Berührungslose Drehmomentsensoren - langfristig verschleißfrei - nicht nur ein Vorteil in der Robotik
Sensoren geben Industrierobotern einen Tastsinn und ermöglichen es ihnen so, ihre Umgebung zu erkennen. Diese intelligenten Roboter, die, aufgrund der Sensorik, keine Zäune und Schutzeinrichtungen benötigen und somit direkt mit Menschen interagieren können, bezeichnet man als „Cobots“.
Unsere berührungsfreien, magnetostriktiven (PCME) Drehmomentsensoren eröffnen hierbei völlig neue Möglichkeiten:
In einem patentierten Verfahren wird eine Welle mit einem langzeitstabilen Magnetfeldmuster magnetisiert. Im Gegensatz zu Systemen mit Dehnmessstreifen erfolgt die Magnetisierung zudem ohne Veränderung der mechanischen Eigenschaften der Welle. Ein weiterer Eingriff in das Originaldesign der Welle ist daher bei dieser Lösung nicht nötig – es bleibt leicht und kompakt.
Die Übertragung erfolgt durch die Abtastung der magnetisierten Welle. Ein frei gestaltbarer Mini-Sensor erfasst kontaktlos, selbst mehrere Millimeter von der Welle entfernt, die Veränderungen im Muster des Magnetfelds und wertet diese aus.
Das durch die Magnetisierung erzeugte Magnetfeld ist nicht nur unempfindlich gegen externe Einflüsse, wie Vibrationen sowie hohe Umdrehungszahlen und Temperaturen, sondern durch ein ausgeklügeltes Design des Senders und Empfängers auch gegen externe Magnetfelder.
Die bestehende Welle kann zudem in den Robotergelenken selbst magnetisiert werden. Mit diesem Verfahren lassen sich sogar dünne Hohlwellen mit innenliegenden leistungsführenden Kabeln zu Primärsensoren magnetisieren. Das ermöglicht es, Versorgungsleitungen für den Antriebsmotor des Greifers im Inneren der Achse durchzuführen. Der Roboter wird dadurch von Kabel-Fesseln befreit und kann sich erheblich besser bewegen.
Diese Drehmomentsensoren können somit - nicht nur in der Robotik - über die gesamte Lebensdauer einer Anwendung eingesetzt werden. Zeit- und kostenaufwendige Reparaturen oder gar ein Neukauf sind in der Regel überflüssig.
Neben der Robotik sind als typische Anwendungen für unsere berührungslosen Drehmomentsensoren „heavy duty“ Anwendungen, End-of-Line-Tests, E-Bikes und viele weitere industrielle Einsatzgebiete zu nennen.
Weitere Informationen im Internet unter www.sensoren.de,
Begriffserklärungen im Sensorlexikon unter www.sensoren.info
ENGLISH:
Non-contact torque sensors – long-term wear-free – an asset not just in robotics
Sensors give industrial robots a sense of touch, therby enabling them to recognise their environment. These intelligent robots, which - due to these sensors - do not need fences or protective barriers, and can thus interact with humans directly, are called "cobots".
Our non-contact, magnetostrictive (PCME), torque sensors open up completely new possibilities here:
In a patented process, a shaft is magnetised with a long-term stable magnetic field pattern. In contrast to systems with strain gauges, the magnetisation takes place without changing the mechanical properties of the shaft. Further intervention in the original design of the shaft is therefore not necessary with this solution - it remains light and compact.
The transmission takes place by scanning the magnetised shaft. A freely configurable mini-sensor detects the changes in the magnetic field pattern without contact, even several millimetres away from the shaft, and evaluates them.
The magnetic field generated by the magnetisation is not only insensitive to external influences such as vibrations and high rotational speeds and temperatures, but also to external magnetic fields, thanks to a sophisticated design of the transmitter and receiver.
The existing shaft can also be magnetised within robot joints. Using this procedure, even thin hollow shafts with internal power-carrying cables can be magnetised to form primary sensors. This makes it possible to run supply lines for the gripper's drive motor inside the axis. The robot is freed from cable restraints and can move much more easily.
These torque sensors can thus be used - not only in robotics - over the entire service life of an application. Time-consuming and cost-intensive repairs or even a new purchase are usually unnecessary.
In addition to robotics, typical applications for our non-contact torque sensors include "heavy-duty" applications, end-of-line tests, e-bikes and many other industrial applications.
For further information visit our web site: www.sensors.de
For sensor know-how, visit our online sensor compendium www.sensoren.info (in German)