Wie Präzisionssensoren die Roboterrevolution vorantreiben

Die Welt der Robotik wächst in einem noch nie dagewesenen Tempo, und es wird prognostiziert, dass weltweit jährlich mehr als eine halbe Million Roboter installiert werden. Dieser Anstieg, der von kollaborativen Industriearmen bis hin zu autonomen Fahrzeugen und chirurgischen Assistenten reicht, verdeutlicht die ständig steigende Nachfrage nach präziser Steuerung und Anpassungsfähigkeit. Im Zentrum dieser Entwicklung steht die unverzichtbare Rolle der präzisen Kraft- und Drehmomentmessung, für die sich Lösungen von Unternehmen wie Interface als unerlässlich erweisen. In unserer neuen Fallstudie Sensor Technologies Advance Function in Varied Robot Types“ beschreibt Interface detailliert, wie Sensortechnologien in der Robotik-Revolution eingesetzt werden.

Warum Wägezellen wichtig sind: Die Grundlage der Roboterintelligenz

Da Roboter immer komplexere und heiklere Aufgaben bewältigen, ist eine mehrdimensionale Kraftmessung in Echtzeit von großem Nutzen und unerlässlich. Ohne sie steigt das Risiko kostspieliger Ausfälle – von erheblichen finanziellen Verlusten in der Industrie bis hin zu schwerwiegenden Sicherheitsrisiken in der Medizin oder im Verteidigungsbereich – in die Höhe. Hier kommen Kraftmesszellen, Drehmomentaufnehmer und Mehrachsensensoren zum Einsatz. Sie fungieren als Tastsinn, Qualitätskontrolle, Gelenkssteuerung und ausfallsichere Roboterüberwachung.

Messsensortechnologien liefern wichtige Daten, die es Robotern ermöglichen, in verschiedenen Umgebungen korrekt zu funktionieren. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele dafür, wie sie bei der Entwicklung, Prüfung und Leistungsüberwachung von Robotern eingesetzt werden:

• Messen Sie das Drehmoment und überwachen Sie die Last, um sicherzustellen, dass die Komponenten innerhalb sicherer Grenzen gehandhabt werden und die Abläufe konsistent sind.
• Kraftrückmeldung, damit Roboter ihre Bewegungen auf der Grundlage von Echtzeit-Interaktionen mit ihrer Umgebung anpassen können, ähnlich wie eine menschliche Hand, die einen Widerstand spürt.
• Gewährleistung der Betriebssicherheit, um Überlastungen, Kollisionen und Schäden am Roboter und seiner Umgebung zu vermeiden, insbesondere in Umgebungen, in denen Mensch und Roboter zusammenarbeiten.
• Verbesserung der Steuerungsalgorithmen, indem den Ingenieuren Daten für die Feinabstimmung der Roboterbewegungen zur Verfügung gestellt werden, um eine noch nie dagewesene Genauigkeit und Effizienz zu erreichen.
• Bestätigung der Systemzuverlässigkeit durch Validierung der Leistung während der Entwurfs- und Testphasen, was zu robusteren und zuverlässigeren Robotern führt.

Die Rolle von Interface bei der Unterstützung von Robotersystemen

Interface bietet ein umfassendes Angebot an Sensorlösungen, darunter Kraftmesszellen, Drehmomentaufnehmer, Mehrachsensensoren, drahtlose Produkte und Messtechnik. Diese Technologien sind während des gesamten Lebenszyklus eines Roboters von entscheidender Bedeutung, von der anfänglichen Konstruktion über strenge Tests bis hin zur laufenden Leistungsüberwachung. Ihre Fähigkeit, Genauigkeit, Qualität und Flexibilität zu liefern, ist entscheidend für den Durchbruch bei Roboteranwendungen.

Robotertypen und ihr Bedarf an Sensoren

Die Präzisionssensoren von Interface werden im gesamten Spektrum der Robotik eingesetzt, wobei jeder Typ von der verbesserten Kraft- und Drehmomentmessung profitiert:

• Industrieroboter, wie z. B. Gelenk-, SCARA-, Delta-, kartesische und kollaborative Roboter, nutzen Kraftmessdosen und Drehmomentaufnehmer zur präzisen Steuerung von Gelenken und Greifern in anspruchsvollen Bereichen wie der Automobil- und Luftfahrtindustrie. In der Entwurfsphase optimieren diese Sensoren die strukturelle Integrität des Arms und gewährleisten präzise Gelenkbewegungen. Sie validieren die Wiederholbarkeit, Genauigkeit und Belastbarkeit während der Tests in verschiedenen Szenarien. Zur Leistungsüberwachung verfolgen die Sensoren kontinuierlich die Kräfte während der Produktion und ermöglichen so eine vorausschauende Wartung und eine konsistente, qualitativ hochwertige Leistung. Lesen Sie mehr unter Fortschritte in der Robotik und bei Cobots mit Schnittstellensensoren.
• Serviceroboter umfassen ein breites Spektrum, darunter Medizin-, Logistik-, Landwirtschafts-, Bau-, Inspektions-, Verteidigungs-/Sicherheits-, Weltraum- und Unterwasserroboter. In der Medizinrobotertechnik sind hochpräzise Miniatur-Kraftmessdosen für die Entwicklung präziser Instrumentenintegration und Kraftrückkopplungsmechanismen von entscheidender Bedeutung. In Tests validieren sie die Subgramm-Präzision und schnelle Reaktion für empfindliche Chirurgie- und Diagnoseroboter. Lesen Sie unsere Anwendungshinweise unter Chirurgische Präzision und medizinische Innovation vorantreiben. Diese Sensoren bieten Echtzeit-Kraftrückmeldung für die Leistungsüberwachung bei Live-Eingriffen und ermöglichen es Chirurgen, subtile Widerstände zu erkennen. Mobile Serviceroboter sind bei der Konstruktion auf Kraftmessdosen und mehrachsige Sensoren angewiesen, um die Festigkeit des Chassis und die Platzierung der Sensoren zu optimieren. Während der Tests wird die Leistung in unterschiedlichem Gelände genauestens validiert, wobei Bodenkontaktkräfte, Gewichtsverteilung und Kollisionen überwacht werden. Zur Leistungsüberwachung liefern sie wichtige Echtzeitdaten für die Bahnplanung, die Hindernisvermeidung und die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts.
• Zu den Verbraucherrobotern gehören Haushalts-, Begleit-, Sozial- und Bildungsroboter. Bei der Entwicklung sorgen Kraft- und Drehmomentsensoren für sanfte, natürliche Bewegungen und sichere Interaktionsmöglichkeiten zwischen Mensch und Roboter. Bei den Tests wird geprüft, ob sie sicher mit Objekten und Menschen interagieren können. Weitere Informationen finden Sie unter Consumer Products Embracing Robotic Automation. Bei der Leistungsüberwachung können diese Sensoren Abnutzungserscheinungen erkennen, die optimale Betriebseffizienz aufrechterhalten und die Sicherheit der Benutzer gewährleisten. Das Zusammenspiel von EduRobots und Accurate Measurement beleuchtet diese Robotertypen.
• Humanoide Roboter sind dem menschlichen Körper nachempfunden. Das Design erfordert eine umfassende Kraft- und Drehmomentabbildung, um die menschliche Biomechanik nachzubilden und einen realistischen Gang, Gleichgewicht und geschickte Manipulation zu ermöglichen. Bei den Tests wird die Stabilität beim Gehen, Laufen und bei der Handhabung komplexer Objekte geprüft. Zur Leistungsüberwachung liefern Sensoren kontinuierlich Daten über Gleichgewicht, Kraftaufwand und Interaktionskräfte, die für die Aufrechterhaltung komplexer Bewegungen entscheidend sind. Erfahren Sie mehr in The Force Behind the Future of Humanoid Robotics.
• Bio-inspirierte Roboter ahmen Tiere, einschließlich Roboterhunde, zur Fortbewegung oder für bestimmte Funktionen nach. Bei der Entwicklung analysieren Sensoren die Fortbewegungsmuster von Tieren und bilden sie nach. Bei den Tests wird geprüft, ob sie in der Lage sind, sich in unterschiedlichem Gelände fortzubewegen. Bei der Leistungsüberwachung wird sichergestellt, dass der Roboter seine bioinspirierte Bewegungsintegrität beibehält und sich an veränderte Umweltbedingungen anpasst.
• Sehen Sie sich an, wie Sensoren in Anwendungen für autonome Roboterhunde eingesetzt werden.
• Zu den mobilen Robotern gehören autonome Fahrzeuge, Roll-, Bein-, Flug- und Unterwasserroboter. Bei der Entwicklung werden Sensoren integriert, um die Aufhängungssysteme zu optimieren und die richtige Gewichtsverteilung zu gewährleisten. In der Testphase werden diese Roboter strengen Prüfungen unterzogen, bei denen Kraftmessdosen und mehrachsige Sensoren wichtige Daten für die Validierung von Algorithmen zur Bahnplanung und Hindernisvermeidung liefern. Für die Leistungsüberwachung im Feld liefern diese Sensoren kontinuierlich Daten für die wichtige Navigation und die Interaktion mit der Umgebung in Echtzeit. Weitere Informationen finden Sie in dem Beitrag Test und Messung im Zeitalter der Autonomie.
• Roboter mit fester Basis arbeiten von einer statischen Position aus, wie z. B. Roboterarme, die in der Produktion, beim Heben, bei Maschinen und bei Tests eingesetzt werden. Bei der Konstruktion sind Kraft- und Drehmomentsensoren für die Optimierung der strukturellen Integrität des Arms und die Entwicklung präziser Gelenkbewegungen unerlässlich. Die Tests umfassen eine strenge Validierung ihrer Wiederholbarkeit, Genauigkeit und Belastbarkeit. Bei der Leistungsüberwachung verfolgen die Sensoren kontinuierlich die während der Produktion ausgeübten Kräfte, was eine vorausschauende Wartung ermöglicht und Überlastungen verhindert.