K6D 6 Eksenli Kuvvet ve Tork Sensörü

K6D 6 eksenli kuvvet ve tork sensörü, birbirine dik üç eksendeki kuvveti (Fx, Fy, Fz) ve üç eksendeki torku (Mx, My, Mz) tek bir gövdede ölçen, flanş tipi bir çok eksenli sensördür. İçinde her biri tam köprü yapısında 6 adet strain gauge devresi bulunur. Me-Systeme K6D ailesi; K6D40, K6D68, K6D80, K6D175 ve K6D300 gibi gövde boyutlarında, nominal yükleri birkaç yüz newtondan yüzlerce kilonewtona kadar uzanan çeşitli ölçüm aralıklarıyla sunulur. Üretici Me-Systeme‘dir.

K6D 6 eksenli kuvvet ve tork sensörü nasıl çalışır?

Me-Systeme K6D’nin çıkışı doğrudan N veya Nm değil, altı köprüden gelen ham mV/V sinyalleridir. Bu 6 sinyalden kuvvet ve tork değerlerini elde etmek için sensöre ait kalibrasyon matrisi ile çarpım yapılması zorunludur. Matris, çıkış sinyalleri ile Fx, Fy, Fz ve Mx, My, Mz arasındaki matematiksel ilişkiyi tanımlar ve eksenler arası karışmayı (crosstalk) azaltır. Kalibrasyon verisi her sensör için ayrı ayrı belirlenir ve belgelenir.

Matris hesabı, GSV-8DS gibi uyumlu bir ölçüm yükselticisinde tanımlanabilir. Bu cihaz kuvvet ve tork değerlerini hesaplayıp USB veya analog çıkış olarak verir. Ayrıca ücretsiz GSVmulti yazılımıyla ölçüm sonuçları görüntülenebilir, kaydedilebilir ve dışa aktarılabilir. Daha yüksek hassasiyet gereken uygulamalar için ikinci dereceden Matrix Plus kalibrasyonu seçilebilir; üretici bu durumda ölçüm hatasının %0,2 ile %0,5 arasına inebildiğini belirtir.

Öne çıkan özellikler

• Çekme/basma yönünde çalışan, strain gauge teknolojili 6 bileşenli ölçüm
• Doğruluk sınıfı ±%0,2; K6D68 ve K6D80 için bağıl histerezis %0,1 FS
• Anma çıkışı yaklaşık 0,4 mV/V (K6D68 için 0,4 mV/V, K6D80 için 0,8 mV/V); besleme 1–5 VDC aralığında
• Sıfır sinyali, standart sıcaklık kompanzasyonlu modellerde ±1,5 mV/V aralığındadır
• Sıcaklığın sıfıra etkisi 0,1 %FS/K, duyarlılığa etkisi 0,05 %RD/K (K6D68 ve K6D80 verisi)
• Kompanze sıcaklık aralığı -10 … +70 °C, çalışma sıcaklığı -10 … +85 °C
• IP65 koruma sınıfı; K6D80 ve K6D300 için paslanmaz çelik gövde, K6D68 ve K6D80’in düşük aralıklı versiyonlarında alüminyum alaşım
• K6D68 ve K6D80 için eksenler arası karışma 1 %FS; K6D300’de 0,5 %FS
• K6D68 için doğal frekans 2,3 kHz

Model ve ölçüm aralıkları

• K6D40: Fx, Fy 50 N–500 N, Fz 200 N–2 kN, Mx, My 5–20 Nm
• K6D68: Fx, Fy 1–10 kN, Fz 2–20 kN, moment 20–500 Nm
• K6D80: Fx, Fy 500 N–5 kN, Fz 1–15 kN, moment 20–250 Nm
• K6D175: Fx, Fy 10–50 kN, Fz 20–100 kN, Mx, My 1–5 kNm
• K6D300: Fx, Fy 400 kN, Fz 800 kN, moment 40 kNm

Hexapod tipi yapıda Fz nominal kuvveti genellikle Fx ve Fy’ye göre 2–3 kat daha yüksektir. Uygun aralığı bulamazsanız üreticinin özel çalışma aralıklı K6D serisi dokümanı incelenebilir.

Nerelerde kullanılır?

Üretici, Me-Systeme K6D ailesinden K6D68 ve K6D80 için robotikte çarpışma algılama, teach-in, varlık veya hata algılama, kuvvet ya da tork kontrollü çalışma, tıp teknolojisi, protez ve ortopedi, yürüyüş analizi, spor hekimliği, konfor ve ergonomi ölçümleri ile birleştirme ve montaj proseslerinin izlenmesini önerir. K6D300 ise robotik, otomasyon teknolojisi ve havacılık uygulamaları için tasarlanmıştır.

Sisteme entegrasyon

Mekanik bağlantı, uç yüzeylerdeki halka biçimli alanlardan, vidalı deliklerle yapılır; K6D68’de 6x M10x1,5, K6D80’de 6x M8x1,25, K6D300’de 12x M30 dişli delik kullanılır. Halkanın iç tarafına kuvvet uygulanmaz. Elektriksel bağlantı modele göre değişir: 5 m kablo (rakor), MP11 24 kutuplu konnektör, M16 yuvarlak konnektör veya K6D300’de iki adet 27 kutuplu UP13 konnektör. K6D300’ün 12 çıkış kanalı, iki GSV-8DS ile yedekli ölçüme ya da yalnızca 6 kanalla tek yükselticiyle kullanıma izin verir.

Kalibrasyon matrisi, 20 kN’a kadar olan modellerde K6D matrisi, 20 kN üzerindekilerde K6D matrisi HL olarak verilir. Aynı kategoride K6D27 6 Eksenli Kuvvet ve Tork Sensörü daha küçük yükler için, K3D 3 Eksenli Kuvvet Sensörü ise yalnızca üç kuvvet bileşeni gereken durumlar için değerlendirilebilir. Diğer seçenekler için Çok Eksenli Kuvvet ve Tork Sensörleri kategorisine bakabilirsiniz.

Uygulamanıza uygun K6D 6 eksenli kuvvet ve tork sensörü modeli, kalibrasyon tipi ve ölçüm yükselticisi seçimi için Marmatek mühendislik ekibinden teknik destek ve teklif alabilirsiniz.