Manual Instruksi Sensor Multikomponen Antarmuka 6AXX

Set Sensor Multikomponen 6AXX terdiri dari enam sensor gaya independen yang dilengkapi dengan pengukur regangan. Menggunakan enam sinyal sensor, aturan perhitungan diterapkan untuk menghitung gaya dalam tiga sumbu spasial dan tiga momen di sekitarnya. Rentang pengukuran sensor multikomponen ditentukan:

dengan rentang pengukuran enam sensor gaya independen, dan
oleh susunan geometris dari enam sensor gaya atau melalui diameter sensor.

Sinyal individu dari enam sensor gaya tidak dapat secara langsung dikaitkan dengan gaya atau momen tertentu dengan mengalikannya dengan faktor penskalaan.

Aturan perhitungan dapat secara tepat dijelaskan dalam istilah matematika oleh produk silang dari matriks kalibrasi dengan vektor dari enam sinyal sensor.

Pendekatan fungsional ini memiliki keuntungan sebagai berikut:tagadalah:

Kekakuan yang sangat tinggi,

Pemisahan enam komponen yang sangat efektif (“low cross-talk”).

Matriks kalibrasi

Matriks kalibrasi A menjelaskan hubungan antara sinyal keluaran yang ditunjukkan U pengukuran amplifier pada saluran 1 sampai 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) dan komponen 1 sampai 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) dari vektor beban L.

Nilai terukur: sinyal keluaran u1, u2, …u6 pada saluran 1 hingga 6	sinyal keluaran U
Nilai yang dihitung: memaksa Fx, Fy, Fz; momen Mx, My, Mz	Beban vektor L
Aturan perhitungan: Produk silang	L = A x U

Matriks kalibrasi Aij mencakup 36 elemen, disusun dalam 6 baris (i=1) dan 6 kolom (j=6).
Satuan elemen matriks adalah N/(mV/V) pada baris 1 sampai 3 matriks.
Satuan elemen matriks adalah Nm/(mV/V) pada baris 4 sampai 6 matriks.
Matriks kalibrasi tergantung pada properti sensor dan pengukuran amppengangkat.
Ini berlaku untuk pengukuran BX8 amplifier dan untuk semua amplifiers, yang menunjukkan sinyal keluaran jembatan dalam mV/V.
Elemen matriks dapat diskalakan ulang dalam unit lain dengan faktor umum melalui perkalian (menggunakan "produk skalar").
Matriks kalibrasi menghitung momen di sekitar titik asal sistem koordinat yang mendasarinya.
Asal sistem koordinat terletak pada titik di mana sumbu z berpotongan dengan permukaan sensor. 1) Asal dan orientasi sumbu ditunjukkan oleh ukiran pada permukaan sensor yang menghadap.

1) Posisi asal dapat bervariasi dengan jenis sensor 6AXX yang berbeda. Asal didokumentasikan dalam lembar kalibrasi. EG asal 6A68 ada di tengah sensor.

Example matriks kalibrasi (6AXX, 6ADF)

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

Gaya dalam arah x dihitung dengan mengalikan dan menjumlahkan elemen matriks baris pertama a1j dengan baris vektor sinyal keluaran 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

Misalnyaample: pada semua 6 saluran pengukuran ditampilkan u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00mV/V. Kemudian ada gaya Fx sebesar -13.7 N. Gaya pada arah z dihitung dengan mengalikan dan menjumlahkan baris ketiga dari matriks a3j dengan vektor dari vol yang ditunjukkantagitu kamu:
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 untuk sensor 6AXX / 6ADF

Saat menggunakan prosedur kalibrasi "Matrix Plus", dua produk silang dihitung: matriks A x U + matriks B x U *

Nilai terukur: sinyal keluaran u1, u2, … u6 pada saluran 1 hingga 6	sinyal keluaran U
Nilai terukur adalah sinyal keluaran sebagai produk campuran: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 saluran 1 hingga 6	sinyal keluaran U*
Nilai yang dihitung: Forces Fx, Fy, Fz;Moments Mx, My, Mz	Memuat vektor L.
Aturan perhitungan: Produk silang	L = A x U + B x kamu*

Example dari matriks kalibrasi "B"

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

Gaya pada arah x dihitung dengan mengalikan dan menjumlahkan elemen matriks A dari baris pertama a1j dengan baris j dari vektor sinyal keluaran uj ditambah elemen matriks B dari baris pertama a1j dengan baris j dari vektor sinyal keluaran kuadrat campuran:

Example dari 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 dari 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
Perhatian: Komposisi suku kuadrat campuran dapat berubah tergantung pada sensornya.

Mengimbangi asal

Gaya-gaya yang tidak diterapkan pada asal sistem koordinat ditunjukkan oleh indikator berupa momen Mx, My dan Mz berdasarkan lengan tuas.

Secara umum, gaya diterapkan pada jarak z dari permukaan sensor yang menghadap. Lokasi transmisi gaya juga dapat digeser dalam arah x dan z sesuai kebutuhan.

Jika gaya diterapkan pada jarak x, y atau z dari asal sistem koordinat, dan momen di sekitar lokasi transmisi gaya offset perlu ditunjukkan, koreksi berikut diperlukan:

Momen terkoreksi Mx1, My1, Mz1 mengikuti pergeseran gaya transmisi (x, y, z) dari titik asal

Mx1 = Mx + y*Fz – z*Fy
Saya1 = Saya + z*Fx – x*Fz
Mz1 = Mz + x*Fy – y*Fx

Catatan: Sensor juga terkena momen Mx, My dan Mz, dengan momen Mx1, My1 dan Mz1 ditampilkan. Momen yang diperbolehkan Mx, My dan Mz tidak boleh dilampaui.

Penskalaan matriks kalibrasi

Dengan merujuk elemen matriks ke unit mV/V, matriks kalibrasi dapat diterapkan ke semua yang tersedia amplifier.

Matriks kalibrasi dengan elemen matriks N/V dan Nm/V berlaku untuk pengukuran BSC8 amplifier dengan sensitivitas input 2 mV/V dan sinyal output 5V dengan sinyal input 2mV/V.

Perkalian semua elemen matriks dengan faktor 2/5 menskalakan matriks dari N/(mV/V) dan Nm/(mV/V) untuk output 5V pada sensitivitas input 2 mV/V (BSC8).

Dengan mengalikan semua elemen matriks dengan faktor 3.5/10, Matriks diskalakan dari N/(mV/V) dan Nm/(mV/V) untuk sinyal output 10V pada sensitivitas input 3.5 mV/V (BX8 )

Satuan faktornya adalah (mV/V)/V
Satuan dari elemen vektor beban (u1, u2, u3, u4, u5, u6) adalah voltages di V

Example dari Fx

Output analog dengan BX8, sensitivitas input 3.5 mV / V, sinyal 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)

Matriks 6×12 untuk sensor 6AXX

Dengan sensor 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 dimungkinkan untuk menggunakan matriks 6x12 sebagai ganti matriks a6x6 untuk kompensasi kesalahan.

Matriks 6x12 menawarkan akurasi tertinggi dan crosstalk terendah, dan direkomendasikan untuk sensor dari gaya 50kN.

Dalam hal ini, sensor memiliki total 12 saluran pengukuran dan dua konektor. Setiap konektor berisi sensor torsi gaya independen secara elektrik dengan 6 sinyal sensor. Masing-masing konektor ini terhubung ke pengukurnya sendiri amppengangkat BX8.

Alih-alih menggunakan matriks 6×12, sensor juga dapat digunakan secara eksklusif dengan konektor A, atau secara eksklusif dengan konektor B, atau dengan kedua konektor untuk pengukuran redundan. Dalam hal ini, matriks 6x6 disediakan untuk konektor A dan untuk konektor B. Matriks 6x6 disediakan sebagai standar.

Sinkronisasi dari data yang diukur dapat misalnya dengan bantuan kabel sinkronisasi. Untuk amplifiers dengan antarmuka EtherCat, sinkronisasi melalui jalur BUS dimungkinkan.

Gaya Fx, Fy, Fz dan momen Mx, My, Mz dihitung dalam perangkat lunak BlueDAQ. Di sana 12 saluran input u1…u12 dikalikan dengan matriks 6x12 A untuk mendapatkan 6 saluran keluaran dari vektor beban L.

Saluran konektor “A” ditetapkan ke saluran 1…6 di perangkat lunak BlueDAQ.. Saluran konektor “B” ditetapkan ke saluran 7…12 di perangkat lunak BlueDAQ.
Setelah memuat dan mengaktifkan matriks 6x12 dalam perangkat lunak BlueDAQ, gaya dan momen ditampilkan pada saluran 1 hingga 6.
Saluran 7…12 berisi data mentah konektor B dan tidak relevan untuk evaluasi lebih lanjut. Saluran ini (dengan sebutan "dummy7") hingga "dummy12") dapat disembunyikan dapat disembunyikan Saat menggunakan matriks 6x12, gaya dan momen dihitung secara eksklusif oleh perangkat lunak, karena terdiri dari data dari dua pengukuran terpisah amplifier.

Tip: Saat menggunakan perangkat lunak BlueDAQ, konfigurasi dan penautan ke matriks 6x12 dapat dilakukan dengan "Simpan Sesi". dan "Buka Sesi" ditekan. sehingga konfigurasi sensor dan saluran hanya perlu dilakukan satu kali.

Matriks Kekakuan

Example dari matriks kekakuan

6A130 5kN/500Nm

Fx	Fy	Fz	Mx	My	Mz
Kekuatan tarik 93,8 kN/mm	0,0	0,0	0,0	3750kN	0,0	Ux
0,0	Kekuatan tarik 93,8 kN/mm	0,0	-3750 kN	0,0	0,0	Uy
0,0	0,0	Kekuatan tarik 387,9 kN/mm	0,0	0,0	0,0	Uz
0,0	-3750 kN	0,0	505,2 kNm	0,0	0,0	perbaikan
3750kN	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	muka

Ketika dibebani dengan 5kN dalam arah x, pergeseran 5 / 93.8 mm = 0.053 mm ke arah x, dan puntiran 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad menghasilkan arah y.
Saat dibebani dengan 15kN dalam arah z, pergeseran 15 / 387.9 mm = 0.039 mm dalam arah z (dan tanpa putaran).
Ketika Mx 500 Nm terjadi puntiran 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad menghasilkan sumbu x, dan bergeser dari 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Ketika dibebani dengan Mz 500Nm didapatkan hasil puntir 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad terhadap sumbu z (dan tidak ada pergeseran).

Matriks Kalibrasi untuk Sensor 5AR

Sensor tipe 5AR memungkinkan pengukuran gaya Fz dan momen Mx dan My.
Sensor 5AR dapat digunakan untuk menampilkan 3 gaya ortogonal Fx, Fy, dan Fz, ketika torsi yang diukur dibagi dengan lengan tuas z (jarak penerapan gaya Fx, Fy dari asal sistem koordinat).

	bab 1	bab 2	bab 3	bab 4
Fz dalam N / mV/V	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx dalam Nm / mV/V	0,00	-1,30	0,00	1,30
Saya dalam Nm / mV/V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

Gaya dalam arah z dihitung dengan mengalikan dan menjumlahkan elemen matriks baris pertama A1J dengan garis vektor sinyal keluaran uj

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

Example: pada semua 6 saluran pengukuran ditampilkan u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. Kemudian gaya Fz hasil 400 N.

Matriks kalibrasi A dari sensor 5AR memiliki dimensi 4 x. 4
Vektor u dari sinyal keluaran pengukuran amplifier memiliki dimensi 4 x. 1 Vektor hasil (Fz, Mx, My, H) berdimensi 4 x. 1 Pada keluaran ch1, ch2 dan ch3 setelah menerapkan matriks kalibrasi, gaya Fz dan momen Mx dan My ditampilkan. Pada saluran 4 keluaran H terus-menerus ditampilkan 0V oleh baris keempat.

Komisioning sensor

Perangkat lunak BlueDAQ digunakan untuk menunjukkan gaya dan momen yang terukur. Perangkat lunak BlueDAQ dan manual terkait dapat diunduh dari weblokasi.

Melangkah	Keterangan
1	Instalasi perangkat lunak Blue DAQ
2	Hubungkan pengukuran amplifier BX8 melalui port USB; Hubungkan sensor 6AXX ke pengukur amppengangkat. Nyalakan pengukuran amppengangkat.
3	Salin direktori dengan matriks kalibrasi (stik USB yang disertakan) ke drive dan jalur yang sesuai.
4	Mulai perangkat lunak Blue DAQ
5	Jendela utama: Tombol Tambah Saluran; Pilih jenis perangkat: BX8 Pilih antarmuka: untuk example COM3Pilih saluran 1 hingga 6 untuk membuka Tombol Hubungkan
6	Jendela utama: Tombol Sensor Khusus Pilih sensor enam sumbu
7	Jendela “Pengaturan sensor enam sumbu: Tombol Tambah Sensor
8	a) Tombol Ubah Dir Pilih direktori dengan files Nomor seri.dat dan Nomor seri. Matriks. b) Tombol Pilih Sensor dan pilih Nomor seri c) Tombol Ganti Nama Saluran Secara Otomatis d.jika perlu. Pilih perpindahan titik aplikasi gaya. e) Tombol OK Aktifkan Sensor ini
9C	Pilih jendela Perekam Yt”, mulai pengukuran;

Komisioning sensor 6 × 12

Saat menugaskan sensor 6 × 12, saluran 1 hingga 6 pengukuran amplifier pada konektor "A" harus ditetapkan ke komponen 1 hingga 6.

Saluran 7…12 pengukuran amplifier pada konektor “B” ditetapkan ke komponen 7 sampai 12.

Saat menggunakan kabel sinkronisasi, konektor perempuan SUB-D 25-pin (laki-laki) di bagian belakang amplifier terhubung ke kabel sinkronisasi.

Kabel sinkronisasi menghubungkan port no. 16 pengukuran amplifier A dan B dengan satu sama lain.

Untuk amplifier Sebuah port 16 dikonfigurasi sebagai output untuk fungsi sebagai master, untuk amplifier Bport 16 dikonfigurasi sebagai input untuk fungsi sebagai budak.

Pengaturan dapat ditemukan di bawah "Perangkat" Pengaturan Lanjutan" Dig-IO.

Petunjuk: Konfigurasi frekuensi data harus dilakukan di “Master” dan juga di “Slave”. Frekuensi pengukuran master tidak boleh lebih tinggi dari frekuensi pengukuran slave.