六维力传感器实现精密装配应用

近年来，制造商一直在寻找提高生产率和降低组装任务成本的方法。用机器人进行自动化装配无疑是提高装配效率的最佳方式，但同时也带来了一些挑战。传统的机器人被编程为遵循预定的轨迹。即使是形状简单零件也可能装配不理想，并可能导致零件和模具损坏。在一些复杂的装配任务中，例如将凸轮轴插入发动机体中，装配工需要“触摸”到正确的装配位置才能进行装配。然而，机器人本身无法准确测量和补偿这些装配任务中存在的接触力。

在机械臂上应用力传感器，可以使机械臂准确感知末端的接触力，配合机器人系统中的力觉软件，准确完成精密装配。机器人不仅在装配时需要有一定的位置精度，还需要在组装或装配部件容易损坏或易变性时，具有适应末端位置和姿态的适应调节能力。典型的应用是轴孔装配。

六轴力/力矩传感器可配合市面上大部分机器人，利用力控制完成各种高难度装配任务。当机器人用于装配时，由于夹具精度低，机器人在装配过程中会出现误差，而六轴力/扭矩传感器可以提供高灵敏度，将检测到的负载信息转换转化为电信号传输给机器人，给机器人施加力或力矩，使其做出适当的反应，不断寻找准确的位置，在装配的过程中，由于力传感器始终检测着机器人末端所受到的接触力，所以不会导致由于精度不高产生损坏工件等情况，这在一些成本较高的工件装配应用中起到了精密装配和保护工件的功能。

六轴力矩传感器采用硅应变片原理。硅应变片贴到扭力梁上。硅应变片应外力产生阻值变化，然后将其转换为电压信号。之后根据电压的不断变化，对应出力和力矩的数值。传感器输出六个数值Fx,Fy,Fz,Tx,Ty,Tz给机器人控制器，不同的机器人根据自己的机器人控制系统，开发自己相适应的软件包，通过计算后，变成可执行程序，从而改变机器人工具和工件的接触力。

在过去只能手动操作的工业生产线中，可以用机器人自动生产线代替相应的手动装配，从而将人从装配线中解放出来，提高整个生产线的自动化程度。这将使整个生产线的生产成本大大降低，更符合“智能制造”的战略目标。

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