Sensortechnologie für kollaborative Roboter

Sensoren sind ein integraler Bestandteil der heutigen hochentwickelten kollaborativen Roboter oder Cobots und werden auf vielfältige Weise eingesetzt, um sie zu überwachen und zu steuern und um sicherzustellen, dass sie in den Fertigungshallen führender Unternehmen sicher, effizient und mit der erforderlichen Präzision arbeiten. Sensoren werden nicht nur zur Überwachung und Steuerung der präzisen Bewegungen des Roboters eingesetzt, sondern auch zur Überwachung kritischer Komponenten des Roboters, um Systemausfälle zu verhindern und sogar eine vorausschauende oder vorbeugende Wartung zu ermöglichen, die die Betriebszeit und Produktivität maximiert. 

Diese Cobots sollen mit menschlichen Arbeitern interagieren und ihnen helfen, anstatt eigenständige automatisierte Geräte mit wenig bis gar keiner menschlichen Interaktion zu sein. Cobots in Produktionsumgebungen können auch komplexe oder gefährliche Aufgaben bewältigen, die von Menschen entweder nicht oder nicht sicher ausgeführt werden können. Mit der Entwicklung und Erweiterung der Sicherheitsanforderungen für kollaborierende Roboter wurden Sensoren eingesetzt, um Cobots bei der Erfüllung dieser funktionalen Sicherheitsanforderungen zu unterstützen.  

TE Connectivity bietet eine Vielzahl von Sensoren an, die in Industrierobotern und Cobots verwendet werden, darunter Drehmoment-, Kraft-, Positions-, Temperatur- und optische Sensoren Diese Sensortechnologien werden auf vielfältige Weise eingesetzt, um den Cobot zu überwachen und zu steuern und um einen sicheren Betrieb an der Seite der Mitarbeiter zu gewährleisten. Drehmomentsensoren messen das mechanische Drehmoment am Drehgelenk eines Roboters, um Fehler oder Überlastungen zu erkennen und Verletzungen sowie mögliche Ausfälle des Roboters zu vermeiden. Darüber hinaus können Sensoren in Geräten wie Lichtvorhängen eingesetzt werden, die Maschinen anhalten, wenn Personen kritische Bereiche betreten, und APDs können als künstliche Augen in Laserscannern fungieren. Sensoren können auch eingesetzt werden, um die Umgebung eines Roboters zur Objekterkennung zu überwachen und um die Tragfähigkeit sowie die Greifkräfte zu kontrollieren, die einen sicheren, zuverlässigen und effizienten Betrieb am Arbeitsplatz gewährleisten. In der modernen Arbeitswelt sind Sensoren eine entscheidende Komponente für Industrieroboter und Cobots, denn sie ermöglichen eine sichere, effizientere und effektivere Interaktion zwischen Mensch und Maschine. 

Operationsroboter helfen, die Ermüdung des Chirurgen bei langen und komplexen Operationen zu verringern. Im Vergleich zu den traditionellen Operationsmethoden, bei denen die Chirurgen große Einschnitte vornehmen mussten, um größere Werkzeuge und ihre Hände unterzubringen, ermöglicht die Roboterchirurgie den Chirurgen, dieselben komplexen Aufgaben mit sehr präziser und zuverlässiger Robotertechnologie zu erledigen. 

Die robotergestützte Chirurgie arbeitet mit einer Chirurgenkonsole, von der aus der Chirurg die mechanischen Arme des Operationsroboters steuern und bedienen kann, indem er durch eine Kamera blickt, die den Operationsbereich vergrößert. Die Bewegungen der Hand, des Handgelenks und der Finger des Chirurgen werden durch die Konsolensteuerung nachgeahmt und auf die Roboterarme übertragen, um die Operation auf eine sehr präzise Art und Weise durchzuführen und kleinere Schnitte zu ermöglichen, ohne dass der Chirurg auf die volle Kontrolle verzichten muss. Die für die Roboterchirurgie erforderliche hochpräzise Funktionalität und Wiederholbarkeit wäre ohne den Einsatz leistungsfähiger Sensoren nicht möglich. 

Sensoren sind die Grundlage der robotergestützten Chirurgie, da sie die Daten sammeln, die für die präzisen Bewegungen des Roboterarms benötigt werden, um erfolgreiche Operationen durchzuführen. Chirurgische Roboter verwenden Drehmoment-, Kraft- und Positionssensoren, um diese Datenmessungen durchzuführen. Drehmomentsensoren in chirurgischen Robotern dienen der Sicherheit und der Verbesserung der manuellen Armpositionierung des chirurgischen Roboters. Darüber hinaus werden Kraftsensoren in chirurgischen Robotern für die haptische Rückmeldung verwendet, um dem Chirurgen ein besseres Gefühl für die Steuerung zu vermitteln, während Positionssensoren in chirurgischen Robotern für die Tisch- und Konsolenpositionierung verwendet werden. Mit der zunehmenden Verbreitung der Roboterchirurgie in Krankenhäusern auf der ganzen Welt werden Sensoren auch in Zukunft die grundlegenden Komponenten sein, die für chirurgische Robotersysteme benötigt werden.  

AGVs werden für den Transport von Materialladungen zur Unterstützung der Produktionslinie eingesetzt und sind ideal für Einrichtungen, die mehr feste Arbeitsabläufe benötigen. Die Sensoren, die in FTS verwendet werden, sind optische Sensoren für die LIDAR-Navigation, um die Sicherheit des Personals zu gewährleisten und Kollisionen zu vermeiden. Kraft- und Neigungssensoren sind erforderlich, um eine Überlastung des mobilen Roboters zu verhindern, und ein kabelgesteuerter Positionssensor für die Höhe des Gabelstaplers. 

In jüngerer Zeit wurden in der Industrie AMRs oder autonome mobile Roboter eingeführt. AMRs folgen, wie FTS, einem vordefinierten, festgelegten Weg. AMRs können jedoch ein Hindernis erkennen und sich um dieses herum bewegen, um die ihnen zugewiesene Aufgabe zu erfüllen, während FTS ein Hindernis zwar erkennen, aber nur anhalten und warten können, bis das Hindernis beseitigt ist, was ein Eingreifen des Benutzers erfordert. FTS und AMRs können beide für dynamische Aktivitäten wie den Transport von Materialien, das Be- und Entladen von Waren sowie das Ein- und Auslagern von Beständen eingesetzt werden.

Um diese intelligentere und komplexere Funktionalität zu ermöglichen, können die für AMRs verwendeten Sensoren Folgendes umfassen: 

• Positionserfassung von Mitarbeitern und Objekten in der Nähe und zur Navigation in der Umgebung
• Optische Sensorik zur Erkennung der Umgebung, um den effektivsten Weg zu wählen
• Kraft- und Neigungssensorik für die Interaktion mit den Materiallasten.  

Unabhängig davon, ob ein FTS oder ein AMR in Ihrer Anlage eingesetzt wird, liefern Sensoren für mobile Roboter die grundlegenden Daten, um sicherzustellen, dass diese Technologien korrekt, sicher und so effizient wie möglich arbeiten.