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4.5 Verwendete Hardware
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eignet ist. Für automatisierte Strommessungen zur Energieberechnung oder Blockstromerkennung reicht die Genauigkeit des robusten Sensors HASS 50-S aus. Abbildung 58 stellt beide
Stromsensoren in einer Vergleichsmessung gegenüber. Bei der orange dargestellten Messkurve des HASS 50-S ist die erhöhte Streuung besonders im Leerlauf und bei Blockströmen
erkennbar. Die rot angezeigten Messdaten der Strommesszange HZ56-2 sind in den Bereichen
äußerst genau.
4.5.5.4
Kraftsensor
Kraftsensoren dienen im Prüfsystem der Messung von Betätigungskräften an beweglichen
Bauteilen sowie zur Ermittlung des Verformungswiderstands bei Steifigkeitsuntersuchungen.
Piezoelektrische Sensoren der Firma Kistler zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise, einen Temperaturbereich von -40 bis +120 Grad Celsius sowie durch die Schutzart IP67 aus.
Einachsige piezoelektrische Kraftsensoren reagieren jedoch sehr empfindlich auf Biegemomente und Schubkräfte, daher ist die Kraftmessdose nach dem Prinzip einer Pendelstütze an
beiden Enden gelenkig zu lagern. Die vom Kraftmesselement abgegebene Ladung steigt proportional zur wirkenden Kraft und muss zur Weiterverarbeitung im Prüfsystem in eine Spannung umgewandelt werden. Für diesen Zweck bietet Kistler die Ladungsverstärker 5073A
sowie 5015A an, diese sind über eine serielle RS – 232 Schnittstelle programmierbar. Entscheidend ist bei den Geräten die Funktion zur schnellen Datenübertragung. Dadurch ist es
möglich, kontinuierlich Messdaten in digitaler Form mit bis zu 1.000 Hertz auszugeben und
zur Kraft – Weg – Synchronisation an einen Robotercontroller zu übermitteln [Kis-10a]. Die
klimatauglichen Sensorkabel zwischen Messelement und Ladungsverstärker haben sich im
praktischen Einsatz als Schwachstelle herausgestellt. Bereits kleinste Beschädigungen durch
Knickung führen zu starken Drifts in den Messwerten des Kraftverlaufs. Da die Messelemente
beim Beginn und am Ende einer Messung unbelastet sind, eignet sich zur Kontrolle ein Vergleich des ersten und letzten Messwerts. Entsteht innerhalb einer Messdauer von 20 Sekunden
eine Abweichung von mehr als drei Newton, liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Fehler in
der Messkette vor.
Abbildung 59: Kraftmesselement im Roboterwerkzeug
4.5.5.5
Roboterbasierte Wegmessung
Bei der Ausführung einer Bewegung durch den Roboterarm dient dessen integriertes Messsystem zur Aufnahme von Wegen. Dazu erfolgt die kontinuierliche Übertragung der Positionsdaten des Tool Center Points im Roboterkoordinatensystem mit 500 Hertz an den Prüf-