Interfaccia 6AXX Manuale di istruzioni per i sensori multicomponenti

U set di Sensori Multicomponenti 6AXX comprende sei sensori di forza indipendenti equipati di strain gauges. Utilizendu i sei segnali di sensori, una regula di calculu hè applicata per calculà e forze in trè assi spaziali è i trè mumenti intornu à elli. A gamma di misurazione di u sensoru multicomponente hè determinata:

da i campi di misurazione di i sei sensori di forza indipendenti, è
da a disposizione geomètrica di i sei sensori di forza o via u diametru di u sensor.

I signali individuali da i sei sensori di forza ùn ponu micca esse direttamente assuciati cù una forza o un momentu specificu multiplicendu cù un fattore di scala.

A regula di calculu pò esse precisamente descritta in termini matematichi da u pruduttu croce da a matrice di calibrazione cù u vettore di i sei signali di sensori.

Stu accostu funziunale hà u seguenti advantages:

Particularmente alta rigidità,

Separazione particularmente efficace di i sei cumpunenti ("bassa conversazione").

Matrice di calibrazione

A matrice di calibrazione A descrive a cunnessione trà i signali di output indicati U di a misura amplifier nantu à i canali 1 à 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) è cumpunenti 1 à 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) di u vettore di carica L.

Valeur mesurée : signaux de sortie u1, u2, …u6 sur les canaux 1 à 6	signal de sortie U
Valore calculatu: forze Fx, Fy, Fz; mumenti Mx, My, Mz	Carica vettore L
Regula di calculu: Pruduttu incruciatu	L = A x U

La matrice di calibrazione Aij comprende 36 elementi, disposti in 6 file (i=1..6) e 6 colonne (j=1..6).
L'unità di l'elementi di a matrice hè N/(mV/V) in fila 1 à 3 di a matrice.
L'unità di l'elementi di a matrice hè Nm/(mV/V) in fila 4 à 6 di a matrice.
A matrice di calibrazione dipende da e proprietà di u sensoru è di a misurazione amppiù vivu.
Si applica à a misura BX8 amplifier è per tutti amplifiers, chì indicanu segnali di output di ponte in mV / V.
L'elementi di a matrice ponu esse ridimensionati in altre unità da un fattore cumunu via multiplicazione (usendu un "prodottu scalare").
A matrice di calibrazione calcula i mumenti intornu à l'urìgine di u sistema di coordenate sottostanti.
L'urìgine di u sistema di coordenate hè situatu à u puntu induve l'asse z intersecta cù a superficia di fronte di u sensor. 1) L'urighjini è l'orientazione di l'assi sò indicati da una incisione nantu à a superficia di fronte di u sensor.

1) A pusizione di l'origine pò varià cù diversi tipi di sensori 6AXX. L'origine hè documentata in a scheda di calibrazione. EG l'origine di 6A68 hè in u centru di u sensor.

Example di una matrice di calibrazione (6AXX, 6ADF)

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

A forza in a direzzione x hè calculata multiplicendu è totalizendu l'elementi di a matrice di a prima fila a1j cù e fila di u vettore di i signali di output 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

Per esample: su tutti i 6 canali di misurazione è visualizzato u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00 mV/V. Allora ci hè una forza Fx di -13.7 N. A forza in a direzzione z hè calculata in cunseguenza multiplicendu è sommando a terza fila di a matrice a3j cù u vettore di u vol indicatu.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 per i sensori 6AXX / 6ADF

Quandu si usa a prucedura di calibrazione "Matrix Plus", sò calculati dui prudutti incruciati: matrice A x U + matrice B x U *

Valori misurati: segnali di uscita u1, u2, … u6 à i canali 1 à 6	signali di output U
I valori misurati sò segnali di output cum'è prudutti misti: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 di i canali 1 à 6	signali di output U*
Valore calculatu: Forze Fx, Fy, Fz; Momenti Mx, My, Mz	Vettore di carica L.
Regula di calculu: Pruduttu incruciatu	L = A x U + B x U*

Example di una matrice di calibrazione "B"

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

A forza in a direzzione x hè calculata multiplicendu è sommando l'elementi di a matrice A di a prima fila a1j cù e file j di u vettore di i signali di output uj più l'elementi di matrice B di a prima fila a1j cù e file j di u vettore di i segnali di output quadrati misti:

Example di 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 di 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
Attenzione: A cumpusizioni di i termini quadratichi misti pò cambià sicondu u sensoru.

Offset di l'origine

E forze chì ùn sò micca applicate in l'urìgine di u sistema di coordenate sò mostrate da un indicatore in forma di mumenti Mx, My è Mz basatu nantu à u bracciu di leva.

In generale, e forze sò applicate à una distanza z da a superficia di fronte di u sensor. U locu di a trasmissione di forza pò ancu esse spustatu in x- è zdirezzioni cum'è necessariu.

Se e forze sò applicate à a distanza x, y o z da l'urìgine di u sistema di coordenate, è i mumenti intornu à u locu di trasmissione di forza offset sò necessarii, e seguenti correzioni sò necessarie:

Momenti curretti Mx1, My1, Mz1 dopu un cambiamentu di a trasmissione di forza (x, y, z) da l'origine

Mx1 = Mx + y*Fz – z*Fy
My1 = My + z*Fx – x*Fz
Mz1 = Mz + x*Fy – y*Fx

Nota: U sensoru hè ancu espostu à i mumenti Mx, My è Mz, cù i mumenti Mx1, My1 è Mz1 affissati. I mumenti permissibili Mx, My è Mz ùn deve esse superati.

Scaling di a matrice di calibrazione

Riferendu l'elementi di a matrice à l'unità mV/V, a matrice di calibrazione pò esse applicata à tutti i dispunibili. amplifiers.

A matrice di calibrazione cù l'elementi di matrice N/V è Nm/V si applica à a misura BSC8. amplifier cù una sensibilità d'ingressu di 2 mV / V è un signalu di output di 5V cun un signalu d'ingressu 2mV/V.

A multiplicazione di tutti l'elementi di a matrice per un fattore di 2/5 scala a matrice da N/(mV/V) è Nm/(mV/V) per una uscita di 5V à una sensibilità di input di 2 mV/V (BSC8).

Multiplicà tutti l'elementi di a matrice per un fattore di 3.5/10, a Matrice hè scalata da N/(mV/V) è Nm/(mV/V) per un signalu di output di 10V à una sensibilità di ingressu di 3.5 mV/V (BX8). )

L'unità di u fattore hè (mV/V)/V
L'unità di l'elementi di u vettore di carica (u1, u2, u3, u4, u5, u6) sò voltagè in V

Example di Fx

Uscita analogica cù BX8, sensibilità d'ingressu 3.5 mV / V, signale di output 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)

Matrice 6×12 per sensori 6AXX

Cù i sensori 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 hè pussibule aduprà una matrice 6 × 12 invece di una matrice a6x6 per a compensazione di errore.

A matrice 6 × 12 offre a più alta precisione è a più bassa diafonia, è hè cunsigliatu per sensori da a forza 50kN.

In questu casu, i sensori anu un totale di 12 canali di misurazione è dui connettori. Ogni connettore cuntene un sensoru di forza-torque elettricamente indipindenti cù 6 segnali di sensori. Ognunu di sti connettori hè cunnessu à a so misura. amplifier BX8.

Invece di utilizà una matrice 6 × 12, u sensoru pò ancu esse usatu solu cù u connector A, o esclusivamente cù u connector B, o cù i dui connettori per a misurazione redundante. In questu casu, una matrice 6 × 6 hè furnita per u connector A è per u connector B. A matrice 6 × 6 hè furnita cum'è standard.

A sincronizazione di i dati misurati pò esse per esempiu cù l'aiutu di un cable di sincronizazione. Per amplifiers cù l'interfaccia EtherCat una sincronizazione via e linee BUS hè pussibule.

E forze Fx, Fy, Fz è i mumenti Mx, My, Mz sò calculati in u software BlueDAQ. Quì i 12 canali di input u1…u12 sò multiplicati da a matrice 6×12 A per ottene 6 canali di output di u vettore di carica L.

I canali di u connettore "A" sò attribuiti à i canali 1...6 in u software BlueDAQ.. I canali di u connettore "B" sò attribuiti à i canali 7...12 in u software BlueDAQ.
Dopu avè caricatu è attivatu a matrice 6 × 12 in u software BlueDAQ, e forze è i mumenti sò visualizati nantu à i canali 1 à 6.
I canali 7…12 cuntenenu i dati crudi di u connettore B è ùn sò micca pertinenti per una valutazione ulteriore. Questi canali (cù a designazione "dummy7") à "dummy12") ponu esse oculati pò esse oculati Quandu si usa a matrice 6 × 12, e forze è i mumenti sò calculati solu da u software, postu chì hè cumpostu di dati da dui misurazioni separati. amplifiers.

Cunsigliu: Quandu si usa u software BlueDAQ, a cunfigurazione è u ligame à a matrice 6 × 12 pò esse fatta da "Salvà Session". è "Open Session" hè pressatu. cusì chì a cunfigurazione di u sensoru è di u canali deve esse realizatu solu una volta.

Matrice di rigidità

Example di una matrice di rigidità

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

Quandu caricate cù 5kN in a direzzione x, un shift di 5 / 93.8 mm = 0.053 mm in a direzzione x, è una torsione di 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad risultati in a direzzione y.
Quandu caricate cù 15kN in a direzzione z, un cambiamentu di 15 / 387.9 mm = 0.039 mm in a direzzione z (è senza torsione).
Quandu Mx 500 Nm, una torsione di 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad si traduce in l'asse x, è una torsione di 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Quandu caricatu cù Mz 500Nm un risultatu di torsione di 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad annantu à l'asse z (è senza shift).

Matrice di calibrazione per i sensori 5AR

I sensori di u tipu 5AR permettenu a misurazione di a forza Fz è i mumenti Mx è My.
I sensori 5AR ponu esse aduprati per visualizà 3 forze ortogonali Fx, Fy è Fz, quandu i torques misurati sò divisi da u bracciu di leva z (distanza di l'applicazione di forza Fx, Fy di l'origine di u sistema di coordenate).

	ch1	ch2	ch3	ch4
Fz in N/mV/V	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx in Nm/mV/V	0,00	-1,30	0,00	1,30
U mo in Nm / mV / V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

A forza in a direzzione z hè calculata multiplicendu è sommando l'elementi di a matrice di a prima fila A1J cù e linee di u vettore di i signali di output uj.

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

Example: su tutti i 6 canali di misurazione è visualizzato u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. Allora aforce Fz risultati di 400 N.

A matrice di calibrazione A di u sensoru 5AR hà e dimensioni 4 x. 4
U vettore u di i segnali di output di a misura amplifier hà e dimensioni 4 x. 1 U vettore risultatu (Fz, Mx, My, H) hà a dimensione di 4 x. 1 À l'output di ch1, ch2 è ch3 dopu l'applicazione di a matrice di calibrazione, a forza Fz è i mumenti Mx è My sò visualizati. In u Canale 4 l'output H hè sempre visualizatu 0V da a quarta linea.

Cummissione di u sensoru

U software BlueDAQ hè utilizatu per vede e forze misurate è i mumenti. U software BlueDAQ è i manuali cunnessi ponu esse scaricati da u websitu.

Passu	Descrizzione
1	Installazione di u software Blue DAQ
2	Cunnette a misura amplifier BX8 via portu USB; Cunnette u sensor 6AXX à a misura amplificatore. Accende a misurazione amppiù vivu.
3	Copia u repertoriu cù a matrice di calibrazione (stick USB furnitu) à u drive è u percorsu adattatu.
4	Avviate u software Blue DAQ
5	Finestra principale: Button Add Channel; Selezziunà u tipu di dispusitivu: BX8 Selezziunà l'interfaccia: per esample COM3Select canale 1 à 6 per apre u buttone Connect
6	Finestra principale: Pulsante Sensor Speciale Selezziunà u sensoru di sei assi
7	Finestra "Set-axis sensor settings: Button Add Sensor
8	a) Button Change Dir Selezziunate u cartulare cù u files Serial number.dat è Serial number. Matrice. b) Button Select Sensor è selezziunà Serial number c) Button Auto Rename Canali d) se necessariu. Selezziunà u spustamentu di u puntu di applicazione di forza. e) Button OK Habilita stu Sensor
9C	Select Recorder Yt "finestra, principià a misurazione;

Cummissione di u sensoru 6 × 12

Quandu si mette in cumissioni u sensoru 6 × 12, i canali 1 à 6 di a misurazione ampL'attenuatore à u connettore "A" deve esse assignatu à i cumpunenti 1 à 6.

Canali 7…12 di a misurazione ampLiifier à u connector "B" sò attribuiti à i cumpunenti da 7 à 12.

Quandu si usa u cable di sincronizazione, i connettori femmina SUB-D 25-pin (maschi) nantu à a parte posteriore di u ampLifier sò cunnessi à u cable di sincronizazione.

U cable di sincronizazione cunnetta i porti no. 16 di a misurazione amplifiers A et B l'un avec l'autre.

Per amplifier Un portu 16 hè cunfiguratu cum'è output per a funzione cum'è maestru, per ampLifier Bport 16 hè cunfiguratu cum'è input per a funzione cum'è slave.

I paràmetri ponu esse truvati sottu "Device" Advanced Setting" Dig-IO.

Suggerimentu: A cunfigurazione di a freccia di dati deve esse fatta à u "Maestru" è ancu in u "Slave". A frequenza di misurazione di u maestru ùn deve esse mai più altu ch'è a freccia di misurazione di u slave.