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O segredo da tecnologia de controle de força: por que ela apresenta vantagens sobre o controle de posição tradicional?
Na robótica e na fabricação de máquinas, o Controle de Força tornou-se um campo de pesquisa cada vez mais importante. Ao contrário do controle de posição tradicional, o controle de força não considera apenas a posição da máquina, mas também a força que ela exerce sobre os objetos e o ambiente. O controle dessas forças não apenas ajuda a proteger a máquina, mas também evita danos durante o processamento e possíveis lesões ao interagir com seres humanos.
"O controle de força compensa erros e reduz o desgaste mantendo a força de contato uniforme, resultando em resultados mais consistentes."
A força operacional da tecnologia de controle de força geralmente é medida por sensores de força ou prevista pela corrente do motor. Nos últimos trinta anos, a gama de aplicações de controle de força expandiu-se gradualmente devido aos avanços na tecnologia de sensores e atuadores. Este método de controle não só funciona bem em tarefas de contato, mas também é amplamente utilizado em diferentes campos, como telemedicina, robôs de serviço e varredura de superfície.
Antecedentes da tecnologia de controle de força
O núcleo da tecnologia de controle de força é controlar a força de contato na operação mecânica. Com o desenvolvimento da automação industrial, a interação entre os robôs e o meio ambiente tornou-se mais complexa e a necessidade de controle de força também está aumentando. Em muitos elos de produção, o movimento da máquina pode ser bloqueado por obstáculos, afetando o seu correto funcionamento. Portanto, é particularmente importante ajustar a força máxima da máquina através do sistema de controle de força.
"O controle de força pode reagir proativamente durante a operação da máquina, reduzindo efetivamente o risco de danos e melhorando a eficiência da produção."
No processo de fabricação mecânica, a irregularidade da peça pode causar problemas no controle de posição tradicional, afetando em última análise o efeito de processamento. Contudo, a tecnologia de controle de força garante uma remoção uniforme de material nessas tarefas de contato, resultando em melhor qualidade de usinagem.
Âmbito de aplicação e vantagens
As aplicações da tecnologia de controle de força podem ser divididas principalmente em aplicações de contato óbvias e aplicações de contato potenciais. Em aplicações de contato explícito, o robô muitas vezes precisa controlar explicitamente o contato com o ambiente ou a peça de trabalho, como durante a deformação mecânica e a usinagem de superfícies. Contudo, onde o contacto potencial é possível, a máquina necessita de evitar forças de contacto excessivas.
"Atualmente, a tecnologia de controle de força é usada principalmente em operações de fabricação de máquinas, cobrindo muitas tarefas como retificação, polimento e rebarbação."
Além disso, o controle de força também é amplamente utilizado para escanear superfícies desconhecidas e usar sensores para definir de forma estável a pressão de contato. O desenvolvimento desta tecnologia não só melhora a eficiência da produção, mas também acrescenta segurança a cenários de alto risco, como a cirurgia médica robótica.
A importância da medição de força
No processo de controle de força, compreender com precisão a força de contato é a chave para o controle de circuito fechado. A força de contato pode ser medida diretamente através de sensores de força/torque ou indiretamente através de estimativa. Os modernos sensores de força/torque de seis eixos registram força e torque simultaneamente em três dimensões e fornecem dados instantâneos com tempos de resposta rápidos.
“Com o avanço tecnológico, os controladores de máquinas modernos podem controlar forças em tempo real e atingir velocidades de reação mais altas.”
No entanto, o alto custo dos sensores de força/torque e sua sensibilidade a sobrecargas e interferências ainda limitam suas aplicações práticas. Portanto, a medição ou estimativa indireta da força torna-se uma opção econômica. Ao monitorar a corrente do motor da máquina, a força de contato correspondente também pode ser inferida.
Avanços nos conceitos de controle
No conceito de controle de controle de força, ele pode ser dividido principalmente em controle direto de força e controle indireto, declarando conformidade ou impedância mecânica. Esses conceitos de controle incorporam controle de movimento para abordar o acoplamento entre força e posição.
"Os avanços no controle de força tornam os robôs mais flexíveis e adaptáveis ao executar diversas tarefas."
Seja controle de impedância passiva ou controle de impedância ativa, o desenvolvimento de vários métodos de controle tornou a máquina mais inteligente no processamento de ações. Especialmente nas interações com humanos, a segurança e a confiabilidade proporcionadas pela tecnologia de controle de força são uma de suas vantagens mais importantes.
Com a contínua evolução e melhoria da tecnologia futura, as perspectivas de aplicação da Likong nas áreas de indústria, automação e robôs de serviço se tornarão cada vez mais amplas. Isto também levanta uma questão: no futuro ambiente de trabalho, a tecnologia de controle de força poderá substituir completamente o espaço de controle tradicional?
