Kollaborative Roboter mit Schnittstellensensoren

24. März 2023

Die industrielle Entwicklung findet immer neue und innovative Wege zur Nutzung von Technologien, von KI bis hin zu fortschrittlicher Robotik. Was sich im Laufe der Zeit nicht ändert, ist die einzigartige Fähigkeit des Menschen, Herausforderungen zu lösen und neue Lösungen zu schaffen. Die Verknüpfung von menschlichem Einfallsreichtum mit Maschinen zur Steigerung von Effizienz und Produktivität ist das, was wir heute mit dem schnell wachsenden Einsatz von kollaborierenden Robotern sehen.

Ein Cobot, eine Abkürzung für kollaborative Roboter, ist eine Art von Roboter, der für die Zusammenarbeit mit Menschen in einem gemeinsamen Arbeitsbereich konzipiert ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Industrierobotern, die in der Regel von menschlichen Arbeitern getrennt sind, sind Cobots so konzipiert, dass sie sicher und einfach zu bedienen sind und Seite an Seite mit Menschen arbeiten. Diese Interaktivität wird oft als Teil des Übergangs von Industrie 4.0 zu Industrie 5.0 bezeichnet.

Cobots sind in der Regel mit Sensorik ausgestattet, die es ihnen ermöglicht, die Anwesenheit von Menschen zu erkennen und entsprechend zu reagieren. Dazu kann das Verlangsamen, Anhalten oder Ändern der Richtung gehören, um Kollisionen oder andere Sicherheitsrisiken zu vermeiden. Cobots werden häufig für Aufgaben eingesetzt, die sich wiederholen, gefährlich sind oder ein hohes Maß an Präzision erfordern, z. B. bei der Montage, Verpackung oder Inspektion.

Einer der Hauptvorteile von Cobots ist ihre Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit. Sie können schnell umprogrammiert oder mit neuen Aufgaben betraut werden, was sie zu einer kostengünstigen Lösung für viele verschiedene Arten von Fertigungs- und Montagevorgängen macht. Da sie mit menschlichen Arbeitskräften zusammenarbeiten können, tragen sie außerdem dazu bei, die Effizienz und Produktivität zu steigern und gleichzeitig das Risiko von Verletzungen oder Unfällen zu verringern.

In unserer neuen Fallstudie „Fortschritte in der Robotik und bei Cobots mit Schnittstellensensoren“ untersuchen wir, wie Kraftmesssensoren für Cobots eingesetzt werden.

Sensoren zur Kraftmessung werden in der kollaborativen Robotik häufig eingesetzt, um Rückmeldung über die während einer Aufgabe aufgebrachte Kraft zu geben. Diese Informationen können verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Roboter die Aufgabe korrekt ausführt, und um etwaige Probleme oder Fehler zu erkennen, die auftreten können. Es gibt mehrere Arten von Kraftmesssensoren, die in Cobots eingesetzt werden können.

  • Dehnungsmessstreifen-Sensoren: Interface verwendet proprietäre Dehnungsmessstreifen in seinen Wägezellen. Dieser Sensortyp hilft bei der Messung der Verformung eines Materials als Reaktion auf einwirkende Kräfte. Sie werden üblicherweise in Cobots eingesetzt, um die auf einen Greifer oder Endeffektor ausgeübten Kräfte zu messen.
  • Miniatur-Kraftmessdosen und Kraftmessdosen-Knöpfe: Wägezellen in allen Größen werden sowohl für Tests während der Entwicklung als auch für die kontinuierliche Überwachung im Roboter eingesetzt. Diese Arten von Sensoren messen die Kraft, die auf eine Struktur ausgeübt wird, z. B. einen Roboterarm oder ein Teil, das von einem Greifer manipuliert wird. Kraftmesszellen können verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Roboter die richtige Kraft auf das zu bearbeitende Teil ausübt. Unsere kleinsten Kraftmessdosen werden häufig bei der Herstellung und Konstruktion von Robotern eingesetzt.
  • Drehmomentaufnehmer: Schnittstellenaufnehmer werden eingesetzt, um die Bewegung von Robotern bei Rotation und Drehbewegung zu messen. Sie sind entscheidend für Aufgaben an Produktionslinien sowie für spezielle Cobots in der Industrie, z. B. in der Unterhaltungsbranche.
  • Taktile Sensoren: Diese Sensoren messen den Druck oder die Kraft, die auf eine Oberfläche ausgeübt wird. Sie werden üblicherweise in Cobots für Aufgaben verwendet, die ein hohes Maß an Sensibilität erfordern, wie das Greifen und Manipulieren zerbrechlicher Objekte.

Fortschritte in der Technologie führen zu mehrachsigen Sensoren und Cobots

Mit dem zunehmenden Einsatz von Cobots steigen auch die Anforderungen an die Nutzung von mehr Daten, um präzise gemessene Reaktionen und Aktionen zu definieren. Mehrachsige Sensoren können mehrere Vorteile für Cobots bieten, da sie eine genauere und präzisere Erfassung der Position, Ausrichtung und Bewegung des Roboters ermöglichen. Hier sind einige Möglichkeiten, wie Cobots von mehrachsigen Sensoren profitieren können:

  • Verbesserte Genauigkeit: Mehrachsige Sensoren können genauere Messwerte zur Position und Ausrichtung eines Roboters liefern, so dass er Aufgaben mit größerer Präzision und Genauigkeit ausführen kann. Dies kann besonders wichtig für Aufgaben sein, die eine hohe Genauigkeit erfordern, wie z. B. Montage oder Inspektion.
  • Erhöhte Sicherheit: Mehrachsige Sensoren können dazu beitragen, die Sicherheit von Cobots zu verbessern, indem sie erkennen, wenn sich der Roboter einem Objekt oder einer Person nähert und abbremsen oder anhalten, um Kollisionen zu vermeiden. Dies kann besonders wichtig sein, wenn Cobots in der Nähe von menschlichen Arbeitskräften arbeiten.
  • Größere Flexibilität: Mit mehrachsigen Sensoren können Cobots ein breiteres Aufgabenspektrum abdecken, da sie sich an Veränderungen in der Umgebung oder an die jeweilige Aufgabe anpassen können. Ein Cobot mit mehrachsigen Sensoren kann zum Beispiel seine Position und Ausrichtung anpassen, um ein Objekt aus verschiedenen Winkeln zu greifen oder eine Aufgabe in einem engen Raum zu erfüllen.
  • Schnellere Reaktionszeit: Mehrachsige Sensoren können Echtzeit-Feedback über die Bewegung des Roboters liefern, so dass er sich schneller und genauer anpassen kann. Dies kann dazu beitragen, die Geschwindigkeit und Effizienz der Leistung des Roboters zu verbessern.

Cobots werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, da sie Vorteile wie höhere Effizienz, Präzision und Sicherheit bieten. Einige der Branchen, in denen Cobots derzeit eingesetzt werden, sind:

  • Automobilindustrie: Cobots werden in der Automobilindustrie für Aufgaben wie Montage, Materialhandling und Inspektion eingesetzt.
  • Elektronik: Cobots werden in der Elektronikindustrie für Aufgaben wie Montage, Prüfung und Inspektion eingesetzt.
  • Lebensmittel- und Getränkeindustrie: Cobots werden in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie für Aufgaben wie Verpacken, Sortieren und Palettieren eingesetzt.
  • Medizinisch: Cobots werden in der medizinischen Industrie für Aufgaben wie Montage, Inspektion und Materialhandling eingesetzt.
  • Pharmazeutika: Cobots werden in der Pharmaindustrie für Aufgaben wie Verpackung, Inspektion und Ausgabe eingesetzt.
  • Luft- und Raumfahrt: Cobots werden in der Luft- und Raumfahrtindustrie für Aufgaben wie Bohren, Nieten und Montage eingesetzt.
  • Kunststoffe und Gummi: Cobots werden in der Kunststoff- und Gummiindustrie für Aufgaben wie Spritzguss, Materialhandhabung und Inspektion eingesetzt.

Durch den Einsatz von Kraftmesssensoren können Cobots Aufgaben mit größerer Genauigkeit und Präzision ausführen, wodurch das Fehlerrisiko verringert und die Gesamteffizienz verbessert wird. Sie können auch dazu beitragen, Schäden an Teilen oder Produkten, an denen gearbeitet wird, zu vermeiden und die Einhaltung von Sicherheitsstandards zu gewährleisten.