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GTE Industrieelektronik GmbH
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Modulares Kraftmesssystem

Bedarfsgenaue Messtechnik in MRK-Arbeitsräumen gemäß ISO/TS 15066, ISO 10218-1 und ISO 10218-2. Das modulare und erweiterbare Kraftmessystem ermöglicht eine normkonforme Überprüfung von transienten und quasistatischen Kräften und Drücken an kollaborierenden Robotern.

In der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ohne trennende Schutzeinrichtungen lassen sich Kollisionen zwischen Mensch und Roboter nicht ausschließen. Die zulässigen Grenzwerte nach ISO/TS 15066 für Kraft und Druck sind zwingend einzuhalten, sie sorgen für den sicheren Betrieb von MRK-Arbeitsplätzen.

Das System bedient alle Anforderungen, die zum Nachweis der Einhaltung von Grenzwerten notwendig sind, maßgeschneidert für jeden Anwendungsbereich. Je nach Bedarf und Zielsetzung lässt sich ein Set mit bis zu neun Kraftaufnehmern mit unterschiedlichen Federkonstanten zusammenstellen. Diese werden entweder mit einem einfachen Scan-Druckmessverfahren kombiniert oder mit dem anspruchsvolleren Druckmessverfahren auf der Basis von elektronischen Foliensensoren.

Die Datenübertragung erfolgt anwenderfreundlich und drahtlos via Bluetooth® oder alternativ per USB-Schnittstelle. So lässt sich der Kraftaufnehmer sehr einfach positionieren und die Daten sind sofort auf dem PC oder einem anderen externen Anzeigendisplay sichtbar.
Die Kombination der Federkonstante (K2) mit einem der zusätzlichen Dämpfungselemente (K1) ermöglicht eine Konfiguration auf die biofidelen Eigenschaften gemäß ISO/TS 15066.

Das neu entwickelte modulare Kraftmesssystem ist demnächst erhältlich.


Überblick
  • Kraftaufnehmer
    (Zusammenstellung aus 9 Varianten mit
    unterschiedlichen Federkonstanten)
  • Druckmessverfahren
    nach zwei Systemen: dem Scan-Druckmessverfahren
    oder über elektronische Foliensensoren
  • PC-Auswertesoftware
  • K1 Dämpfungselemente
  • Transportkoffer

Kraftmessung

Entsprechend der neun Federkonstanten gemäß ISO/TS 15066 ist jeweils ein kalibrierter Kraftaufnehmer erhältlich, der ohne weitere Vorbereitung sofort messbereit ist. Herzstück des Kraftaufnehmers ist der Piezo Kraftsensor mit lineargeführter Messmechanik, die eine optimale Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit gewährleistet. Die Kraftmesser verfügen über eine integrierte Elektronik zur Auswertung und Speicherung der gemessenen Werte. Die Speicherkapazität beträgt bis zu 100 Einzelmessungen. Über das Display werden die transienten- und quasistatischen Werte ausgegeben und der Kraftverlauf grafisch dargestellt. Die aus Aluminium gefertigten Kraftaufnehmer sind qualitativ hochwertig verarbeitet, präzise und robust.


Unter Verwendung der Dämpfungsmaterialen K1 und den kalibrierten Federn K2
sind die Kraftaufnehmer auf die biofidelen Eigenschaften und Federkonstanten für
die entsprechenden Körperregionen gemäß ISO/TS 15066 konfigurierbar.


Scan-Druckmessverfahren

Mit dem Druckmessverfahren, welches auf FUJI-Prescale Folien basiert, können sowohl die Druckverteilung, als auch der Maximaldruck erfasst werden. Die Folien reagieren auf den Druck und zeigen die Druckverteilung an. Die Druckkraft wird durch die Intensität der Verfärbung der Druckmessfolie mit einer Genauigkeit von ± 10% bestimmt. Per Scanner wird das Druckbild in die Auswertesoftware importiert und automatisch ausgewertet. Über ein von GTE entwickeltes Kalibrierblatt und ein Kalibrierelement wird die eingelesene Folie in Druckwerte umgerechnet und als Ergebnis das Druckbild und der Maximaldruck angezeigt.


Druckmessung über elektronische Foliensensoren

Dieses Verfahren ist das detailliertere der beiden Druckmessverfahren. Es liefert neben Maximaldruck und Druckverteilung auch eine Druckverlaufsmessung. Der Kollisionsdruck wird als ‘Film’ aufgezeichnet. Durch Synchronisation auf den Kraftverlauf können die Druckwerte und die Druckverteilung für den geforderten transienten- und statischen Druck ermittelt und visualisiert werden. Alle vier Messwerte nach ISO/TS 15066 werden hier erfüllt. Es besteht aus verschiedenen Foliensensoren, einem Handle zur Aufnahme der Folien und einem Hub (Interface). Die mehrfach verwendbaren Folien-Sensoren sind ultradünne flexible Platinen mit Schaltkreis und drucksensitiven Zellen.


PC-Auswertesoftware

Die Auswertesoftware CoboSafe-Vision visualisiert die gemessenen Kraftkurven und Druckbilder. Sie berechnet und ermittelt die Werte für die transienten und quasistatischen Kräfte und Drücke. Eine Beurteilung des Druckbildes ist durch die zwei- und dreidimensionale Darstellung sowie durch den EInsatz von Filtern möglich. Eine individuelle Protokollierung ist ebenso vorgesehen wie die Ausgabe als csv-Export.

FPM-Vision – Neuste Version


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