Современные роботы могут выполнять широкий круг задач – от простейших повторяющихся действий по уборке помещения до высокоточных хирургических манипуляций.
Развитие робототехнической отрасли зависит от трех ключевых факторов – демографического, кадрового и научного. К наиболее влиятельным странам, достигшим высокого уровня производства роботов и компонентов к ним, можно отнести Японию, Китай и Южную Корею. Большое количество ведущих компаний по производству промышленных роботов и высокая концентрация квалифицированных инженеров позволили Китаю создавать высокотехнологичные устройства и постепенно приближаться к полному переходу от машинного к искусственному интеллекту.
6-осевое восприятие силы расширяет границы применения
Создание системы контроля положения робота является одной из наиболее важных задач, стоящих перед разработчиком. Так, например, она помогает роботу-манипулятору двигаться в замкнутом пространстве по заранее построенной траектории. Подобная система, являющаяся еще одной ступенью перехода от машинного интеллекта к искусственному, требует использование высокоточных датчиков. К таким датчикам относят силомоментные сенсоры, которые способны как управлять выходным моментом (силой), так и принимать его как обратную замкнутую связь. Поскольку контактная поверхность между роботом и объектом может принимать криволинейную сложную форму, то приемка крутящего момента (силы) может быть многомерной. 6-осевой датчик силы измеряет силу и крутящий момента сразу в 3 пространственных направлениях X, Y и Z.
6-осевой датчик силы от Hypersen позволяет преобразовывать многомерные сигналы крутящего момента (силы) в электрические, которые в дальнейшем используются для анализа изменения направления силы. Кроме этого, с помощью датчика можно контролировать ускорение, силу инерции, величину и точку контактной силы. Датчики силы дают возможность роботу выполнять более сложные задачи на основе простых механических движений, таких как сборка, захват, полировка, перемещение и т.д.
Технологическая компания Hypersen специализируется на разработке и производстве хроматических конфокальных датчиков смещения, высокоскоростных промышленных камер, 6-осевых датчиков силы и крутящего момента. Вышеуказанная продукция получила ряд национальных патентов и международных сертификатов, включая CE, FCC, RoHS, IEC62471 и IEC60825. 6-осевые датчики Hypersen предназначены для управления силой робота и контроля за точностью его движений.
Основные технические характеристики, на которые необходимо обратить внимание при выборе 6-осевого датчика силы, – это диапазон измерения, точность, устойчивость к перегрузке, частоту вывода данных, нелинейность, гистерезис, дрейф нуля, температурный дрейф и перекрестные помехи. Немаловажную роль в работоспособности датчиков также играют алгоритмы развязки, фильтрации и температурной компенсации.
Как технологическая компания, специализирующаяся на исследованиях и разработках высокотехнологичных интеллектуальных датчиков, Hypersen самостоятельно разработала и произвела хроматические конфокальные датчики смещения, высокоскоростные промышленные камеры, шестимерные датчики силы крутящего момента, лазерный датчик поперечного луча и другие интеллектуальные датчики премиум-класса на основе многолетнего опыта в области промышленной механики и оптики. Датчики крутящего момента серии HPS-FT обеспечивают превосходное решение для управления силой робота и обеспечивают более высокую производительность и удобство в шестимерном контроле силы.
Серия 6-осевых датчиков силы и крутящего момента HPS-FT от Hypersen использует высокоточный тензодатчик и компактный корпус для достижения высокого отношения сигнал/шум и максимальной чувствительности. Степень пыле- и водонепроницаемости IP67 позволяет получать необходимую информацию даже во влажной или сильно загрязненной среде. Алгоритм температурной компенсации, являющийся частью программного обеспечения датчика, снижает температурный дрейф и повышает точность измерений. Помимо этого, высокоточные алгоритмы развязки и фильтрации позволяют датчику справляться с высоким уровнем дрейфа нуля и перекрестными помехами.
Применение 6-осевого управления силой в различных сценариях
В скором времени в доме человека могут появиться все более высокотехнологичные и умные роботы. Они смогут выполнять не только рутинные действия по уборке дома, но и вступать с человеком в прямое взаимодействие. В связи с этим должна быть уверенность, что роботы смогут контролировать свои физические возможности и хорошо адаптироваться к изменениям в окружающей обстановке. Все это невозможно без внедрения мощных датчиков силы и крутящего момента.
Чаще всего датчики силы устанавливаются в «конечностях» робота. 6-осевой датчик силового крутящего момента соединяется с торцевым соединением манипулятора робота через фланец. После этого датчик получает данные о силе и крутящем моменте в направлениях X, Y, Z и передает их в центр управления роботом. Полученная информация позволяет контролировать силу робота сразу в 6 измерениях.
Выходная частота датчика 6D Force Torque Sensor от Hypersen достигает 2000 Гц, что дает возможность контролировать силу и крутящий момент робота в режиме реального времени. Точность в направлении Fxy, FZ и Mxy, Mz составляет 0,05 Н и 0,001 Н соответственно, что позволяет использовать датчики для прецизионной сборки устройств, захвата объекта с мягкой поверхностью, подключения USB-кабеля, осуществления винтовых и болтовых соединений.
В дополнение к управлению силой и крутящим моментом, ввод-вывод адаптера EtherCAT/Ethernet от Hypersen может быть подключен к вводу-выводу системы аварийной остановки робота. Таким образом, когда пороговое значение сигнализации превышено, адаптер передает команду аварийной остановки и робот прекращает свою работу. Сверхчувствительная система контроля давления защищает как пользователя, так и самого робота от столкновений.
6-осевые датчики также способны управлять силой соприкосновения робота с поверхностью на основе адаптивного контроля допуска. Такая функция необходима при использовании роботов для медицинских задач по ортопедическому вытяжению шейного позвоночника или послеоперационной реабилитации.
В зависимости от технических требований, предъявляемых к проекту, Hypersen разработала множество моделей 6-осевых датчиков силы и крутящего момента. Так, модель HPS-FT120 имеет максимальный диапазон измерения 5000 Н, 150 Нм, в то время как минимальный диапазон HPS-FT025 составляет 150 Н, 4 Нм. Это позволяет охватить диапазон нагрузки большинства проектов со статической перегрузочной способностью до 500%. Модель HPS-FT060S выполнена из нержавеющей стали и отлично подходит для работы в сложных производственных условиях.
«Завоевание рынка с помощью внедрения новых технологий и честного отношения к клиентам» – один из главных принципов работы Hypersen. За годы функционирования компании удалось создать множество высокочувствительных сенсоров первого класса и преобразовать привычную приписку «Made in China» в гордое «Made in China Intelligently».
Для получения дополнительной информации по условиям поставки продукции пишите нам на почту info@npk-photonica.ru или звоните по номеру +7 (812) 209-20-20.
