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6 Achsen Kraft Momenten Sensor | FUTEK

Was ist ein 6 Achsen Kraft Momenten Sensor?


Ein 6-DoF-Sensor ist ein Gerät, das zur Gewährleistung der Präzision bei Roboteranwendungen eingesetzt wird. Der Sensor ist für Robotergelenke konzipiert und wird in der Regel am Handgelenk des Roboterarms angebracht, um genaue Kraftmessungen für alle drei geometrischen Koordinaten (±Fx, ±Fy, ±Fz) und die Momente oder Drehmomente um diese Koordinaten (±Mx, ±My, ±Mz) zu liefern. Ein sechsachsiger Kraft-/Drehmomentaufnehmer wird auch als mehrachsiger Kraft Momenten Sensor (i.e. Mehrkomponentenaufnehmer), mehrachsige Kraftmessdose, F/T-Sensor oder sechsachsige Kraftmessdose bezeichnet.

Für welche Anwendungen werden 6 Achsen Kraft Momenten Sensor benötigt?
Kraft-/Drehmomentsensoren werden für Produkttests, Robotermontage, Schleifen, Polieren und andere industrielle Anwendungen eingesetzt, bei denen eine konstante Position und eine Bahn mit hoher Wiederholgenauigkeit erforderlich ist. Dieser Sensor ist besonders wichtig bei komplexen Montagevorgängen, bei denen der Roboter auf verschiedene Probleme stößt (Fehlausrichtungen, enge Passungen, Krafttests usw.) und eine präzise Bewegungskontrolle über die am Ende des Werkzeugs aufgebrachte Kraft (Roboter-Endeffektor) von größter Bedeutung ist. Die sechsachsige Kraftmessdose ermöglicht es der Steuerung zu erkennen, was mit dem Roboterwerkzeug geschieht und verbessert die Geschicklichkeit des Endeffektors.

In der Medizintechnik werden Kraft-/Drehmomentsensoren mit sechs Freiheitsgraden für die haptische Rückmeldung bei chirurgischen Roboteranwendungen, die Haptik laparoskopischer Instrumente und viele andere Anwendungen eingesetzt.

Die Handführung ist eine Anwendung, bei der Drehmomentmessungen erforderlich sind. Wenn der Bediener den Endeffektor (das Roboterwerkzeug) führt, um ihm einen bestimmten Weg beizubringen, erzeugt er ein Drehmoment im Roboterwerkzeug, das dann von dem sechsachsigen Kraft-/Drehmomentsensor erfasst wird. Diese mehrachsigen Drehmomente werden dann in allen kartesischen Richtungen gelesen und das Signal kann zur Analyse an den Computer gesendet werden.

Vorteile des FUTEK 6 DoF Kraftsensor:
•    Geringes Gewicht
•    Niedriges Profil
•    Hochauflösende eingebettete Elektronik
•    Anpassbar für einen bestimmten Überlastschutzbereich
•    Anpassbar für Redundanz und Fehlererkennung
•    Anpassbar für niedrigen Stromverbrauch
•    Hohe Nullpunkt- und Temperaturstabilität

Warum ist es wichtig, die Greifkraft von Robotern zu kontrollieren?
In einigen Anwendungen kann es auch erforderlich sein, die Greifkraft des Roboters genau zu messen und zu steuern, um sicherzustellen, dass zerbrechliche Objekte nicht vom Greifer zerquetscht werden (z. B. bei der Handhabung von Halbleiterwafern). Obwohl Kraftmesszellen zuverlässige Sensoren für die Kraftmessung sind, wurden sie in der Vergangenheit durch ihre sperrige Konstruktion eingeschränkt.

Um dieses Problem zu lösen, hat FUTEK einen Nanosensor entworfen und entwickelt. Seine winzige Abmessungen von 4 mm x 5 mm passt in die meisten Anwendungen von Endeffektor-Greifern, ohne die Zuverlässigkeit und Präzision von Standard-Kraftmesszellen zu beeinträchtigen. Aufgrund seiner leichten Bauweise bietet er ein hohes Eigenfrequenzverhalten, wodurch er sich für Anwendungen mit schnellen Kraftänderungen eignet. Die Nanosensoren von FUTEK werden für individuelle OEM-Lösungen angepasst. COTS-Sensoren sind auch für Konzeptnachweise und F&E-Anwendungen in kleinen Stückzahlen erhältlich.

How it Works
  1. Der Kraftsensor mit 6 Freiheitsgraden wird in einem der Robotergelenke oder üblicherweise am Handgelenk (letztes Gelenk vor dem Endeffektor) angebracht.

  2. Der 6-DoF-Sensor erfasst die Kräfte und Drehmomente, die während der Armbewegung abgegeben werden. Das Ausgangssignal des Sensors wird dann aufbereitet, verstärkt und von der USB-Serie, dem IDA100-Verstärker oder dem QIA Multi-Channel SPI Digital Output digitalisiert.

  3. Das Instrumentensignal wird dann an die SPS, den Desktop-PC oder den Roboterarm-Controller gesendet, was eine hochpräzise Kraft-/Drehmomentrückmeldung und einen geschlossenen Regelkreis ermöglicht.

  4. Darüber hinaus kann mit dem IDA100 die verstärkte Ausgabe des Sensors überwacht und die Einstellungen des analogen Verstärkers mit der SENSIT™-Software von FUTEK digital angepasst werden.

Products in Use

Leichter, flacher und hochpräziser QMA142 Custom 6 DoF Kraft Momenten Sensor, gepaart mit einem der folgenden Signalaufbereiter:


•    QIA125 - 3-Kanal-Low-Power-SPI-Digitalausgang;
•    QIA131 - 6 Kanal hochauflösender SPI Digitalausgang;
•    USB-Serie - Interne Leiterplatte mit digitalem USB-Ausgang;
•    IAA-Serie Analogverstärker.

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Was ist ein 6 Achsen Kraft Momenten Sensor?


Ein 6-DoF-Sensor ist ein Gerät, das zur Gewährleistung der Präzision bei Roboteranwendungen eingesetzt wird. Der Sensor ist für Robotergelenke konzipiert und wird in der Regel am Handgelenk des Roboterarms angebracht, um genaue Kraftmessungen für alle drei geometrischen Koordinaten (±Fx, ±Fy, ±Fz) und die Momente oder Drehmomente um diese Koordinaten (±Mx, ±My, ±Mz) zu liefern. Ein sechsachsiger Kraft-/Drehmomentaufnehmer wird auch als mehrachsiger Kraft Momenten Sensor (i.e. Mehrkomponentenaufnehmer), mehrachsige Kraftmessdose, F/T-Sensor oder sechsachsige Kraftmessdose bezeichnet.

Für welche Anwendungen werden 6 Achsen Kraft Momenten Sensor benötigt?
Kraft-/Drehmomentsensoren werden für Produkttests, Robotermontage, Schleifen, Polieren und andere industrielle Anwendungen eingesetzt, bei denen eine konstante Position und eine Bahn mit hoher Wiederholgenauigkeit erforderlich ist. Dieser Sensor ist besonders wichtig bei komplexen Montagevorgängen, bei denen der Roboter auf verschiedene Probleme stößt (Fehlausrichtungen, enge Passungen, Krafttests usw.) und eine präzise Bewegungskontrolle über die am Ende des Werkzeugs aufgebrachte Kraft (Roboter-Endeffektor) von größter Bedeutung ist. Die sechsachsige Kraftmessdose ermöglicht es der Steuerung zu erkennen, was mit dem Roboterwerkzeug geschieht und verbessert die Geschicklichkeit des Endeffektors.

In der Medizintechnik werden Kraft-/Drehmomentsensoren mit sechs Freiheitsgraden für die haptische Rückmeldung bei chirurgischen Roboteranwendungen, die Haptik laparoskopischer Instrumente und viele andere Anwendungen eingesetzt.

Die Handführung ist eine Anwendung, bei der Drehmomentmessungen erforderlich sind. Wenn der Bediener den Endeffektor (das Roboterwerkzeug) führt, um ihm einen bestimmten Weg beizubringen, erzeugt er ein Drehmoment im Roboterwerkzeug, das dann von dem sechsachsigen Kraft-/Drehmomentsensor erfasst wird. Diese mehrachsigen Drehmomente werden dann in allen kartesischen Richtungen gelesen und das Signal kann zur Analyse an den Computer gesendet werden.

Vorteile des FUTEK 6 DoF Kraftsensor:
•    Geringes Gewicht
•    Niedriges Profil
•    Hochauflösende eingebettete Elektronik
•    Anpassbar für einen bestimmten Überlastschutzbereich
•    Anpassbar für Redundanz und Fehlererkennung
•    Anpassbar für niedrigen Stromverbrauch
•    Hohe Nullpunkt- und Temperaturstabilität

Warum ist es wichtig, die Greifkraft von Robotern zu kontrollieren?
In einigen Anwendungen kann es auch erforderlich sein, die Greifkraft des Roboters genau zu messen und zu steuern, um sicherzustellen, dass zerbrechliche Objekte nicht vom Greifer zerquetscht werden (z. B. bei der Handhabung von Halbleiterwafern). Obwohl Kraftmesszellen zuverlässige Sensoren für die Kraftmessung sind, wurden sie in der Vergangenheit durch ihre sperrige Konstruktion eingeschränkt.

Um dieses Problem zu lösen, hat FUTEK einen Nanosensor entworfen und entwickelt. Seine winzige Abmessungen von 4 mm x 5 mm passt in die meisten Anwendungen von Endeffektor-Greifern, ohne die Zuverlässigkeit und Präzision von Standard-Kraftmesszellen zu beeinträchtigen. Aufgrund seiner leichten Bauweise bietet er ein hohes Eigenfrequenzverhalten, wodurch er sich für Anwendungen mit schnellen Kraftänderungen eignet. Die Nanosensoren von FUTEK werden für individuelle OEM-Lösungen angepasst. COTS-Sensoren sind auch für Konzeptnachweise und F&E-Anwendungen in kleinen Stückzahlen erhältlich.

6 Achsen Kraft Momenten Sensor 6 achsen wägezelle 6 achsen kraftsensor
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