当前的机器人使用基于位置的控制策略,这在组装公差小于位置不确定性的应用中作为组装工具可能无效。当工业机器人配备了可测量六个自由度(Fx,Fy,Fz,Tx,Ty和Tz)的力/扭矩传感器时,可以测量相互作用力,并将其反馈给机器人控制器,并用于修改机器人的所需轨迹。这使机器人可以执行装配任务,例如将花键零件装配在一起或将活塞插入孔中。同样,其他任务(例如打磨和去毛刺)通常需要机器人保持恒定的接触力,从而使他们能够控制精加工质量和去除的材料量。如果没有传感器,机器人将无法监视和响应这些任务所需的接触力。

扭矩容量通常是选择应用所需传感器尺寸的决定因素。连接到传感器的末端执行器以及所执行的任务将在传感器上产生力,从而导致扭矩负载。

尺寸正确的传感器将具有足够的感测范围和分辨率,以监视整个机器人任务中的力和扭矩负载。它还具有足够的过载能力以承受机器人崩溃,这是机器人编程的必然部分。

扭矩是力(由静力,动态力和工作力组成)乘以从传感器原点到施加力点的距离。同样重要的是,还要考虑传感器超出正常操作力和扭矩之外的过载条件。

传感器负载将随工具相对于重力的方向以及机器人运动期间的加速度或减速度而变化。预测由机器人的运动引起的最大惯性负载对于理解传感器的最大负载可能很重要。

一旦定义了预期的负载,就可以选择传感器。选择一个传感器,其感测范围足以测量预期的力和扭矩负载,并且具有可以应对任何潜在的机器人碰撞或紧急停止的过载能力。一般的经验法则是过载能力至少是感应范围的五倍。

如果机器人控制器具有力感应选件,则使用力感应选件所需的通讯接口。如果没有力感选项,请选择与机械手I / O选项兼容的通信接口。常用的力/扭矩传感器通信接口的示例包括以太网,EtherNet / IP,DeviceNet,模拟电压和RS-232串行。

首选具有力感选项的机器人,因为它的机器人编程语言提供了针对机器人优化的力控制功能。这些优化的功能使机器人能够快速响应力和扭矩读数,从而为诸如轴承插入或阀门安装等苛刻任务提供了更高水平的控制。

机器人力/扭矩传感器使机器人能够执行艰巨的任务,例如组装公差严格的零件,不确定地定向的零件(例如齿轮)的组装以及表面处理。对工具和零件几何形状的充分理解以及对所施加力的期望水平的想法将有助于选择正确的力/扭矩传感器。

ATI的力/扭矩传感器安装在ABB工业机器人的手腕上,可提供反馈,使机器人可以像人一样触摸。当活塞插入发动机缸体中时,这可以使机器人实时进行快速调整,以寻找正确的装配位置。ATI的力/扭矩传感器使以前很难手动完成的组装任务自动化,或者需要复杂的组装机器。