多軸力センサーの選定：3つの力チャンネルか、6分力か

多軸力センサーは、試験で出力する必要がある量を列挙することから選定します。3つの力成分はFx、Fy、Fzを表しますが、3つのモーメントMx、My、Mzを独立には測定できません。定格や外径を比較する前に、方向別の力だけが必要か、力とモーメントの全成分が必要かを決めてください。

多軸力センサーの選定：まず測定成分を数える

上記3軸モデルの定格はカタログのkgとt表記を保持しています。校正とデータ収集の設定には、合意した工学単位を記録してください。小型や多次元という製品表示だけでは、利用できる成分を特定できません。実際のチャンネル・軸資料を使います。

一つの力の読み値と既知の腕の長さでモーメントを計算できるのは、想定した荷重の幾何学的条件の下だけです。3チャンネルの機器が独立した6分力測定システムになるわけではありません。ほかの力や偶力が治具に作用し得る場合は、それらを識別できる測定構成を使ってください。

表の最大値ではなく同時荷重から選ぶ

治具の重量と偏心した力の作用を含め、各運転条件で各軸に想定される最大成分を列挙します。オフセット荷重が生むモーメントは、計器が表示しなくても3軸センサーに機械的に作用します。

すべての軸をそれぞれの最大値まで同時に負荷できるとは考えないでください。対象センサーの複合荷重限界と許容モーメントを入手します。公表されていなければ未解決の選定要件であり、カタログ定格をすべて同時に使う許可ではありません。

定格は最小実用信号も考えて選びます。大きな軸方向予荷重と小さな横力では、チャンネルごとに異なるゲインが必要になる場合があります。全軸に同じ精度や分解能の目標を流用せず、成分ごとに必要な増分と実用範囲を指定してください。

チャンネル感度も構成の一部

MV-LC0242の参考公称感度はFxとFyが2.0 mV/V、Fzが1.2 mV/Vです。例として励起電圧5 Vでは、定格までの公称信号変化は10 mVと6 mVに相当します。軸ごとの定格の違いを考える前から、共通のスケール係数では誤りになります。

MV-LC0240の参考公称感度は、3つの力チャンネルとも1 mV/Vです。公表されたクロストークの参考値は2% F.S.ですが、すべての治具で軸間影響を無視できる証明にはなりません。適用する校正データと、選定した読み取り機器がチャンネル間の相互作用をどう処理するかを確認します。

チャンネル識別情報、励起要件、校正係数、提供される補償行列を入手します。補償がコンディショナーですでに適用されるか、ソフトウェアで適用する必要があるかを確認してください。二重適用、適用漏れ、別の製造番号の係数使用により、もっともらしいデータが誤った値になる場合があります。

実際の荷重で座標を確認する

治具図面にセンサー軸を定義し、機械や試験の座標との関係を記録します。コネクターの向きだけでは軸の取り決めとして不十分です。通常試験の前に、特定した方向へ既知の力を加え、符号と成分の配分を確認してください。

6分力測定では、座標の向きと、モーメントの基準となる点の両方が重要です。実際の荷重が変わらなくても、報告する基準点を移すとモーメント値は変わります。機械的限界を確認できるよう、センサー原点での荷重値も保持します。ソフトウェアで原点を変えても、センサーへの荷重はなくなりません。

合意した基準方法で各チャンネルと代表的な複合荷重条件を検証します。意図した軸だけでなく、ほかのチャンネルの不要な応答も記録してください。1軸の校正確認だけでは、多方向測定全体が正しいことを証明できません。

方向別の試験を指定するときの質問

Q1. 軸ごとに別の増幅器を使えますか？

励起、ゲイン、時間特性がセンサーと試験に適合すれば可能な場合があります。変動荷重では、一つのベクトルに合成する値が同じ時間区間に対応することを確認してください。個別にフィルター処理されたり遅延したりするチャンネルでは、過渡現象中の見かけの方向が歪む場合があります。

Q2. モデルの問い合わせには何を送るべきですか？

必要な成分、各軸の荷重、同時荷重条件、治具図面、荷重作用点、必要な増分、記録頻度を提示します。予定しているデータ収集機器も添えてMETRAVONの問い合わせ窓口へ送ってください。ロボット手首ではロボット組込みガイドも使い、工具のオフセットとコントローラー要件を評価します。

まとめ

定格より先に測定成分を選びます。各軸の範囲、感度、校正を正しいチャンネルに対応付け、組み立てた治具で複合荷重と座標を検証してください。これにより、有用な方向別データと、荷重を加えると単に変化するだけの複数の数値を区別できます。