Designprinzipien und Berechnungen für sichere und effiziente kollaborative Roboter

Kollaborative Roboter oder Cobots sind so konzipiert, dass sie sicher und effizient mit Menschen zusammenarbeiten. Richtige Konstruktionsprinzipien und Berechnungen sind unerlässlich, um ihren sicheren Betrieb und ihre optimale Leistung in verschiedenen industriellen Umgebungen zu gewährleisten.

Wesentliche Designprinzipien

Sicherheit ist das Hauptanliegen beim Cobot-Design, das die Integration von Sensoren, Notstoppfunktionen und konformen Materialien beinhaltet. Darüber hinaus tragen ergonomische Überlegungen dazu bei, dass Roboter Aufgaben ausführen können, ohne dass menschliche Arbeiter verletzt oder ermüdet werden.

Effizienz erfordert eine präzise Bewegungssteuerung und ein präzises Energiemanagement. Die Konstruktion für einen minimalen Energieverbrauch und einen reibungslosen Betrieb reduziert die Betriebskosten und erhöht die Produktivität.

Berechnungen für die Sicherheit

Die Berechnung umfasst die Bestimmung der maximal zulässigen Kraft und Geschwindigkeit, um Verletzungen zu vermeiden.Die Sicherheitskraftgrenze basiert oft auf menschlichen Toleranzwerten, typischerweise bei etwa 150 N für den Handkontakt.

Geschwindigkeitsbegrenzungen stellen sicher, dass die Bewegung des Roboters kein Risiko darstellt, beispielsweise hilft die Begrenzung der maximalen Geschwindigkeit auf 1 m/s in kollaborativen Zonen, die Sicherheitsstandards aufrechtzuerhalten.

Effizienzberechnungen

Die Effizienz wird durch Berechnungen des Stromverbrauchs und der Zykluszeiten optimiert. Mithilfe von Motormoment- und Drehzahldaten können Ingenieure den Energieverbrauch abschätzen und Verbesserungspotenziale identifizieren.

Zykluszeitberechnungen helfen bei der Bestimmung des maximalen Durchsatzes eines Roboters bei einer bestimmten Aufgabe, um sicherzustellen, dass die Produktivitätsziele erreicht werden, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen.