Längen- und Winkelmessgeräte für Cobots

Sichere Zusammenarbeit

Immer mehr Roboter arbeiten Seite an Seite mit ihren menschlichen Kollegen. Damit es dabei nicht zu Unfällen kommt, müssen diese Cobots ihre Bewegungen extrem genau ausführen. Hochpräzise Längen- und Winkelmessgeräte können dafür sorgen, dass sich Mensch und Roboter nicht in die Quere kommen.

Die absoluten Messgeräte von Amo arbeiten mit hoher Genauigkeit und halten selbst rauen Umgebungsbedingungen problemlos stand. (Bild: AMO Automatisierung Messtechnik Optik GmbH)

Wichtig im Zusammenhang mit der funktionalen Sicherheit von Cobots sind die Normen DIN EN ISO10218 (Sicherheitsanforderungen an Industrieroboter) und ISO/TS15066 (Roboter und Roboter-Zubehör/Cobots). In diesen Normen werden vier Schutzprinzipien definiert, die Cobots erfüllen müssen. Eines dieser Prinzipien ist die ständige Überwachung des Abstands zwischen Roboter und Mensch. Sie setzt allerdings voraus, dass der übergeordneten Steuerung die genaue Position des Cobot-Arms jederzeit bekannt ist. Dazu muss der Roboter über hochgenaue Messgeräte verfügen, die jede Positionsveränderung registrieren. Amo hat sich auf die Entwicklung und Fertigung solcher Messsysteme spezialisiert und fertigt sowohl inkrementelle als auch absolute Längen- und Winkelmessgeräte.

Präzise Positionserfassung

Alle Messgeräte des Unternehmens basieren auf dem Abtastprinzip Amosin, für dessen Herstellung Maßverkörperungen (Teilungen) aus regelmäßigen Strukturen verwendet werden. Als Trägermaterial dient ein Edelstahlband, in das die periodische Teilung in einem hochgenauen Verfahren eingebracht wird. Durch ein spezielles Herstellungsverfahren wird die Maßverkörperung zu einem geschlossenen Messring geformt, der entweder auf einem Teilungsträger als Winkelmessflansch oder als dünnwandiger Messring ausgeliefert wird. Aufgrund des Amosin-Abtastprinzips bieten die Längen- und Winkelmessgeräte hohe Auflösungen von bis zu 0,05µm und Teilungsgenauigkeiten von bis zu ±3µm/m. Darüber hinaus sind die Messgeräte unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störfeldern und zeigen keinerlei Hysterese. Diese Eigenschaften prädestinieren sie für den Einsatz in allen Anwendungen, die strenge Anforderungen an die funktionale Sicherheit erfüllen müssen.

Sicherer Betrieb von Cobots

Die absoluten Längenmessgeräte LMKA 2010 und LMKA 3010 sowie die absoluten Winkelmessgeräte WMKA 2010 bzw. WMKA 2110 können zusammen mit einer sicheren Steuerung in Applikationen mit Sicherheits-Integritäts-Level 2 bzw. Performance Level d verwendet werden. Sie eignen sich deshalb für den Einbau in Cobots, denn die DIN EN ISO10128 fordert exakt dieses Sicherheitsniveau von den Roboterherstellern. Die absoluten Längen- und Winkelmessgeräte sorgen für diese hohe Schutzwirkung, da sie permanent einen sicheren absoluten Positionswert bereitstellen, sodass die Steuerung immer weiß, wo sich der Roboterarm gerade befindet. Dadurch kann die Einhaltung des Sicherheitsabstands zwischen Cobot und Mensch jederzeit gewährleistet werden. Für den Einsatz in sicherheitsgerichteten Anwendungen wie in Cobots ist aber nicht nur die genaue Positionserfassung der Messgeräte ausschlaggebend. Eine ebenso große Bedeutung kommt der Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung zwischen Messgerät und Antrieb zu. Damit Roboterhersteller die Sicherheit dieser Verbindung nicht mehr aufwendig nachweisen müssen, hat Amo bereits einen mechanischen Fehlerausschluss entwickelt und über eine Baumusterprüfung bestätigen lassen.