Prozessüberwachung in der Robotik

Das Ziel: Ganzheitliche Kontrolle

Mit Lösungen auf Basis piezoelektrischer Sensoren kann Kistler Industrieroboter effizient überwachen und Montage- und Handlingprozesse weiter optimieren. Dank miniaturisierter und integrierter Systeme werden Roboter künftig präziser, flexibler, effizienter und sicherer.

Mit technologisch ausgereiften Lösungen auf Basis piezoelektrischer Sensoren kann Kistler Industrieroboter effizient überwachen und Montage- und Handlingprozesse weiter optimieren. © Kistler

Der Robotik kommt als Teil der modernen Industrie eine wachsende Rolle zu; die Zahl der weltweit eingesetzten Industrieroboter steigt. Besonders in Branchen, in denen eine hohe Qualität von Komponenten und Systemen gefordert wird – etwa in der Automobilindustrie, der Medizintechnik und der Elektronikfertigung – sind Industrieroboter etabliert und zunehmend im Einsatz.

Von Kistler, spezialisiert für piezoelektrische Messtechnik und Prozessüberwachungssysteme, kommen Technologien und Lösungen, um Roboter flexibler, präziser und sicherer zu machen – zum Beispiel lassen sich mit integrierter Kraft-Weg-Überwachung Montageprozesse optimieren und deutlich effizienter gestalten.

Frank-Peter Kirgis, Divisionsleiter Industrial Process Control (IPC) bei Kistler, erläutert die Chancen: „Wir wollen künftig stärker mit Herstellern an der Roboterperipherie zusammenarbeiten, die zum Beispiel Greifer, Montagetechnik und Werkzeuge bereitstellen. Doch auch Roboterhersteller werden von unseren Lösungen profitieren, nicht zuletzt im Bereich Mensch-Roboter-Kollaboration.“ Ziel sei es, so Kirgis weiter, komplette Anwendungspakete zu entwickeln, die eine möglichst nahtlose Integration in die jeweilige Automatisierungsumgebung bieten.

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Robotik und Prozessüberwachung zusammenbringen
Die Voraussetzungen hierfür sind ideal: Sowohl Robotik als auch Prozessüberwachung und Sensorik sind bereits weit entwickelt und vielfach im Einsatz – nun gilt es, beide stärker zusammenzubringen. Kistler hat hier die Expertise in der gesamten Messkette, vom Kristall über Sensorfertigung und Elektronik bis hin zu Signalauswertung und Softwareentwicklung.

Frank-Peter Kirgis, Divisionsleiter Industrial Process Control (IPC) bei Kistler. © Kistler

„Die piezoelektrische Sensorik besitzt gegenüber der Dehnmessstreifen-Technologie, wie sie bisher am Roboter überwiegend eingesetzt wird, eine Reihe von Vorteilen: höhere Genauigkeit, enorme Robustheit, größerer und umschaltbarer Messbereich, um nur einige zu nennen – damit lassen sich Präzision und Flexibilität eines Robotersystems deutlich steigern“, erklärt Kirgis. „Wenn man sich unsere Messketten für die Kraftsensorik anschaut, sind viele technische Herausforderungen im Grunde bereits gelöst. In Sachen Robotik ist die technologische Basis die gleiche, nur der Formfaktor ändert sich: Natürlich sind die Systeme am Roboterarm kleiner – Miniaturisierung ist entscheidend –, und es braucht geeignete Schnittstellen und Softwarelösungen, um Signale und Daten direkt an die Steuerung zu kommunizieren.“

Verschiedene Systeme von Kistler sind bereits am Roboter im Einsatz. Im Karosseriebau beispielsweise überwachen Sensoren von Kistler die Punktschweißzangen am Roboter, um sicherzustellen, dass die Schweißpunkte korrekt gesetzt sind – denn davon hängen die Qualität des Schweißprozesses und damit der Zusammenhalt der Karosse entscheidend ab. Der technologische Ansatz lässt sich auf weitere Montagetechniken wie Nieten, Schrauben und Clinchen übertragen, wo direkt am Roboterarm Prozesse überwacht werden.

Außerdem wird es die elektromechanischen Fügesysteme von Kistler künftig auch für den Einsatz am Roboter geben. „Wir beginnen mit den Nischen, wo wir bereits tätig sind, und erweitern diese schrittweise um zusätzliche Anwendungen. Dabei wollen wir uns als Partner des Maschinenbaus und der Systemintegratoren über die Peripherie bis zum Robotersystem weiterentwickeln. Zukünftig wird Kistler anwendungsorientierte Lösungen rund um die Robotik bieten, die es Kunden leicht machen, diese Systeme in ihre Anlagen zu integrieren“, betont Kirgis.

Entwicklungspotenzial für MRK
Auch im Bereich MRK sieht Kistler Entwicklungspotenzial. Mit der Bildverarbeitungstechnologie von Vester existieren die geeigneten Mittel, um Roboter gezielt zu überwachen und zu steuern sowie optimiert und sicher einzusetzen. „Beim Thema MRK ist es wichtig, die gesamte Anwendung im Blick zu haben, nicht nur den Roboter. Wir wollen durch ganzheitliche Überwachung die Gesamtprozesssicherheit gewährleisten – das heißt Maschinensicherheit und Qualitätssicherung in einem“, erklärt Kirgis.

Im Vordergrund stehen die enge Kooperation mit dem Kunden sowie die gemeinsame Entwicklungsarbeit. Zentrale Themen sind Benutzerfreundlichkeit und Softwareentwicklung, um neue Lösungen marktreif zu machen, die möglichst großen Mehrwert bieten und vollintegrierbar sind. Mit der hauseigenen Software-Kompetenz, die von der Feldebene bis zur MES-Ebene und darüber hinaus reicht, will Kistler die Systeme so weit entwickeln, dass sie sich in die Fertigungsumgebung des Kunden reibungslos einfügen. pb

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