末端夾具
客戶必須自行組裝末端夾具。
注意
- 設計末端夾具感應器安裝面時，應可使感應器完全貼合末端夾具。此外，請確保使用的末端夾具具有足夠的剛性，如此才能發揮感應器的高效能。
- 操作已安裝末端夾具的機器人時，末端夾具可能會因下列因素而與機器人碰撞。
- 末端夾具外徑
- 工件尺寸
- 力覺感應器外徑
- 機械臂位置等 設計此系統時，應注意末端夾具及力覺感應器的干擾區域。
允許力矩方針
以下說明設計末端夾具時的注意事項。
機器人關節上有允許力矩。設計機器人時，需注意不應超過相對應關節的允許力矩限制。允許力矩的計算方式如下。
負載及按壓力矩方向相同時：
- 力矩[N⋅m]
- = 負載重量(力覺感應器, 末端夾具, 工件)[kg]×重力加速度[m/s2]×軸旋轉中心與負載重心間的距離[m]+按壓力[N]×軸旋轉中心與接觸點間的距離[m]
負載及按壓力矩方向不同時：
- 力矩[N⋅m]
- = 負載重量(力覺感應器, 末端夾具, 工件)[kg]×重力加速度[m/s2]×軸旋轉中心與負載重心間的距離[m]−按壓力[N]×軸旋轉中心與接觸點間的距離[m]
計算範例：向上(C4：J5)
向上施加5 N時，在C4系列機器人上施加J5的允許力矩計算程序。
- 施加在J5上的力矩[N⋅m]
- = 負載重量(力覺感應器, 末端夾具, 工件)[kg]×重力加速度[m/s2]×J5旋轉中心與負載重心間的距離[m]+按壓力[N]×J5旋轉中心與接觸點間的距離[m]
- = 1[kg]×9.8[m/s2]×0.15[m]+5[N]×0.2[m]
- = 2.47[N⋅m]
計算範例：向下(C4：J5)
向下施加5 N時，在C4系列機器人上施加J5的允許力矩計算程序。
- 施加在J5上的力矩[N⋅m]
- = 負載重量(力覺感應器, 末端夾具, 工件)[kg]×重力加速度[m/s2]×J5旋轉中心與負載
重心間的距離[m]+按壓力[N]×J5旋轉中心與接觸點間的距離[m]
- = 1[kg]×9.8[m/s2]×0.15[m]-5[N]×0.2[m]
- = 0.47[N⋅m]
此算式正確，因施加在J5上的力矩0.47[N･m]未超過C4的J5允許力矩4.41[N･m]。
對其他關節採取相同考量或驗證。
關節扭力方針
應用施加極大外力或末端夾具/工件的負載很重時，請遵循下列所示指示並檢查關節扭力。
檢查關節扭力峰值
PTRQ可擷取或顯示扭力峰值。(請參閱使用編程範例)
PTRQ為「1」時，可能會發生安全問題。務必檢查PTRQ小於「1」。
Function PTRQ_Check '讀取或顯示PTRQ的範本程式
Integer i
Double PT(6)
Do '重複行為部分及PTRQ讀取部分
PTCLR '清除扭力峰值
'---動作部分(範例)---動作部分為範例，且由使用者描述
TLSet 1, XY(0, 0, -49, 0, 0, 0) '設定Tool 1
Tool 1 '指定工具1
Motor On '馬達開啟
Power High '運行功率高
Speed 100 'PTP動作速度設定
Accel 100, 100 'PTP動作加速度設定
SpeedS 50 'CP動作速度設定
AccelS 500, 500 'CP動作加速度設定
Go P1 'PTP動作至P1
Go P2 +Z(20) '移動至P2+Z20 mm
Move P2
FSet FC1.Fz_Enabled, True '僅啟用Fz的力控制功能
FSet FC1.Fz_Spring, 0 '虛擬彈性係數為0
FSet FC1.Fz_Damper, 10 '虛擬阻尼係數為10
FSet FC1.Fz_Mass, 10 '虛擬質量係數為10
FSet FC1.Fz_TargetForce, -50 '將Fz的目標力設為-50 N
Wait 0.3 '等待0.3秒
FSet FS1.Reset '重置力覺感應器
FCKeep FC1, 10 '執行力控制功能10秒
Move P2 '移動至P2
Go P2 +Z(20) '移動至P2+Z20 mm
'-----------------------------------------------------
For i = 1 To 6 '重複1至6
PT(i) = PTRQ(i) '讀取PTRQ
Print "PT_J", i, "=", PTRQ(i) '顯示PTRQ
Next
Loop
Fend
關節過載率
OLRate可擷取或顯示過載率。(請參閱使用編程範例)
關節過載時，OLRate會上升; 沒有發生過載時，則會下降。OLRate持續上升且變成「1」時，機器人會因伺服錯誤而停止。務必確認OLRate未持續上升，尤其應確定一個動作循環的OLRate上升量為「0」。
Function OLRate_Check '讀取或顯示OLRate的程式
Integer i, j
Double OLCheck(6), OL(6)
Do '重複行為部分及PTRQ讀取部分
'---行為部分(範例)--- 行為部分為範例，且由用戶描述
TLSet 1, XY(0, 0, -49, 0, 0, 0) '設定Tool 1
Tool 1 '指定工具1
Motor On '馬達開啟
Power High '運行功率高
Speed 100 'PTP動作速度設定
Accel 100, 100 'PTP動作加速度設定
SpeedS 50 'CP動作速度設定
AccelS 500, 500 'CP動作加速度設定
Go P1 'PTP動作至P1
Go P2 +Z(20) '移動至P2+Z20 mm
Move P2 'CP動作至P2
FSet FC1.Fz_Enabled, True '僅啟用Fz的力控制功能
FSet FC1.Fz_Spring, 0 '虛擬彈性係數為0
FSet FC1.Fz_Damper, 10 '虛擬阻尼係數為10
FSet FC1.Fz_Mass, 10 '虛擬質量係數為10
FSet FC1.Fz_TargetForce, -50 '將Fz的目標力設為-50 N
Wait 0.3 '等待0.3秒
FSet FS1.Reset '重置力覺感應器
FCKeep FC1, 10 '執行力控制功能10秒
Move P2 '移動至P2
Go P2 +Z(20) '移動至P2+Z20 mm
-----------------------------------------------------
For i = 1 To 6 '重複1至6
If j = 1 Then '第二個之後的循環
OLCheck(i) = OLRate(i) - OL(i)
'擷取一個動作循環的OLRate上升量
OL(i) = OLRate(i) '擷取OLRate
Print "OLCheck_J", i, "=", OLCheck(i)
'顯示一個動作循環的OLRate上升量
Else '適用於第一個循環
OL(i) = OLRate(i) '擷取OLRate
EndIf
Next
j = 1
Loop
Fend
電線及管道的注意事項
因連接至末端夾具或從管道拉出的纜線之緣故，外力可能會施加於末端夾具。力覺感應器也會偵測到此力。此力會對操作造成不良影響。因此，請將纜線及管道固定至感應器接合件。
將電線及管道固定至感應器的接合件，可降低彈力或重力造成的影響。
電線或管道碰觸到周圍物體時，將會產生外力或扭力。請固定電線或管道，使其勿碰觸周圍物體。
處理高負荷/高重量物品時的注意事項
處理高負載/高重量產品時，根據操作的不同，可能會超過力覺感應器的額定負載。使用時，請在客戶環境中進行預驗證，設定速度與加速度，使其不超過額定負載(參閱：4. 力覺感應器)。如果在力控制期間超過額定負載，則會發生5548 錯誤。
力覺感應器姿態變化相關的注意事項
如果在重置力覺感應器後進行大幅度姿態變化，則可進行力覺控制的範圍可能會受到限制。
下圖顯示了使用了力覺感應器的末端夾具上，當抓取工件 (與夾具合計總重量50[N])，並從姿態A移動到姿態C時，J5軸發生180度變化。
下表顯示了每個姿態對力覺感應器施加的負載。
Fx [N] | Fy [N] | Fz [N] | |
|---|---|---|---|
| 姿態A | 0 | 0 | 50 |
| 姿態B | -50 | 0 | 0 |
| 姿態C | 0 | 0 | -50 |
在姿態A上重置力覺感應器時候，上表中的姿態A為基準，輸出為0。之後，當每個姿態發生變化時，力覺感應器的輸出值如下。
| Fx [N] | Fy [N] | Fz [N] | |
|---|---|---|---|
| 姿態A | 0 | 0 | 0 |
| 姿態B | -50 | 0 | -50 |
| 姿態C | 0 | 0 | -100 |
在姿態C中，施加力覺感應器上的力是夾具和工件的重量，但是力覺感應器的輸出值是其兩倍。在這個姿態C下進行按壓作業時，力覺感應器本來可以進行250[N]的力控制，但是由於力覺感應器已經受到了100[N]的力，所以只剩下150[N]的力，力控制的範圍變小。當力控制時力覺感應器的輸出值超過額定值時，則會發生5548錯誤。創建程式時注意不要超過額定範圍。
有關重力補償時的詳細資訊，請參閱 軟體篇 座標轉換 和 重力補償 。
