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多维力称重传感器在机械领域的应用
时间: 2022-06-02 08:55:13 浏览次数:

在工业中,应用力传感器最多的首属机械制造行业,国际主流品牌的高端机械制造产业已全部采用了基于多维力传感器的力反应控制系统。多维力传感器普通有压扭传感器、二维力传感器、三维力传感器和四维力传感器较多。目前,该技术已普遍应用在了打磨、铣削、焊接及装配的自动化机械臂中。

1)打磨

人工打磨有柔性但效率低,用机械臂打磨可有效进步效率。为了进步机械臂的打磨质量,需求树立力与机械臂末端轨迹的关系。基于示教过程中的多维力传感器数据,分离人工智能和机器学习的算法,可得到一个学习模型,最后将这个学习模型与机械臂的详细控制算法分离,就能在机械臂上快速完成高质量打磨的功用。打磨设备常采用变阻抗方式完成准确力控,其中多选用三维力传感器。

2)铣削

采用力反应控制的铣削设备已被应用于大型碳纤维加强型塑料(CFRP)飞行器舱段的去材加工范畴。由于飞行器舱段的体积较大且碳纤维舱体成型费用昂扬,一旦后续工序加工质量不合格,将形成宏大的经济损失。因而,对窗孔铣削等工序的加工质量及胜利率有严厉请求。但是,众所周知的是,在碳纤维复合资料加工过程中易呈现工件开裂和刀具猛烈磨损的现象,再加之大范围挪动时刀具定位精度难以保证,要完成高质量高废品率的目的是一项难度极高的应战。侥幸的是,采用末端力反应的铣削设备能够胜任此项任务。

将多维力传感器融入到用于铣削的机械臂中,能够坚持米6体育app官网下载度的挪动来处置大型组件的操作,其对位置精度的保证可以使得末端刀具操作途径精确。经过自顺应处置过程可确保机械臂可以面对不同的组件和位置需求,定位精度可到达0.01mm的量级。

经过力反应控制更改机械臂的轨迹速度,可完成在加工过程中对资料的恒定速度切削。加工过程一旦呈现过高的加工阻力,软件就会自动降低机械臂的进给速度并使加工力坚持恒定,从而避免了碳基复合资料舱体因铣削载荷过大呈现开裂现象,同时也减缓了刀具的磨损速度。

3)焊接

搅拌摩擦焊是大量应用的焊接技术。我国运载火箭的壳段就是由金属板材经过搅拌摩擦焊工艺加工而成。在焊接过程中工件要刚性固定在背垫上,焊头一边高速旋转,一边沿工件的接缝相对挪动。焊头的突出段(焊针)伸进资料内部停止摩擦和搅拌,部分产生大量热量消融资料完成焊接。焊头的肩部与工件外表摩擦生热,用于避免塑性状态资料的溢出,同时能够起到肃清外表氧化膜的作用。

在焊接机械臂末端与焊机之间参加多维力传感器,能够在焊接过程中实时监测纵向力、摩擦力和扭矩,即便是在型面焊接中,自顺应系统也能够依据多维力传感器的反应信息实时调整焊头的运动参数,使纵向力、摩擦力和扭矩坚持良好的分歧性,以确保焊接质量。

4)装配

3C行业的零部件大多为易碎的电子产品,装配力过大时容易损坏;除此之外,汽车制造过程中存在较多的硬摩擦装配(如轴孔过盈装配等),但摩擦力过大容易形成零部件间的卡死现象并损伤外表质量。因而,即便3C及汽车行业的装配过程中存在大量的反复性要素,目前常规的自动化系统也很难完成装配功用。其缘由在于,这些装配环节中需求不时的人工力觉感测并停止实时微调,而常规的自动化系统采用的是位置控制,其装配操作无法感知装配力并实时调整装配战略以防止零件的损伤毁坏。

执行末端配有多维力传感器的机械臂能够完成上述装配任务。经过多维力传感器的低阈值维护确保组装过程中零部件的平安,并经过力与力矩反应来停止编程,能够完成位置控制与力控制的叠加,从而进步机械臂执行或调整的柔性,即像人工操作一样,能够边感知边调整装配力度和用力方向。

可见,随同着多维力传感器的引入,打磨、铣削、焊接及装配等机械加工技术的效率和质量,都得到了明显的提升。力反应控制系统已被视为工业自动化的中心技术之一,是各大厂商技术实力和品牌竞争力的中心表现。

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