Cảm biến mô men xoắn SRI

Cảm biến mô men xoắn SRI

SRI – Sunrise Instruments là thương hiệu chuyên phát triển và sản xuất các thiết bị cảm biến lực, cảm biến mô-men xoắn, loadcell đa trục và hệ thống đo lường lực chính xác.

Sản phẩm của hãng được ứng dụng rộng rãi trong robot công nghiệp, dây chuyền tự động hóa, thử nghiệm cơ khí, sản xuất ô tô và nghiên cứu kỹ thuật.

SRI Việt Nam chuyên cung cấp các dòng cảm biến của Sunrise Instruments phù hợp với những doanh nghiệp đang cần thiết bị đo lực có độ chính xác cao

Khả năng tích hợp linh hoạt và đáp ứng yêu cầu điều khiển trong môi trường công nghiệp.

Sunrise Instruments được thành lập năm 2007, hoạt động chuyên sâu trong lĩnh vực công nghệ cảm biến lực và đo lường công nghiệp.

Hãng tập trung nghiên cứu những thiết bị có khả năng phát hiện, phân tích và chuyển đổi lực cơ học thành tín hiệu phục vụ hệ thống điều khiển.

SRI sở hữu danh mục cảm biến đa dạng, từ cảm biến lực đơn trục, cảm biến lực 3 trục đến cảm biến lực 6 trục và cảm biến mô-men xoắn chuyên dụng.

Một trong những thế mạnh của Sunrise Instruments là phát triển các thiết bị đo lực tích hợp trong robot, giúp cải thiện khả năng điều khiển lực tiếp xúc giữa robot và vật thể.

Ngoài cảm biến, hãng còn sản xuất thiết bị mài robot điều khiển lực iGrinder và các hệ thống cảm biến chuyên dụng phục vụ thử nghiệm độ bền, va chạm trong ngành ô tô.

Các sản phẩm của SRI-Sunrise cung cấp bao gồm:

Cảm biến lực đơn trục SRI

Cảm biến lực đơn trục SRI là thiết bị chuyển đổi lực cơ học thành tín hiệu điện để phục vụ quá trình đo lường và điều khiển.

Thiết bị được thiết kế để phản hồi với lực tác động theo một trục xác định, thường là lực kéo hoặc lực nén.

Trong quá trình vận hành, cảm biến tiếp nhận tải trọng từ bộ phận cơ khí và tạo ra tín hiệu tương ứng với giá trị lực tác động.

Tín hiệu này được truyền đến bộ khuếch đại, thiết bị thu thập dữ liệu hoặc bộ điều khiển để xử lý.

Sản phẩm đặc biệt phù hợp với các hệ thống cần kiểm tra lực tại một vị trí xác định mà không yêu cầu đo đồng thời nhiều hướng lực.

Được phát triển với nhiều kiểu kết cấu và dải đo nhằm đáp ứng các yêu cầu khác nhau trong công nghiệp.

Một số dòng cảm biến lực SRI có khả năng chịu quá tải cao, phù hợp với các ứng dụng xuất hiện lực tác động lớn trong thời gian ngắn.

Tuy nhiên, giới hạn quá tải và độ chính xác cần được kiểm tra theo từng model cụ thể.

Cảm biến mô men xoắn SRI

Khác với cảm biến lực thông thường, cảm biến mô-men xoắn SRI tập trung đo tác động xoắn quanh một trục xác định.

Dữ liệu này giúp hệ thống điều khiển nhận biết tải trọng tại khớp robot, theo dõi trạng thái vận hành và hỗ trợ điều chỉnh chuyển động theo yêu cầu thực tế.

Cảm biến mô-men xoắn SRI là thiết bị chuyển đổi tác động xoắn cơ học thành tín hiệu điện để phục vụ quá trình đo lường và điều khiển.

Trong các hệ thống robot, cảm biến thường được lắp đặt tại vị trí phù hợp trên cụm khớp chuyển động nhằm đo mô-men truyền qua cơ cấu.

Giá trị đo giúp bộ điều khiển đánh giá tải trọng và nhận biết các thay đổi lực trong quá trình robot làm việc.

Các cảm biến mô-men xoắn một trục thuộc dòng SRI M22XX được phát triển chuyên biệt cho ứng dụng đo mô-men khớp robot.

Thiết kế dạng vòng, có lỗ xuyên tâm và các vị trí bắt bu lông giúp thiết bị tích hợp vào nhiều dạng cơ cấu truyền động.

Cảm biến mô men xoắn SRI là thiết bị đo lường chuyên dụng của hãng Sunrise Instruments, được thiết kế để xác định mô men xoắn tác động lên các khớp robot, cơ cấu truyền động và hệ thống cơ khí chính xác.

Thiết bị sử dụng công nghệ đo biến dạng điện trở Strain Gauge để chuyển đổi tác động cơ học thành tín hiệu điện, phục vụ quá trình giám sát và điều khiển mô men.

Khác với các cảm biến đo lực thông thường, cảm biến mô men xoắn SRI tập trung đo mô men quanh một trục xác định.

Các dòng SRI M2210 và M2211 nổi bật nhờ kết cấu mỏng, trọng lượng nhẹ, độ cứng cao và khả năng hạn chế ảnh hưởng của mô men uốn, phù hợp với robot cộng tác và thiết bị tự động hóa.

Nguyên lý hoạt động chi tiết của Cảm biến mô men xoắn SRI:

Cơ chế hình thành mô men xoắn trong hệ thống cơ khí

Mối quan hệ giữa lực tác động và mô men xoắn

Mô men xoắn là đại lượng thể hiện khả năng làm quay một vật thể quanh trục. Giá trị mô men phụ thuộc vào độ lớn lực, khoảng cách từ trục quay đến điểm tác dụng lực và góc giữa lực với cánh tay đòn.

Trong trường hợp lực tác động vuông góc với cánh tay đòn, mô men bằng tích của lực và chiều dài cánh tay đòn.

Ví dụ, một lực 50 N tác động vuông góc ở khoảng cách 0,2 m tính từ trục quay sẽ tạo ra mô men 10 Nm.

Trong khớp robot, mô men được tạo ra bởi động cơ và truyền qua hệ thống giảm tốc. Cảm biến mô men xoắn SRI được lắp tại vị trí phù hợp trên đường truyền mô men để phản ánh tải xoắn thực tế của cơ cấu.

Vì sao cần đo mô men tại khớp robot?

Khi robot thực hiện thao tác nâng, giữ, xoay hoặc tiếp xúc với vật thể, tải mô men trên từng khớp liên tục thay đổi.

Nếu chỉ dựa vào dòng điện động cơ để ước tính mô men, kết quả có thể chịu ảnh hưởng bởi ma sát, tổn hao hộp giảm tốc và đặc tính truyền động.

Việc sử dụng cảm biến mô men xoắn SRI giúp hệ thống có thêm tín hiệu đo trực tiếp từ phần tử chịu tải, hỗ trợ điều khiển lực và phát hiện những thay đổi bất thường trong quá trình vận hành.

Quá trình chuyển đổi mô men xoắn thành tín hiệu điện

Phần tử đàn hồi tiếp nhận mô men xoắn

Bên trong cảm biến mô men xoắn SRI là kết cấu đàn hồi được thiết kế để chịu tải xoắn trong phạm vi cho phép.

Khi mô men được truyền qua cảm biến, phần tử đàn hồi xuất hiện biến dạng rất nhỏ. Độ biến dạng phụ thuộc vào độ lớn mô men, hình dạng kết cấu và tính chất vật liệu.

SRI phát triển nhiều thiết kế cảm biến dạng vòng, phù hợp với những khớp robot có trục trung tâm hoặc cần bố trí hệ thống truyền động xuyên qua cảm biến.

Đặc biệt, một số model M2210 có chiều dày chỉ khoảng 7 mm, thuận tiện khi tích hợp vào cơ cấu truyền động có không gian nhỏ.

Strain Gauge phát hiện biến dạng xoắn

Strain Gauge là điện trở đo biến dạng, có khả năng thay đổi giá trị điện trở khi bề mặt gắn cảm biến bị kéo giãn hoặc nén.

Trong cảm biến mô men xoắn sử dụng nguyên lý điện trở biến dạng, các Strain Gauge được bố trí để nhạy với biến dạng do tải xoắn gây ra.

Khi mô men tăng, phần tử đàn hồi biến dạng nhiều hơn, làm thay đổi điện trở của các phần tử đo. Sự thay đổi này thường rất nhỏ nên không thể sử dụng trực tiếp như một tín hiệu điều khiển thông thường.

Nhờ lựa chọn vị trí và hướng bố trí Strain Gauge phù hợp, cảm biến có thể tăng khả năng nhận biết mô men xoắn và hạn chế ảnh hưởng từ lực tác động ngoài trục.

Strain Gauge là điện trở đo biến dạng, có khả năng thay đổi giá trị điện trở khi bề mặt gắn cảm biến bị kéo giãn hoặc nén.

Trong cảm biến mô men xoắn sử dụng nguyên lý điện trở biến dạng, các Strain Gauge được bố trí để nhạy với biến dạng do tải xoắn gây ra.

Khi mô men tăng, phần tử đàn hồi biến dạng nhiều hơn, làm thay đổi điện trở của các phần tử đo. Sự thay đổi này thường rất nhỏ nên không thể sử dụng trực tiếp như một tín hiệu điều khiển thông thường.

Nhờ lựa chọn vị trí và hướng bố trí Strain Gauge phù hợp, cảm biến có thể tăng khả năng nhận biết mô men xoắn và hạn chế ảnh hưởng từ lực tác động ngoài trục.

Mạch cầu Wheatstone chuyển đổi thay đổi điện trở

Mạch cầu Wheatstone là cấu hình đo điện trở được sử dụng phổ biến trong các cảm biến lực và mô men dựa trên công nghệ Strain Gauge.

Khi các điện trở trong cầu thay đổi do biến dạng cơ học, mạch tạo ra tín hiệu điện áp chênh lệch.

Điện áp này có quan hệ với biến dạng của phần tử đàn hồi và từ đó phản ánh mô men đang tác động lên cảm biến.

Trong phạm vi đo được thiết kế và hiệu chuẩn, tín hiệu điện có thể được chuyển đổi thành giá trị mô men tương ứng.

Sự ổn định của mạch cầu ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhạy, sai số điểm không và độ lặp lại của phép đo.

Bộ khuếch đại xử lý tín hiệu mô men

Tín hiệu điện áp sinh ra từ mạch Strain Gauge thường có biên độ thấp, vì vậy cần được khuếch đại và xử lý trước khi gửi đến thiết bị điều khiển.

Một số cảm biến mô men SRI được thiết kế với bộ khuếch đại tích hợp. Tài liệu giới thiệu dòng cảm biến mô men của hãng có đề cập cấu hình cấp nguồn 5 VDC và đầu ra 0–5 V cho phiên bản tương ứng.

Tuy nhiên, không nên mặc định mọi model M2210 và M2211 đều sử dụng cùng điện áp hoặc loại tín hiệu.

Trong các hệ thống robot công nghiệp, tín hiệu sau xử lý có thể được đưa đến bộ điều khiển robot, thiết bị thu thập dữ liệu hoặc hệ thống điều khiển chuyển động.

Bộ khuếch đại tín hiệu SRI

Bộ khuếch đại tín hiệu SRI là thiết bị điện tử có chức năng tiếp nhận tín hiệu analog biên độ thấp từ cảm biến lực và chuyển đổi thành tín hiệu điện áp có biên độ lớn hơn.

Thiết bị được thiết kế chuyên biệt cho các cảm biến sử dụng mạch cầu điện trở Strain Gauge.

Khi cảm biến chịu lực kéo, lực nén hoặc mô-men xoắn, sự biến dạng cơ học làm thay đổi tín hiệu điện áp tại đầu ra.

Tín hiệu này thường rất nhỏ và cần được khuếch đại trước khi đưa vào hệ thống xử lý dữ liệu.

Bộ khuếch đại SRI M830X thực hiện đồng thời chức năng cấp điện áp kích thích cho cầu đo cảm biến và khuếch đại tín hiệu đo

Giúp thiết bị tiếp nhận có thể đọc tín hiệu phù hợp với cấu hình đầu vào.

Trong các hệ thống đo lực, tín hiệu điện áp đầu ra từ loadcell thường có biên độ rất nhỏ, chỉ ở mức millivolt.

Việc truyền trực tiếp tín hiệu này đến thiết bị điều khiển có thể không đáp ứng yêu cầu về mức điện áp đầu vào hoặc khả năng xử lý tín hiệu.

Bộ khuếch đại tín hiệu SRI M830X được phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu này.

Cho phép chuyển đổi tín hiệu cảm biến từ mức mV/V thành tín hiệu điện áp analog như 0–10V, ±5V hoặc ±10V tùy phiên bản.

Cảm biến lực Robot SRI

Cảm biến lực Robot là thiết bị được tích hợp vào cơ cấu robot nhằm đo lực và mô-men xoắn xuất hiện trong quá trình chuyển động hoặc tương tác với môi trường.

Đối với các hệ thống robot công nghiệp, cảm biến thường được lắp tại vị trí giữa mặt bích cổ tay robot và bộ phận công tác cuối như tay gắp, dụng cụ lắp ráp hoặc đầu gia công.

Khi robot tiếp xúc với sản phẩm, cảm biến ghi nhận lực tác động và truyền dữ liệu đến bộ điều khiển.

Thông tin này giúp hệ thống phân tích trạng thái tải trọng và thực hiện các thao tác điều chỉnh chuyển động khi được trang bị thuật toán điều khiển lực tương ứng.

Robot điều khiển vị trí truyền thống hoạt động chủ yếu dựa trên quỹ đạo và tọa độ được lập trình trước.

Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất, kích thước chi tiết, vị trí gá đặt và lực tiếp xúc có thể xuất hiện sai lệch.

Nếu robot chỉ thực hiện chuyển động theo vị trí mà không kiểm soát lực, quá trình lắp ráp hoặc gia công có nguy cơ tạo ra lực tác động không phù hợp.

Việc tích hợp cảm biến lực SRI giúp robot nhận biết lực thực tế, hỗ trợ điều chỉnh chuyển động linh hoạt hơn và hạn chế những tác động cơ học không mong muốn.

Đây là yếu tố quan trọng trong các ứng dụng lắp ráp chính xác, kiểm tra sản phẩm và gia công bề mặt bằng robot.

Các model được dùng phổ biến tại SRI-Sunrise chính Hãng:

Dòng sản phẩm	Model	Ứng dụng cụ thể
Cảm biến lực đơn trục	SRI M21XX	Đo lực kéo, lực nén, kiểm tra lực tác động lên chi tiết cơ khí
Cảm biến lực đơn trục	SRI M32XX	Đo lực một trục trong các ứng dụng chuyên dụng, thiết bị thử nghiệm
Cảm biến lực đơn trục	SRI M36XX	Cảm biến lực chuyên dụng cho hệ thống đo kiểm theo yêu cầu thiết kế
Cảm biến mô men xoắn	SRI M2210A	Đo mô men tại khớp robot nhỏ
Cảm biến mô men xoắn	SRI M2210A2	Giám sát mô men của cơ cấu truyền động robot
Cảm biến mô men xoắn	SRI M2210B	Đo mô men tại khớp robot tải trung bình
Bộ khuếch đại tín hiệu	SRI M8301F	Tích hợp cảm biến với hệ thống điều khiển
Bộ khuếch đại tín hiệu	SRI M8301G	Điều khiển lực và giám sát tải
Bộ khuếch đại tín hiệu	SRI M8301H	Hệ thống kiểm tra lực hai chiều
Cảm biến lực Robot	SRI M4313S2C9	Robot có mức tải lực cao hơn
Cảm biến lực Robot	SRI M4313S3AB	Đo lực trong robot tải lớn
Cảm biến lực Robot	SRI M4313S3CB	Robot công nghiệp cần giao tiếp EtherCAT

Thông tin liên hệ đặt hàng Cảm biến mô men xoắn SRI:

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ HOÀNG THIÊN PHÁT

Địa chỉ:  331/70/36J Phan Huy Ích, Phường An Hội Tây, TP.Hồ Chí Minh, Việt Nam

Liên hệ: Hương Anh (0902.814.977)

Skype: sale5-0902.814.977

Mail: sales5@hoangthienphat.com

Website: https://dailyphanphoivietnam.com/

Website: https://dailyphanphoihtp.com/

Ngoài ra Hoàng Thiên Phát còn cung cấp một số sản phẩm: 

IFM Việt Nam, ARI Việt Nam, Aris Viet Nam, Enerdis Việt Nam, IFM Việt Nam

BEI Encoder Việt Nam, EIKO SOKKI Việt Nam, ElectroCraft Việt Nam, Motovario Việt Nam

Pepperl Fuchs Việt Nam, Itelcond Capacitor Việt Nam, Detcon Việt Nam

Oldhamgas Việt Nam, Gmiuk Việt Nam, KSR Kubler Việt Nam, Harowe Việt Nam

CEI Loadcell Việt Nam, Bijur Delimon Việt Nam, Heidennhain Encoder Việt Nam

Stucke Elektronik Việt Nam, LOVATO Việt Nam , Dresser Việt Nam

GE Việt Nam, Consolidated Việt Nam, Pisco Việt Nam, Refext Việt Nam

Mettler Việt Nam, NORGREN Valve Việt Nam , Yokogawa Việt Nam

Hach Việt Nam, Meinsberg Việt Nam, Softflow Việt Nam, Schmidt Việt Nam

Honsbere Việt Nam, Hedland Việt Nam, Hontzsch Việt Nam

NITTO DENKO Việt Nam, Laurence Scott Việt Nam, SUMITOMO DRIVE Việt Nam

FUJI Electric Việt Nam, PAKER Việt Nam, RKC Việt Nam.