協(xié)作機器人系統(tǒng)

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

協(xié)作機器人系統(tǒng)必須配備許多類型的傳感器，用于安全性、功能、控制和數(shù)據(jù)收集，以確定機器人何時、如何行動。傳感器收集環(huán)境數(shù)據(jù)，控制程序確定機器人何時如何行動，執(zhí)行器實施動作，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，并實時無限重復(fù)。力、扭矩、負載、質(zhì)量、壓力和多軸力測量，每個傳感器必須提供可靠準的信號。

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

構(gòu)建協(xié)作機器人傳感器的路線圖 

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

• 確定傳感器類型和要測量的物理量 
• 這將取決于協(xié)作機器人將執(zhí)行的具體任務(wù)。例如，用于拾取和放置任務(wù)的協(xié)作機器人可能需要一個負載傳感器來檢測和定位物體。
• 選擇適當?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)境進行選擇。
• 設(shè)計優(yōu)化 
• 通過使用有限元分析（FEA）來優(yōu)化傳感器設(shè)計。這種方法可以模擬傳感器在各種機械載荷下的性能，從而能夠在制造和部署之前識別出任何潛在的問題。這有助于減小昂貴的錯風險，并提高整體設(shè)計水平。此外，F(xiàn)EA還可用于確定應(yīng)變片的理想位置，保證精確測量。
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• 原型制作 
• 在產(chǎn)品開發(fā)周期中，原型制作發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過創(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估性能。這一步有助于確認最終產(chǎn)品將具有優(yōu)越的質(zhì)量并滿足所需的規(guī)格，最大程度地減少發(fā)生昂貴錯誤的可能性，并簡化了產(chǎn)品推向市場的路徑。
• 保護傳感器
• 設(shè)計工程師在設(shè)計階段考慮到應(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)，以確保達到最佳的保護效果。可以利用各種涂層來保護傳感器免環(huán)境挑戰(zhàn)的影響，例如高溫、高壓和腐蝕性液體的存在。
• 重新測試并最終確定傳感器
• 涂覆的傳感器隨后會在發(fā)貨前進行測試。所有的需求都已最終確定。在設(shè)計和制造過程之后，它現(xiàn)在已經(jīng)準備好集成到協(xié)作機器人系統(tǒng)中。

應(yīng)變片

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

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

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)作機器人中執(zhí)行特定功能的傳感器，并根據(jù)嚴格的行業(yè)質(zhì)量標準進行制造。然而，標準產(chǎn)品并不總能滿足工程師對尺寸、性能、質(zhì)量或價格的期望，因此唯一的選擇往往是訂制傳感器。但這需要專業(yè)知識?傳感器設(shè)計、原型開發(fā)和驗證、生產(chǎn)和質(zhì)量控制方面的知識。

最有效的方法是與專家合作。HBK的專業(yè)工程團隊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，可以積極參與并就基礎(chǔ)傳感器系統(tǒng)設(shè)計提供建議?從快速原型制作到開發(fā)和制造定制傳感器解決方案。

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