Kraft-Momenten-Sensoren

Das Ende der Stumpfsinnigkeit

Tastsinn für Industrieroboter. Optoforce hat mit sechsachsigen Kraft-Momenten-Sensoren eine Möglichkeit entwickelt, Industrierobotern einen Tastsinn zu verleihen.

Die haptischen Sensoren werden zwischen Roboterarm und Endeffektor geschaltet und nehmen nach wenigen Handgriffen ihren Dienst auf. (Bild: Optoforce)

Sie werden zwischen Roboterarm und Endeffektor geschaltet, danach kann der Roboter sensibel mit empfindlichen Materialien oder ungleichmäßigen Werkstücken umgehen.

„Handarbeit“ – lange Jahre ein Qualitätssiegel für manuell hochwertig hergestellte Produkte. Während Sammler in der Kunst Höchstpreise für solche Unikate bieten, sind Abweichungen von der Norm in der industriellen Produktion bestenfalls geduldet. Schlimmstenfalls führen sie zu Produktionsfehlern, die für alle beteiligten Parteien teuer und äußerst ärgerlich werden. Der akute wirtschaftliche Schaden lässt sich in solchen Fällen beziffern – der langfristige Schaden, wenn Kundenvertrauen und Ruf einmal verspielt wurden, nimmt schnell eine existenzielle Dimension an.

Egal ob beim „Griff in die Kis-ten“, bei Verpackungs-, Schleif- oder Montageaufgaben: In vielen industriellen Produktionsfeldern verlassen sich Unternehmen allerdings noch immer auf das Feingefühl ihrer Mitarbeiter und die gute alte Handarbeit. Selbst wenn stundenlang schwere Metallwerkstücke oder gar gefährliche Materialien bewegt werden müssen, war an Automation solcher Handgriffe bisher nicht zu denken. Denn Industrieroboter waren zu stumpfsinnig, um empfindliche Materialien zu bearbeiten, auf ungleichmäßige Werksstücke zu reagieren oder gar in ungeordneten Produktionsumfeldern zu agieren. Das hohe Risiko von Produktionsfehlern stand in keinem wirtschaftlichen Verhältnis zu den Anschaffungskosten eines Roboters.

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Die Kraft-Momenten-Sensoren verleihen Industrierobotern innerhalb weniger Minuten Feingefühl. (Bild: Optoforce)

Große Konzerne reagierten auf diesen Umstand mit der Verlegung von einfachen Produktionsschritten in Niedriglohnländer, während kleine Unternehmen mit hohen Lohnkosten und dem bei Handarbeit üblichen Qualitätsmischmasch am Weltmarkt kaum eine Chance hatten. Die Kosten blieben zwar niedrig, doch war an eine einheitliche Produktionsqualität nicht zu denken: bei dem zunehmend harten Konkurrenzkampf am Markt fatal.

Dieses Problem lässt sich zukünftig lösen: mit Gefühl. Genauer gesagt: Tastsinn. Die sechsachsigen Kraft-Momenten-Sensoren Hex-E und Hex-H von Optoforce verleihen Industrierobotern innerhalb weniger Minuten das notwendige Feingefühl, um sensibel mit empfindlichen Materialien oder ungleichmäßigen Werkstücken umzugehen. So lässt sich auch bei der Automation von Präzisionsaufgaben eine konstant hohe Produktionsqualität erzielen.

Die haptischen Sensoren werden zwischen Roboterarm und Endeffektor geschaltet und nehmen nach wenigen Handgriffen (rund 15 Minuten) ihren Dienst auf: Eine robuste Schicht aus elastischem Kunststoff misst die wirkenden Kräfte entlang der XYZ-Achse. Neben den konkreten neuen Automationsmöglichkeiten kann Tastsinn bei Robotern auch einen strategischen Vorteil für Unternehmen darstellen: Tast-Sensoren messen rund 1.000 Prozessdaten pro Sekunde. Damit sind sie in der Lage, den Roboter im akuten Bedarfsfall, beispielsweise bei einem unregelmäßig gearbeiteten Werksstück, zu einer Reaktion in Echtzeit zu veranlassen. So vermeiden sie einen konkreten Produktionsfehler, der schlimmstenfalls die Produktion zum Stillstand bringt oder gar zum Kunden gelangen könnte und somit den Unternehmensruf sowie Vertrauen von Kunden gefährdet.

Der langfristige strategische Nutzen solcher Messungen ist ebenfalls nicht zu unterschätzen. Durch gezielte Auswertung der Prozessdaten lassen sich Störfaktoren in der Fertigung, wie unregelmäßig gearbeitete Werksstücke, strategisch aufspüren und langfristig ausmerzen. Das Mehr an Prozesssicherheit lässt sich nicht nur in konkreten Ersparnissen in Qualitätskontrolle und Krisenmanagement messen, sondern schlagen auch strategisch mit zufriedeneren Kunden und einem besseren Unternehmensruf hinsichtlich Termintreue und Qualität zu Buche. Ob sich dieser Wert beziffern lässt, muss jeder Unternehmer selbst entscheiden. Entscheidend für die Zukunft eines Unternehmens ist er ohne Frage. as

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