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Il segreto della tecnologia del controllo della forza: perché presenta vantaggi rispetto al tradizionale controllo della posizione?
Nella robotica e nella produzione meccanica, il controllo della forza è diventato un campo di ricerca sempre più importante. A differenza del controllo di posizione tradizionale, il controllo di forza non considera solo la posizione della macchina, ma si concentra anche sulla forza che esercita sugli oggetti e sull'ambiente. Il controllo di queste forze non solo aiuta a proteggere la macchina, ma evita anche danni durante la lavorazione, nonché potenziali lesioni durante l'interazione con gli esseri umani.
"Il controllo della forza compensa gli errori e riduce l'usura mantenendo una forza di contatto uniforme, con conseguenti risultati più coerenti."
La forza di azionamento della tecnologia di controllo della forza viene solitamente misurata da sensori di forza o prevista dalla corrente del motore. Negli ultimi tre decenni, l'ambito di applicazione del controllo della forza si è gradualmente ampliato con il progresso della tecnologia dei sensori e degli attuatori. Questo metodo di controllo non solo funziona bene nelle attività di contatto, ma è anche ampiamente utilizzato in diversi campi, come la telemedicina, i robot di servizio e la scansione delle superfici.
Contesto della tecnologia di controllo della forza
Il fulcro della tecnologia di controllo della forza risiede nel controllo della forza di contatto nel funzionamento meccanico. Con lo sviluppo dell'automazione industriale, l'interazione tra i robot e l'ambiente diventa più complessa e aumenta la necessità di controllo della forza. In molti processi di produzione, il movimento della macchina può essere bloccato da ostacoli, influenzandone il corretto funzionamento. Pertanto, è particolarmente importante regolare la forza massima della macchina tramite un sistema di controllo della forza.
"Force Control può rispondere in modo proattivo al funzionamento della macchina, riducendo efficacemente i rischi di danni e migliorando l'efficienza della produzione."
Durante il processo di produzione meccanica, la non uniformità del pezzo in lavorazione può causare problemi nel controllo di posizione tradizionale, influenzando in ultima analisi l'effetto della lavorazione. Tuttavia, la tecnologia di controllo della forza può garantire una rimozione uniforme del materiale durante queste attività di contatto, con conseguente migliore qualità della lavorazione.
Ambito di applicazione e vantaggi
L'applicazione della tecnologia di controllo della forza può essere principalmente suddivisa in applicazione a contatto evidente e applicazione a contatto potenziale. Nelle applicazioni con contatto esplicito, il robot deve spesso controllare in modo esplicito il contatto con l'ambiente o con il pezzo in lavorazione, ad esempio durante la deformazione meccanica e la lavorazione superficiale. Tuttavia, in caso di potenziale contatto, la macchina deve evitare di generare forze di contatto eccessive.
"Attualmente, la tecnologia di controllo della forza è utilizzata principalmente nelle operazioni di produzione meccanica, coprendo molte attività come la molatura, la lucidatura e la sbavatura."
Inoltre, il controllo della forza è ampiamente utilizzato anche per la scansione di superfici sconosciute, utilizzando sensori per impostare stabilmente la pressione di contatto. Lo sviluppo di questa tecnologia non solo migliora l'efficienza produttiva, ma aumenta anche la sicurezza in scenari ad alto rischio, come la chirurgia robotica.
Importanza della misurazione della forzaNel processo di controllo della forza, la comprensione accurata della forza di contatto è la chiave per il controllo a circuito chiuso. La forza di contatto può essere misurata direttamente utilizzando un sensore di forza/coppia o indirettamente tramite stima. I moderni sensori di forza/coppia a sei assi possono registrare simultaneamente forza e coppia in tre dimensioni e fornire dati istantanei con tempi di risposta rapidi.
"Grazie ai progressi tecnologici, i moderni controllori delle macchine sono in grado di controllare le forze in tempo reale e di raggiungere velocità di risposta più elevate."
Tuttavia, l'elevato costo dei sensori di forza/coppia e la loro sensibilità al sovraccarico e alle interferenze ne limitano ancora le applicazioni pratiche. Pertanto, la misurazione o la stima indiretta della forza diventa un'opzione conveniente. Monitorando la corrente del motore della macchina, è anche possibile dedurre la forza di contatto corrispondente.
Progressi nei concetti di controllo
Nel concetto di controllo della forza, esso può essere suddiviso principalmente in controllo diretto della forza e controllo indiretto mediante dichiarazione di conformità o impedenza meccanica. Questi concetti di controllo vengono combinati con il controllo del movimento per affrontare l'accoppiamento tra forza e posizione.
"I progressi nel controllo della forza rendono i robot più flessibili e adattabili nell'esecuzione di vari compiti."
Che si tratti di controllo dell'impedenza passivo o attivo, lo sviluppo di vari metodi di controllo ha reso le macchine più intelligenti nell'elaborazione delle azioni. Soprattutto nelle interazioni con gli esseri umani, la sicurezza e l'affidabilità garantite dalla tecnologia di controllo della forza rappresentano uno dei suoi vantaggi più importanti.
Con la continua evoluzione e il miglioramento delle tecnologie future, le prospettive applicative di Likong nei settori dell'industria, dell'automazione e della robotica di servizio diventeranno sempre più ampie. Ciò solleva anche una domanda: la tecnologia di controllo della forza può sostituire completamente gli spazi di controllo tradizionali nei futuri ambienti di lavoro?
