Seleção de um sensor de colisão

Para uma aplicação bem-sucedida, o Protetor escolhido deve ser dimensionado adequadamente. Para escolher um modelo, considere as cargas produzidas devido ao peso estático da ferramenta, as cargas inerciais impostas pelo movimento do robô e as cargas produzidas pelo efetor final ao executar as tarefas pretendidas. Depois que essas cargas forem calculadas e um modelo específico for escolhido, a configuração de pressão nominal para o ponto de ruptura poderá ser determinada. A configuração de pressão de ar necessária deve estar prontamente disponível com ampla capacidade de ajuste. Por exemplo, uma configuração de pressão calculada de 50 psi deve ter uma faixa ajustável de 25 a 75 psi.

O processo de seleção é o seguinte:

1. Calcular as cargas aplicadas:

A Figura 1 pode ser usada para converter as forças que atuam no ferramental do efetor final em momento, torque e cargas axiais resultantes aplicadas ao Protetor. Use o diagrama mostrado na Figura 1 e as fórmulas abaixo para calcular as cargas aplicadas no pior caso para sua aplicação. Todos os três casos de carga – axial, torque e momento – devem ser avaliados quanto aos seus componentes de força estática, dinâmica e de trabalho.

Fórmulas:

Carga axial (F) = F2

Torque (T) = F3*D3

Momento (M) = √( (F1D1)2 + (F2*D2)2 )

(F1, F2 e F3 consistem na soma de seus respectivos componentes de força estática, dinâmica e de trabalho e devem ser sempre positivos para fins de cálculo das configurações de pressão de ruptura)

• Força estática: A carga aplicada pelo peso da ferramenta enquanto o braço do robô está ocioso. Isso inclui o peso de todas as peças anexadas ao Protetor, atuando no centro de gravidade do conjunto ao longo da direção da gravidade.
• Força dinâmica: A força inercial imposta no centro de gravidade do ferramental devido à aceleração do braço do robô. Essa força atua na direção oposta ao movimento. As forças dinâmicas são aditivas às forças estáticas e devem ser cuidadosamente consideradas para garantir o dimensionamento adequado do protetor.
• Força de trabalho: As forças são geradas na ponta da ferramenta em condições normais de trabalho. Se essas forças e sua localização forem conhecidas, elas poderão ser convertidas em cargas no Protetor usando a mesma técnica.

Escolha um modelo de Protetor:

Depois que as cargas aproximadas forem conhecidas na etapa 1, escolha um modelo que tenha um momento nominal e uma classificação de torque acima das cargas calculadas, tanto em condições dinâmicas quanto de trabalho.

3. Obtenha a configuração de pressão necessária:

Para um determinado modelo com cargas conhecidas, o ajuste de pressão necessário pode ser aproximado a partir da fórmula a seguir:

p = PM + PT + PF

Em que PM, PT e PF são os componentes de pressão relacionados aos componentes de momento, torque e carga de força esperados na ruptura. PM, PT e PF são calculados usando as fórmulas das tabelas a seguir, em que M, T e F são as cargas esperadas no rompimento da pressão definida.

Tabela 1: Cálculos de ajuste da pressão do protetor

Modelo	Momento	Torque	Axial
SR-101	(M x 0,0517)	(T x 0,0495) – 0,2	F x 0,00228
SR-131	(M x 0,0183)	(T x 0,0199) – 0,1	F x 0,00132
SR-176	(M x 0,0077)	(T x 0,0075) – 0,2	F x 0,00070
SR-221	(M x 0,0032)	(T x 0,0040) + 0,5	F x 0,00045
SR-48	(M x 1,0874) – 0,5	(T x 0,9267) – 0,2	F x 0,01435
SR-61	(M x 0,2294) – 0,2	(T x 0,2708) – 0,4	F x 0,00719
SR-81	(M x 0,1052)	(T x 0,1027) – 0,1	F x 0,00361
SR-82	(M x 0,1052)	(T x 0,1027) – 0,1	F x 0,00361

Exemplo: Para um SR-81 com um momento de 100 lb-in, torque de 50 lb-in e uma carga axial de 20 lbs, e uma aceleração de 2 G’s, a configuração de pressão é calculada da seguinte forma:

P = ((100*0.172) – 0.2) + ((50*0.168) – 0.8) + (20*0.233) + ((100*2*0.172) – 0.2)
= 17 + 7.6 + 4.66 + 34.2
= 63.46

É necessária uma configuração de pressão de ar nominal de 63 psi.