案例詳情

協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)

協(xié)作機(jī)器人(cobots)系統(tǒng)的操作概念基于機(jī)器人與操作員之間的交互作用。通常該系統(tǒng)包括一個(gè)帶有特定工具的電動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)?一個(gè)機(jī)器人手臂，以及一個(gè)人機(jī)界面，允許操作員控制機(jī)器人手臂的位置或運(yùn)動(dòng)。整個(gè)系統(tǒng)由軟件和電子系統(tǒng)控制，將人機(jī)界面連接到電動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，并執(zhí)行用戶(hù)的命令。

協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)必須配備許多類(lèi)型的傳感器，用于安全性、功能、控制和數(shù)據(jù)收集，以確定機(jī)器人何時(shí)、如何行動(dòng)。傳感器收集環(huán)境數(shù)據(jù)，控制程序確定機(jī)器人何時(shí)如何行動(dòng)，執(zhí)行器實(shí)施動(dòng)作，傳感器收集與交互作用相關(guān)的數(shù)據(jù)，并向控制系統(tǒng)提供反饋，并實(shí)時(shí)無(wú)限重復(fù)。力、扭矩、負(fù)載、質(zhì)量、壓力和多軸力測(cè)量，每個(gè)傳感器必須提供可靠準(zhǔn)的信號(hào)。

這種類(lèi)型的OEM定制傳感器應(yīng)被視為一個(gè)完整的系統(tǒng)（將應(yīng)變片、傳感器彈性體、電纜和電子電路裝配成一個(gè)整體）和應(yīng)變測(cè)量作為可靠性的關(guān)鍵元素之一。

構(gòu)建協(xié)作機(jī)器人傳感器的路線(xiàn)圖 

制造協(xié)作機(jī)器人傳感器的過(guò)程可能會(huì)根據(jù)具體的傳感器類(lèi)型和應(yīng)用而有所不同，但通常包括以下步驟： 

• 確定傳感器類(lèi)型和要測(cè)量的物理量 

  這將取決于協(xié)作機(jī)器人將執(zhí)行的具體任務(wù)。例如，用于拾取和放置任務(wù)的協(xié)作機(jī)器人可能需要一個(gè)負(fù)載傳感器來(lái)檢測(cè)和定位物體。

• 選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾徒M件

  傳感器組件必須根據(jù)具體的應(yīng)用和環(huán)境進(jìn)行選擇。

• 設(shè)計(jì)優(yōu)化 

  通過(guò)使用有限元分析（FEA）來(lái)優(yōu)化傳感器設(shè)計(jì)。這種方法可以模擬傳感器在各種機(jī)械載荷下的性能，從而能夠在制造和部署之前識(shí)別出任何潛在的問(wèn)題。這有助于減小昂貴的錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，并提高整體設(shè)計(jì)水平。此外，F(xiàn)EA還可用于確定應(yīng)變片的理想位置，保證精確測(cè)量。

• 原型制作 

  在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中，原型制作發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過(guò)創(chuàng)建原型，可以將應(yīng)變片安裝在傳感器組件上，并將它們接入惠斯通電橋以評(píng)估性能。這一步有助于確認(rèn)最終產(chǎn)品將具有優(yōu)越的質(zhì)量并滿(mǎn)足所需的規(guī)格，最大程度地減少發(fā)生昂貴錯(cuò)誤的可能性，并簡(jiǎn)化了產(chǎn)品推向市場(chǎng)的路徑。

• 保護(hù)傳感器

  設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)階段考慮到應(yīng)用中存在的特定環(huán)境因素，并選擇涂覆材料和傳感器結(jié)構(gòu)，以確保達(dá)到最佳的保護(hù)效果?？梢岳酶鞣N涂層來(lái)保護(hù)傳感器免環(huán)境挑戰(zhàn)的影響，例如高溫、高壓和腐蝕性液體的存在。

• 重新測(cè)試并最終確定傳感器

  涂覆的傳感器隨后會(huì)在發(fā)貨前進(jìn)行測(cè)試。所有的需求都已最終確定。在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程之后，它現(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備好集成到協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)中。

應(yīng)變片

應(yīng)變片通常用于測(cè)量非常小而精確的機(jī)械應(yīng)變。電阻的變化也非常小，因此不能直接用歐姆表測(cè)量。所以應(yīng)變片必須包含在一個(gè)能夠精確確定電阻變化的測(cè)量系統(tǒng)中。為此，必須創(chuàng)建一個(gè)惠斯通電橋電路?；菟雇姌螂娐酚蓱?yīng)變片組成。它將機(jī)械應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化。 

實(shí)際上，基于應(yīng)變片的力傳感器可以測(cè)量最輕微的變形?從而產(chǎn)生高度精確的力測(cè)量結(jié)果，這對(duì)于需要高精度的應(yīng)用非常關(guān)鍵，例如處理精細(xì)物體或調(diào)整運(yùn)動(dòng)的力度。

為何選擇HBK作為OEM定制傳感器的合作伙伴

不斷致力于創(chuàng)造創(chuàng)新產(chǎn)品的OEM廠商希望獲得可以輕松集成到協(xié)作機(jī)器人中執(zhí)行特定功能的傳感器，并根據(jù)嚴(yán)格的行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造。然而，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品并不總能滿(mǎn)足工程師對(duì)尺寸、性能、質(zhì)量或價(jià)格的期望，因此唯一的選擇往往是訂制傳感器。但這需要專(zhuān)業(yè)知識(shí)?傳感器設(shè)計(jì)、原型開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證、生產(chǎn)和質(zhì)量控制方面的知識(shí)。

HBK的專(zhuān)業(yè)工程團(tuán)隊(duì)具有豐富的傳感器解決方案構(gòu)建和定制應(yīng)變片制造經(jīng)驗(yàn)，可以積極參與并就基礎(chǔ)傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供建議?從快速原型制作到開(kāi)發(fā)和制造定制傳感器解決方案。