FBG-Sensortechnologie zur Überwachung des Kraftzustands von Robotergelenken:

Robotics has revolutionized the way we work in various industries by automating various tasks. However, robots require precise control to ensure optimal performance and safety. One of the most critical factors for robot control is the measurement of forces and torques at robot joints. The measurement of these parameters is essential to ensure that the robot operates correctly, and its joints are not overstressed. Fiber grating sensing technology has emerged as a promising solution to monitor the force status on robot joints. In this article, we will discuss the problems that fiber grating sensing technology can solve, and how Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.(short for DCYS ) can help to monitor the force status on robot joints in Die Robotik.

Faser-Bragg-Gitter-Sensorprinzip:

Faser-Bragg-Gitter (FBGs) sind periodische Strukturen, die in den Kern einer optischen Faser eingeschrieben sind. Diese Strukturen reflektieren eine bestimmte Lichtwellenlänge, die durch die Periodizität des Gitters bestimmt wird. Wenn das Gitter mechanischer oder thermischer Dehnung ausgesetzt wird, ändert sich die reflektierte Wellenlänge auf vorhersagbare Weise. Durch Überwachung der reflektierten Wellenlänge können Änderungen von Dehnung, Temperatur und anderen Parametern erkannt werden. FBG-Sensoren können zur Überwachung einer Vielzahl von Parametern eingesetzt werden, darunter Dehnung, Spannung, Temperatur und Vibration.

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Faser-Bragg-Gitter-Sensorprinzip - FBG-Prinzip - FBG-Sensorprinzip - FBG-Temperatur-Dehnungs-Spannungs-Vibrations-Form-Sensorprinzip

Bedarfsanalyse zur Überwachung des Kraftzustands von Robotergelenken:

Die Messung von Kräften und Drehmomenten an Robotergelenken ist für mehrere Anwendungen unerlässlich, darunter Bewegungssteuerung, Bahnplanung und Sicherheit. Bei Industrierobotern kann beispielsweise übermäßige Kraft oder Drehmoment an einem Gelenk Schäden am Roboter oder der Umgebung verursachen. Bei kollaborativen Robotern ist die Überwachung des Kraftzustands von Robotergelenken entscheidend für die Sicherheit im Umgang mit Menschen. In der medizinischen Robotik ist die Überwachung des Kraftzustands von Robotergelenken notwendig, um sicherzustellen, dass der Roboter den Patienten nicht verletzt.

Physikalisches Diagramm des OFSCN® High-Range Fiber Bragg Grating (FBG) Dehnungssensors (Dehnmessstreifen) – Single-Ended, Länge 1 m­­

Warum die Überwachung des Kraftzustands von Robotergelenken erforderlich ist:

Die Messung von Kräften und Drehmomenten an Robotergelenken ist entscheidend für die Aufrechterhaltung optimaler Leistung und Sicherheit. Durch die Überwachung des Kraftzustands von Robotergelenken können wir Anomalien und potenzielle Ausfälle erkennen, bevor sie auftreten, und so Schäden am Roboter und der Umgebung verhindern. Darüber hinaus ist die Messung von Kräften und Drehmomenten an Robotergelenken für eine präzise Steuerung und Bahnplanung erforderlich.

Physikalisches Diagramm des OFSCN® 6000με Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensors (FBG-Dehnungsmessstreifen mit 2,0 mm Durchmesser)­­

Schwierigkeiten bei der Überwachung des Kraftzustands von Robotergelenken:

Die Messung von Kräften und Drehmomenten an Robotergelenken stellt mehrere Herausforderungen dar, darunter Sensorplatzierung, Kalibrierung und Störungen durch externe Quellen. Herkömmliche Sensortechnologien wie Dehnungsmessstreifen oder Kraftmessdosen erfordern eine physische Befestigung an der Roboteroberfläche, was sie anfällig für externe Vibrationen und elektromagnetische Störungen macht. Darüber hinaus kann die Kalibrierung dieser Sensoren zeitaufwändig und komplex sein.

Welche Probleme können durch die FBG-Sensortechnologie gelöst werden:

Die Faser-Gitter-Sensortechnologie bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Sensortechnologien. FBG-Sensoren können in die Roboterstruktur eingebettet werden, wodurch sie weniger anfällig für externe Vibrationen und elektromagnetische Störungen sind. Darüber hinaus benötigen FBG-Sensoren keine externe Stromquelle, was sie ideal für abgelegene und raue Umgebungen macht. Darüber hinaus können FBG-Sensoren mehrere Parameter messen, darunter Dehnung, Temperatur und Kraft, was sie vielseitig und kosteneffizient macht.

Empfohlene Faser-Gitter-Dehnungssensoren:

6000με Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensor  - FBG Strain Gauge - polymer material packaging - metal protection strain sensor - range 6000με/8000με

Dieses Produkt ist ein hochauflösender Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensor (FBG-Dehnungsmessstreifen) zur Dehnungsmessung. Es kann in einer einseitigen Struktur verwendet werden, bei der es in das zu messende Objekt eingeführt wird. Es kann auch in einer doppelseitigen Struktur verwendet werden, bei der es mit einer Halterung fixiert oder direkt auf die Oberfläche geklebt wird, was eine Mehrpunkt-Dehnungsmessung bei Reihenschaltung ermöglicht. Die Struktur dieses Produkts ist identisch mit der von Faser-Bragg-Gitter-Spannungssensoren.

Produktübersicht:

The OFSCN® high-range Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensor  (FBG-Dehnungsmessstreifen) besteht aus Glasfasersteckverbindern (FC, SC, LC, ST usw.), hochelastischen Materialien und Einpunkt-FBG-Verkapselung. Je nach verwendeten Materialien kann es bei Raumtemperatur oder einer maximalen Hochtemperatur von 120 Grad Celsius arbeiten (auf Anfrage anpassbar).

Dieses Produkt zeichnet sich durch seine geringe Größe, sein geringes Gewicht, hohe Zug- und Druckfestigkeit, Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie vollständige Abdichtung aus. Durch die Nutzung der Dehnungseigenschaften des FBG kann dieser Sensor in das Innere oder auf die Oberfläche der Teststruktur eingeführt, geschweißt, geklebt oder aufgeklebt werden, um Dehnungen zu erkennen und zu überwachen.

6000με Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensor  - FBG Strain Gauge - Metal Encapsulation - High Temperature FBG Strain Sensor

Das Produkt ist ein Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensor (FBG-Dehnungsmessstreifen), der in einem hochelastischen Legierungsrohr verkapselt ist und zur Dehnungsmessung verwendet wird. In den meisten Fällen handelt es sich um eine einsegmentige, einseitige Struktur, oder es kann als mehrsegmentige, einseitige Struktur hergestellt werden. In wenigen Fällen kann es auch eine doppelseitige Struktur sein. Der Sensor kann als strahlungsresistenter Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensor oder als hochtemperaturbeständiger Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensor angepasst werden. Die Installationsmethode des Produkts hängt von den unterstützenden Halterungen ab, die direkt in das Prüfobjekt eingeführt oder durch Oberflächenschweißen mit entsprechenden Halterungen, Verschrauben mit gebohrten Löchern zur Fixierung, Klebemontage auf der Oberfläche, Fixieren mit Bändern oder Klemmen installiert werden können. Dieses Produkt ist ein grundlegendes Strukturprodukt, das als FBG-Wegsensor kalibriert oder als FBG-Spannungssensor verwendet werden kann.

OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor Product Summary:

The OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor (FBG-Dehnungsmessstreifen) besteht aus Glasfasersteckverbindern (FC, SC, LC, ST usw.), hochelastischen Legierungsrohren und Einpunkt-/Mehrpunkt-FBG-Verkapselung.

It can also be customized as radiation-resistant FBG strain sensor or high-temperature resistant FBG strain sensor.

Dieses Produkt zeichnet sich durch geringe Größe, geringes Gewicht, hohe Zug- und Druckfestigkeit, Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie vollständige Abdichtung aus. Durch die Nutzung der Dehnungseigenschaften des FBG kann dieser Sensor in die gemessene Struktur eingeführt, geklemmt, oberflächenmontiert, geklebt oder eingebettet werden, um Dehnungserkennung und -überwachung durchzuführen.

Faser-Bragg-Gitter-Spannungssensor - FBG-Spannungsmessgerät - Spannungserkennung an Bolzen und Ankerstangen

Dieses Produkt ist ein FBG-Spannungssensor (FBG-Spannungsmessgerät), der in nahtlosen Stahlrohren oder Polymermaterialien zur Spannungsmessung verkapselt ist. Es kann als einseitige Struktur zum Einführen in das Prüfobjekt zur Spannungsmessung oder als doppelseitige Struktur zum Eintauchen oder zur Oberflächenbefestigung ausgelegt werden, um eine Mehrpunkt-Spannungsmessung in Reihe zu ermöglichen. Die Struktur dieses Produkts entspricht verschiedenen faseroptischen Gitter-Dehnungssensoren.

Prinzip des FBG-Spannungssensors:

The FBG-Spannungssensor is a derivative application of the OFSCN® FBG Strain Sensor. The relationship between them is as follows: Stress of the tested object = Elastic modulus of the tested object × Strain. Therefore, the structure of the FBG-Spannungssensor is the same as the OFSCN® FBG Strain Sensor. However, since the tested materials may vary for customers who purchase FBG stress sensors, the calibration formula is given in terms of micro-strain and corresponding wavelength.

Beijing Dacheng Yongs

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.(short for DCYS) is a professional manufacturer of fiber grating sensors, fiber grating demodulators und system software. Specializing in the production of various fiber grating sensors, including temperature, strain, stress, displacement, vibration, shape sensors, etc. DCYS also produces fiber grating demodulators, und can customize und develop related application software.

Empfohlener Fasergitter-Demodulator:

Faser-Bragg-Gitter-Interrogator – Glasfaser-Gitter-Demodulator – Hochgeschwindigkeits-/Frequenz-FBG-Analysator

Produktalias: Fiber Bragg Grating Interrogator, FBG Interrogator, Fiber Bragg Grating Analyzer, FBG Sensor Interrogator, Optical Sensing Interrogator, Fiber Optic Grating Interrogator, Fiber Bragg Grating Demodulator, FBG Demodulator, Fiber Optic Grating Demodulator, High-Speed FBG Interrogator, 100Hz FBG Demodulation Unit, Web-based FBG Software, Multi-channel Optical Analyzer, Modbus FBG Gateway.

Bei diesem Produkt handelt es sich um einen Hochgeschwindigkeits-/Hochfrequenz-FBG-Demodulator, hergestellt von Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®). Dieses Abfragegerät ist mit allen Spezifikationen und Modellen von kompatibel OFSCN® FBG-Sensoren (einschließlich Temperatur-, Spannungs- und Dehnungs-FBG-Sensoren). Es verfügt über eine einstellbare Portdichte (4, 8, 16 und 32 Kanäle), hohe Bildwiederholraten (10, 20, 50 und 100 Hz).

DCYS Helps to Monitor the Force Status of Robot Joints:

DCYS can help solve some problems in robotics for monitoring the force status of robot joints by providing high-quality fiber grating sensors und solutions.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

Weitere Punkte müssen geklärt werden:

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Fasergitter-Sensortechnologie eine vielversprechende Lösung für die Überwachung des Kraftstatus an Robotergelenken im Bereich der Robotik darstellt. Durch die Nutzung der einzigartigen Eigenschaften von Faser-Bragg-Gittern ist es möglich, die Verformung von Robotergelenkstrukturen unter verschiedenen Bedingungen genau zu messen. Die Möglichkeit, den Kraftstatus von Robotergelenken zu überwachen, kann nicht nur die Gesamtleistung von Robotersystemen verbessern, sondern auch deren Sicherheit und Zuverlässigkeit erhöhen. Obwohl die Implementierung der Fasergitter-Sensortechnologie in der Robotik noch einige Herausforderungen mit sich bringt, machen die potenziellen Vorteile, die sie bietet, sie zu einer lohnenden Investition für die Entwicklung fortschrittlicher Robotersysteme. Als professioneller Hersteller von Fasergittersensoren und zugehörigen Lösungen ist Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. gut positioniert, um die Integration der Fasergittersensortechnologie in verschiedene Anwendungen im Bereich der Robotik zu unterstützen. Angesichts fortlaufender Innovationen und Fortschritte sieht die Zukunft der Fasergitter-Sensortechnologie in der Robotik vielversprechend aus.