Description. Capteur de force 6 axes FT

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1 Description Capteur de force 6 axes FT 176

2 Illustration du produit Illustration: FTD-Gamma Avantages Mesure précise des forces et des couples dans les 3 directions de l'espace Plusieurs tailles avec différentes plages de mesure Haute résolution du capteur Plage de surcharge importante Déplacement du système de coordonnées par rotation et translation dans les 3 directions de l'espace Robuste et simple d'utilisation Garantie 12 mois Caractéristiques techniques de base Elément de détection Principe de fonctionnement: Elément de mesure monolithique avec 3 segments de mesure à 120. Chaque segment est équipé de 2 jauges de contraintes semi-conductrices qui détectent des déformations de l ordre du micron. Protection contre les surcharges: Les surcharges peuvent atteindre les valeurs indiquées ci-dessus dans les 6 axes sans qu il soit nécessaire de réétalonner le capteur. Le capteur est également protégé contre d éventuels dommages mécaniques par des butées de surcharge. Matière: Aluminium, acier inoxydable Température de service: 0 C à 43 C, étalonné à 22 C Précision de mesure: < 1% de l'étendue de mesure à 22 C Compensation de température: Fonction incluse en standard Protection contre les projections d eau: IP 65 FT-Nano 17 FT-Nano 25 FT-Nano 43 FT-Mini 40 FT-Mini 45 FT-Gamma FT-Delta FT-Theta FT-Omega 160 FT-Omega 190 FT-Omega 250 FT-Omega

3 Système DAQ F/T FTD En fonction de sa taille, le capteur de force et de couple 6 axes type FTD est livré dans 2 configurations différentes: Capteur avec carte interface intégrée: Étendue de la livraison: Capteur avec carte d amplification (à partir de taille Gamma) Câble capteur (10 m) Boîtier d alimentation Câble de raccordement (DAQ) au PC Capteur avec carte interface externe: Étendue de la livraison: Capteur sans carte d amplification (tailles Nano et Mini) Câble capteur (1,8 m) Boîtier d alimentation en tension avec carte interface intégrée Câble de raccordement à l ordinateur (5 m) Description des différents composants: Capteur de force et de couple 6 axes: Des jauges de contrainte mesurent les contraintes dans la totalité des 6 degrés de liberté (Fx, Fy, Fz, Tx, Ty et Tz). Les modèles de capteurs Gamma et suivants possèdent une carte interface intégrée contrairement aux modèles de capteurs Nano et Mini pour lesquels la carte interface se trouve dans le boîtier IFPS. Câble capteur: Sur les capteurs Nano et Mini, les câbles capteurs sont intégrés au capteur. Sur les capteurs plus grands, le câble est relié par un connecteur au capteur. Le câble capteur particulièrement souple protège les signaux de capteur contre des champs électriques et des sollicitations mécaniques. Carte d amplification: La carte d amplification convertit les signaux des jauges de contraintes en un signal exploitable par la carte DAQ. Pour obtenir un résultat de mesure optimal, les facteurs d amplification sont calibrés en fonction du capteur utilisé. Le capteur et la carte d amplification forment ainsi une unité. Boîtier d alimentation: Le boîtier d alimentation renferme un transformateur qui convertit la tension de 5 V de l ordinateur en une tension exploitable pour le capteur. Sur les systèmes Nano et Mini, la carte d amplification est également intégrée au boîtier en plus du transformateur. Câble DAQ: Le câble de raccordement particulièrement souple achemine d une part la tension de l ordinateur vers le boîtier d alimentation en tension du capteur, et d autre part les signaux du capteur vers la carte DAQ. Carte d'acquisition des données (DAQ): La carte DAQ convertit les signaux analogiques des jauges de contraintes du capteur en signaux numériques. Les cartes DAQ sont disponibles pour les systèmes de BUS les plus divers (PCI, cpci, PCMICA, USB, ISA). Système DAQ F/T pour capteurs de taille Gamma et supérieures Alimentation Câble DAQ 2 m Carte DAQ PCI, PCMCIA, CPCI ou USB (non comprises dans la livraison) Capteur avec interface Câble de capteur 10 m 178

4 Cartes DAQ La liste suivante énumère les cartes DAQ disponibles pour le capteur. Si vous utilisez déjà le logiciel DAQ, vous pouvez l utiliser, le cas échéant, en mode sortie différentielle ou simple. Pour un signal de mesure optimal à faible bruit, nous recommandons le mode sortie différentielle. Cartes DAQ disponibles Référence Type Résolution Bus Vitesse de transmission maxi* FTD-DAQ-N1PCI 16-bit PCI 28.5 K Datasets/seconde FTD-DAQ-N1CPCI 16-bit cpci 14.2 K Datasets/seconde FTD-DAQ-N2CPCI 12-bit cpci 28.5 K Datasets/seconde FTD-DAQ-N1PCMCIA 16-bit PCMCIA 28.5 K Datasets/seconde FTD-DAQ-N2PCMCIA 12-bit PCMCIA 28.5 K Datasets/seconde FTD-DAQ-N2USB 12-bit USB 14.2 K Datasets/seconde *La vitesse de transmission maximum dépend de la vitesse totale de l ordinateur. REMARQUE: La valeur de mesure analogique délivrée par le capteur indique des tensions amplifiées, et non pas des forces et des couples. Le logiciel fourni convertit. Les signaux DMS en forces et couples. Afin de permettre la conversion, la totalité des signaux extensométriques doit être numérisée par la carte DAQ. Logiciel DAQ Le logiciel DAQ F/T fourni comporte des composants Windows ActiveX, une bibliothèque C et un programme à titre d exemple. Caractéristiques du logiciel: Le serveur d automation ATIDAQFT est un composant Windows ActiveX qui assure les fonctions suivantes: Lecture du fichier d étalonnage Configuration du système du capteur Conversion des signaux du capteur lus via la carte DAQ en forces et couples Support de l outil transformation Le serveur ATIDAQFT a été mis au point pour l utilisation dans un environnement ActiveX. Le système supporte les programmes suivants: LabVIEW TM, Microsoft Visual Basic TM, Visual Basic for Applications et Visual C++ TM Pour les systèmes d exploitation autres que Windows, il existe une bibliothèque C offrant les mêmes fonctionnalités. Logiciel de démonstration Le logiciel de démonstration Windows DAQ F/T représente les forces et couples sous forme numérique et graphique. La configuration minimum est un système d exploitation Windows (Windows 95 ou supérieur). Le code source Visual Basic 6.0 sert de moyen auxiliaire pour la réalisation de programmes d application supplémentaires. Un programme d application LabVIEW est en cours de développement. Système DAQ F/T pour capteurs Mini et Nano FT-Omega 160 FT-Theta FT-Delta FT-Gamma FT-Mini 45 FT-Mini 40 FT-Nano 43 FT-Nano 25 FT-Nano 17 Alimentation Câble DAQ 5 m Carte DAQ PCI, PCMCIA, CPCI ou USB (non comprises dans la livraison) FT-Omega 190 FT-Omega 250 Capteur Câble de capteur 1,8 m FT-Omega

5 Contrôleur autonome Version FTS En fonction de la taille du capteur, le capteur de force et de couple 6 axes type FTS est livré dans 2 configurations différentes: Capteur avec carte MULTIPLEX intégrée: Étendue de la livraison: Capteur avec carte MULTIPLEX (à partir de taille Gamma) Câble capteur Contrôleur autonome Câble réseau Capteur avec carte MULTIPLEX externe: Étendue de la livraison: Capteur sans carte MULTIPLEX (tailles Nano et Mini) Câble capteur Boîtier MULTIPLEX Câble MULTIPLEX Contrôleur autonome Câble réseau Description des différents composants: Capteur de force et de couple 6 axes: Des jauges de contrainte (jauges de contraintes) mesurent les charges dans la totalité des 6 degrés de liberté (Fx, Fy, Fz, Tx, Ty et Tz). Les signaux des jauges de contraintes sont préparés sur la carte MULTIPLEX. Du fait de la taille, la carte MULTIPLEX de la gamme Nano et Mini ne se trouve pas dans le capteur, mais dans le boîtier MULTIPLEX. Câble capteur: Sur les capteurs Nano et Mini, le câble capteur est intégré au capteur. Sur les capteurs plus grands, un connecteur est intégré dans le boîtier pour la fixation du câble. Le câble capteur particulièrement souple protège les signaux du capteur contre des champs électriques et des sollicitations mécaniques. Carte MULTIPLEX: La carte MULTIPLEX amplifie les signaux des jauges de contraintes et les transmet sous forme multiplexée. Pour obtenir un résultat de mesure optimal les facteurs d amplification sont calibrés en fonction du capteur utilisé. Le capteur et la carte MULTIPLEX forment ainsi une unité. Dans le cas de capteurs Nano et Mini, la carte MINI-MULTIPLEX se trouve dans un boîtier MULTIPLEX séparé. Contrôleur autonome: Le contrôleur autonome ( Stand Alone ) est relié au capteur ou au BOITIER MULTIPLEX. Il convertit les signaux des jauges de contraintes ayant subi un multiplexage en forces et couples. Des fonctions comme la transformation d outils sont implémentées dans le contrôleur. La communication est assurée via une interface RS 232. Les valeurs de mesure des forces et des couples sont transmises sous forme de tensions analogiques. Des I/O découplées optiquement permettent une intégration simple dans la commande machine. Système FTS Contrôleur Capteur Câble standard 7,6 m 180

6 Sélection du capteur 1. Calcul des forces et moments prévus En règle générale, le couple ou moment admissible est la grandeur déterminante pour le choix du capteur. Le poids de l outil et le process génèrent des forces pouvant agir sous forme de moments ou de couples sur le capteur. Le moment se calcule à partir de la force appliquée (statique et dynamique) multipliée par le bras de levier. Le bras de levier est la distance entre le point d application de la force et le point zéro du capteur. Lors de ces calculs, il faut également tenir compte des forces et moments pouvant agir sur le capteur en dehors du fonctionnement normal. 2. Présélection du capteur sur la base des forces et moments A cet effet, utilisez le tableau ci-dessous 3. Détermination de la résolution Contrôlez si la résolution du capteur correspond à vos exigences. Il se peut que le capteur choisi en fonction des forces et moments ne corresponde pas aux exigences de résolution. En règle générale, plus la plage de mesure est étendue, moins la résolution est bonne. Exemple: La force maximum prévisible agissant sur le capteur est de 98 N (10 kg). Cette force agit sur le capteur à une distance de 25 cm. Le moment est donc de 24,5 Nm Pour ce cas d utilisation, le capteur FT-Delta-SI est approprié. (plage de mesure 330 N et 30 Nm). La sécurité de surcharge est de 230 Nm (Mxy) Remarques relatives aux applications par robot: Les charges admissibles indiquées pour les robots représentent la charge maxi. qu'un robot peut manipuler à la résolution de positionnement indiquée. Le robot peut en fait manipuler des charges beaucoup plus importantes mais avec la conséquence d'une perte en répétabilité. Lors d'une collision, l'inertie et la décélération soudaine peuvent générer des charges élevées. Les robots sont traditionnellement surdimensionnés pour une application: un robot peut excéder des charges supérieures plusieurs fois les charges indiquées. Si vous décidez de sélectionner un capteur avec une capacité de charge plus faible, il faut savoir que ceci augmente la probabilité que le capteur soit endommagé après une collision. De ce fait, nous recommandons fortement l'utilisation de dispositifs anti-collisions OPS ou OPR. Aperçu de la gamme capteurs FT Description Nano 17 Nano 25 Nano 43 Mini 40 Mini 45 Gamma Delta Theta Omega Omega Omega Omega Max. Fxy (± N) Max. Mxy (± Nm) Poids (kg) Dimensions (mm) Hauteur (mm) FT-Theta FT-Delta FT-Gamma FT-Mini 45 FT-Mini 40 FT-Nano 43 FT-Nano 25 FT-Nano 17 FT-Omega 331 FT-Omega 250 FT-Omega 190 FT-Omega

7 120 (3x) FT-Nano 43 Nano 43 Corps de mesure en acier trempé, inoxydable. Plaques interface en aluminium haute résistance. Avantages du produit Un des plus petits capteurs 6 axes du monde adapté aux mesures sous faible charge Robuste et compact Corps de mesure électro-érodé, en acier inoxydable haute résistance Sécurité de surcharge jusqu à 23x l étendue de mesure Signal de mesure insensible aux parasites grâce à l utilisation de jauges de contraintes silicone. Les jauges de contraintes silicone émettent un signal 75 fois plus fort que les jauges de contrainte conventionnelles. Les jauges de contraintes silicone réduisent les bruits de signaux à quasiment zéro. Domaines d application typiques Télérobotique Robots chirurgicaux Développement de mains de robots à éléments multiples Recherches pour la mesure de la force des doigts Vues principales Nano 43 Dimensions FT-Nano 43 My Côté outil -Y 120 (3x) Mx Diam. de perç. Ø 36,8 +X -X M3 / prof. 3,2 (3x) +Y Ø 43 -Z 11,5 R* +Z Mz *Rmin = 10 x Ø 3,5 +Y Ø X -X Diam. de perç. Ø 36,8 -Y M3 / prof. 3,5 (3x) 186

8 -Nano 43 Plages de mesure Plage de mesure Nano 43 SI Nano 43 SI Fx, Fy (± N) Fz (± N) Mx, My (± Nm) Mz (± Nm) Référence Résolution Fx, Fy (± N) Fz (± N) Mx, My (± Nm) Mz (± Nm) Surcharge et rigidité Surcharge Fxy Fz Txy Tz Grandeurs physiques Poids Diamètre Hauteur Stand Alone 1/64 1/64 1/5000 1/5000 ± 300 N ± 400 N ± 3.4 Nm ± 5.4 Nm Rigidité DAQ 1/1024 1/1024 1/ /80000 Force Couple 39 g 43 / 19 mm 11.5 mm Stand Alone 1/32 1/32 1/2500 1/2500 Axe X, Y (K Fx, K Fy ) Axe Z (K Fz ) Axe X, Y (K Mx, K My ) Axe Z (K Mz ) DAQ 1/512 1/512 1/ / x 10 6 N/m 5.2 x 10 6 N/m 770 Nm/rad 1100 Nm/rad FT-Omega 331 FT-Gamma FT-Mini 45 FT-Mini 40 FT-Nano 43 FT-Nano 25 FT-Nano 17 FT-Omega 250 FT-Theta FT-Delta FT-Omega 160 FT-Omega 190 Remarque Veuillez noter qu'une utilisation dans des conditions d'environnement défavorables (par exemple en présence de fluide de refroidissement, de poussière de fonte ou de meulage) peut affecter considérablement la durée de vie de ces unités et que notre responsabilité ne saurait dans ce cas être engagée. Pour ce type d'applications, nous avons de nombreuses solutions à vous proposer. N'hésitez pas à nous contacter. (3x) 187