Manual de instrucțiuni pentru senzorul multicomponent Interface 6AXX

Setul de senzori multicomponent 6AXX cuprinde șase senzori de forță independenți echipați cu tensiometre. Folosind cele șase semnale ale senzorului, se aplică o regulă de calcul pentru a calcula forțele din trei axe spațiale și cele trei momente din jurul acestora. Domeniul de măsurare al senzorului multicomponent este determinat:

prin intervalele de măsurare ale celor șase senzori de forță independenți și
prin dispunerea geometrică a celor șase senzori de forță sau prin diametrul senzorului.

Semnalele individuale de la cei șase senzori de forță nu pot fi asociate direct cu o forță sau un moment specific prin înmulțirea cu un factor de scalare.

Regula de calcul poate fi descrisă cu precizie în termeni matematici prin produsul încrucișat din matricea de calibrare cu vectorul celor șase semnale ale senzorului.

Această abordare funcțională are următorul avantajtages:

Rigiditate deosebit de mare,

Separarea deosebit de eficientă a celor șase componente („low cross-talk”).

Matricea de calibrare

Matricea de calibrare A descrie conexiunea dintre semnalele de ieșire indicate U a măsurării ampamplificator pe canalele 1 la 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) și componentele 1 la 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) ale vectorului de sarcină L.

Valoare măsurată: semnalele de ieșire u1, u2, …u6 pe canalele 1 până la 6	semnal de ieșire U
Valoare calculată: forțe Fx, Fy, Fz; momente Mx, My, Mz	Vector de încărcare L
Regula de calcul: produs încrucișat	L = A x U

Matricea de calibrare Aij cuprinde 36 de elemente, dispuse pe 6 rânduri (i=1..6) și 6 coloane (j=1..6).
Unitatea elementelor matricei este N/(mV/V) în rândurile de la 1 la 3 ale matricei.
Unitatea elementelor matricei este Nm/(mV/V) în rândurile de la 4 la 6 ale matricei.
Matricea de calibrare depinde de proprietățile senzorului și de cele ale măsurătorii ampmai în viață.
Se aplică pentru măsurarea BX8 amplifier și pentru toți amplimitatoare, care indică semnalele de ieșire în punte în mV/V.
Elementele matricei pot fi redimensionate în alte unități printr-un factor comun prin multiplicare (folosind un „produs scalar”).
Matricea de calibrare calculează momentele din jurul originii sistemului de coordonate de bază.
Originea sistemului de coordonate este situată în punctul în care axa z se intersectează cu suprafața frontală a senzorului. 1) Originea și orientările axelor sunt indicate printr-o gravare pe suprafața frontală a senzorului.

1) Poziția originii poate varia în funcție de diferitele tipuri de senzori 6AXX. Originea este documentată în foaia de calibrare. De exemplu, originea lui 6A68 este în centrul senzorului.

Exampfișierul unei matrice de calibrare (6AXX, 6ADF)

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

Forța în direcția x se calculează prin înmulțirea și totalizarea elementelor matricei din primul rând a1j cu rândurile vectorului semnalelor de ieșire 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

De example: pe toate cele 6 canale de măsurare este afișat u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00mV/V. Apoi există o forță Fx de -13.7 N. Forța în direcția z se calculează în consecință prin înmulțirea și însumarea rândului al treilea al matricei a3j cu vectorul volului indicat.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 pentru senzori 6AXX / 6ADF

Când se utilizează procedura de calibrare „Matrix Plus”, se calculează două produse încrucișate: matricea A x U + matricea B x U *

Valori măsurate: semnale de ieșire u1, u2, … u6 la canalele 1 până la 6	semnale de ieșire U
Valorile măsurate sunt semnale de ieșire ca produse mixte: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 ale canalelor 1 până la 6	semnale de ieșire U*
Valoare calculată: Forțe Fx, Fy, Fz; Momente Mx, My, Mz	Vector de încărcare L.
Regula de calcul: produs încrucișat	L = A x U + B x U*

Exampfișierul unei matrice de calibrare „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 în N/(mV/V)²	-0.204	-0.628	0.774	-0.337	-3.520	2.345
Fy în N /(mV/V)²	-0.251	1.701	-0.107	-2.133	-1.408	1.298
Fz în N/(mV/V)²	5.049	-0.990	1.453	3.924	19.55	-18.25
Mx în Nm /(mV/V)²	-0.015	0.082	-0.055	-0.076	0.192	-0.054
My în Nm / (mV/V)²	0.050	0.016	0.223	0.036	0.023	-0.239
Mz în Nm/(mV/V)²	-0.081	-0.101	0.027	-0.097	-0.747	0.616

Forța în direcția x se calculează prin înmulțirea și însumarea elementelor de matrice A din primul rând a1j cu rândurile j ale vectorului semnalelor de ieșire uj plus elementele de matrice B ale primului rând a1j cu rândurile j ale vectorului de semnalele de ieșire mixedquadratic:

Exampfiul lui 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 de 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
Atenţie: Compoziția termenilor patratici amestecați se poate modifica în funcție de senzor.

Offset al originii

Forțele care nu sunt aplicate la originea sistemului de coordonate sunt afișate printr-un indicator sub forma momentelor Mx, My și Mz bazate pe brațul pârghiei.

În general, forțele sunt aplicate la o distanță z de suprafața frontală a senzorului. Locația transmisiei forței poate fi, de asemenea, deplasată în direcțiile x și z, dacă este necesar.

Dacă forțele sunt aplicate la distanța x, y sau z de la originea sistemului de coordonate și trebuie să fie afișate momentele din jurul locației de transmisie a forței compensate, sunt necesare următoarele corecții:

Momente corectate Mx1, My1, Mz1 în urma unei deplasări în transmiterea forței (x, y, z) de la origine

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

Nota: Senzorul este expus și momentelor Mx, My și Mz, cu momentele Mx1, My1 și Mz1 afișate. Momentele admisibile Mx, My și Mz nu trebuie depășite.

Scalare a matricei de calibrare

Prin raportarea elementelor matricei la unitatea mV/V, matricea de calibrare poate fi aplicată tuturor celor disponibile ampliificatori.

Matricea de calibrare cu elementele matricei N/V și Nm/V se aplică la măsurarea BSC8 ampamplificator cu o sensibilitate de intrare de 2 mV/V și un semnal de ieșire de 5V cu un semnal de intrare de 2mV/V.

Înmulțirea tuturor elementelor matricei cu un factor de 2/5 scalează matricea de la N/(mV/V) și Nm/(mV/V) pentru o ieșire de 5V la o sensibilitate de intrare de 2 mV/V (BSC8).

Prin înmulțirea tuturor elementelor matricei cu un factor de 3.5/10, Matricea este scalată de la N/(mV/V) și Nm/(mV/V) pentru un semnal de ieșire de 10V la o sensibilitate de intrare de 3.5 mV/V (BX8). )

Unitatea de măsură a factorului este (mV/V)/V
Unitatea elementelor vectorului de sarcină (u1, u2, u3, u4, u5, u6) sunt vol.tageste în V

Exampfiul lui Fx

Ieșire analogică cu BX8, sensibilitate de intrare 3.5 mV/V, semnal de ieșire 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 pentru senzori 6AXX

Cu senzorii 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 este posibil să se utilizeze o matrice 6×12 în loc de o matrice 6x6 pentru compensarea erorilor.

Matricea 6×12 oferă cea mai mare precizie și cea mai scăzută diafonie și este recomandată pentru senzori de la forță de 50 kN.

În acest caz, senzorii au un total de 12 canale de măsurare și doi conectori. Fiecare conector conține un senzor de forță-cuplu independent din punct de vedere electric cu 6 semnale ale senzorului. Fiecare dintre acești conectori este conectat la propria sa măsurătoare. amplifier BX8.

În loc să utilizeze o matrice de 6×12, senzorul poate fi folosit și exclusiv cu conectorul A, sau exclusiv cu conectorul B sau cu ambii conectori pentru măsurare redundantă. În acest caz, o matrice 6×6 este furnizată pentru conectorul A și pentru conectorul B. Matricea 6×6 este furnizată ca standard.

Sincronizarea datelor măsurate poate fi de ex. cu ajutorul unui cablu de sincronizare. Pentru ampliificatoare cu interfață EtherCat este posibilă o sincronizare prin liniile BUS.

Forțele Fx, Fy, Fz și momentele Mx, My, Mz sunt calculate în software-ul BlueDAQ. Acolo cele 12 canale de intrare u1...u12 sunt multiplicate cu matricea 6×12 A pentru a obține 6 canale de ieșire ale vectorului de sarcină L.

Canalele conectorului „A” sunt alocate canalelor 1…6 în software-ul BlueDAQ. Canalele conectorului „B” sunt alocate canalelor 7…12 în software-ul BlueDAQ.
După încărcarea și activarea matricei 6×12 în software-ul BlueDAQ, forțele și momentele sunt afișate pe canalele 1 până la 6.
Canalele 7…12 conțin datele brute ale conectorului B și nu sunt relevante pentru evaluare ulterioară. Aceste canale (cu denumirea „dummy7”) până la „dummy12”) pot fi ascunse pot fi ascunse Când se utilizează matricea 6×12, forțele și momentele sunt calculate exclusiv prin software, deoarece este compus din date de la două măsurători separate. ampliificatori.

Sfat: Când utilizați software-ul BlueDAQ, configurarea și conectarea la matricea 6×12 se pot face prin „Salvare sesiune”. iar „Open Session” este apăsat. astfel încât configurarea senzorului și a canalului trebuie efectuată o singură dată.

Matricea de rigiditate

Exampa unei matrice de rigiditate

6A130 5kN/500Nm

Fx	Fy	Fz	Mx	My	Mz
93,8 kN/mmXNUMX	0,0	0,0	0,0	3750 kN	0,0	Ux
0,0	93,8 kN/mmXNUMX	0,0	-3750 kN	0,0	0,0	Uy
0,0	0,0	387,9 kN/mmXNUMX	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

Când este încărcat cu 5 kN în direcția x, o deplasare de 5 / 93.8 mm = 0.053 mm în direcția x și o răsucire de 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad rezultă în direcția y.
Când este încărcat cu 15 kN în direcția z, o deplasare de 15 / 387.9 mm = 0.039 mm în direcția z (și fără răsucire).
Când Mx 500 Nm, o răsucire de 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad are ca rezultat axa x și o schimbare de la 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Când este încărcat cu Mz 500Nm, rezultă o răsucire de 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad în jurul axei z (și fără deplasare).

Matrice de calibrare pentru senzori 5AR

Senzorii de tip 5ARpermit măsurarea forței Fz și a momentelor Mx și My.
Senzorii 5AR pot fi utilizați pentru afișarea a 3 forțe ortogonale Fx, Fy și Fz, atunci când cuplurile măsurate sunt împărțite la brațul de pârghie z (distanța de aplicare a forței Fx, Fy de origine a sistemului de coordonate).

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

Forța în direcția z se calculează prin înmulțirea și însumarea elementelor matricei din primul rând A1J cu liniile vectorului semnalelor de ieșire uj

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

Example: pe toate cele 6 canale de măsurare este afișat u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. Apoi forțați rezultatele Fz de 400 N.

Matricea de calibrare A a senzorului 5AR are dimensiunile 4 x. 4
Vectorul u al semnalelor de ieșire ale măsurării ampLifierul are dimensiunile 4 x. 1 Vectorul rezultat (Fz, Mx, My, H) are dimensiunea de 4 x. 1 La ieșirile ch1, ch2 și ch3 după aplicarea matricei de calibrare sunt afișate forța Fz și momentele Mx și My. Pe canalul 4 ieșirea H este afișată în mod constant 0V pe a patra linie.

Punerea în funcțiune a senzorului

Software-ul BlueDAQ este folosit pentru a afișa forțele și momentele măsurate. Software-ul BlueDAQ și manualele aferente pot fi descărcate de la website-ul.

Pas	Descriere
1	Instalarea software-ului Blue DAQ
2	Conectați măsurarea amplifier BX8 prin portul USB; Conectați senzorul 6AXX la dispozitivul de măsurare amplifier. Porniți măsurarea ampmai în viață.
3	Copiați directorul cu matricea de calibrare (stick-ul USB furnizat) pe unitatea și calea corespunzătoare.
4	Porniți software-ul Blue DAQ
5	Fereastra principală: Buton Add Channel; Selectați tipul dispozitivului: BX8 Selectați interfața: de example COM3Selectați canalul de la 1 la 6 pentru a deschide Button Connect
6	Fereastra principală: Buton Senzor special Selectați senzorul cu șase axe
7	Fereastra „Setări senzor pe șase axe: Buton Add Sensor
8	a) Buton Change Dir Selectați directorul cu files Număr de serie.dat și Număr de serie. Matrice. b) Butonul Selectați Senzor și selectați Număr de serie c) Butonul Redenumire automată a canalelor d) dacă este necesar. Selectați deplasarea punctului de aplicare a forței. e) Buton OK Activați acest senzor
9C	Selectați fereastra Recorder Yt”, începeți măsurarea;

Punerea în funcțiune a senzorului 6×12

La punerea în funcțiune a senzorului 6×12, canalele 1 până la 6 ale măsurătorii amplimitatorul de la conectorul „A” trebuie alocat componentelor de la 1 la 6.

Canalele 7…12 ale măsurătorii ampLifierul de la conectorul „B” sunt alocați componentelor de la 7 la 12.

Când utilizați cablul de sincronizare, conectorii mamă SUB-D cu 25 de pini (masculi) de pe spatele amplimitatorul sunt conectate la cablul de sincronizare.

Cablul de sincronizare conectează porturile nr. 16 din măsurare amplificatoarele A și B între ele.

Pentru amplifier Un port 16 este configurat ca ieșire pentru funcția ca master, pt ampLifierul Bport 16 este configurat ca intrare pentru funcția ca slave.

Setările pot fi găsite sub „Dispozitiv” Setări avansate” Dig-IO.

Sugestie: Configurarea frecvenței datelor trebuie făcută atât la „Master”, cât și la „Slave”. Frecvența de măsurare a masterului nu trebuie să fie niciodată mai mare decât frecvența de măsurare a slave.