Interface 6AXX Multicomponent Sensor Manwal sa Instruksyon

Ang set sa 6AXX Multicomponent Sensors naglangkob sa unom ka independent force sensors nga adunay mga strain gauge. Gamit ang unom ka signal sa sensor, usa ka lagda sa pagkalkula ang gipadapat aron makalkulo ang mga pwersa sulod sa threespatial axes ug ang tulo ka gutlo sa ilang palibot. Ang gidak-on sa pagsukod sa multicomponent sensor gitino:

pinaagi sa mga sukod sa pagsukod sa unom ka independent force sensors, ug
pinaagi sa geometrical nga kahikayan sa unom ka force sensors o pinaagi sa diametro sa sensor.

Ang indibiduwal nga mga signal gikan sa unom ka mga sensor sa puwersa dili direktang nalangkit sa piho nga puwersa o gutlo pinaagi sa pagpadaghan sa usa ka scaling factor.

Ang lagda sa pagkalkula mahimong tukma nga gihulagway sa mga termino sa matematika pinaagi sa cross product gikan sa calibration matrix nga adunay vector sa unom ka sensor signal.

Kini nga functional nga pamaagi adunay mosunod nga advantages:

Ilabi na sa taas nga rigidity,

Ilabi na epektibo nga pagbulag sa unom ka mga sangkap ("ubos nga cross-talk").

Calibration matrix

Ang calibration matrix A naghulagway sa koneksyon tali sa gipakita nga output signal U sa pagsukod amplifier sa mga channel 1 hangtod 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) ug mga sangkap 1 hangtod 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) sa load vector L.

Gisukod nga kantidad: mga signal sa output u1, u2, ...u6 sa mga channel 1 hangtod 6	output signal U
Kalkulado nga bili: pwersa Fx, Fy, Fz; mga gutlo Mx, My, Mz	Ikarga ang vector L
Lagda sa kalkulasyon: Cross product	L = A x U

Ang calibration matrix Aij naglakip sa 36 ka elemento, gihan-ay sa 6 ka laray (i=1..6) ug 6 ka kolum (j=1..6).
Ang yunit sa mga elemento sa matrix kay N/(mV/V) sa mga laray 1 ngadto sa 3 sa matrix.
Ang yunit sa mga elemento sa matrix mao ang Nm/(mV/V) sa mga laray 4 ngadto sa 6 sa matrix.
Ang calibration matrix nagdepende sa mga kabtangan sa sensor ug sa pagsukod ampbuhi nga kinabuhi
Kini magamit alang sa pagsukod sa BX8 ampliifier ug para sa tanan amplifiers, nga nagpakita sa tulay output signal sa mV/V.
Ang mga elemento sa matrix mahimong mabag-o sa ubang mga yunit pinaagi sa usa ka komon nga hinungdan pinaagi sa pagpadaghan (gamit ang "scalar product").
Ang calibration matrix nagkalkula sa mga gutlo sa palibot sa gigikanan sa nagpahiping coordinate system.
Ang gigikanan sa sistema sa coordinate nahimutang sa punto diin ang z-axis nag-intersect sa nag-atubang nga nawong sa sensor. 1) Ang gigikanan ug mga oryentasyon sa mga wasay gipakita pinaagi sa usa ka pagkulit sa nag-atubang nga nawong sa sensor.

1) Ang posisyon sa gigikanan mahimong magkalainlain sa lainlaing mga tipo sa sensor sa 6AXX. Ang gigikanan gidokumento sa calibration sheet. EG ang gigikanan sa 6A68 naa sa sentro sa sensor.

Example sa usa ka calibration matrix (6AXX, 6ADF)

	u1 sa mV/V	u2 sa mV/V	u3 sa mV/V	u4 sa mV/V	u5 sa mV/V	u6 sa mV/V
Fx sa N / mV/V	-217.2	108.9	99.9	-217.8	109.2	103.3
Fy sa N / mV/V	-2.0	183.5	-186.3	-3.0	185.5	-190.7
Fz sa N / mV/V	-321.0	-320.0	-317.3	-321.1	-324.4	-323.9
Mx sa Nm / mV/V	7.8	3.7	-3.8	-7.8	-4.1	4.1
Akong sa Nm / mV/V	-0.4	6.6	6.6	-0.4	-7.0	-7.0
Mz sa Nm / mV/V	-5.2	5.1	-5.1	5.1	-5.0	5.1

Ang puwersa sa x-direksyon kalkulado pinaagi sa pagpadaghan ug pagtotal sa matrix nga mga elemento sa unang laray a1j uban sa mga laray sa vector sa output signal uj.
Fx =
-217.2 N/(mV/V) u1+ 108.9 N/(mV/V) u2 + 99.9 N/(mV/V) u3
-217.8 N/(mV/V) u4+ 109.2 N/(mV/V) u5 +103.3 N/(mV/V) u6

Kay example: sa tanan nga 6 nga mga channel sa pagsukod mao ang u1 = u2 = u3 = u4 = u5 = u6 = 1.00mV/V nga gipakita. Dayon adunay usa ka pwersa nga Fx sa -13.7 N. Ang pwersa sa z nga direksyon gikalkula sumala sa pagpadaghan ug pagsumada sa ikatulo nga laray sa matrix a3j uban sa vector sa gipakita nga vol.tages uj:
Fz =
-321.0 N/(mV/V) u1 -320.0 N/(mV/V) u2 -317.3 N/(mV/V) u3
-321.1 N/(mV/V) u4 -324.4 N/(mV/V) u5 -323.9 N/(mV/V) u6.

Matrix Plus alang sa 6AXX / 6ADF sensor

Kung gigamit ang "Matrix Plus" nga pamaagi sa pag-calibrate, duha ka mga cross nga produkto ang gikalkula: matrix A x U + matrix B x U *

Gisukod nga mga kantidad: mga signal sa output u1, u2, ... u6 mga kanal 1 hangtod 6	mga signal sa output U
Ang gisukod nga mga kantidad mao ang mga signal sa output isip mga sagol nga produkto: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 sa mga channel 1 hangtod 6	mga signal sa output U*
Nakalkulo nga bili: Forces Fx, Fy, Fz;Moments Mx, My, Mz	Ikarga ang vector L.
Lagda sa kalkulasyon: Cross product	L = A x U + B x U*

Example sa usa ka calibration matrix "B"

	u1·u2 sa (mV/V)²	u1·u3 sa (mV/V)²	u1·u4 sa (mV/V)²	u1·u5 sa (mV/V)²	u1·u6 sa (mV/V)²	u2·u3 sa (mV/V)²
Fx sa N / (mV/V)²	-0.204	-0.628	0.774	-0.337	-3.520	2.345
Fy sa N /(mV/V)²	-0.251	1.701	-0.107	-2.133	-1.408	1.298
Fz sa N / (mV/V)²	5.049	-0.990	1.453	3.924	19.55	-18.25
Mx sa Nm /(mV/V)²	-0.015	0.082	-0.055	-0.076	0.192	-0.054
Akong sa Nm / (mV/V)²	0.050	0.016	0.223	0.036	0.023	-0.239
Mz sa Nm / (mV/V)²	-0.081	-0.101	0.027	-0.097	-0.747	0.616

Ang puwersa sa x-direksyon kalkulado pinaagi sa pagpadaghan ug pagsumada sa mga elemento sa matrix A sa unang laray a1j uban sa mga laray nga j sa vector sa output signal uj plus matrix nga mga elemento B sa unang laray a1j uban sa mga laray nga j sa vector sa ang mixedquadratic output signal:

Example sa Fx

Fx =
-217.2 N/(mV/V) u1 + 108.9 N/(mV/V) u2 + 99.9 N/(mV/V) u3
-217.8 N/(mV/V) u4 + 109.2 N/(mV/V) u5 +103.3 N/(mV/V) u6
-0.204 N/(mV/V)² u1u2 0.628 N/(mV/V)² u1u3 + 0.774 N/(mV/V)² u1u4
-0.337 N/(mV/V)² u1u5 3.520 N/(mV/V)² u1u6 + 2.345 N/(mV/V)² u2u3

Example sa Fz

Fz =
-321.0 N/(mV/V) u1 -320.0 N/(mV/V) u2 -317.3 N/(mV/V) u3
-321.1 N/(mV/V) u4 -324.4 N/(mV/V) u5 -323.9 N/(mV/V) u6.
+5.049 N/(mV/V)² u1u2 -0.990 N/(mV/V)² u1u3
+1.453 N/(mV/V)² u1u4 +3.924 N/(mV/V)² u1u5
+19.55 N/(mV/V)² u1u6 -18.25 N/(mV/V)² u2u3
Atensyon: Ang komposisyon sa nagkasagol nga quadratic nga mga termino mahimong mausab depende sa sensor.

Offset sa gigikanan

Ang mga pwersa nga wala magamit sa gigikanan sa coordinate system gipakita sa anindicator sa porma sa Mx, My ug Mz nga mga gutlo base sa lever arm.

Sa kinatibuk-an, ang mga pwersa gigamit sa layo nga z gikan sa nag-atubang nga nawong sa sensor. Ang lokasyon sa pagpasa sa kusog mahimo usab nga ibalhin sa x- ug z nga mga direksyon kung gikinahanglan.

Kung ang mga pwersa magamit sa gilay-on nga x, y o z gikan sa gigikanan sa sistema sa coordinate, ug ang mga gutlo sa palibot sa offset nga lokasyon sa transmission sa puwersa kinahanglan ipakita, ang mga mosunod nga mga pagtul-id gikinahanglan:

Gitul-id nga mga gutlo Mx1, My1, Mz1 pagkahuman sa pagbalhin sa kusog nga transmission (x, y, z) gikan sa gigikanan

Mx1 = Mx + y*Fz – z*Fy
Akong1 = Akong + z*Fx – x*Fz
Mz1 = Mz + x*Fy – y*Fx

Mubo nga sulat: Ang sensor naladlad usab sa mga gutlo nga Mx, My ug Mz, nga adunay mga gutlo nga Mx1, My1 ug Mz1 nga gipakita. Ang gitugot nga mga higayon nga Mx, My ug Mz kinahanglan dili molapas.

Pag-scale sa calibration matrix

Pinaagi sa pag-refer sa mga elemento sa matrix sa unit mV/V, ang calibration matrix mahimong magamit sa tanan nga magamit. amptigpataas sa kinabuhi.

Ang calibration matrix nga adunay N/V ug Nm/V matrix nga mga elemento magamit sa BSC8 nga pagsukod amplifier nga adunay input sensitivity nga 2 mV / V ug usa ka output signal nga 5V nga adunay 2mV / V input signal.

Pagpadaghan sa tanang elemento sa matrix pinaagi sa usa ka factor nga 2/5 nga timbangan ang matrix gikan sa N/(mV/V) ug Nm/(mV/V) para sa output nga 5V sa input sensitivity nga 2 mV/V (BSC8).

Pinaagi sa pagpadaghan sa tanang elemento sa matrix sa usa ka factor nga 3.5/10, ang Matrix gi-scale gikan sa N/(mV/V) ug Nm/(mV/V) para sa output signal nga 10V sa input sensitivity nga 3.5 mV/V (BX8). )

Ang yunit sa hinungdan mao ang (mV/V)/V
Ang yunit sa mga elemento sa load vector (u1, u2, u3, u4, u5, u6) mao ang voltagnaa sa V

Example sa Fx

Analog output nga adunay BX8, input sensitivity 3.5 mV / V, output signal 10V:
Fx =
3.5/10 (mV/V)/V
(-217.2 N/(mV/V) u1 + 108.9 N/(mV/V) u2 + 99.9 N/(mV/V) u3
-217.8 N/(mV/V) u4 + 109.2 N/(mV/V) u5 +103.3 N/(mV/V) u6 ) + (3.5/10)² ( (mV/V)/V )²
(-0.204 N/(mV/V)² u1u2 0.628 N/(mV/V)² u1u3 + 0.774 N/(mV/V)² u1u4
-0.337 N/(mV/V)² u1u5 3.520 N/(mV/V)² u1u6 + 2.345 N/(mV/V)² u2u3)

Matrix 6 × 12 alang sa 6AXX sensor

Uban sa mga sensor nga 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 posible nga mogamit usa ka 6 × 12 matrix imbes nga a6x6 matrix alang sa bayad sa sayup.

Ang 6 × 12 matrix nagtanyag sa labing taas nga katukma ug labing ubos nga crosstalk, ug girekomenda alang sa mga sensor gikan sa 50kN nga puwersa.

Sa kini nga kaso, ang mga sensor adunay kinatibuk-an nga 12 nga mga channel sa pagsukod ug duha nga mga konektor. Ang matag connector naglangkob sa usa ka electrically independent force-torque sensor nga adunay 6 sensor signal. ampLifier BX8.

Imbis nga mogamit usa ka 6 × 12 matrix, ang sensor mahimo usab nga magamit nga eksklusibo sa konektor A, eksklusibo nga adunay konektor B, o sa parehas nga mga konektor alang sa sobra nga pagsukod. Sa kini nga kaso, usa ka 6 × 6 matrix ang gihatag alang sa konektor A ug alang sa konektor B. Ang 6 × 6 matrix gihatag ingon usa ka sukaranan.

Ang pag-synchronize sa gisukod nga datos mahimong pananglitan sa tabang sa usa ka kable sa pag-synchronize. Kay ampAng mga lifiers nga adunay interface sa EtherCat posible ang pag-synchronize pinaagi sa mga linya sa BUS.

Ang mga pwersa nga Fx, Fy, Fz ug mga gutlo nga Mx, My, Mz gikalkula sa software nga BlueDAQ. Didto ang 12 ka input channel u1…u12 gipadaghan sa 6×12 matrix A aron makakuha og 6 ka output channel sa load vector L.

Ang mga channel sa connector “A” kay gi-assign sa channels 1…6 sa BlueDAQ software.. Ang channels sa connector “B” kay gi-assign sa channels 7…12 sa BlueDAQ software.
Pagkahuman sa pagkarga ug pagpaaktibo sa matrix 6 × 12 sa software sa BlueDAQ, ang mga pwersa ug mga gutlo gipakita sa mga channel 1 hangtod 6.
Ang mga channel 7…12 naglangkob sa hilaw nga datos sa konektor B ug dili angay alang sa dugang nga pagsusi. Kini nga mga channel (nga adunay ngalan nga "dummy7") hangtod sa "dummy12") mahimong matago kung gamiton ang 6 × 12 matrix, ang mga pwersa ug mga gutlo gikalkula nga eksklusibo pinaagi sa software, tungod kay kini gilangkuban sa datos gikan sa duha nga managsama nga pagsukod. amptigpataas sa kinabuhi.

Tip: Kung gigamit ang software sa BlueDAQ, ang pag-configure ug pag-link sa 6 × 12 matrix mahimo pinaagi sa "Save Session". ug ang "Open Session" gipugos. aron ang pag-configure sa sensor ug channel kinahanglan ra nga himuon kausa.

Pagkagahi nga Matrix

Example sa usa ka stiffness matrix

6A130 5kN/500Nm

Fx	Fy	Fz	Mx	My	Mz
93,8 kN/mm	0,0	0,0	0,0	3750 kN	0,0	Ux
0,0	93,8 kN/mm	0,0	-3750 kN	0,0	0,0	Uy
0,0	0,0	387,9 kN/mm	0,0	0,0	0,0	Uz
0,0	-3750 kN	0,0	505,2 kNm	0,0	0,0	phix
3750 kN	0,0	0,0	0,0	505,2 kNm	0,0	phiy
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4 kNm	phiz

Kung gikargahan sa 5kN sa x-direksyon, ang pagbalhin sa 5 / 93.8 mm = 0.053 mm sa x nga direksyon, ug usa ka twist nga 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad ang moresulta sa y-direksyon.
Kung puno sa 15kN sa z-direksyon, usa ka pagbalhin sa 15 / 387.9 mm = 0.039 mm sa z nga direksyon (ug walay twist).
Sa diha nga Mx 500 Nm usa ka twisting sa 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad resulta sa x-axis, ug ashift gikan sa 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Sa diha nga puno sa Mz 500Nm usa ka twisting resulta sa 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad mahitungod sa z-axis (ug walay pagbalhin).

Calibration Matrix para sa 5AR Sensors

Ang mga sensor sa tipo 5ARatugotan ang pagsukod sa puwersa Fz ug ang mga gutlo nga Mxand My.
Ang mga sensor nga 5AR mahimong gamiton sa pagpakita sa 3 ka orthogonal nga pwersa Fx, Fy, ug Fz, kung ang gisukod nga mga torque gibahin sa lever arm z (distansya sa force application Fx, Fy sa gigikanan sa coordinate system).

	ch1	ch2	ch3	ch4
Fz sa N / mV/V	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx sa Nm / mV/V	0,00	-1,30	0,00	1,30
Akong sa Nm / mV/V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

Ang puwersa sa z nga direksyon gikalkulo pinaagi sa pagpadaghan ug pagsumada sa mga elemento sa matrix sa unang laray nga A1J uban sa mga linya sa vector sa mga output signal uj

Fz =
100 N/mV/V u1 + 100 N/mV/V u2 + 100 N/mV/V u3 + 100 N/mV/V u4

Example: sa tanan nga 6 nga mga channel sa pagsukod mao ang u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V nga gipakita. Dayon ipugos ang mga resulta sa Fz sa 400 N.

Ang calibration matrix A sa 5AR sensor adunay mga dimensyon nga 4 x. 4
Ang vector u sa mga signal sa output sa pagsukod ampAng liifier adunay mga sukat nga 4 x. 1 Ang resulta nga vector (Fz, Mx, My, H) adunay dimensyon nga 4 x. 1 Sa mga output sa ch1, ch2 ug ch3 human magamit ang calibration matrix, ang force Fz ug ang mga gutlo nga Mx ug My gipakita. Sa Channel 4 output H kanunay nga gipakita 0V sa ikaupat nga linya.

Pag-commissioning sa sensor

Ang BlueDAQ software gigamit aron ipakita ang gisukod nga pwersa ug mga gutlo. Ang BlueDAQsoftware ug may kalabutan nga mga manwal mahimong ma-download gikan sa website.

Lakang	Deskripsyon
1	Pag-instalar sa Blue DAQ software
2	Ikonektar ang pagsukod amplifier BX8 pinaagi sa USB port; Ikonektar ang sensor 6AXX sa pagsukod amptigpanalipod. I-on ang pagsukod ampbuhi nga kinabuhi
3	Kopyaha ang direktoryo nga adunay calibration matrix (gihatag nga USB stick) sa angay nga drive ug agianan.
4	Pagsugod sa Blue DAQ software
5	Panguna nga bintana: Butang Add Channel; Pilia ang tipo sa aparato: BX8 Pagpili interface: alang sa example COM3Pilia ang channel 1 hangtod 6 aron maablihan ang Button Connect
6	Panguna nga bintana: Butang Espesyal nga Sensor Pagpili og unom ka axis sensor
7	Window "Mga setting sa sensor sa unom ka axis: Butang Idugang ang Sensor
8	a) Button Change Dir Pilia ang direktoryo nga adunay files Serial number.dat ug Serial number. Matrix. b) Button Pilia ang Sensor ug pilia ang Serial number c) Butang nga Awtomatikong Pag-usab sa mga Channel d) kon gikinahanglan. Pilia ang displacement sa force application point. e) Butang OK I-enable kini nga Sensor
9C	Pilia ang Recorder Yt" nga bintana, pagsugod sa pagsukod;

Pag-commissioning sa 6 × 12 sensor

Kung gi-commission ang 6 × 12 sensor, mga channel 1 hangtod 6 sa pagsukod amplifier atconnector "A" kinahanglan nga i-assign sa mga sangkap 1 hangtod 6.

Channels 7…12 sa pagsukod amplifier sa konektor "B" gi-assign sa mga sangkap 7 hangtod 12.

Kung gigamit ang synchronization cable, ang 25-pin SUB-D nga babaye nga mga konektor (lalaki) sa likod sa amplifier konektado sa synchronization cable.

Ang synchronization cable nagkonektar sa mga port no. 16 sa pagsukod amplifeers A ug B sa usag usa.

Alang sa amplifier Ang usa ka port 16 gi-configure isip output alang sa function isip master, para amplifier Bport 16 gi-configure isip input alang sa function isip ulipon.

Ang mga setting makita ubos sa "Device" Advanced Setting" Dig-IO.

Sugyot: Ang pag-configure sa frequency sa datos kinahanglang himoon sa "Agalon" ingon man sa "Slave". Ang kasubsob sa pagsukod sa agalon kinahanglang dili mas taas kay sa frequency sa pagsukod sa ulipon.