在各個領域應用的日益廣泛,許多場合都需要機器人具有對外界環境的感知能力,其中在與對象交互過程中對接觸力的控制尤為重要,比如當機器人從事精密裝配、輪廓跟蹤、拋光和擦洗等操作時,都要求機器人端部執行器與外界環境保持一定的接觸力。為了完成這些任務,機器人就必須具備對環境接觸力的檢測和控制能力。
六維力傳感器安裝于機器人手腕處,可對機器人末端和環境的接觸力進行檢測,使得機器人具有一定的力覺感知能力,再通過控制系統相應的調整,從而實現了機器人控制的智能化,自動化。六維力傳感器不僅在智能機器人領域有廣泛應用,在汽車制造,航空航天等領域也有重要的應用價值,其應用范圍已經涵蓋了國防科技和民用工業等各個行業。
深圳市杰英特傳感儀器有限公司根據多年工業項目經驗,結合中國科學院雄厚的科研實力,開發了小型化的六維力傳感器。該傳感器采用中科院專利結構設計,借助高精度加工工藝和先進解耦算法,確保了高精度測量的要求,極大程度上填補了國內空白,為高科技裝備國產化提供了有力保障,并有望走出國門與國際巨頭競爭市場。
一、 六維腕力傳感器參數指標(普通型)
力量程(Fx,Fy,Fz):10Kg/100N
力矩量程(Mx,My,Mz):10Kg X 5cm/5N.m
輸入電壓:DC5V(USB)
輸出電壓(滿量程):3.3V(USB),
可選RS232、USB、CAN總線任一種。
一類誤差:《正負1.0%
二類誤差:《正負2.0%
尺寸:90X62mm
重量:600克
材料:YD-12硬鋁合金
二、 機器人行業應用:
金屬表面處理應用,一般工業(衛浴、五金),分為工具和工件兩種。
六維力傳感器可用于打磨拋光機器人的機械臂末端執行機構上,用來檢測砂帶輪打磨的實時多維力變量,得知砂帶的磨損情況,當影響到預定行動軌跡和打磨效果時進行調整和更換,稱之為砂帶補償。
汽車行業
加裝了六維力傳感器的機器人可從事多個工位、多個場景的柔性加工:
汽車行業的配件加工,包括缸體、輪轂、缸蓋等;去毛邊/飛邊、磨削、表面銑削、打磨
數控機床及機加工應用
高精度的精密裝配,自動磨削,刀具受力的自動化檢測與控制
3C制造業
殼體、金屬件打磨加工的人工替代機器人。
航空、造船業
飛機工件和船用異形工件的機器人拋光打磨;
航天
航天機器人、空間對接等。
三、 機器人行業應用特點:
1) 體積小,重量輕。我公司可以做到90X43mm、0.6kg。可定制。
2) 量程相對較小。我公司普通型號為100N、5Nm、2倍靜態過載。根據客戶要求可做大量程,10倍以上靜態過載。
3) 高靈敏度,要求柔性識別和匹配。
4) 綜合精度2%,對于長期穩定性和產品一致性要求比較高。
拋光打磨機器人的系統有以下優點:
1、采用三維掃描、離線編程等技術實現復雜自由曲面路徑規劃;
2、采用主動柔順力/力矩控制技術,完美實現機器人位置和力的混合控制;
3、采用上位機離線編程與仿真軟件實現離線編程與拋光打磨仿真驗證;
4、機器替代人工,降低成本,保持產品加工一致性,保證質量;
5、可長時間連續作業,生產效率大幅提高;
6、操作工不直接接觸危險加工設備,避免工傷事故;
7、密閉式機器人工作站,高噪音和金屬粉塵與外部隔離,減少環境污染等
四、 科研基礎和產品化標準:
中科院研發的六維腕力傳感器源自國家“863”計劃智能機器人主題“七五”期間下達的基礎研究課題,曾獲得國家科委、科學院多次表彰與獎勵,在獲得首創新產品的形式批準證書(CPA)基礎上,在“八五”期間又獲得了國家專利和計量器具生產許可證(CMC)。1990年,中科院編寫了國內第一部六維腕力企業標準。1999年,中科院又編寫了國內第一部六維力測試平臺企業標準。
五、 軟件界面
深圳市杰英特傳感儀器有限公司供稿