#2

#3  News: VDMA | AMA Verband für Sensorik und Messtechnik

#4  News: Arrow Electronics | Europäische CEO-Alliance

#5  News: Fraunhofer IWU | Industrial Digital Twin Association (IDTA)

#6  News: igus | Panasonic Industry

#7  Besser schlafen mit jedem Stich - Servoregler treiben synchrone Achsen bei der Matratzenherstellung an

#8  Produktneuheiten: Faulhaber | Baumüller

#9  Produktneuheiten: Nanotec | Getriebebau Nord

#10

#11  Produktneuheiten: Leuze | Bernstein

#12  Lineartechnik bringt die Robotik auf Touren

#13  Automatisierte Prüfung von Oberflächen mit Null-Fehler-Strategie

#14  Produktneuheiten: Hans Turck | TWK-Elektronik

#15  Produktneuheiten: Bosch Rexroth | Comau

#16  Produktneuheiten: Schneider Electric | Schurter AG | Yamaichi

#17  Standards für Individualisten, oder: was passt zu meinen Maschinen?

#18  Produktneuheiten: PCB Synotech | burster | RS Components

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#20

Neue VDMA Arbeitsgemeinschaft Wireless Communication mit 81 Gründungsmitgliedern aus der Taufe gehoben

Der VDMA gründet am heu­ti­gen Tag die Ar­beits­ge­mein­schaft „Wire­less Com­mu­ni­ca­tions for Ma­chines“ (AG WCM). Da­mit wird ein in­sti­tu­tio­neller und inter­dis­zi­pli­nä­rer Rah­men für die Zu­sam­men­ar­beit mit der Te­le­kom­mu­ni­ka­tions­in­dus­t­rie und wei­te­ren In­te­res­sens­grup­pen geschaffen. Zu­gleich wird die bis­he­ri­ge Ar­beits­gruppe „VDMA 5G User Group“ auf­ge­löst, ihre Ak­ti­vi­tä­ten wer­den in die neue AG WCM über­führt.

Ein wei­te­rer Bau­stein im VDMA ‚Big Pic­ture In­dus­t­rie 4.0‘ 

„Mit der Grün­dung der Ar­beits­ge­mein­schaft Wire­less Com­mu­ni­ca­tions for Ma­chines er­gänzt der VDMA sein ‚Big Pic­ture In­dus­trie 4.0‘. Dazu ge­hö­ren die Ak­ti­vi­tä­ten zum In­dus­t­rial Di­gi­tal Twin sowie Umati und nun der Bau­stein der draht­lo­sen Kon­nek­ti­vi­tät“, sagt Hart­mut Rauen, stell­ver­tre­ten­der VDMA-Haupt­geschäfts­füh­rer. Der Fokus der AG WCM liegt auf der An­wen­dung. „Die Ar­beits­ge­mein­schaft bie­tet eine an­wen­dungs­orien­tier­te Platt­form für Un­ter­neh­men, die ei­ne ziel­ge­rich­te­te In­te­gra­tion von Funk­lö­sun­gen in ihre Ma­schi­nen, An­lag­en, Pro­duk­tions­sys­te­me so­wie im gan­zen Unter­neh­men an­stre­ben“ be­tont Ralf Neu­bert, Vice Pre­si­dent R&D Schneider Electric und Vor­sitz­en­der der neu­ge­grün­de­ten Ar­beits­ge­mein­schaft. „Gleich­zei­tig spielen für eine er­folg­reiche Ein­füh­rung von draht­lo­sen Kom­mu­ni­ka­tions­lö­sun­gen auch nicht­tech­ni­sche As­pek­te eine Rolle, die Un­ter­neh­men be­rück­sich­ti­gen müs­sen, um die Po­ten­tia­le der Tech­no­lo­gie aus­zu­schöpfen“, fügt Neu­bert hinzu
 

Bekanntgabe der Nominierungen für den AMA Innovationspreis 2021

29 Forscher- und Ent­wick­ler­teams aus dem In- und Aus­land um den re­nom­mier­ten AMA Inno­va­tions­preis be­wor­ben. Die Ge­win­ner er­hal­ten ein Preis­geld von 10.000 Euro, das von der Jury geteilt ver­ge­ben wer­den kann. In der Son­der­ka­te­go­rie ‚Jun­ges Un­ter­neh­men‘ konnten sich Un­ter­neh­men be­wer­ben, die nicht län­ger als fünf Jah­re am Markt sind, we­ni­ger als 50 Mit­ar­bei­ter be­schäf­ti­gen und ei­nen Jah­res­um­satz unter 10 Mil­lio­nen Euro er­wirt­schaf­ten. Die Ge­win­ner des Son­der­prei­ses er­hal­ten ei­nen kos­ten­frei­en Mes­se­stand auf der SENSOR+TEST 2021, die in die­sem Jahr als di­gi­ta­le Mes­se statt­fin­det. Die­ser Son­der­preis geht an die Know-how-Trä­ger der 2pi-Labs GmbH für das 2πSENSE - D-Band FMCW Soft­ware de­fi­nier­te Radar (126-182 GHz) und bleibt gleich­zei­tig ein An­wär­ter auf den AMA Inno­va­tions­preis 2021. 

Nomi­nie­run­gen für den AMA Inno­va­tions­preis 2021 (in alpha­be­ti­scher Rei­hen­fol­ge):

2πSENSE - D-Band FMCW Soft­ware defi­nier­tes Radar (126-182 GHz)
Simon Küppers, Dr. Jan Barowski, Dr. Timo Jaeschke, Prof. Dr. Nils Pohl (2pi-Labs GmbH)

Die 2πSENSE-Tech­no­lo­gie­platt­form er­füllt die An­for­de­run­gen kom­plexer in­dus­triel­ler und wis­sen­schaft­li­cher Radar­an­wen­dun­gen mit ultra­schnellen, Netz­werk­ana­ly­sa­tor-ähn­lichen Breit­band-Fre­quenz­gang­mes­sun­gen im D-Band. Der inno­va­ti­ve Mehr­ka­nal-Milli­meter­wel­len-IC und die fle­xib­le Hard­ware-Platt­form mit mo­der­nen Kon­nekti­vitäts­optio­nen, wie z. B. OPC-UA, lei­ten eine neue Ära soft­ware­de­fi­nier­ter Radar­sys­teme auch für an­spruchs­vollste An­wen­dun­gen ein, z. B. µm-genaue Ab­stands­messun­gen, hoch­auf­lö­sen­de Dicken­mes­sun­gen (Rohr­extru­sion), Radar-Ima­ging (NDT), genaue Ma­terial­cha­rak­teri­sierung (Pro­zess­kon­trolle) und vieles mehr.

Gas­sen­so­rik mit dielek­tri­scher An­re­gung
Dr. Radislav A. Potyrailo, Richard St-pierre, Dr. Aghogho Obi, Dr. Baokai Cheng, Dr. Christopher Collazo-Davila, Dr. Brian Scherer, Dr. Hilary Lashley Renison, Dr. Andrew Burns (Gene­ral Elec­tric Research Cen­ter)

Mit der Ein­füh­rung eines Sen­sor-An­re­gungs­sche­mas, das eine zeit­ge­mäße Al­ter­na­ti­ve zur klassischen Wider­stand­mes­sung dar­stellt, wur­de kon­ven­tio­nel­len halb­lei­ten­den Metall­oxid-Mate­rialien (SMOX) neue Gas­sen­sor­fähig­kei­ten ver­lie­hen. Das An­re­gungs­sche­ma bie­tet ein lineares Gas­an­sprech­ver­hal­ten (R² > 0,99), einen dyna­mi­schen Gas­kon­zen­tra­tions­be­reich von sechs De­ka­den, eine hohe Basis­linien­sta­bi­li­tät, re­du­zier­te Feuch­tig­keits­effek­te und eli­mi­nier­te Um­ge­bungs­tem­pe­ra­tur­effek­te. Das Pro­dukt wur­de be­reits mit ei­nem Part­ner auf den Markt ge­bracht, an wei­te­ren An­wen­dern für die Be­reiche Ver­brau­cher, In­dus­trie, Medi­zin, innere Sicher­heit und an­de­re mehr wird ge­ar­bei­tet.

Innovative Gas­eigen­schafts­messung mit bahn­bre­chen­der MEMS-µ-Ab­tas­tung
Oleg Grudin (First Sensor Corp.), Andreas Niendorf, PhD Natalie Milahin (First Sensor AG)

Der Gas­eigen­schafts­sen­sor kom­bi­niert ei­nen MEMS μ-Hohl­raum und ei­nen thermi­schen Durch­fluss­sen­sor zur Messung von Vis­ko­si­tät, Dichte, Wärme­kapa­zität und Wärme­leit­fähig­keit von Gasen, was ei­ne ver­bes­serte Identi­fi­zie­rung und Diffe­ren­zie­rung von Gas­ge­mi­schen und die Bestimmung von Gas­kon­zen­tra­tio­nen er­mög­licht. Die­se ver­bes­ser­te Gas­charak­teri­sie­rung wird zur Identi­fizie­rung von Gasen und Gas­ge­mischen ver­wen­det, um die Leis­tung von ther­mi­schen Mas­sen­durch­fluss-Sen­so­ren zu ver­bes­sern. Das führt zu deut­lich genaue­ren Durch­fluss­mes­sun­gen und bie­tet kos­ten­gün­sti­ge Al­ter­na­ti­ven zu sehr kom­plexen Gas­ana­ly­sen für ver­schie­de­ne An­wen­dun­gen, ins­be­son­de­re bei wechseln­den Gas­zu­sam­men­setzungen. (Broschüre S. 9)

Multi­para­meter­messung als cloud­ba­sier­ter Sen­sor für die Fer­men­ta­tion "InQGuard Brew QWX43"
Dr. Tobias Brengartner, Jan Schleiferböck, Dr. Sergey Lopatin, Andrey Dodonov, 
Pablo Ottersbach, Julia Rosenheim (Endress + Hauser SE+Co. KG)         

Inno­va­ti­ves, kom­pak­tes und ein­fach zu be­die­nen­des Mul­ti­sen­sors­ys­tem, das aus Sicht des An­wen­ders zu je­dem Zeit­punkt volle Trans­pa­renz bietet. Gleich­zei­tige Aus­gabe von Dich­te, Visko­sität, Gär­grad, Ex­trakt, Al­ko­hol, Zucker­kon­zen­tra­tion und weite­ren Para­metern. Mit dem Gerät kann der Brauer sei­nen Pro­zess rund um die Uhr über­wachen, den Verlauf proto­kollie­ren, doku­men­tie­ren und speichern. Wert­volle Pro­zess­aus­wertun­gen wie Beginn und Ende der Gärung erfol­gen über das Web­inter­face. Das Sys­tem basiert auf ledig­lich zwei Piezo-Stimm­gabeln und stra­te­gisch platzier­ten Tem­pe­ra­tur­sen­so­ren und ist in ei­nem hygie­nisch voll­stän­dig ge­kap­sel­ten Metall­gehäuse reali­siert. 

Wir freuen uns, dass wir auch in die­sem beson­deren Jahr wieder viele heraus­ragende Ent­wick­lungen aus der Sen­so­rik und Mess­tech­nik begut­achten durf­ten“, sagt Professor Andreas Schütze, Jury­vor­sitzen­der von der Uni­ver­sität des Saar­lan­des. „Die vier no­mi­nier­ten Teams über­zeug­ten die Jury beson­ders und zeigen eine inter­essan­te Viel­falt der Ent­wick­lungen und Lö­sungs­an­sätze auf. Alle gemein­sam stehen für die Inno­va­tions­kraft der Sen­so­rik und Mess­tech­nik.“ 

Die Gewinner des AMA Inno­vations­prei­ses 2021 wer­den am 3. Mai 2021 auf der Er­öffnungs­ver­an­stal­tung der Sen­sor and Measure­ment Science In­ter­natio­nal (SMSI 2021) bekannt­ge­geben. Die­se fin­det parallel zur SENSOR+TEST 2021 pan­de­mie­be­dingt digi­tal statt.
 
Die Über­sicht aller Be­wer­bun­gen um den AMA Inno­va­tions­preis 2021 können auf der AMA-Web­seite he­run­ter­ge­la­den wer­den: 
https://ama-sensorik.de/fileadmin/Innovationspreis/Booklet/2021_Nominierte.pdf
 

Startschuss für den Arrow Innovators Award 2021

Mit dem Innovators Award unter­stützen, be­glei­ten und prä­mie­ren Arrow, Analog Devices, BatchOne, Infineon Tech­no­lo­gies, Molex und Siemens mittler­weile zum vierten Mal Inno­va­tio­nen von Hard­ware-Start-ups, unter anderem aus den Bereichen Elektro­tech­nik, IoT und DeepTech. So wurden z.B. in den letzten Auf­lagen ein 48-V Boots­motor oder ein GPS-Tracking­system zur Unter­stützung des Fuß­ball­trainings aus­ge­zeich­net. Die Bewer­bungs­frist endet am 31. Mai 2021. Ein­zel­per­sonen, Gruppen oder Unter­nehmen können bis dahin eine kurze Be­schrei­bung rund um den Proto­typen und dessen Status sowie Ziel­markt und Geschäfts­modell für ihre Projekt­idee ein­reichen. 

Vielseitige Unter­stützung in der Pro­jekt­pha­se

Die Projekt­phase des Innovators Award beginnt mit dem Tag der Be­wer­bung und läuft bis Ok­to­ber 2021. In ihr ent­wickeln und op­ti­mie­ren die Teil­neh­mer ihre Proto­typen weiter und werden dabei von Elek­tro­nik-De­signern, In­gen­ieuren und Men­toren unter­stützt. Das Men­tor­ing um­fasst Sup­port für die Ent­wick­lung, Ver­mark­tung und Pro­duk­tion. Die Preis­ver­leihung findet im Ok­to­ber 2021 statt. Dabei prä­sen­tie­ren die Teil­nehmer ihr Pro­dukt der Jury, bestehend aus den oben genannten Unter­nehmen. Die Jury be­ur­teilt die ein­ge­reich­ten Pro­duk­te anhand der Krite­rien Inno­va­tions­grad, tech­nische Schwierig­keit und Lösungs­an­satz sowie Business Case und Team. Der Preis­träger des Wett­be­werbs erhält indi­vidu­elle Unter­stützung bei der Ent­wicklung oder Ver­mark­tung in Höhe von 20.000 Euro.

„Mit Blick auf die inter­es­san­ten Inno­vatio­nen der Gewinner und Teil­nehmer der letzten Jahre freuen wir uns auf den dies­jährigen Inno­vators Award“, sagt Matthias Knoppik, Vice President Sales DACH, Arrow Electronics. „Wer nicht gewinnt, pro­fi­tiert dennoch von um­fas­sen­dem Know-how Trans­fer und wichtigen Kon­tak­ten. Der Arrow Innovators Award ist ein kon­ti­nu­ier­lich wachsendes Pro­gramm, das Start-ups früh und in­ten­siv bei den Themen Produkt­kon­zep­tion, Ent­wick­lung, Pro­duk­tion und Ver­mark­tung be­glei­tet.“
 

Europäische CEO Alliance unterstützt ambitionierte Klimastrategie

Mitglieder der "CEO Alliance for Europe's Recovery, Reform and Resilience" sind die zehn Top-Manager Björn Rosengren (ABB), Thierry Vanlancker (AkzoNobel), Francesco Starace (ENEL), Johannes Teyssen (E.ON), José Ignacio Sánchez Galán (Iberdrola), Søren Skou (Maersk), Christian Klein (SAP), Henrik Henriksson (Scania), Jean-Pascal Tricoire (Schneider Electric) und Herbert Diess (Volkswagen). Vor dem Hintergrund der Covid-19-Pandemie und den historischen Entscheidungen zum europäischen Green Deal hat sich die CEO Alliance 2020 gebildet. Ihr gemeinsames Ziel ist es, die EU zur weltweit führenden Region für den Klimaschutz zu machen, Investitionen freizusetzen, Innovationen in Zukunftstechnologien voranzutreiben und zukunftssichere Arbeitsplätze zu schaffen.

Sektorübergreifende CO2-Bepreisung

In einem gemeinsamen Positionspapier veröffentlichen die Top-Manager ambitionierte Vorschläge. Sie erklären: "Wir sind der festen Überzeugung, dass der ‚EU Green Deal‘ und die ‘Next Generation EU‘ Europas Innovationen und unternehmerischen Einfallsreichtum in den Dienst der globalen Klimaproblematik stellen, eine Welle von Investitionen in Nachhaltigkeit und Resilienz anstoßen und zukunftssichere Arbeitsplätze in der gesamten EU schaffen werden." Die CEOs ermutigen die europäische Politik, couragierte Schritte in Richtung Klimaneutralität zu tätigen, zum Beispiel einen standardisierten, sektorübergreifenden CO2-Preis weiter zu verfolgen und Ausstiegsdaten für kohlenstoffintensive Technologien zu setzen.

Die CEO Alliance versteht sich als "Action Tank", der in konkreten gemeinsamen Projekten zusammenarbeitet: EU-übergreifende Ladeinfrastruktur für den Schwerlastverkehr, Integration der EU-Energiesysteme, digitales Tracking des CO2-Fußabdrucks, nachhaltige Gebäude, E-Busse für Europa, grüne Wasserstoff-Wertschöpfungskette und schneller Aufbau der Batterieproduktion. 

Der Anspruch der Top-Manager ist es, mit ihren Unternehmen branchenübergreifend an praktischen Lösungen für einen effektiven Klimaschutz zu arbeiten. Dabei streben sie einen kontinuierlichen konstruktiven Dialog mit der EU-Kommission an. In einem digitalen Treffen am Donnerstag diskutierte der Vizepräsident der Kommission Frans Timmermans mit den CEOs über Fortschritte bei der Umsetzung des Green Deals und den Zwischenstand der gemeinsamen Projekte der CEO Alliance
 

Fernwartung mit „Fingerabdruck“

Die Digi­tali­sierung von Ma­schi­nen und Produk­tions­an­lagen er­mög­licht Fern­wartun­gen – ein großer Vor­teil so­wohl für Ma­schi­nen- und An­lagen­bauer als auch für kleine und mittlere Unter­nehmen (KMU), die Ma­schi­nen und An­la­gen be­trei­ben. Gibt es Stö­run­gen in der Pro­duk­tion, musste das War­tungs­per­so­nal bis­her in die Fab­ri­ken der KMU fah­ren, um vor Ort Test­mes­sun­gen vor­zu­neh­men. Dafür feh­len aber oft die geeig­ne­ten Mit­ar­beiter­innen und Mit­ar­bei­ter. Die Ma­schinen- und An­lagen­bauer sind dann auf den Außen­dienst von War­tungs­firmen ange­wiesen – und die KMU müssen warten. Deut­lich schneller geht es, wenn sie Ma­schi­nen­da­ten auf di­gi­ta­lem Wege di­rekt an die Ma­schi­nen- und An­lagen­bauer schicken. Bis­her pro­fi­tie­ren aber noch deut­lich zu wenige Unter­nehmen von diesen tech­ni­schen Mög­lich­kei­ten, denn sie zweifeln an der Daten­sicher­heit. Des­wegen haben For­scher­innen und For­scher des Fraun­hofer-In­sti­tuts für Werk­zeug­ma­schinen und Um­form­tech­nik IWU dafür eine fäl­schungs­si­che­re Art der Daten­spei­che­rung und -weiter­gabe ent­wickelt: Ma­schi­nen­mess­daten er­hal­ten einen Finger­ab­druck, der sich nicht mani­pu­lie­ren lässt.

Die zuneh­men­de Digi­tali­sierung von Ma­schinen und Pro­duktions­an­lagen macht diese nicht nur effi­zien­ter, sondern auch kom­plexer. KMU haben bei­spiels­weise oft weder das Per­so­nal noch das Know-how, um die War­tung der mo­der­nen Pro­duktions­an­la­gen, die sie be­trei­ben, selbst aus­zu­führen. Ma­schi­nen- und An­lagen­bauer bieten diesen Ser­vice an, stehen aber beim Per­so­nal vor dem­selben Prob­lem. Die nahe­liegen­de Lö­sung: Fern­war­tun­gen. Zwar liegen die not­wen­di­gen Mess­daten für eine Fern­war­tung bei den KMU vor, doch um die Daten­inte­gri­tät zu gewähr­leis­ten und – gewollte oder unge­wollte – Daten­mani­pula­tionen auszu­schließen, ar­bei­ten immer noch viele War­tungs­dienst­leister vor Ort in den Fabri­ken. Die KMU müssen war­ten und in die­ser Zeit ihre Pro­duk­tion ein­schrän­ken.

Daten für Audits: Mani­pula­tion aus­ge­schlos­sen

Bisher fehlte eine prak­ti­kable Lö­sung, Mess­daten zu ver­schlüsseln und Dritten den­noch für die Au­dits zur Ver­fügung zu stel­len. Wissen­schaft­ler­innen und Wissen­schaft­ler des Fraunhofer IWU haben daher im Rahmen des For­schungs­pro­jektes "AUDIo" (Auditlösung für Machine-Learning-basierte, daten­ge­trie­bene Dienst­leis­tun­gen) eine IT-Archi­tek­tur auf­ge­baut, um Fern­war­tun­gen und andere Ser­vi­ces im Pro­duktions­umfeld fäl­schungs­sicher an­bieten zu können. Dabei werden die Prozess- oder Produkt­daten ver­schlüs­selt und auf Netz­werk­knoten (Daten­speicher) abge­legt. Wer die Daten dann nutzen will, kann mit einer ent­spre­chen­den Zu­griffs­berechti­gung über ein Por­tal auf sie zu­grei­fen. Ein hinter­legter Datei-Finger­ab­druck schützt dabei vor un­ent­deck­ter Mani­pu­la­tion. Auf diese Weise werden die Da­ten für Audits sicher nutzbar.

Kalibrierungen selbst anstoßen – War­tungs­zy­klen flexi­bel pla­nen

In dem Projekt "AUDIo" kümmern sich die Fraunhofer-For­schen­den unter anderem speziell um die Kali­brie­rung von Werk­zeug­ma­schinen ohne auf­wän­dige Vor­be­rei­tun­gen wie Termin- und Reise­pla­nun­gen seitens der Ma­schinen- und An­lagen­bauer oder War­tungs­dienst­leis­ter: Mit dem weit ver­breite­ten Kreis­form­test ("Double Ball Bar") können KMU als Ma­schi­nen­betrei­ber die not­wen­digen Para­meter zur Ermitt­lung der Posi­tionier­genau­ig­keit er­fas­sen und selbst prüfen. Das neue IT-System er­laubt ihnen sogar, einen Teil der not­wen­digen Kali­brie­rungen eigen­ständig vor­zu­nehmen.

"Die Ergeb­nisse des AUDIo-Pro­jekts er­mög­lichen Ma­schinen­betrei­bern jetzt einen Rollen­wechsel vom passiv ge­präg­ten Auf­trag­geber oder ›Consumer‹ hin zum ›Prosumer‹", sagt Dipl.-Medien­in­for­mati­ker Gordon Lemme, Wissen­schaft­ler im Wissen­schafts­bereich "Produktions­sys­teme und Fabrik­auto­mati­sierung" am Fraunhofer IWU. "Das heißt, er wird quasi zu einem Ver­brau­cher, der gleich­zeitig Pro­du­zent ist, indem er die Kali­brie­rung zum ge­wün­sch­ten Zeit­punkt selbst anstoßen und not­wen­dige Daten selber auf­nehmen kann. Das funk­tio­niert also ›event­basiert‹, ohne die bis­lang üblichen Warte­zei­ten mit still­ste­hen­den Ma­schinen und auch ohne Reise­kos­ten für Service­per­so­nal. War­tungs­zyk­len können so kurz­fris­tig und wei­test­ge­hend unab­hängig geplant wer­den."

Hash-Funk­tion als Finger­ab­druck

Nach Erhe­bung der Mess­daten einer Ma­schi­ne mittels "Double Ball Bar"-System wird von dem Daten­satz voll­auto­ma­tisch ein einzig­arti­ger Datei-Finger­ab­druck gene­riert. Diese soge­nannte Hash-Funk­tion zeich­net sich da­durch aus, dass sie leicht errech­net werden kann, ihre Um­kehr aber aus­ge­schlos­sen ist. Dies be­deu­tet, dass eine Be­rech­nung des Datei-Finger­ab­drucks auf Grund­lage des Datei­inhaltes schnell und leicht reali­siert werden kann, wohin­gegen es prak­tisch unmög­lich ist, den Inhalt auf Basis des Hash-Wertes zu ermitteln. Die Daten sind fäl­schungs­sicher.

Anschließend kann der Ma­schi­nenbe­trei­ber die Datei ver­schlüsselt auf einer bereit­gestel­lten Dienst­leis­tungs­platt­form ab­legen – bei einem Cloud­dienst­leis­ter oder auf einem eige­nen Server. Dem Ma­schi­nen­bauer oder einem Dienst­leister kann er dann über eine Kali­brie­rungs-Appli­kation ent­sprechen­de Zugriffs­rechte für die Daten­ana­lyse oder eine Fern­wartung ein­räumen.

Daten­siche­rung nach dem Distri­buted-Ledger-Prin­zip

Über die Dienst­leis­tungs­platt­form wird der Datei-Finger­ab­druck parallel auf der Hard­ware aller Teil­nehmer des Netz­werks (Gateway) in Form einer iden­ti­schen Kopie abge­legt und mit vor­heri­gen Finger­ab­drücken ande­rer Da­teien über einen Algo­rithmus ver­kettet. Das ist das Distri­buted-Ledger-Prin­zip: "Da­durch ent­steht ein ver­teil­tes Sys­tem mit beliebig vielen Teil­nehmen­den, also zum Bei­spiel Maschinen­betreibern, Dienst­leis­tern und Maschinen­her­stellern. Auf diese Weise lässt sich die Inte­grität der Daten bei diesen daten­getrie­benen Dienst­leis­tungen sehr leicht kon­trol­lie­ren. Denn bei jedem Gate­way kommen die mit­einander ver­ketteten Datei-Fin­ger­ab­drücke quasi zur Deckung. Hier­durch wird die nach­träg­liche Mani­pu­lation eines ein­zel­nen Finger­ab­drucks nahezu un­mög­lich, denn durch die zahl­rei­chen, iden­ti­schen Kopien auf den vielen anderen Gate­ways kommt es bei einer Ver­ände­rung an nur einem Gate­way zu keiner Über­ein­stim­mung der Netz­werk­teil­nehmen­den. Eine Mani­pula­tion würde so­fort auf­fallen" erklärt Gordon Lemme.
Das System ver­hin­dert so auch, dass eine Schwach­stelle, ein sog. "Single-Point-of-Failure" ent­steht. Mit­hilfe der Ori­ginal­da­teien kann der für alle Netz­werk­teil­nehmen­den ein­seh­bare Datei-Finger­ab­druck jeder­zeit neu erzeugt wer­den, wohin­gegen fehler­hafte Daten einen er­kenn­bar fal­schen Finger­ab­druck erzeugen.

Zum Projekt "AUDIo"

Das Forschungsprojekt "AUDIo" wird auf­grund eines Beschlusses des Deutschen Bundes­tages finan­ziert durch das BMWi-Programm "Smarte Daten­wirt­schaft", Reg.-Nr. 01MD19005. Projekt­part­ner sind die Technische Univer­sität Dresden, die Soft­ware AG (Darmstadt) und die METROM Mecha­tro­nische Ma­schi­nen GmbH.
 

Der Digitale Zwilling im Fokus

Die Indus­trial Digi­tal Twin Asso­cia­tion (IDTA) hat An­fang März offi­ziell ihre Tätig­keit auf­ge­nom­men. Die IDTA wurde von 23 Grün­dungs­mit­glie­dern aus der Elek­tro­indus­trie, dem Ma­schi­nen­bau, der Soft­ware­bran­che und An­wender­indus­trien unter Be­teili­gung und Ini­tia­tive der Indus­trie­verbän­den VDMA und ZVEI aus der Taufe gehoben. Die IDTA versteht sich als Nutzer­or­ga­nisa­tion mit inter­natio­naler Aus­rich­tung für den Digi­talen Zwilling in der Indus­trie 4.0.

„Der heutige Tag ist Start­punkt für das Ma­nage­ment rund um die Tech­no­logie des Digi­talen Zwillings in der Indus­trie. Es geht darum den Digi­talen Zwilling als Kern­tech­no­logie von Indus­trie 4.0 opti­mal zur Markt­reife zu ent­wickeln und dies in einem her­steller­über­grei­fen­den An­satz. Gemein­sam und inter­dis­zi­pli­när mit vielen Part­nern“, sagt Dr. Matthias Bölke von Schneider Electric und Vor­stands­vor­sitzen­der der IDTA. Dazu treibt die IDTA Open-Source-Pro­jek­te zur Um­setzung des Digi­talen Zwillings voran.

Spitzen­posi­tion nutzen

„Europa hat sich in den letzten Jahren mit sei­nen Ini­tia­ti­ven rund um Indus­trie 4.0 eine inter­natio­nale Spitzen­posi­tion er­ar­bei­tet. Diesen Vor­sprung gilt es zu nutzen und auszu­bauen, der Digi­tale Zwilling spielt dabei eine zen­tra­le Rolle“, hebt Karsten Schneider von Siemens und Vor­stands­mit­glied der IDTA hervor. Seine Ent­wick­lung star­tet dabei nicht bei null, sondern baut dem Kon­zept der Ver­wal­tungs­schale (Asset Ad­minis­tra­tion Shell) auf. Diese wurde bereits vor sechs Jah­ren auf den Weg gebracht, mit der IDTA er­folgt nun die Opera­tiona­li­sierung. Die IDTA führt die Ver­wal­tungs­schale vom Proto­ypen zur offenen Tech­nolo­gie­lö­sung.

Die Rele­vanz des Digi­talen Zwillings für die Indus­trie wird auch an den Grün­dungs­mit­gliedern der IDTA sicht­bar, dazu gehö­ren: ABB, Asentics, Bitkom, Bosch, Bosch Rexroth, Danfoss, Endress+Hauser, Festo, Homag, KUKA, Lenze, Pepperl+Fuchs, Phoenix Contact, SAP, Schneider Electric, Schunk, Siemens, Trumpf, Turck, Volkswagen und Wittenstein.
 

igus investiert in innovative Kunststoff-Recycling-Technologie

Verwen­dung statt Ver­schwen­dung: Mit der „Hydro­thermal Plastic Recycling Solution“ (HydroPRS) lassen sich durch chemi­sches Recyc­ling inner­halb von 25 Mi­nu­ten Plas­tik­ab­fälle wieder als wert­voller Roh­stoff nutz­bar ma­chen, die sonst die Um­welt be­las­ten wür­den. Um diese revo­lutio­näre Tech­no­logie welt­weit voran­zu­brin­gen, er­höht der motion plastics Spe­zia­list igus nun seine In­ves­ti­tio­nen in Mura Tech­no­logy auf rund 5 Mil­lio­nen Euro. Als wei­te­res wich­tiges Indus­trie­unter­nehmen ging KBR im Janu­ar eine Part­ner­schaft mit Mura ein.

Es ist eine der drän­gends­ten Heraus­forde­rungen unserer Zeit: Jähr­lich ge­lan­gen acht Mil­lio­nen Ton­nen Plas­tik in die Welt­meere, darüber hin­aus wird ein Groß­teil der Kunst­stof­fe ver­brannt und nur 14 Pro­zent des glo­ba­len Ver­packungs­mülls werden re­cy­celt. Ein wirt­schaft­licher Ver­lust von 80 Mil­liar­den Dollar pro Jahr ent­steht. Gleich­zeitig wird konti­nuier­lich neuer Kunst­stoff aus fos­si­len Brenn­stof­fen pro­du­ziert, was mit hohen CO2-Emissionen einhergeht. Diese Verwendung macht bereits heute sechs Prozent der weltweiten Öl­pro­duk­tion aus, die bis 2050 auf 20 Pro­zent steigen soll. Mit der „Hydro­thermal Plas­tic Recy­cling Solu­tion“ (HydroPRS) steht jetzt eine wegweisende neue Technologie in den Startlöchern, die den Einstieg in eine nachhaltige Circular Economy für Kunst­stoff ermöglicht. HydroPRS hat das Poten­zial, alle Arten von Plas­tik zu recyceln und zu verhin­dern, dass Plas­tik verbrannt oder depo­niert wird und die Umwelt ver­schmutzt. Schätzungen gehen davon aus, dass jede Tonne Kunst­stoff, die durch fort­schritt­liches Recy­cling ver­arbei­tet wird, im Ver­gleich zur Ver­bren­nung 1,5 Tonnen CO2 einspart. Um Kunst­stoff­abfälle in wert­volle Chemi­kalien und Öl umzu­wandeln, verwen­det HydroPRS. die von Licella Holdings Ltd. ent­wickel­te Cata­lytic Hydro­thermal Reac­tor Tech­no­logie (Cat-HTR). Die Methode greift auf Wasser, Hitze und Druck zurück und ist ins­be­son­dere dort inter­essant, wo mecha­nisches Recy­cling bis­her nicht erfol­greich ist, bei­spiels­weise bei verun­reinigten und Misch-Kunst­stoffen.

Wertvolle Ressource statt schädlicher Abfall

Dieses Potenzial hat den motion plastics Spezialist igus begeistert. Bereits im letzten Jahr haben die Kölner daher in ein Unternehmen investiert, welches die erste kommerzielle HydroPRS Anlage 2022 in Betrieb nehmen will. Jetzt hat igus seine Investitionen in Mura Technology auf insgesamt fünf Millionen Euro erhöht. „Wir wissen um die großartigen Möglichkeiten, die Kunststoff hat. Millionenfach werden unsere Tribopolymere in bewegten Anwendungen überall auf der Welt eingesetzt und reduzieren dort Gewicht, Wartung und Schmierung“, sagt Frank Blase, Geschäftsführer der igus GmbH. „Wir arbeiten mit daran, dass Kunststoff durch nahezu 100-prozentiges Recycling zu einem Werkstoff wird, der unserer Welt nicht schadet, sondern hilft.“ Ein wichtiger Schritt in diese Richtung ist das mechanische Recycling. So regranuliert igus bereits seit über 50 Jahren 99 Prozent des in der Produktion anfallenden Kunststoffabfalls. Ende 2019 hat das Unternehmen zusätzlich das chainge Programm initiiert: igus nimmt Energieketten herstellerunabhängig nach dem Lebensende einer Maschine zurück, bezahlt mit einem Warengutschein, regranuliert den Kunststoff und verarbeitet ihn anschließend wieder. „Das chemische Recycling kann in Zukunft dort seine Vorteile ausspielen, wo klassisches Recycling nicht weiterkommt. Daher unterstützen wir Mura in dieser Start-Up-Phase, um dieser bahnbrechenden Technologie weltweit zum Durchbruch zu verhelfen.“

Durch Investition und Kooperation zum weltweiten Erfolg 

Mura Technology ist es jetzt darüber hinaus gelungen, mit KBR einen exklusiven Lizenzpartner für die weitere weltweite Expansion mit an Bord zu holen. KBR ist mit seinen 28.0000 Mitarbeitern in mehr als 80 Ländern aktiv, unter anderem als Planer, Anlagenbauer und Betreiber von Raffinerien und Chemiefabriken. „Wir wussten, dass wir als Start-Up-Unternehmen eine hochinnovative und chancenreiche Technologie entwickelt haben“, stellt Oliver Borek, Managing Director Europe bei Mura Technology, heraus. „Uns war allerdings auch klar, dass wir aus eigener Kraft diese nie großflächig ausrollen können. Dank der Investitionen von igus in dieser entscheidenden Phase wie auch durch den Auf- und Ausbau von weiteren Partnerschaften haben wir jetzt genau diese Möglichkeit.“ Derzeit beginnt der Bau der ersten HydroPRS Anlage durch Mura am britischen Industriestandort Wilton International, die in der zweiten Jahreshälfte 2022 in Betrieb gehen soll. Insgesamt vier HydroPRS Reaktoren werden dort entstehen, um jährlich über 80.000 Tonnen Kunststoffmüll verarbeiten zu können. Darüber hinaus sind weitere Anlagen unter anderem in Deutschland und den USA sowie in Asien geplant.
 

Panasonic eröffnet europäisches Customer Experience Center

Panasonic baut seine Akti­vi­täten in Europa und am Stand­ort München-Ottobrunn konse­quent aus. Auf dem Pana­sonic Campus Munich eröffnet jetzt das Cus­tomer Ex­per­ience Cen­ter (CXC). In dem Gebäude­komplex mit mehr als 6000-Quadrat­metern Fläche wird B2B-Kun­den, Han­dels-Part­nern, Ent­wicklern, Start-ups und Uni­ver­si­täten ein Gesamt­bild über das Pana­sonic-An­gebots­port­folio vermittelt. In meh­reren High­Tech-Funktions­räumen, auf Themen­inseln und zen­tra­len Präsen­tations­bühnen zeigt Pana­sonic sein um­fas­sen­des Spek­trum von elektro-mecha­nischen Kom­po­nen­ten und Sys­temen über Antrie­be, In­dus­t­riero­boter und Be­stückungs­auto­maten für die Elek­tronik­ferti­gung bis hin zu mo­dern­sten Lö­sungen für Pro­duk­tion, Retail, öffent­liche Be­rei­che, e-Mobi­lität und Smart Living. Das CXC ist Mar­ken­welt, Dialog­platt­form, Veran­staltungs­ort und Trainings­loca­tion. 

„Unsere euro­päischen Kun­den schätzen unsere Qua­li­tät, ken­nen Pana­sonic aber oft nur über ein­zel­ne Kern­kom­po­nen­ten. Das Er­stau­nen ist sehr groß, wenn wir Kun­den zeigen, wie viele inno­va­tive Anwen­dungen auf un­se­ren Tech­no­lo­gien ba­sie­ren und für wie viele euro­päische Unter­nehmen wir be­reits der wich­tig­ste En­abler für hoch­tech­nolo­gische und nach­hal­tige Lö­sungen sind. Von inno­vativen Kom­po­nenten bis zur inte­grier­ten Lösung, von e-Mobi­lity über Indus­trie 4.0 und vernetzter Supply Chain bis zum Smart Living Space – kein anderes Unter­nehmen vereint und vernetzt so viel High-Tech-Know-how unter einem Dach. Im CXC wollen wir un­sere Mar­ke umfäng­lich prä­sen­tieren und erleb­bar machen, den in­ten­siven Dia­log mit Kun­den, Ent­wick­lern, Part­nern und Öffent­lichkeit ver­stär­ken und so un­se­ren Wachs­tums­kurs in Eu­ro­pa weiter aus­bauen“, erläutert Johannes Spatz, President bei Panasonic Industry Europe.

"Durch die Er­öffnung des Cus­tomer Ex­per­ience Cen­ters in München nutzt Pana­sonic Syner­gien, um geschäfts­bereichs­über­greifend kunden­orien­tierte Spitzen­tech­nologie zu demon­strieren. Wir kom­bi­nieren unsere lang­jäh­rigen, tief­grei­fen­den Bran­chen­kennt­nisse, Hard­ware-, Soft­ware-Engi­neering- und Inte­grations­fähig­keiten, um Unter­nehmen maß­ge­schnei­derte, inte­grierte Lö­sungen anzu­bieten, die die Orga­nisa­tionen unse­rer Kun­den trans­formieren - und viele die­ser Bei­spiele wer­den im neuen Ex­per­ience Cen­ter vi­su­ali­siert. Wir fre­uen uns darauf, unsere Kun­den hier zu be­grüßen und gemein­sam die Zu­kunft anzu­gehen“, so Hiroyuki Nishiuma, Mana­ging Director Pana­sonic System Com­mu­ni­ca­tion Company Europe.

Das CXC im Osten von München ist Teil des Panasonic Campus Munich, der Euro­pazen­trale von Pana­sonic Industry, und bietet flexibel nutz­bare Flächen. Neben Ent­wickler­teams, Appli­kations­ingen­ieuren, Indus­trie­kun­den und Handels­partnern werden auch ex­ter­ne Gruppen die inno­va­ti­ven, laufend aktu­ali­sierten Tech­nologie­präsenta­tionen und die HighTech-Umge­bung mit modern­sten Präsen­tations­techni­ken nutzen können. Zu­sätz­lich wird Pana­sonic Industry Europe die umfang­reichen Möglich­keiten des CXC für öffent­liche Dialog­veran­stal­tungen mit der lokalen, regio­nalen und inter­natio­nalen Wirt­schaft und Wissen­schaft, The­men-Work­shops, Pro­dukt­pre­mieren und Medien­veran­stal­tungen einsetzen. 
 

Besser schlafen mit jedem Stich

Bei Matratzen zählen vor allem innere Werte – und die Qua­lität der äußeren Hülle. Es ist die Einheit aus Matratzen­kern und Matratzen­bezug, die für perfekten Liege­komfort und ent­spannten Schlaf sorgt. Bei den Bezügen handelt es sich um mehr­lagige Gewebe, die Mammut-Näh­maschi­nen aus Köln mit schmucken Stepp­nähten zum späteren Bezugs­stoff verbinden. Servo­antriebs­regler aus der Reihe ARS 2000 SE von Metronix nehmen im Herstell­prozess eine wesent­liche Rolle ein. Alles dreht sich buchs­täb­lich um perfekte Nähte und Muster. Kunden auf der ganzen Welt schätzen vor allem die Zuver­lässig­keit und Leistungs­fähigkeit der Textil­verarbeitungs­lösungen, mit dem blauen Mammut als Marken­zeichen. Die Näh­maschinen­fabrik Emil Stutznäcker aus Köln ist seit mehr als 140 Jahren spezi­ali­siert auf die Fer­tigung quali­tativ hoch­wertiger Näh­maschinen für die indus­trielle Steppung. Doch was macht eine gute Naht aus? „Sie muss immer gleich sein“, erklärt Olaf Offergeld aus der Elektronik­ent­wicklung des Familien­unter­nehmens treffend wie knapp. Gleich bedeutet zum Beispiel, den Faden bei jedem Stich immer mit der exakt gleichen Faden­spannung auf dem Mate­rial zu führen. Auch Fehl­stiche beein­trächtigen die Qualität und sind die Folge ausge­lassener Knoten auf der Unter­seite.

Konstant das gleiche Nahtbild

Ausgelassene Knoten beim Stepp­stich werden auf der Oberseite sichtbar durch doppelte oder mehrfache Stich­längen. Die Ursache dafür kann unter anderem durch eine mangelnde Synchro­nität zwischen der Nadel des Näh­kopfes und dem Greifer der Unter­faden­spule hervor­gerufen werden. Für beide Funk­tionen setzen die Kölner Antriebs­regler der Reihe ARS 2000 SE von Metronix aus Braun­schweig ein. „Die Servos haben wir mit Motoren und Getrieben zu einer Gesamt­lösung kom­bi­niert“, erzählt Thomas Hindrichs, Geschäfts­führer des Ingenieur­büros Peter Hindrichs. Das Unter­nehmen aus Ber­gheim pflegt eine lang­jährige Zusammen­arbeit mit Metronix und arbeitet als Engineering­­partner vor allem für OEM.

Präzision mit 3000 Stichen pro Minute

Bei den Anlagen der Näh­masc­hinenfabrik Emil Stutznäcker bestand die beson­dere Heraus­forderung darin, eine Antriebs­regelung zu konzi­pieren, die bei 3000 Um­drehungen in der Minute eine Winkel­grad­abw­eichung im Ver­bund von unter 0,5 Grad erreicht. „Liegen wir darüber, nähen wir nicht mehr sicher“, meint Olaf Offergeld. „Der Greifer muss genau dann zur Stelle sein, wenn der Nadel­faden in der Aufwärts­bewegung eine Schlinge gebildet hat.“ Die gebotene Prä­zi­sion ist auch dann gefragt, wenn etwa in den Viel­nadel­näh­ma­schinen Produktions­geschwindig­keiten bis zu 1700 Stiche in der Minute erreicht werden. „Bei einer Stich­länge von fünf Milli­metern sind das acht­einhalb Meter Naht pro Minute. Da kommt am Ende richtig was raus“, sagt Offergeld.

In einer ande­ren Maschinen­lösung hat das Ingenieur­büro Peter Hindrichs die servo­motorisch an­ge­trie­benen Näh­köpfe in einen mehrachs­koordinier­ten CNC-Verbund gebracht. Für die inter­polieren­de Positio­nierung kommen eben­falls Metronix ARS 2000 SE Regler zum Einsatz. Die Besonder­heit dieser Anlage besteht vor allem darin, besonders dicke, schwere aber auch dünne Füll­mate­rialien flexibel ver­arbeivten zu können. Bis zu zwei Näh­köpfe (Mammut P2A / P2S) sind auf dem Ober­portal instal­liert, die Unter­faden­führung folgt auf der Unter­seite des Gewebes mit einer prä­zisen Linien­führung. Die Besonder­heit dabei: Der Greifer muss nicht nur sta­tio­när zur exakten Zeit zur Stelle sein, nachdem die Nadel das Gewebe durch­drungen hat – er muss auch räum­lich präzise zur Stelle sein. Bis zu acht Servo­achsen arbeiten dafür im Verbund. Aus Sicht der Antriebs­technik steckt nach Ansicht von Metronix-Vertriebs­leiter Olaf Donner „dahinter eine an­spruchs­volle Rege­lung für eine alles andere als all­täg­liche Anwen­dung“. Die Metronix Servo­regler ARS 2000 SE punkten nach Aus­kunft von Donner vor allem mit ihren kurzen Abtast­zeiten von unter 32 μsec im Strom­regler. „Hier sind wir beson­ders schnell, was ein echter Vorteil ist.“ 

Thomas Hindrichs nutzt die ARS 2000 SE gerade in mehrachs­koordi­nierten Motion Control Anwen­dungen, weil sich die Servo­­regler aus Braunschweig „so univer­sell einsetzen lassen. Wir kön­nen damit ent­sprechend flexibel auch auf ganz spezielle Kunden­wünsche ein­gehen“. Dabei mache die Para­metrier­software „Metronix ServoCommander®“ das Leben im Engineering vergleichs­weise einfach – zumal die ARS 2000 SE „ohne Kauf von Options­karten mit fast allen Geber­systemen klar kommen“. Linear­antrieb, Torque­motor, Synchron­servo: Unerheb­lich sei eben­falls, welcher Motor letzt­lich auf der Aktorik­seite ange­schlos­sen ist.

Einfache Kodierung im Achs­verbund

Eingebunden sind die bis zu acht Servo­regler einer Näh­maschine per CAN-Bus Kom­munika­tion in die CNC-Maschinen­steuerung. Jede Achse er­hält dabei eine definierte CAN-Knoten­nummer. Sie weist dem Regler seinen festen Platz innerhalb des Antriebs­verbundes zu – sowohl räum­lich, als auch funk­tional. Realisiert ist die Auf­gaben­zuordnung über eine binäre Kodie­rung im An­schluss­stecker. Steht der Code beispiels­weise auf 1001 weiß der Servo, dass er im Betrieb zum Bei­spiel als Greifer­servo zu arbei­ten hat. 1010 kann wiederum für den An­trieb eines Näh­kopfes stehen.

Dieses Kon­zept hat in der Praxis enorme Vorteile, die Antriebs­regler – unab­hängig von ihrer jewei­ligen Auf­gabe – standardi­sieren zu können. Sämt­liche in den Näh­maschi­nen auf­treten­den Parameter­sätze sind im ARS 2000 SE von Metronix auf der im Gerät inte­grierten SD-Karte ge­spei­chert. Die Kodie­rung im Stecker sorgt beim Booten der Geräte dafür, dass der für die Appli­kation passende Para­meter­satz geladen wird. Aus dem Generalisten wird so – ganz auto­matisch – der Spezia­list. 15 unterschiedliche Sätze sind auf der SD-Karte abgelegt. 16 wären mit den vier binären Stellen möglich.

Die Trennung der Regler­hardware von der Antriebs­software bringt für die Näh­maschinen­bauer aus Köln gerade im Ersatz­teil­geschäft enorme Vor­teile mit sich. „Wir brauchen keine Fragen mehr stellen, welches Gerät genau ersetzt werden soll. Damit kann es auch nicht mehr passieren, dass Regler mit einem bestim­mten Parameter­satz verschickt wird, der dann doch nicht passt“, freut sich Olaf Offergeld. Zudem haben die Kunden der Näh­maschinen­fabrik Emil Stutznäcker die Möglich­keit, sich Ersatz aufs Lager zu legen, der eben nicht funk­tional gebunden ist. Eine mög­liche Geräte­varianz wird ledig­lich von der Leis­tungs­klasse erzeugt und nicht von der Para­metrie­rung. „Wir liefern ganz einfach einen Genera­listen aus, der auf seiner SD-Karte alles für seinen späteren Job an Bord hat. Das ist ein tolles Feature.“

Fazit

Die Mammut Mammut P2A / P2S ist konzi­piert für die flexible Produk­tion kleinster Los­größen und schafft dabei die Grund­lage ein weiteres Feld an Textilien her­zu­stellen: von Stepp­decken, Tages­decken, Matratzen­platten bis hin zu Polster­auflagen. Die Servo­antriebs­technik von Metronix sorgt ihrer­seits in Verbin­dung mit der einge­setzten CNC-Steuevrung dafür, dass Ferti­gungs­aufträge ohne nennens­werte Rüst­zeiten auf Knopf­druck gewech­selt werden können.

Autor: Dipl.-Sozialwirt Thorsten Sienk, freier Fachredakteur, Bodenwerder
 

Direktantrieb mit großer Hohlwelle

Viele Anwendungen erfordern Antriebslösungen, die eine zentrale Öffnung haben, durch die z.B. Licht, Kabel oder Teile der Anwendung geführt werden können. Ein neuer Direktantrieb bietet jetzt eine vielseitige Lösung für viele Anwendungen. Seine große Öffnung hat einen Durch­mes­ser von 40 mm und dank Schritt­motortechnologie erreicht er bei geringem Gewicht und Volumen eine ausgewogene Kombination von Geschwindigkeit und Drehmoment.

Antriebstechnologien und -lösungen, die sich prinzipiell eignen, wenn eine zentrale Öffnung gefordert ist, gibt es viele. Allerdings haben sie im praktischen Einsatz jeweils spezifische Nachteile. Bei Hybrid-Schrittmotoren beispielsweise ist der Durchmesser der Hohlwellen aufgrund des notwendigen Kupferfüllfaktors oder magnetischen Rückschlusses normalerweise auf etwa 10 bis 12 mm begrenzt. Torquemotoren lassen zwar aufgrund ihres vielpoligen Aufbaus größere Öffnungen zu, können jedoch wegen ihrer großen bewegten Masse keine hohen Geschwindigkeiten erreichen. Zudem sind sie vergleichsweise teuer und oft nur schwierig zu integrieren. Viele Anwendungen verwenden deshalb Drehtische mit zentraler Öffnung, die von einem „normalen“ Motor angetrieben werden. Solche Lösungen brauchen allerdings eine Übersetzung und eine komplexe Mechanik. Das unvermeidliche Spiel, das sich daraus ergibt, muss dann in Präzisionsanwendungen aufwendig kompensiert werden. Das verkompliziert die Systemintegration beträchtlich.

Außerdem sind zahlreiche Verschleißteile involviert, der Wartungsbedarf ist deshalb hoch. Durch einen hybriden Schrittmotor angetriebene Drehtische sind ebenfalls oft das Mittel der Wahl, werden aber voluminös und schwer, wenn sie größere Leistungswerte erreichen sollen. Eine praxisgerechte Lösung zu finden, wenn die Anwendung eine Öffnung erfordert, war bisher also nicht unbedingt einfach.

Neuer Ansatz – neue Möglichkeiten

Der Antriebsspezialist FAULHABER hat sich deshalb dieser Thematik angenommen und mit dem Schrittmotor der Reihe DM66200H eine völlig neue Antriebslösung entwickelt, die speziell für Anwendungen ausgelegt ist, die eine große Öffnung benötigen. Bei einem Gesamtdurchmesser von 66 mm bietet er einen mit 40 mm ausgesprochen großen Hohlwelleninnendurchmesser. Dabei ist er nur 24 mm flach und wiegt lediglich 218 g. Der kompakte Antrieb lässt sich dadurch einfach montieren und benötigt wenig Einbauplatz. Der Rotor mit der Öffnung treibt die um die Öffnung herum angeordnete Mechanik ohne Übersetzung direkt an. Es gibt also kein mechanisches Spiel, was kompensiert werden muss.

Ursprünglich konzipiert für Optik und Photonik-Anwendungen, erschließt der neue Hohlwellen-Direktantrieb auch in vielen anderen Bereichen interessante Möglichkeiten, zum Beispiel auch als Laufradantrieb, wenn die Antriebswellen aus Platzgründen durch den Motor geführt werden oder in der Prothetik bei künstlichen Knien oder Schultern. Prinzipiell kann er überall dort eingesetzt werden, wo Kabel durch die Öffnung geführt werden oder die Öffnung zum Durchleiten von Gasen, Flüssigkeiten oder Lichtsignalen benötigt wird. Neben dem Bereich Optik – zum Beispiel für Mikroskoptische, Blenden, Zoom-Objektive, Laserstrahl-Steuerung etc. – sind damit vielfältige Steuerungs- und Positionieraufgaben möglich. Typische Anwendungen sind aber beispielsweise auch Drehtische, Antennenfüße sowie Luft- und Gasabzüge.

Hohe Leistungswerte in optimaler Kombination

Der Direktantrieb basiert auf der bewährten Schrittmotor-Technologie von FAULHABER. Der mehrpolige Zwei-Phasen-Motor mit Permanentmagneten liefert pro Umdrehung 200 Schritte. Mit einer hohen Auflösung von 1,8° im Vollschritt kann er Positionieraufgaben im offenen Regelkreis (open loop) präzise ausführen. Er erreicht dabei ein dynamisches Drehmoment von bis zu 200 mNm und kann entsprechend große Lasten bewegen. Das maximale Haltemoment liegt bei 307 mNm, geboostet sogar bei 581 mNm. Bremsen sind damit unnötig. Geschwindigkeiten bis 2000 Umdrehungen pro Minute sind realisierbar. Für viele Anwendungen bietet der kompakte Direktantrieb damit eine perfekte Balance von Geschwindigkeit und Drehmoment. Er erlaubt einen wartungsfreien Dauerbetrieb, da das Kugellager das einzige Verschleißteil ist. Applikationsspezifische Modifikationen sind auf Anfrage möglich, zum Beispiel spezielle Schmierstoffe, kundenspezifische Wicklungen, besondere Kabel und Stecker sowie Montageflansche.
 

Kompakte Steuerung für anspruchsvolle Anwendungen

Baumüller stellt seine neue Steue­rungs­platt­form b maXX PLC vor. Die­se kom­bi­niert Eigen­schaf­ten von Indus­t­rie-PCs und PLC-Steue­run­gen und deckt damit den Be­reich zwi­schen die­sen ex­is­tie­ren­den Lö­sun­gen opti­mal ab. Die b maXX PLC ist in zwei Vari­an­ten er­hält­lich: Die b maXX PLC mc steuert Mo­tion-Con­trol-An­wen­dun­gen und er­mög­licht in Kom­bi­na­tion mit den umfang­reichen Bau­müller-Tech­no­lo­gie­biblio­theken eine schnelle Um­setzung von hoch­per­for­man­ten Au­to­ma­ti­sie­rungs­auf­gaben. Mit der In­dus­t­rie 4.0-Vari­ante b maXX PLC IoT können Da­ten direkt an der Ma­schine ge­sam­melt, vor­ver­ar­bei­tet und an wei­tere End­ge­räte bzw. die Cloud aus­ge­geben wer­den. Mit ihr wer­den um­fang­reiche und kom­plexe Daten­analy­sen mög­lich, um In­dus­t­rie 4.0-An­wen­dungen wie bei­spiels­weise Pre­dic­tive Main­ten­ance zu er­mög­lichen. Bei­de Vari­anten sind in der glei­chen Bau­form er­hält­lich und ver­fü­gen über eine IEC-61131-3 Um­ge­bung zur Rea­li­sie­rung von an­spruchs­vollen Steue­rungs­auf­gaben in „harter“ Echt­zeit

Kom­pakte Steue­rung mit ho­hen Leis­tungs­reser­ven

Das System über­zeugt mit handl­ichen Ab­mes­sun­gen von 110 x 90 x 35 mm und ist somit deut­lich kom­pak­ter als die bis­heri­ge Steue­rungs­lö­sung. Die b maXX PLC mc ba­siert auf einem Intel x86 CPU-Sys­tem, ist uni­ver­sell für nahe­zu jede Au­to­ma­ti­sierungs­auf­gabe ein­setz­bar und kann flexi­bel mon­tiert wer­den. Die neue Baumüller b maXX PLC mc besticht durch einen sehr gerin­gen Platz­bedarf im Schalt­schrank und eignet sich für die Hut­schie­nen­mon­tage. Die b maXX PLC mc zeich­net sich zu­dem durch eine sehr gu­te Per­for­mance mit hoch­syn­chro­nen Echt­zeit­tasks aus. So können kom­plexe Appli­ka­tionen mit höchs­ten An­for­de­rungen an die Leis­tungs­fähig­keit reali­siert wer­den. 

Durch die Kom­bi­na­tion aus SPS und PC können neben den eigent­lichen Steue­rungs­auf­gaben zu­sätz­lich die Mög­lich­kei­ten des Windows Betriebs­systems genutzt wer­den. Durch die Ver­wen­dung von Multi­core-Pro­zes­so­ren der Intel Atom-Reihe und die Auf­teilung in ein Echt­zeit- und ein Windows-Be­triebs­sys­tem, welche beide un­ab­hän­gig von­ein­ander ar­bei­ten, können An­wen­dun­gen reali­siert wer­den, die frü­her min­des­tens zwei Sys­teme er­for­dert ha­ben. Typisches Bei­spiel hier­für ist die Ma­schinen­visu­ali­sierung. Dies spart Platz im Schalt­schrank, re­du­ziert die Kom­plexi­tät und Kos­ten im After-Sales-Be­reich zum Bei­spiel die Er­satz­teil­hal­tung. 

Die b maXX PLC mc über­zeugt zu­dem durch eine hohe An­wen­der­freund­lich­keit, zum Bei­spiel durch die von außen werk­zeug­los wechsel­bare Bat­te­rie für die Echt­zeit­uhr. Gleich­zei­tig wird über einen sehr schnellen nicht­flüch­tigen Speicher – NVRAM – auch bei Spannungs­aus­fall eine siche­re Daten­hal­tung er­mög­licht

IoT Konnektivität

Die b maXX PLC IoT er­wei­tert die Baumüller-Steue­rung b maXX PLC mc um um­fang­reiche IoT-Funk­tio­nali­täten. Sie ist die ideale Lö­sung zur Ver­netzung und Steue­rung von Ma­schi­nen und Ma­schi­nen­modu­len bis hin zu ein­zel­nen Au­to­ma­ti­sierungs­kom­po­nen­ten. Mit der b maXX PLC IoT können Daten direkt an der Ma­schi­ne ge­sam­melt, vor­ver­arbei­tet und an wei­tere End­ge­räte bzw. die Cloud aus­ge­ge­ben wer­den. Mit ihr werden um­fang­reiche und kom­plexe Daten­analy­sen mög­lich, um Indus­t­rie 4.0-An­wen­dun­gen wie bei­spiels­weise Pre­dic­tive Main­ten­ance zu er­mög­li­chen. Gleich­zeitig kön­nen neue Geschäfts­mo­delle wie „pay per x“ reali­siert wer­den. 

Auf der b maXX PLC IoT ist zu­sätz­lich die Soft­ware Node-RED imple­men­tiert. So lassen sich indi­vidu­elle Para­metrie­rungen zur Ana­lyse von Daten bis hin zur Er­stel­lung ei­ge­ner Dash­boards vor­nehmen. Durch den ver­füg­baren MQTT-Bau­stein las­sen sich Daten in ver­schiede­ne Clouds schicken; un­ab­hän­gig vom je­wei­li­gen Cloud-An­bie­ter. Eben­falls ent­halten ist ein OPC-UA-Bau­stein, mit dem die Inter­opera­bili­tät auf Ma­schinen­ebene sicher­ge­stellt ist. 

Es können Daten von Devices ver­schie­de­ner Her­stel­ler ver­ar­bei­tet wer­den. Daten von Baumüller-Pro­duk­ten, wie z.B. die eines b maXX-Um­richters, kön­nen pa­ral­lel zum Feld­bus über das in­ter­ne Pro­to­koll und damit über die Ser­vice-Schnitt­stelle aus­ge­ge­ben wer­den. Durch die er­wei­ter­ten Funk­tio­nen kann so die Kon­nek­ti­vi­tät von Baumüller-Ge­räten, wie etwa mit der b maXX PLC IoT, via OPC UA mit anderen Au­to­ma­ti­sierungs­kom­po­nen­ten her­ge­stellt wer­den.
 

1-kW-Servomotor für Kleinspannung

Mit bis zu 1.000 W Nenn­leistung bieten die bürsten­losen DC-Mo­toren der Serie APBA80 von Nanotec eine leis­tungs­fähige Alter­native zu AC-Servo­moto­ren gleicher Bau­größe. Die neuen Motoren sind standard­mäßig mit En­co­der oder En­co­der und Brem­se aus­ge­stat­tet und ent­spre­chen Schutz­art IP65. Ihr Spitzen­moment liegt bei 9,6 Nm, die Nenn­dreh­zahl beträgt 3.000 U/min bei 48 V Nenn­spannung. Neben der Standard­aus­führung mit Pass­feder­nut sind auch in­di­vi­duelle Wellen­modi­fika­tionen mög­lich, ebenso wie kunden­spezi­fische Wick­lungen.

Aufgrund ihrer niedrigen Betriebs­spannung eignen sich diese 80-mm-Mo­toren ideal für den Ein­satz in batterie­be­trie­benen An­wen­dungen, wie fahrer­losen Trans­port­sys­temen (FTS) oder Service­robotern. Sie können problem­los auch in Um­ge­bungen ein­ge­setzt werden, wo für AC-Servos eine zu­sätz­liche Iso­lie­rung oder spezielle Sicher­heits­maß­nahmen er­for­der­lich wä­ren. 
 

Energieeffiziente Synchronmotoren bis 4 kW Leistung

Die neuen. energie­effi­zien­ten Perma­nent­mag­net-Syn­chron­mo­toren IE5+ von NORD zeichnen sich be­son­ders durch einen hohen Wir­kungs­grad und einen brei­ten Dreh­moment­bereich aus. Damit eig­nen sie sich optimal für den wirt­schaft­lichen Be­trieb im Teil­last­bereich. Für die Intra­logis­tik sind die neuen IE5+ Mo­to­ren eben­so inter­es­sant wie für die hygiene­sen­sib­len Berei­che der Lebens­mittel- oder Pharma­bran­che. Im ver­gan­ge­nen Jahr wurde der kom­pakte IE5+ Motor mit Bau­größe 71 präsen­tiert, nun ist auch die Bau­größe 90 für den Leis­tungs­bereich von 1,1 bis 4,0 kW mit einem Dauer­dreh­moment von 6,8 bis 18,2 Nm er­hält­lich. 

Verein­fach­te Pro­zes­se und ge­rin­ge­re Lager­hal­tung

Der Motor gewähr­leis­tet eine große Fle­xi­bi­li­tät: Sowohl der Mo­tor­direkt­anbau als auch der NEMA- und IEC-Motor­anbau sind ver­füg­bar, Dreh­geber sowie mecha­nische Brem­se sind auf Wunsch in­te­griert er­hält­lich. Da das kon­stan­te Dreh­mo­ment über ei­nen wei­ten Dreh­zahl­bereich eine geziel­te Va­ri­anten­re­du­zie­rung er­mög­licht, können ad­min­is­tra­ti­ve Auf­wände mini­miert und Her­stel­lungs-, Lo­gis­tik-, Lager- und Ser­vice­pro­zesse schlan­ker ge­stal­tet wer­den. Die In­ves­ti­tion amor­ti­siert sich inner­halb kur­zer Zeit. Die IE5+ Syn­chron­mo­to­ren sind mo­du­lar im Bau­kas­ten­sys­tem mit al­len Ge­trie­ben und der An­triebs­elek­tro­nik von NORD kom­bi­nier­bar. 
 

Schwingungstechnik für den guten Ton

Der Song „Good vibrations“ von den Beach Boys ist ein Hit. Das Gegenteil davon sind Erschütterungen, Schwingungen und Vibrationen, die das Hörerlebnis trüben. Dass Hi-Fi-Puristen entsprechend kritisch sind, wissen auch die Ingenieure des Elek­tro­nik­unternehmens BaiRuiKe Technology Co., Ltd. Im chinesischen Shenzhen entwickeln und fertigen sie hochwertige Röhrenverstärker und die entsprechenden Komponenten. Um Besuchern aus aller Welt die Leistungsfähigkeit der Audioprodukte zu demonstrieren, werden diese in einem speziell angelegten Vorführraum empfangen. Als sich die aus einer angrenzenden Werkstatt, in der Stanzarbeiten ausgeführt wurden, stammenden Geräusche als zu laut erwiesen, musste gehandelt werden. Schlimmer als die reine Lautstärke von nebenan waren die von dort kommenden niederfrequenten Interferenzen, die sich auf die Anlage übertrugen. Die Techniker von BaiRuiKe Technology wollten diese Interferenzen unter allen Umständen eliminieren. Sie befanden sich in einer kritischen Entwicklungs- und Testphase für ein neues Highend-Gerät, das sie unter dem Markennamen EIZZ auf Fachmessen der audiophilen Öffentlichkeit präsentieren wollten. Weil das Unternehmen über fortschrittliche Produktionsanlagen sowie über eine starke Forschungs- und Entwicklungsabteilung verfügt, konnten binnen kürzester Zeit die richtigen Ansprechpartner kontaktiert werden, um sich der Lösung des Problems anzunehmen.

Luftfedern eliminieren die unerwünschten Schwingungen

Als Spezialisten im Feld der Schwingungsisolierung wählten die Ingenieure von BaiRuiKe Technology einen Handelspartner der ACE Stoßdämpfer GmbH aus, die über eine Filiale in Changzhou, in der Nähe von Shanghai in der Volksrepublik China, verfügt. Dort war man sich schnell einig: „Wir wollen die Geräte unserer Kunden durch unsere Lösungen bestmöglich gegen unerwünschte Schwingungen schützen“, schildert Ligen Zhang aus dem Vertrieb von ACE die Aufgabe. Im Zuge derer galt es zuerst, die Schwingungsfrequenz von 20 Hz herausfiltern, die niedrigste Frequenz, die das menschliche Gehör wahrnehmen kann. Dafür wurden seitens ACE vier Luftfedern vom Typ PLM-1 bereitgestellt. Im Normalfall halten diese Komponenten Schwingungen z. B. von Hochleistungs- und Präzisionsmaschinen fern. Ein Verhältnis von 1:1 zwischen horizontaler und vertikaler Eigenfrequenz sorgt für eine hohe Stabilität und auch für sehr gute Standzeiten. Mit ihrer niedrigen Eigenfrequenz von 3 Hz kommen sie im industriellen Umfeld bei Messtischen, hochsensiblen Prüfständen, Hochgeschwindigkeitspressen und Produktionsanlagen als niederfrequente Schwingungs- und Schockisolatoren zum Einsatz. Mit acht verschiedenen, ab Lager sofort verfügbaren Bautypen, die sowohl kleinere Lasten von 45 kg bis große von 8.800 kg tragen können, lassen sich einzelne Geräte genauso wie ganze Konstruktionen einfach durch die nachträgliche Lagerung oder ein Einbetten von vornherein von unerwünschten Schwingungen isolieren und gleichzeitig per integriertem Ventil ideal nivellieren. Als Schwingungsdämpfer eingesetzt, gewährt die interne Luftkammer eine Isolierwirkung bereits ab 5 Hz aufwärts. Die in diesem Fall verwendeten PLM-1 liegen am unteren Ende des Belastungsbereiches von 45 kg. Aus diesem Grund kamen für die H-Fi-Marke EIZZ in einem ersten Versuchsaufbau vier dieser kleinen Helfer zum Einsatz.

VibroChecker PRO macht Smartphone zum Profimessgerät

Der erste Eindruck des auf diese Weise ruhig gestellten Endgerätes war durchweg positiv. Die Experten von BaiRuiKe Technology wollten die Effekte der Luftfedern jedoch nicht nur hören, sondern ihren persönlichen Eindruck objektivierbar machen. Für diesen Zweck empfahl Ligen Zhang die Bestellung der App VibroChecker PRO gemeinsam mit dem externen USB-Sensor Digiducer 333D01. Dabei handelt es sich um die Weiterentwicklung der seit der Einführung im Jahr 2014 erfolgreich durch ACE am Markt etablierten App VibroChecker für iPhones. 

Während mit der kostenlosen Grundvariante schnell und einfach Schwingungen an Maschinen und Bauteilen im Frequenzbereich bis 50 Hz gemessen werden können, weitet VibroChecker PRO dieses um ein Vielfaches aus und ist für die besonderen Anforderungen im vorliegenden Fall prädestiniert. Denn mit der Kombination aus App und USB-Sensor wird aus iPhones oder iPads ein professionelles Mess-Gerät, mit dem einfach und schnell Schwingungen bis zu 8.000 Hz und hinunter bis zu 1 Hz zu messen und auszuwerten sind. Dafür wird der Sensor lediglich über die Lightning- oder USB-Schnittstelle verbunden und per App aktiviert. Im Vergleich zu bisher üblichen schwereren Mess-Systemen steht Anwendern durch diese Lösung ein so leistungsfähiges wie preiswertes Mess-Equipment mit einem Gesamtgewicht von weniger als 1 kg zur Verfügung.

Da ACE nicht nur bei der Darstellung der Ergebnisse, sondern auch bei der Bedienung auf ein hohes Maß der Visualisierung setzt, vollzogen sich die Tests auch in China intuitiv und schnell. Nach erfolgreicher Messung konnten die Ergebnisse abgespeichert und einfach mittels E-Mail-Funktion auf den eigenen Desktop, zu den Fachabteilungen und zum Distributor gesendet werden. Durch die positiven Ergebnisse bestärkt, setzt der chinesische Spezialist BaiRuiKe Technology die Luftfederelemente vom Typ PLM-1 von ACE seitdem nicht nur bei den EIZZ-Röhrenverstärkern im Demoraum und auf Messen als optisches Signal höchster Akustikkunst ein. Die schwingungsisolierenden Komponenten werden nun auch potenziellen Kunden als Zubehör für maßgeschneiderte Hi-Fi-Anlagen zusammen mit der App VibroChecker PRO angeboten. Damit ist sichergestellt, dass die Klänge von Popklassikern wie ‚Good Vibrations’ ebenso originalgetreu und erschütterungsfrei übertragen werden wie donnernde Orchesterstücke mit der Klangwucht des ‚Walkürenritts’ von Richard Wagner.
 

Sichere Radarsensoren

Leuze vertreibt das sichere Ra­dar­sys­tem LBK des ital­ieni­schen Her­stellers Inxpect S.p.A, eine 3D-Lö­sung zur Ab­siche­rung von Ge­fahren­be­reichen in der Nähe von Ma­schinen und An­la­gen. Die Er­fas­sung ist auch in Um­ge­bun­gen mit Schmutz, Schweiß­fun­ken, Säge­spä­nen, Rauch oder Feuchtig­keit mög­lich. 

Registrierung von Bewegungen

Das Radar­sys­tem LBK rea­giert auf Bewe­gungen und er­zeugt ein Ab­schalt­sig­nal, so­bald ein Mensch den über­wach­ten Be­reich be­tritt. Da­mit wer­den Mit­ar­bei­ter und Betriebs­pro­zesse glei­cher­maßen ge­schützt. Denn die 3D-Lö­sung unter­bricht Betriebs­pro­zesse nur dann, wenn sich tat­säch­lich je­mand im Ge­fah­ren­be­reich auf­hält. So ver­mei­det das Sys­tem un­nö­tige Ab­schal­tungen und er­höht zu­gleich die Ver­füg­bar­keit der Ma­schine oder An­la­ge. So­bald alle Per­so­nen den Ge­fahren­be­reich wieder ver­las­sen haben, können die Ma­schi­nen er­neut an­lau­fen. Die ein­ge­setz­te Radar­tech­no­lo­gie unter­schei­det zu­ver­läs­sig zwi­schen Men­schen und sta­ti­schen Ob­jek­ten, weil sie selbst still­stehen­de Per­so­nen im Schutz­be­reich er­kennt. Stati­sche Ob­jek­te wie bei­spiels­weise Pa­let­ten oder Material­behälter können im Schutz­bereich sogar ste­hen gelas­sen wer­den. Sie füh­ren zu kei­ner Sys­tem­unter­brechung. 

Das sichere Radar­system LBK kommt vor allem beim Wieder­an­lauf­schutz und zur Über­wachung nicht ein­seh­barer Be­rei­che zum Ein­satz. An­wen­der kön­nen es an ihre in­di­vi­du­ellen An­for­de­rungen an­pas­sen: durch die An­zahl und die Posi­tion der Sen­so­ren, durch die ein­stell­bare Reich­weite sowie den wähl­baren Öffnungs­win­kel. Das Sys­tem über­wacht mit seiner 3D-Ra­dar­tech­nik auch Berei­che an Stufen, Sockeln und hinter nicht-me­talli­schen Ab­schat­tungen zu­ver­läs­sig. Um größere Räume zu sichern, las­sen sich bis zu sechs Radar­sen­soren über einen Con­troller zusammen­schal­ten. Auf diese Weise bietet das Sys­tem einen maxi­malen Über­wachungs­bereich von 15 mal 4 Meter. Die ein­zel­nen Sen­so­ren lassen sich in Gruppen zu­sammen­schal­ten. Diese Gruppen sind bei Bedarf ab­schalt­bar und lassen sich so an dy­na­mi­sche Ab­läufe an­pas­sen. Über die ein­fach bedien­bare Kon­figurations­soft­ware können An­wender die Sys­tem­para­meter ein­fach fest­legen.
 

Not-Halt-Schalter mit Statusanzeige

Bei großen Maschinen und An­la­gen gibt es üb­licher­weise viele Schutz­türen, die abge­sichert werden müssen, um zum Bei­spiel den Be­die­ner vor Ver­let­zun­gen zu schützen. Neben der Über­wachung dieser Schutz­türen muss jede Ma­schine darü­ber hinaus gemäß Ma­schi­nen­richt­linie (MRL) auch mit ei­nem oder mehre­ren Not-Halt Gerä­ten abge­sichert wer­den. Klas­sischer­weise erfolgt aus Kosten­grün­den die Ver­drah­tung der Schutz­tür-Über­wachung sowie der Not-Halt Funk­tion in Reihe, aber immer noch getrennt von­ein­ander, so dass meh­re­re Sicher­heits­re­lais benötigt wer­den. Mit dem SMART Safety System von BERNSTEIN gehört diese auf­wen­dige Ver­drah­tung der Ver­gangen­heit an.

Betätigungs­zahlen ein­fach aus­lesen

Denn neben den Sicher­heits­sen­soren SRF (Safety RFID), zur Über­wachung der Schutz­türen, kön­nen auch die Not-Halt Geräte SEU (Safety Emer­gency Unit) in ein und dem­sel­ben Sicher­heits­kreis ver­drah­tet werden. Dank des pa­ten­tier­ten Daisy Chain Dia­gnose­sys­tems (DCD) können mit den dazu­gehöri­gen Sicher­heits­aus­wertungen, wie dem SCR P, umfang­reiche Dia­gnose­daten jedes ange­schlossen Gerätes zum Bei­spiel über Ether­net ausge­wertet werden. Mit dem neuen beleuch­teten Not-Halt von BERNSTEIN, SEU, kön­nen diese Daten nicht mehr nur an einem HMI (Human-Ma­chine Inter­face) visua­lisiert werden, son­dern sind dank der großen LED-Status­an­zeige ab sofort auch direkt am Gerät schnell sicht­bar. Da die Not-Halt Geräte starken me­cha­ni­schen Belas­tungen aus­ge­setzt sind, sind sie nach einer bestim­mten An­zahl von Betäti­gungen auszu­wechseln. Das DCD System erlaubt das ein­fache Aus­lesen dieser Betäti­gungs­anzahl. So kann der Not-Halt recht­zeitig vor Errei­chen der er­laub­ten Lebens­dauer aus­ge­wechselt wer­den (predictive main­ten­ance). Die Reihen­schal­tung der SMART Safety System Kom­po­nenten, wie SRF und SEU, ist darü­ber hin­aus dank der selbst­über­wachen­den OSSD Kanäle auch ohne Berück­sichti­gung von Fehler­maskierung prob­lem­los möglich.
 

Ein unschlagbares Team – Lineartechnik bringt die Robotik auf Touren

Ob Werk­stück­hand­ling, Palettierung, Trans­port oder Ver­ket­tung mehre­rer Ar­beits­sta­tionen – geht es um ro­boter­ge­stützte Auto­mati­sierungs­lö­sungen, ist Rollon ein gefragter Partner. Der Spezia­list für line­are Bewegungs­systeme bietet einen der größ­ten mecha­nischen Linear­achs­bau­kästen und reali­siert tech­nisch sowie wirt­schaft­lich opti­mierte Robotik­lösungen für jeden Anwen­dungs­fall – von sieb­ten Achsen für In­dustrie­robo­ter und Cobots bis hin zu flexi­blen Portal- und Mehr­achs­kon­zepten. In Zu­sam­men­ar­beit mit System­inte­grato­ren und Part­nern ent­stehen maß­geschnei­derte Komplett­systeme, die höch­sten An­sprüchen an Effizienz, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit gerecht werden.

Linear­technik und Robo­tik: Hand in Hand für maxi­male Effi­zienz 

Linear­technik ist vor allem im Zusammen­spiel mit dem Robo­ter im Ein­satz, unter ande­rem im Be­reich der Zu- und Ab­füh­rung. Wer dabei die Werk­zeug­führung über­nimmt und wer das Teile­hand­ling – Robo­ter oder Linear­technik, ist je nach Anfor­derung unter­schied­lich. „So stellen bei­spiels­weise biege­steife Rollon-Teles­kope in auto­matisier­ten Material­puffern sicher, dass es selbst bei großen Gewich­ten der Roh­linge und bearbei­teten Werk­stücken zu keiner Durch­biegung der Auf­nahmen kommt. Damit kann der Robo­ter die Posi­tion sicher finden“, erklärt Andreas Kaiser, Business Development Director bei Rollon. Erfor­dern die Anwen­dungen dagegen ein Höchst­maß an Präzi­sion, ist eine umge­drehte Aufgaben­verteilung ange­bracht: In dem Fall würde der Robo­ter das Teil­hand­ling über­nehmen, wäh­rend das Werk­zeug, z.B. ein Schweiß­laser, prä­ziser als mit einem Robo­ter von einer Rollon Kugel­roll­spindel-Achse bewegt werden kann.

Für jede Auf­gaben­stellung die best­mögliche Lö­sung finden

Keine Frage: Jede Anwen­dung ist anders. Mit seinem viel­fältigem Linear­achs­bau­kasten sowie seiner hohen Ent­wick­lungs- und An­wen­dungs­kompe­tenz wird Rollon nahezu allen Anfor­derungen und Um­gebungs­bedin­gungen gerecht – von sehr dyna­misch und flexi­bel über beson­ders sauber und hygie­nisch bis hin zu extrem robust. Das viel­fältige Ange­bot für die Robo­tik umfasst unter anderem Linear­achsen mit Kugel- oder Rollen­lager, Riemen-, Zahn­stangen- und Kugel­gewinde­an­triebe, hoch­belast­bare Teleskop­schienen, Rein­raum­lösungen sowie schmier­stoff­freie, abge­deckte und offene Varian­ten. „Unsere Linear­achs­systeme auf Alu­minium­basis sind sehr leistungs­fähig im Nutz­last­bereich bis 400 kg – ent­weder als Portal mit reiner Linear­technik oder, wenn ein 6-Arm-Ro­boter bevor­zugt wird, als Arbeits­raumer­gänzung für diesen in Form einer siebten Achse“, hebt Andreas Kaiser hervor. Der Ein­satz von Alu­minium sorgt für ein geringes Gewicht, eine schnelle Mon­­tage, eine große Flexi­bili­tät sowie eine hohe Ener­gieeffi­zienz. Gleich­zeitig zeich­nen sich die strang­gepres­sten Profile durch eine hohe Steifig­keit, Belast­bar­keit, Prä­zi­sion und Zu­ver­lässig­keit aus – und das bei beson­ders kom­pakter Bau­weise.

Die 7. Achse für Roboter

Kleiner, leichter, flexibler, kom­for­tab­ler: Die Trends in der Robotik gehen klar in Richtung Leicht­bau, Modu­lari­tät und Ein­fach­heit. Gefragt sind vor allem kom­pakte, wand­lungs­fähige und unkom­plizier­te Lö­sungen. „Die Roboter­her­steller ver­suchen die Inte­gra­tion von Peri­pherie­equip­ment wie Grei­fer, Schlauch­pakete oder Linear­achsen zu verein­fachen. Neuen Nutzer­gruppen, die bisher nicht die typischen An­wen­der von Robo­tik waren, z.B. kleine­re Mon­tage­betrie­be, soll das die Er­stel­lung einer Auto­mations­lösung verein­fachen“, so Andreas Kaiser. Ob fle­xib­ler Roboter­arm, intui­tiv bedien­barer Cobot oder klassi­scher 6-Achs-Knick­arm­roboter: Wenn es um sehr lan­ge Verfahr­wege, hohe Lasten oder große Arbeits­räume geht, kommen die stäh­ler­nen Arbeits­kolle­gen schnell an ihre Gren­zen. Eine siebte Achse schafft hier Ab­hilfe. Mit dieser ein­fachen Er­weite­rung lässt sich der Arbeits­bereich deut­lich vergrö­ßern. Dabei ver­fährt der Robo­ter auf einer Linear­achse und kann so Auf­gaben an meh­reren Or­ten über­nehmen. Das modu­lare Shuttle-Sys­tem ist in mehre­ren Bau­größen erhält­lich und lässt sich ein­fach in jede An­wen­dung inte­grie­ren. Die leich­ten Alu­minium-Pro­file kön­nen kleinere und mittlere Ro­bo­ter mit einem Ge­wicht von bis zu 1.500 kg und mit einer Nutz­last bis ca. 300 kg auto­mati­siert tragen und bewegen. Ob Palet­tieren, Bestü­cken, Handl­ing, Schwei­ßen, Ver­kle­ben oder Lackieren: Mit der sieb­ten Ach­se von Rollon können An­wen­der ihre Auto­mati­sierungs­prozes­se noch effi­zien­ter und flexib­ler gestal­ten.

Die optimale Kom­bina­tion aus Flexi­bili­tät und Wirt­schaft­lich­keit

Mit einer Linear­achse lässt sich der Aktions­radius aller Robo­ter erwei­tern, unabhän­gig vom Her­stel­ler oder Ro­boter­typ. Die Vari­anten­viel­falt des Rollon-Port­folios ermög­licht eine sehr prä­zise Dimen­sionie­rung der Achse und redu­ziert so die Kos­ten für den Anwen­der deut­lich. Durch ein­faches Ver­binden mehre­rer Pro­file kann die Län­ge der Ver­fahr­ach­sen belie­big erwei­tert und da­mit die Reich­weite des Robo­ters nahe­zu un­end­lich erhöht wer­den. Grund­sätz­lich gilt: Je grö­ßer die benö­tig­te Reich­weite für den Pro­zess ist, desto mehr spart der Anwen­der durch die Kombi­nation aus Robo­ter und Linear­achse im Ver­gleich zu zwei oder mehre­ren Ein­zel­robo­tern. Der Ro­boter ist flexi­bel ein­setz­bar und die Linear­achse ist schneller und gün­sti­ger als ein Robo­ter. Kom­bi­niert man bei­des, hat man die Anwen­dungs­viel­falt des Robo­ters ver­füg­bar, kann diesen je­doch auf wirt­schaft­liche Art und Weise mehr Ar­beits­sta­tio­nen zuwei­sen. Das gesamte Kon­zept der sieb­ten Achse bietet höhere Flexi­bili­tät als eine reine Robo­ter­lö­sung und ist gerade bei klei­ne­ren und mitt­le­ren Robo­tern eine wirt­schaft­liche Al­ter­na­tive zur Stahl­bau­weise.

Portalroboter: Schneller, höher, weiter

Wäh­rend sich Robo­ter-Linear­achs-Kom­bi­natio­nen vor allem für kom­plexe Hand­ling­auf­gaben an­bieten, sind bei höhe­ren Anfor­derun­gen hin­sicht­lich Dyna­mik, Reich­weite oder Trag­fähig­keit Portal­robo­ter oder Mehr­achs­sys­teme das Mittel der Wahl. Die maß­ge­schnei­derten Sys­tem­lö­sungen kom­men mit mini­malem Bau­raum aus und las­sen sich somit schneller und ein­facher in be­stehen­de Pro­duktions­lay­outs inte­grie­ren. Ein weite­res Plus ist, dass diese Auto­mations­lö­sungen deut­lich dyna­mischer als Robo­ter betrie­ben wer­den kön­nen. Die Basis bilden die robus­ten Linear­achsen der Rollon Actuator Line. Sie zeich­nen sich durch hohe Trag­zah­len, Ver­fahr­geschwin­dig­keiten sowie Wieder­hol­genau­ig­keit aus und er­reichen hohe Takt­zah­len bei geringem Eigen­gewicht. Auch sehr lange Ver­fahr­wege, große Spann­weiten mit geringer Durch­bie­gung, Dauer­ein­satz sowie Um­gebun­gen mit abra­siven Stäu­ben stellen kein Prob­lem dar. 

Anwen­derorien­tierte Bera­tung steht im Fokus

„Wichtig beim Aufbau von Linear- und Portal­robo­tern ist vor allem die Leis­tungs­abgren­zung. Die zen­tra­len Fragen lauten: Was möchte der Kunde? Eine schlüssel­fer­tige Lö­sung mit Stahl­bau, Steue­rungs­tech­nik, Aufbau vor Ort und Inbe­trieb­nahme? Oder ein mecha­nisches Linear­achs­modul, das er in seine eigene stan­dardi­sierte Steue­rungs­tech­nik inte­griert?“, stellt Andreas Kaiser klar. Die indi­vidu­elle An­wen­dungs­bera­tung steht daher bei jedem Projekt im Mittel­punkt. „Un­se­re Ver­triebs­ingen­ieure vor Ort wie auch unsere Appli­kations­ingen­ieure bieten im Zu­sammen­spiel indi­vidu­elle kom­peten­te Bera­tung und er­leich­tern in Form von Lebensdauerberechnungen und Baugruppenmodellen die Arbeit unserer Kunden im Bereich Konstruktion und Projektmanagement“, so der Business Development Director. Sind System­lösungen gefor­dert, arbeitet Rollon mit lokalen System­inte­grato­ren zusam­men, die Gewerke wie Stahl­bau, schlüssel­fer­tige Zell­lö­sungen und In­be­trieb­nahmen vor Ort reali­sieren.
 

Letzter Schritt zur Perfektion

Zink ist allgemein bekannt als Material, dass Eisen und Stahl gegen Korrosion schützt. Doch es kann viel mehr: Zum Beispiel kann man Zink nutzen zur Herstellung von hochwertigen Druckgussteilen in großen Stückzahlen. Das Team von Zinkteknik AB weiß so gut wie alles über Zink: Im Hauptquartier des Fertigungsunternehmens in Südschweden kann man sogar eine „Zinc School“ besuchen, um sein Wissen über das vielseitige Material und dessen Anwendungen zu erweitern. CEO Jens Svensson erläutert die Vorteile bei der Arbeit mit dem Werkstoff: „Zink ist sehr designfreundlich, man kann fast jede Geometrie aus einem einzelnen Block herstellen. Zudem ist es sehr widerstandsfähig und formbar. Zink erlaubt enge Toleranzen und eine große Bandbreite von Beschichtungen, und es lässt sich mit geringem Energieaufwand recyceln dank des relativ niedrigen Schmelzpunkts.“ 

Zinkteknik ist seit seiner Gründung im Jahr 1985 stetig gewachsen. Die Belegschaft von 170 Mitarbeitern verteilt sich auf die beiden europäischen Standorte Bredaryd sowie Mostar in Bosnien (seit 2005). Die in diesen beiden Werken hergestellten Präzisionsteile werden zum großen Teil an die Automobilindustrie geliefert, aber auch an Kunden aus den Branchen Elektronik, ICT und Baugewerbe. „Die Anforderungen steigen ständig, besonders im Bereich der sicherheitskritischen Teile im Automobil, etwa bei den Komponenten für den Sicherheitsgurt. Wir stellen mehr als 300 Millionen Teile pro Jahr her und verfolgen dabei im Wesentlichen ein Ziel: die höchstmögliche Qualität“, so Svensson weiter. Als Tier-2-Lieferant von OEMs und Fahrzeugherstellern weltweit muss Zinkteknik höchste Qualitätsstandards erfüllen – „Null-Fehler-Produktion“ ist das Motto der Automobilindustrie im 21. Jahrhundert.

Verlässliche und effiziente Qualitätssicherung

Per-Erik Edman, Ingenieur für Qualitätssicherung bei Zinkteknik, erläutert die Herausforderungen beim Erreichen von „zero defect“ in seinem speziellem Bereich, dem Zinkguss: „Bei Mengen von 30 bis 40 Millionen Stück im Jahr für ein einzelnes Bauteil ist es nicht möglich, jedes Teil einzeln zu inspizieren. Deshalb haben wir zunächst eine Inline-Prozessüberwachung zur Qualitätsüberwachung eingerichtet.“ So gelang es Edmans Team, die Rücklaufquote auf weniger als zehn Teile pro Jahr und Serie zu senken – eine sehr geringe Zahl verglichen mit den enormen Stückzahlen. Jetzt war die Frage: Wie kann man dieses hohe Niveau weiter verbessern und eine Null-Fehler-Fertigung erreichen? „Wie so oft ist der letzte Schritt der schwierigste. Doch ergab sich eine günstige Gelegenheit: Einer unserer Kunden, ein Tier-1-Lieferant, hat uns empfohlen, einen Blick auf die Prüfautomationslösungen von Kistler zu werfen“, fährt Edman fort.

Nicht lange nach dem ersten Kontakt mit Kistler im Jahr 2016 bestellte Zinkteknik einen KVC-821 – die neueste Generation der Prüf- und Sortierautomaten für die Qualitätssicherung am Ende der Fertigungslinie. Die Ingenieure von Zinkteknik taten sich mit den Bildverarbeitungsexperten von Kistler zusammen, um die beste Kamerakonfiguration zur Ermittlung fehlerhafter sicherheitskritischer Automobilteile zu finden. „Als wir in Deutschland waren, um gemeinsam mit dem Team von Kistler an der Fehleranalyse zu arbeiten, hatten wir eine sehr offene Diskussion darüber, was möglich ist und wie man die gewünschten Resultate am besten erreichen kann. Die Experten von Kistler sagten auch ganz klar, wenn etwas nicht möglich ist – und suchten zugleich nach Alternativen, wie man die Herausforderung auf andere Weise meistern kann.“

Mit der Unterstützung des KVC-821 von Kistler wurde Zinkteknik in die Lage versetzt, Millionen von produzierten Zinkteilen auf Form- und Oberflächenfehler zu untersuchen – so konnte das angestrebte Ziel „zero defect“ schließlich erreicht werden. „Das Ergebnis war sehr überzeugend“, erinnert sich Edman. „Wir beliefern einen unserer größten Kunden mit sicherheitskritischen Automobilteilen, die Leben retten sollen – und haben seitdem überhaupt keine Reklamationen mehr von ihm bekommen.“ Beflügelt von diesem Erfolg, untersuchte Zinkteknik das Potential einer Integration weiterer Prüfautomaten von Kistler in seine Fertigungslinien, um weitere Serienproduktionen zur Perfektion zu führen. 

Vollautomatische End-of-line-Prüfung und -Sortierung

Zinkteknik betreibt jetzt sieben Prüfsysteme vom Typ KVC-821, um die Produktion von fünf verschiedenen Teilen zu überwachen – zwei weitere werden in naher Zukunft hinzukommen: noch ein System für den Standort Schweden und das erste für Bosnien. Karl Persson, Produktionsingenieur bei Zinkteknik, erklärt den Prozess: „Am Anfang haben wir die erste Anlage von Kistler als Standalone-Lösung genutzt, bei der noch einige Schritte manuell zu erledigen waren. Doch natürlich wollten wir die Prüfzellen in unsere hochautomatisierten Produktionslinien integrieren. An einem bestimmten Punkt haben wir dann gemerkt, dass wir für dieses Ziel weiter ausholen müssen.“

Zinkteknik begegnete dieser Herausforderung im Jahr 2018 mit einer Erweiterung seines schwedischen Standorts, um die End-of-Line-Prüflösungen von Kistler komplett integrieren zu können – sie stehen jetzt in einer ganz neuen Halle: „Im Moment haben wir sieben Anlagen, die direkt mit der automatisierten Fertigung verbunden sind. So können wir schwankende Stückzahlen verschiedener Teile über das Jahr einfach ausgleichen. Wir arbeiten gerade noch an einer vollautomatischen Gabelstapler-Zuführung, die voraussichtlich Ende 2020 abgeschlossen sein wird“, ergänzt Persson. „Seit etwa drei Jahren setzen wir die Systeme von Kistler zur Prüfautomation in der laufenden Fertigung ein. Über die gesamte Zeit haben wir umfassende Unterstützung von Kistler erhalten. Das Team war immer bereit, unsere Fragen zu beantworten, sie haben uns bei vielen Herausforderungen unterstützt, und sie haben uns sogar dabei geholfen, neue Geschäftschancen für Zinkteknik zu generieren.“

Der Erfolg der Null-Fehler-Produktion hat sowohl für die Ansprache von Bestandskunden als auch die Gewinnung von Neukunden entscheidende Impulse geliefert. Kenneth Magnusson, Vertriebsingenieur bei Zinkteknik, sagt: „Wenn ich Kunden besuche, stehen Vertriebsingenieure von Kistler auf Anfrage zur Verfügung. Das gibt uns ein größeres Gewicht bei Präsentationen für potentielle Kunden. Das ist natürlich ein weiterer Grund, warum wir Kistler als Partner so sehr schätzen und weshalb wir die Zusammenarbeit zukünftig weiter ausbauen wollen.“
 

EtherCAT-RFID-I/O-Modul

Mit der neuen Erweiterung der TBEC-Familie ergänzt TURCK sein An­ge­bot an ro­bus­ten und kom­pak­ten RFID-Lö­sun­gen um schnelle Inter­faces für EtherCAT-Netz­werke. Das TBEC-Modul im voll­ver­gosse­nen Kunst­stoff­ge­häuse ist in Schutz­art IP67/IP69K ausge­führt und im erwei­ter­ten Tem­pera­tur­be­reich von -40 bis +70 °C ein­setz­bar. Das EtherCAT-RFID-Modul er­laubt den paral­le­len Be­trieb von HF- und UHF-Schreib-Lese-Köpfen, was Appli­ka­tio­nen mit unter­schied­lichen Band­breiten er­leich­tert und Lager­haltungs­vielfalt redu­ziert. 

Schneller und ein­facher Daten­zugriff bei geringem Ver­drahtungs­aufwand

Wie alle Ethernet-Multi­proto­koll-Geräte von Turck unter­stützt auch das TBEC den HF-Conti­nuous-Bus­modus, mittels dessen an jedem der vier RFID-Kanäle bis zu 32 bus­fähige HF-Schreib-Lese-Köpfe ange­schlos­sen werden können. In Appli­ka­tionen mit vielen Schreib- oder Lese-Posi­tionen senkt dies Ver­drahtungs­aufwand, Kosten und Inbe­trieb­nahme­zeiten erheb­lich. An den acht univer­sellen DXP-I/Os kön­nen Sen­so­ren, Lam­pen oder andere Aktua­toren ange­schlos­sen wer­den. Alle An­schlüs­se sind als 5-polige Steck­ver­bindung in M12 ausge­führt, die Spannungs­ver­sor­gung (L-kodiert) er­folgt über die zu­kunfts­sichere M12-Power-Tech­no­lo­gie.

Dank des inte­grier­ten RFID-Daten-Inter­face U mit zyk­lischer Pro­zess­daten­über­tra­gung pro­fi­tiert der An­wen­der vom schnellen und ein­fachen Zu­griff auf HF- und UHF-Funk­tionen wie etwa dem Idle-Mo­dus. So ist das EtherCAT-Modul ideal für den Ein­satz in RFID-Appli­ka­tionen mit sehr schnell auf­einander­folgen­den Daten­trägern, wie z. B. Hänge­ware in der Förder­technik.
 

Kleiner Sicherheits-Drehgeber

Der neue TWK Single­turn-Mag­net-Dreh­geber TRK38 misst gerade einmal kom­pak­te 38 x 38 cm (Durch­messer x Länge) wiegt nur 60 Gramm. Da­mit eig­net er sich her­vor­ra­gend für den Ein­bau, wenn nicht viel Platz zur Ver­fü­gung steht.

Zuver­lässige Signal­über­tra­gung 

Bei der Leis­tung muss der An­wen­der aber trotz­dem keine Ab­stri­che machen. Der TRK38 er­fasst sicher­heits­gerich­tet Posi­tion und Ge­schwin­dig­keit und er­füllt dabei die An­for­de­rungen von SIL 2 (IEC 61508) und Per­for­mance Level d (EN 13849). Die Po­si­tions­auf­lö­sung be­trägt 16 Bit pro Um­drehung. Die zer­ti­fi­zier­te EtherCAT-FSoE-Schnitt­stelle ge­währ­leis­tet die zu­ver­lässige Über­tra­gung der sicher­heits­gerich­teten Sig­nale an die über­ge­ord­nete Steue­rung bzw. an ein Sicher­heits­re­lais sowie die Pro­grammie­rung des Sen­sors.

Trotz der sehr kom­pak­ten Ab­mes­sungen und der hoch­wer­tigen Aus­füh­rung ist der TRK38 auch preis­lich wett­be­werbs­fähig zu Al­ter­na­tiv­ge­rä­ten wie Sinus-Co­sinus- und Inkre­mental-Dreh­gebern. Und das Alu­minium­ge­häuse sowie das ge­samte Design er­mög­lichen lange Lebens­dauer selbst unter un­güns­tigen Be­din­gungen wie Vibra­tions- und Stoß­belas­tungen. Dazu leis­tet das berüh­rungs­lose, ver­schleiß­freie Mess­prin­zip einen wesent­lichen Bei­trag.

Der Drehgeber ist aus einem Kunden­projekt heraus ent­stan­den, da auf dem Markt kein Sen­sor ver­füg­bar war, der allen An­for­de­run­gen des Kun­den er­fül­len konnte.
 

Neue digitale On-Board-Elektronik für analoge Hydraulikventile

Mit der neu ent­wickel­ten Ge­ne­ra­tion von digi­talen On-Board-Elek­tro­niken für die Hy­drau­lik schafft Bosch Rexroth eine wirt­schaft­liche Ska­lierungs­mög­lich­keit zwischen ana­lo­gen Kom­po­nen­ten und sol­chen mit Feld­bus-/Ether­net-An­schluss. Ohne zu­sätz­lichen Ver­kabelungs­aufwand er­schließt sie wirt­schaft­lich die Vor­tei­le der Digi­tali­sierung. Die neue Gene­ration stellt die offe­nen Schnitt­stellen Blue­tooth sowie IO-Link be­reit. In Ver­bin­dung mit ei­ner ent­spre­chen­den App kön­nen In­betrieb­neh­mer, Bediener und Ser­vice-Tech­ni­ker mit ih­rem Smart­phone direkt und un­ab­hängig von der Ma­schi­nen­steue­rung auf die Kom­po­nen­ten zu­grei­fen und Para­meter verän­dern.

Für inte­grier­te oder ex­ter­ne Druck­sen­so­rik

Die ersten mit der neuen digi­ta­len On-Board-Elek­tro­nik aus­ge­rüs­teten Kom­po­nen­ten sind neue Pro­por­tio­nal-Druck­regel­ven­tile. Auf der Hard­ware-Seite bieten sie Ver­bes­serun­gen mit ei­ner volumen­strom­unab­hängi­gen Druck­rege­lung sowie einer li­ne­aren Soll­wert-Druck-Kenn­linie in vier Druck­stufen. Die Ven­ti­le ver­fügen so­wohl über ei­nen inte­grier­ten Druck­sen­sor als auch einen An­schluss für ex­ter­ne Druck­sen­so­ren. Bei der Erst­in­be­trieb­nahme identi­fizie­ren sich die Kom­po­nen­ten über ihr digi­ta­les Namens­schild selbst und nach wenigen Augen­blicken star­ten Tech­niker über ihr Smart­phone die Para­metrierung. Eine LED leuch­tet wäh­rend der Ver­bin­dung blau und zeigt dem In­be­trieb­neh­mer ein­deu­tig an, mit wel­chem Pro­por­tional-Druck­reduzier­ven­til er aktuell ver­bun­den ist.

Umfangreiche App-Funk­tionen

Inbetrieb­neh­mer können von Bosch Rexroth vor­defi­nier­te Para­meter­sätze aus­wählen oder sie selbst defi­nieren. Diese können sie speichern und auf bau­glei­che Ven­tile über­tragen. Der neue, zum Patent ange­mel­de­te Schiebe­reg­ler in der App ver­ein­facht die Op­ti­mierung wei­ter. Beim Ver­schie­ben des Reg­lers zwischen den Aus­prägungen „moderat“ und „aggressiv“ passt die Soft­ware der App alle ent­sprechen­den Para­meter auto­ma­tisch der gewähl­ten Dyna­mik an.

Für End­anwen­der erhöht die neue digi­tale On-Board-Elek­tro­nik die Flexi­bili­tät für Pro­zess­ände­rungen er­heb­lich. Wird an einer Presse für eine Pro­duktions­um­stellung bei­spiels­weise ein doppelt so schwe­re­res Werk­zeug wie bis­her ein­ge­setzt, muss bei bis­heri­gen Ma­schi­nen oft ein an­de­res Ven­til ein­ge­setzt wer­den. Bei der neuen Ge­ne­ra­tion reicht ein Auf­rufen der App, um die Para­meter ent­sprechend an­zu­passen. Damit spart der End­an­wen­der die Kos­ten für einen Um­bau und den damit ver­bun­de­nen Ma­schi­nen­still­stand. Zu­sätz­lich kön­nen End­an­wen­der Con­di­tion Moni­tor­ing ohne Zu­satz­auf­wand nutzen. Per App rufen sie mit dem Dia­gno­se-Button Be­triebs­da­ten wie Tem­pe­ra­tur oder Be­triebs­stun­den ab und schützen sich so vor Über­raschun­gen. Über IO-Link kön­nen An­wen­der diese Sta­tus­über­wachung auch in der Ma­schi­nen­steue­rung auto­mati­siert hinter­legen. 
 

Kollaborativer Roboter mit Industrieller Geschwindigkeit

Comau führt mit sei­nem RACER-5-0.80 (Racer-5 COBOT) ein neues Para­dig­ma in der kol­la­bo­ra­tiven Ro­bo­tik ein, um der zu­neh­men­den Nach­fra­ge nach schnel­len, kos­ten­güns­ti­gen Co­bots zu ent­spre­chen, die bei be­eng­ten Platz­ver­hält­nis­sen und in ver­schiede­nen An­wen­dungs­be­rei­chen ein­setz­bar sind. Ent­ge­gen der weit­läu­fi­gen Mei­nung, dass kol­la­bo­ra­tive Ro­bo­ter lang­sam sind, ist der Racer-5 COBOT ein 6-Ach­sen-Ge­lenk­arm­ro­bo­ter, der mit indus­t­rieller Ge­schwin­dig­keit von bis zu 6 m/s ar­bei­ten kann. Mit 5 kg Nutz­last und 809 mm Reich­weite sorgt er für eine opti­male indus­trielle Effi­zienz und bie­tet gleich­zei­tig den zu­sätz­li­chen Vor­teil siche­rer, barriere­frei­er Be­triebs­ab­läu­fe. Da­rü­ber hin­aus kann der Cobot so­fort von ei­nem Ko­opera­tions­modus zu Höchst­ge­schwin­dig­keit wechseln, wenn kein Be­die­ner an­we­send ist, wo­bei er mit sei­ner Wieder­hol­ge­nauig­keit von 0,03 mm und fort­schritt­lichen Be­wegungs­flüssig­keit uner­reich­te Pro­duk­tions­raten erzielt.

TÜV-zerti­fi­zier­te Sicher­heit

Mit dem Racer-5 COBOT kön­nen Sys­tem­inte­gra­to­ren und End­an­wen­der selbst an­spruchs­vollste Fer­tigungs­ab­läufe ohne Ein­bußen hin­sicht­lich Ge­schwin­dig­keit, Prä­zi­sion oder kol­la­bo­ra­ti­ve In­telli­genz auto­mati­sieren. Mit die­sem leis­tungs­star­ken Dual-Mode-In­dus­trie­ro­bo­ter können unse­re Kun­den eine hoch­leis­tungs­fähi­ge Lö­sung in­stal­lie­ren, an­statt zwei ver­schiede­ne Einzel­ro­bo­ter ein­setzen zu müs­sen. Dank mo­der­ner Sicher­heits­funk­tio­nen, die vom TÜV Süd um­fas­send be­schei­nigt wur­den, kann der Cobot inner­halb einer Hoch­leis­tungs­linie ohne er­forder­liche Schutz­barrie­ren ein­ge­setzt wer­den, was so­wohl die Sicher­heits­kos­ten als auch den Flächen­be­darf er­heb­lich re­du­ziert. Der Racer-5 COBOT hat weiter­hin eine inte­grier­te LED-Leuch­ten, die den Sta­tus der Ar­beits­zelle in Echt­zeit über­mitteln. Schließ­lich sind Strom- und Luft­ver­sor­gungs­an­schlüs­se am Vor­der­arm ange­ord­net, um die Agi­li­tät zu maxi­mie­ren und die Be­schä­digungs­gefahr zu mini­mieren. Dank all dem sorgt der Racer-5 COBOT für eine höhe­re Pro­duktions­qua­li­tät, bes­se­re Leis­tungs­fähig­keit, kür­ze­re Takt­zei­ten und ge­ringe­re In­vesti­tions­aus­ga­ben. 

Der voll­stän­dig bei Comau (Turin, Italien) ge­fer­tig­te Racer-5 COBOT ver­fügt über eine solide Kon­struk­tion, die auch lang­fris­tig eine höhe­re Prä­zi­sion und Repro­duzier­bar­keit er­leich­tert. Da­durch ist er be­son­ders gut geeig­net für Mon­ta­ge, Ma­te­rial­hand­habung, Ma­schi­nen­be­schickung, Dosierungs- sowie Pick-and-Place-An­wen­dungen im Auto­mobil-, Elektri­fizierungs- und all­ge­meinen Indus­trie­sek­tor
 

Optimierte Leistungsschalter für erweiterte Konnektivität

Schneider Electric er­wei­tert sein Sor­ti­ment um eine neue Gene­ra­tion der be­währ­ten ComPacT-Kom­pakt­leis­tungs­schal­ter. Das über­ar­bei­tete De­sign unter­stützt die Schutz­schal­ter in ihrer ope­ra­ti­ven Per­for­mance und ver­ein­facht War­tungs­akti­vi­täten sig­ni­fi­kant.

Leis­tung ein­fach nach­rüs­ten

Die nun ver­netz­te und IoT-fähi­ge ComPacT-Bau­rei­he kann jeder­zeit um mo­dula­res "Plug-and-Play"-Zu­be­hör zur Nutzung fort­schritt­li­cher Moni­to­ring-Funk­tio­nen er­gänzt wer­den. Da die neuen Ge­räte die glei­che Form und Größe wie ih­re Vor­gän­ger haben, sind be­reits im Ein­satz be­find­liche Leis­tungs­schal­ter schnell nach­ge­rüs­tet. Das schafft neue Mög­lich­keiten, die Leis­tung des ComPacT ge­ne­ra­tions­über­grei­fend zu er­wei­tern und die digi­tale Intelli­genz nutz­bar zu machen. Die ver­ein­fach­te draht­lose Kom­mu­ni­ka­tion be­schleu­nigt In­stal­la­tion, War­tung oder Er­weite­rung der über­ar­bei­te­ten Rei­he. Be­trei­ber er­hal­ten durch die neuen IoT-fähi­gen Hilfs­kon­tak­te zu­dem ei­nen ver­bes­ser­ten Ein­blick in ihre elek­tri­sche Ener­gie­ver­tei­lung und kön­nen so ihre Ener­gie­ver­füg­bar­keit maxi­mie­ren. Die Bereit­stel­lung von Da­ten an je­dem Ort und zu je­der Zeit opti­miert das Moni­tor­ing und die Ent­schei­dungs­fin­dung im IoT-Zeit­al­ter.

Eine der Ver­besse­run­gen im Design stellt die halb­trans­pa­ren­te Front­blende dar. Sie er­laubt den direk­ten Blick in den Schal­ter, auf den Sta­tus der Kom­po­nen­ten und ob diese rich­tig platziert sind. Auch die In­stal­la­tion ge­stal­tet sich ein­fach: Für zu­ver­läs­sige und schnel­le Kabel­ver­bin­dun­gen ist die ComPacT-Reihe mit Ever­Link-Klem­men aus­ge­stat­tet und dank der ein­ge­bau­ten DIN-Schie­nen müs­sen die Schal­ter ledig­lich ein­ge­ras­tet wer­den. Bestückt mit zahl­rei­chen neuen Features unter­stützt die neue Gene­ra­tion von ComPacT- Leis­tungs­schal­tern Schalt­schrank­bauer effek­tiv dabei, korrekt in­stallier­te, hoch­moder­ne Ener­giever­teil­sys­teme zu liefern.
 

Thermischer Geräteschutzschalter

Funktionalität und Qua­li­tät sind längst nicht mehr alles. Ein gutes Pro­dukt muss heu­te auch den kri­ti­schen Blicken einer design­ver­wöhn­ten Kund­schaft stand­hal­ten und sie optisch über­zeugen. Ein Schal­ter wird mit den Fingern bedient, mit sen­sib­len Sen­so­ren. Die Wer­tig­keit von Ober­flächen und Mate­rialen wird hier­bei so­fort er­fühlt. Sanft ge­schwunge­ne Linien und bes­te Mate­rial­ien sorgen beim TA36 von Schurter für ein an­sprech­en­des Ge­fühl. Sowohl der Flansch (3 Farben) wie auch der Betätiger (7 Farben) sind in einer Viel­zahl trendiger Far­ben und Farb­kom­bi­natio­nen mit 5 ver­schie­de­nen Beschrif­tungen er­hält­lich.

Breite An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten

Technisch bietet die Serie über Jahre Bewähr­tes: Sie ist eine be­son­ders viel­seiti­ge Serie von Geräte­schutz­schal­tern mit einem be­son­ders hohen UL-Rating von 277 VAC. Sie ist als 1- oder 2-Pol-Ver­sion er­hält­lich und über­zeugt durch ihre kom­pak­ten Dimen­sionen. Der neue TA36 bie­tet sowohl die Funk­tion eines Ge­räte­schal­ters als auch einen thermi­schen Über­strom­schutz. Es sind fein abge­stuf­te Nenn­ströme von 0.05 A bis 20 A für 1- und 2-polige Schutz­schal­ter ver­füg­bar. Die TA36-Schal­ter sind für ei­ne effi­zien­te Schnapp­mon­tage kon­zi­piert und mit Steck­an­schlüs­sen (Quick-Connect) bestückt. Den An­wen­dungs­mög­lich­keiten des TA36 sind kaum Gren­zen gesetzt: Von der Indus­trie, über die Medi­zin­tech­nik bis hin zum Con­sumer-Be­reich ist nahe­zu alles reali­sier­bar.
 

Rundsteckverbinder mit flexiblem 90° Kabelabgang

Yamaichi Electronics baut konti­nuier­lich sein Y-Circ P Rund­stecker­port­folio aus. Die neuen, ge­winkel­ten Steck­ver­bin­der von Y-Circ P mit der Typen­kenn­zeich­nung „AB“ und „AR“ ver­fügen über ei­nen flexib­len Kabel­ab­gang, der wäh­rend der As­sem­blierung des Steck­verbin­ders in 8 ver­schie­de­ne Posi­tio­nen orien­tiert wer­den kann. Dadurch wird eine opti­male Kabel­ab­gangs­rich­tung ge­währ­leis­tet – ideal bei en­gen Platz­ver­hält­nis­sen.

5000 Steckzyklen 

Die Assemblierung ist – wie bei allen Y-Circ P Steck­ver­bin­dern – be­son­ders ein­fach, da das Winkel­stück aus zwei Teilen be­steht. So muss das Ka­bel erst ganz am Schluss ge­bo­gen wer­den. Innen­lie­gen­de Co­dierun­gen im Ge­häuse er­mög­li­chen trotz des flexib­len und kom­pak­ten De­signs einen ro­bus­ten Steck­ver­bin­der und eine lan­ge Lebens­zeit mit ga­ran­tiert 5.000 Steck­zyk­len.

Für alle Größen sind unter­schied­liche Standard­pol­bil­der ver­füg­bar. Kun­den­spezi­fi­sche Pol­bilder kön­nen dank der eige­nen Fer­ti­gung und Ent­wick­lung in Deutsch­land schnell und flexibel reali­siert wer­den. 
 

Standards für Individualisten, oder: was passt zu meinen Maschinen?

Die Indivi­dua­li­sierung der Massen­pro­duktion ist einer der Kern­aspekte von Indus­trie 4.0. Die daraus abge­leitete Heraus­forde­rung an die Her­steller von Pro­duktions­systemen (OEM) lautet: Wie soll das er­forder­liche Equip­ment und wie sollen die Prozesse für die „indivi­duali­sierte Produk­tion“ ausge­staltet werden, damit die Kosten nicht explo­dieren und der Ressource­naufwand nicht ins Uner­mess­liche steigt? 

Eine schlüssige Antwort hat der Roboter­hersteller KUKA formu­liert: „Der Schlüssel [zur massen­haften Individua­lisierung] liegt in einem hohen Standard­isierungs- und Automa­tisierungs­grad, der gleich­zeitig Raum für Varia­tionen von kunden­rele­vanten Pro­dukt­merk­malen lässt. Auch das Kon­zept der Modula­ri­sierung, das dem Kun­den eine indivi­duelle Produkt­konfigu­ration auf Basis eines mo­dul­aren Bau­kasten­sys­tems bietet, ist eine kosten­effi­ziente Mög­lich­keit, indivi­duelle Kunden­wünsche … zu er­fül­len.“ Link zur Kuka-Webseite
Daraus ergeben sich für die OEMs drei zen­tra­le Per­spek­tiven:

  1. Wandel hin zur indivi­duali­sierten seriel­len Maß­an­ferti­gung
  2. Modulari­sierung als Schlüs­sel, im Ver­bund mit Auto­mati­sierung und Standardi­sierung
  3. Bewah­rung von Frei­räumen für die Variation kunden­spezi­fischer Produkt­merk­male

Damit sind die gegen­sätz­lichen Anforde­rungen an die OEMs im Ma­schi­nen- und An­lagen­bau per­fekt beschrie­ben. Das Dilem­ma er­innert sehr an die dem Philo­sophen Hegel zuge­schriebe Aus­sage: „Frei­heit ist die Ein­sicht in die Not­wendig­keit“. 

Schnitt­stellen sind ein wich­tiger Bestand­teil der Modulari­sierung. Aber müssen diese auch immer gewissen Stan­dards folgen oder nicht? Die zu­neh­mende Auto­mati­sierung und Modulari­sierung der Produktions­systeme brin­gen sowohl für die OEMs als auch für den End­an­wender techni­sche und betriebs­wirt­schaft­liche Vor­teile. Mit wach­sen­dem Auto­mati­sierungs­grad und tie­fer grei­fen­der Modulari­sierung spielen aber gerade die Schnitt­stellen als Binde­glied zwi­schen den Ele­menten bzw. Mo­du­len eine im­mer ent­schei­den­dere Rolle. Denn es gilt: Die Inter­faces be­stim­men nicht die ganze Mo­dul­arität, aber ohne Inter­faces wird aus den Mo­du­len nie ein Ganzes!

Das gilt es im Fol­gen­den weiter zu diffe­ren­zieren, denn an einigen Stellen sind eher standard­isierte und an ande­ren „indivi­duali­sierte“ Schnitt­stellen von Vorteil. HARTING verfügt in dieser Frage über jahre­lange Er­fah­rung, die sich aus der Fer­ti­gung indus­t­rieller Schnitt­stellen und der engen Zusam­men­ar­beit mit Kunden aus unter­schied­lichen Indus­t­rie­berei­chen speist. Daraus las­sen sich prak­tische Empfeh­lungen und Erfah­rungen ab­lei­ten.

Die Bedeutung kunden­spezi­fischer Produkt­defini­tionen für die OEMs im Ma­schi­nen- und An­lagen­bau lässt sich an­hand fol­gender Sys­tema­tik gut ver­ans­chau­lichen (Grafik 1 / linke Seite). Der mög­liche Indi­viduali­sierungs­grad von Pro­dukten durch den End­anwen­der wird dabei in Bezug gesetzt zum Lebens­zyklus von Pro­duktions­systemen. {} Je weiter der Zyk­lus voran­schreitet, desto geringer ist der ver­blie­bene Indi­viduali­sierungs­spiel­raum (Übergang von „hard“ zu „soft customi­zation“).

Um als OEM den rich­tigen Grad von Indivi­duali­sierung für seine Ma­schinen zu bestim­men und mit den unter­schied­lichen Auto­mati­sierungs- und Modulari­sierungs­anforde­rungen ent­lang des Lebens­zyklus in Über­ein­stimmung zu brin­gen, ist es hilf­reich, in unter­schied­lichen „Clustern“ bzw. Funktions­gruppen zu denken. 

Sensor- und Ak­tu­ator-Tech­nologie: Die Ent­wick­lung bei den elektro­nischen Bau­ele­menten hat eine enorme Ver­dich­tung von Funk­tionen er­mög­licht. Höhere Energie­effi­zienz und grö­ßere Packungs­dichten gehen damit einher. Der Tech­no­logie­schub in diesem Clus­ter findet sich an vielen Stel­len im Produktions­system wieder: in der prozess­inte­grierten Er­fassung von Ein­gangs-Para­metern und Sig­nalen, in der Vor-Ort-Vor­verar­beitung dieser Ein­gangs­daten, in der energie­effi­zienten Aus­lösung und An­steue­rung von Aktua­toren, in der bril­lan­ten Bild­ver­arbei­tung und Wieder­gabe sowie den Touch-Funk­tionali­täten der Bedienungs­ein­heiten. Dieser tech­no­lo­gische Fort­schritt macht es einer­seits leichter, die Ma­schi­nen zu de­zen­tra­li­sieren, zu modulari­sieren und zu ska­lieren. Anderer­seits wird ein Denken in immer klei­ne­ren Bau­stei­nen und ele­menta­ren Funk­tionen er­forder­lich, und der Initial­auf­wand bei der Ent­wicklung der Sys­teme wächst. 

Trotz dieser teil­weise nega­tiven Im­pli­ka­tionen über­wiegen die Vor­teile einer kunden­orien­tier­ten Ind­ividua­li­sierung der Pro­dukt­palet­te im Ma­schi­nen­bau. Denn die pas­sen­de ge­samt­heit­iche An­ord­nung von Sen­so­ren, Aktua­toren und ande­ren Kom­po­nen­ten der Ma­schi­nen­steue­rung sowie die Ver­knüpfung der da­rauf ba­sieren­den Funk­tio­nen und Pro­zes­se sind die ab­so­lute Do­mä­ne der OEM. Allein sie ha­ben hier die um­fas­sen­de Sys­tem-Kom­pe­tenz. Dies ist das Pfund, mit dem sie wuchern können.
An­triebs­tech­nik: Hier gibt es ähn­lich gra­vie­ren­de Ver­ände­rungen. Lag in der Ver­gangen­heit das Know-how im Kern bei der mecha­ni­schen Ent­wick­lung, so ist es in den letzten Jahr­zehn­ten fast kom­plett in die Soft­ware-Ab­tei­lung bzw. die elek­tri­sche Kon­struk­tion gewan­dert. Durch die enor­me Per­for­mance-Stei­ge­rung der Tech­no­lo­gien für ele­k­t­roni­schen An­triebs­rege­lun­gen bei gleich­zei­tig sin­ken­den Prei­sen sind voll­stän­dig neue Kon­zep­te für Ma­schi­nen- und Pro­duk­tions­an­lagen ent­stan­den. Auch die Funk­tions­grup­pe für die kom­plexe Steue­rung der Be­wegungs­ab­läufe und damit zu­sammen­hängen­de Pro­zesse bil­den eine zen­tra­le Kom­pe­tenz der Ma­schinen­her­stel­ler.
Spezia­li­sierte Tech­nolo­gie-Ein­hei­ten: Auf­fäl­lig ist, dass sich die Her­stel­ler von Pro­duktions­sys­temen in der Ent­wick­lung immer stär­ker auf einige we­ni­ge Tech­no­lo­gien kon­zen­trie­ren. Die ge­ne­ra­li­sti­sche Per­spek­tive ver­bleibt bei den Ge­samt­sys­tem-Liefe­ran­ten, deren Know-how ja ge­ra­de im An­wen­den und Ver­bin­den von Tech­nolo­gie liegt. Für die Fra­ge nach den rich­ti­gen Schnitt­stel­len aber sind gera­de die hoch­gra­dig spezia­li­siervten Tech­no­lo­gie-Ein­hei­ten inter­essant. Diese Funk­tions­gruppen haben gemein­sam, dass sie als fer­tige Ein­heiten oder Aggre­gate mit fest um­schrie­benen physi­kali­schen und tech­ni­schen Funk­tio­nen und fest­geleg­ten Schnitt­stellen ein­ge­setzt wer­den. Die Ver­knüpfung der Ein­heiten bil­det das zen­trale Know-how des OEM, nicht die ein­ge­setz­ten Kom­po­nen­ten selbst.
Digi­tali­sierung: Die­ser Be­griff ist in der heu­ti­gen Fach­lite­ra­tur und an­de­ren Medien omni­prä­sent und be­inhal­tet sehr viele As­pek­te, aber ange­wandt auf Schnitt­stellen im Ma­schi­nen­bau bezieht er sich auf Tech­nolo­gien der Daten­über­tra­gung. Die Daten­über­tra­gung in Form von Indus­trie-Bus­sys­temen und als Indus­trial Ether­net wird von den Playern der Pro­duktions­tech­nik seit lan­gem mit­gestal­tet und ge­nutzt. Tech­nolo­gisch revo­lutio­när sind aber die Mög­lich­keiten kosten­güns­ti­ger Daten­anbin­dung an über­lager­te Sys­teme bis in die Cloud mit im­mer grö­ße­rem Daten­durch­satz und Echt­zeit­fähig­keit. Diese Tech­no­lo­gien erlau­ben es, den ge­sam­ten Busi­ness-An­satz der OEM im Ma­schi­nen- und An­lagen­bau neu zu ge­stal­ten: Unter­schied­liche Aus­prä­gun­gen die­ser Verän­derun­gen wer­den unter Indus­trial IoT be­schrie­ben und ge­stal­tet. Alle As­pek­te der Daten­über­tra­gung inkl. Indus­trie-Bus­se und Indus­trial Ether­net wer­den hier aus der Pers­pek­tive der Inter­faces als ei­ne Funk­tions­grup­pe oder funk­tiona­le Schicht betrach­tet. Die Lö­sun­gen die­ses Be­reichs ge­hö­ren nicht zur Kern-Kom­pe­tenz der OEM, ber­gen aber das größ­te Ver­änderungs­potenzial für heu­ti­ge Pro­duktions­sys­teme. 

HARTING bie­tet Lö­sun­gen für alle elektro­mecha­ni­schen Inter­faces an, die in der moder­nen Steue­rungs-, An­triebs-, HMI- und Kom­mu­ni­kations­tech­nik für Pro­duk­tions­sys­teme in al­len Indus­trie­zwei­gen not­wen­dig sind. Aus der Ana­ly­se be­reits reali­sier­ter Kun­den­appli­ka­tio­nen er­ge­ben sich fol­gen­de Rat­schlä­ge für die indi­viduali­sierte Schnitt­stellen der oben be­schrie­benen Funk­tions­grup­pen (siehe hierzu Graphik 1, rechte Seite).

  • Generell ist es sinn­voll, indivi­duali­sierte bzw. kunden­spezi­fische elektro­mecha­nische Schnitt­stel­len für die Funk­tions­grup­pen zu ver­wen­den, die in hohem Maße das Kern-Know-how des OEM dar­stel­len
  • Kunden­spezi­fi­sche Inter­faces werden am häufig­sten für solche Mo­du­le und Ag­gre­ga­te ver­wen­det, die direkt vom je­wei­li­gen Her­stel­ler ent­wickelt oder her­ge­stel­lt wer­den. Das trifft zu für alle Grade der Pro­dukt­indi­viduali­sierung im Ma­schi­nen­bau – von der „Soft cus­to­mi­zation“ über die ver­schie­de­nen Stu­fen der „Hard cus­to­mi­zation“ bis hin zur Ein­zel­an­fer­ti­gung.
  • Bei Sen­so­ren und Ak­tua­to­ren wer­den meist die für den je­weili­gen Indus­trie­zweig typi­schen Schnitt­stel­len ein­setzt. Trend­set­ter und Inno­vato­ren aber versuchen durch­aus sich vom Markt­um­feld ab­zu­setzen, indem sie gezielt maß­geschnei­derte Schnitt­stellen ein­setzen.
  • Bei den Daten­schnitt­stellen ver­lassen sich die Ma­schi­nen­bau-Her­stel­ler voll und ganz auf stan­dardi­sierte Lö­sun­gen. Das betrifft sowohl die ein­ge­setz­ten In­dustrie­bus- und Ether­net-Ver­bin­dun­gen als auch alle an­de­ren For­men der digi­talen Daten­über­tra­gung.

Was sind die wichtig­sten Grün­de für diese Aus­legung der Inter­faces?
Bezüg­lich Daten­über­tra­gung gilt, dass so­wohl Indus­trial-Ether­net und Bus­sys­teme in der Pro­duk­tion als auch die Daten­schnitt­stellen der höhe­ren Ebe­nen einem enormen Wandel unter­worfen sind. Die ein­ge­setz­ten Tech­no­lo­gien werden dabei maß­geb­lich von den Zu­liefer­ern der Steuerungs­kom­po­nen­ten bestimmt. Daher lautet die Em­pfeh­lung an die OEM von Pro­duktions­sys­temen:

  • Diese Schnitt­stel­len sollten best­mög­lich den je­weils neues­ten Stan­dards der ein­ge­setz­ten Steuerungs­tech­no­log­ie folgen und die Mo­dulari­tät und Ska­lier­bar­keit der Ma­schi­nen und An­la­gen sichern.
  • Bei den Schnitt­stellen jen­seits des Ma­schi­nen-Edge – z. B. zur An­bin­dung an über­geord­nete Sys­teme – sollten ein­fach stets die Inter­faces auf neues­tem Stand der Tech­nik genutzt werden. Dann hat man als OEM ein wirt­schaft­lich und tech­nisch opti­mal aus­ge­leg­tes Sys­tem für gegen­wär­tige und zu­min­dest teil­weise auch für (noch unbe­kannte) künf­tige Anforde­rungen. Auch ist man dann bes­tens gerüs­tet für den kon­ti­nuier­lichen Aus­bau von After-Sales und Ser­vice-Leis­tungen auf Ba­sis von digi­talen Diens­ten.

Bei anderen Funktions­gruppen sollte man sys­te­ma­tisch die Vor- und Nach­teile indi­viduali­sierter Schnitt­stellen ab­wägen und einzeln auf­listen. Was spricht für kunden­spezi­fisch aus­ge­legte Inter­faces, was da­ge­gen? Es gibt HARTING Kun­den, die sich ganz bewusst für nicht-stan­dardi­sierte Schnitt­stellen an ihren Tech­no­lo­gie-Ein­hei­ten, Mo­du­len und Ma­schi­nen ent­schie­den haben. Die wichtig­sten Grün­de:

  1. Es liegen An­for­de­rungen von End­an­wen­dern vor, die spezi­fische Pro­duktions­linien be­trei­ben und sich be­wusst von ein­zel­nen Zu­lieferern ab­gren­zen oder auf die­se fo­kus­sieren wol­len;
  2. Ab­gren­zung gegen­über Wett­be­wer­bern bei der Aus­wei­tung der Busi­ness-Mo­delle um After-Sales-, Service- und ähn­liche Dienste an­bie­ten zu kön­nen, die auf ei­nen lan­gen Gesamt­lebens­zyk­lus der Pro­duktions­sys­teme zielen. Indi­viduali­sierte Schnitt­stel­len er­lau­ben den kon­trol­lier­ten und an­wen­der­freund­lichen Aus­bau dieser Diens­te; 
  3. Bewusst nicht-stan­dard­isier­te Aus­legung von Ma­schi­nen-Inter­faces oder die Aus­stat­tung von Tech­nolo­gie mit spezi­fi­schen Schnitt­stellen, um sich vom Wett­bewerb abzu­setzen. Insbe­sondere OEMs, die sich als Tech­nolo­gie­führer, Inno­va­toren oder Trend­setter ver­stehen, nutzen diese Mög­lich­keiten.
  4. Nutzung von Sen­so­ren/Ak­tua­toren oder deren Kom­bi­nation, die nach spezi­fi­schen Vor­ga­ben ein­zel­ner Her­stel­ler ent­wickelt wur­de: Auch an die­sen Stel­len ist der Schutz des eige­nen Know-hows das stärk­ste Motiv, indi­viduali­sierte Schnitt­stellen zu nutzen.

Wel­che Mög­lich­kei­ten der Indi­viduali­sierung von elektro­mecha­nischen Schnitt­stel­len bietet HARTING, um auch aus­ge­fal­lene Wün­sche der OEMs des Ma­schi­nen­baus nach Schnitt­stel­len zu er­fül­len? Im Fol­gen­den wer­den die Mög­lich­kei­ten kun­den­spezi­fischer Aus­legung nach stei­gen­dem Indi­viduali­sierungs­grad auf­ge­führt:

  • Auf­grund des Bau­kas­ten-Prin­zips der HARTING Steck­ver­bin­der-Pro­dukte kön­nen die meis­ten Kon­takt­ein­sätze mit unter­schied­lich aus­ge­präg­ten Ge­häuse­typen kom­bi­niert wer­den. So­mit ergibt sich ein­fache Ska­lier­bar­keit in Bezug auf die er­forder­liche IP-Schutz­art, den EMV-Schutz oder auch die Ein­bau­situa­tion – im Gerät, als An­dock­lö­sung, im Ge­häu­se, an der Ge­häu­se-Wand, in Ma­schi­ne oder Ka­bel­ka­nal, indoor oder outdoor;
  • Kabel­ein­gän­ge und Be­druckun­gen an Ge­häu­sen kön­nen mittels On­line-Kon­figu­rato­ren frei kon­fi­gu­riert und kun­den­spezi­fisch bestellt wer­den; 
  • Viele Pro­dukt­familien bie­ten die Mög­lich­keiten der kunden­seiti­gen Be­stü­ckung mit Kon­tak­ten mit unter­schied­lichen Eigen­schaf­ten, da­durch kön­nen vor­hande­ne Kon­takt­ein­sätze kun­den­spezi­fisch ausge­legt wer­den; als eine zu­sätz­liche Va­rian­te ist die Teil­bestückung zu er­wäh­nen – damit las­sen sich höhere Span­nun­gen er­rei­chen;
  • Die Kontakt­ein­sätze der meis­ten Stan­dard-Steck­ver­binder können an indi­vidu­ellen Stel­len mit Kodier-Pins statt mit Kon­tak­ten ver­sehen wer­den;
  • Anstelle von Be­fes­tigungs­schrauben kön­nen Stift und Buchsen-Kom­bi­na­tio­nen ein­ge­setzt wer­den, die Kodier-Funk­tion haben, diese kön­nen auch mit Spezial-Köpfen ver­sehen wer­den;
  • Auch für die Daten­über­tra­gung, wo die Stan­dardi­sierung sehr gro­ßen Wert auf die Über­tragungs­eigen­schaften der ge­samten Strecke legt, gibt es Mög­lich­keiten der kunden­spezi­fi­schen Aus­legung von Schnitt­stellen. Mittels stan­dardi­sierter preLink® Kontakt­blöcke am je­wei­lige Ende der Daten­lei­tung können pas­sen­de Steck­ver­bin­der-Typen für ver­schie­dene En­den der Daten­leitun­gen in je­weils erforder­lichen Schutz­arten reali­siert werden. So können exakt auf die End­anwen­der-Um­gebung zu­ge­schnit­tene Teil­stre­cken gestal­tet werden,
  • Bei mo­dularen Steck­ver­binder-Sys­temen können Kon­takt­ein­sätze für Sig­nale, Daten, elek­tri­sche Ströme und andere Medien wie Pneu­matik oder LWL in einem Steck­ver­binder kom­bi­niert wer­den. Aus der Viel­zahl vor­hande­ner Mo­dule lässt sich eine schier unend­liche Zahl unter­schied­licher Kombi­natio­nen erzeugen – de facto Unikate; 
  • Kunden­seitig spezi­fizier­te und von HARTING werk­seitig zu­sam­men­gebau­te und einzeln getes­tete Produkte, vom Steck­ver­binder-Set bis hin zur kom­plet­ten Kabel­kon­fek­tion; 
  • In der höchste Stufe der „Hard cus­tomiza­tion“ werden u. a. kunden­spezi­fische Inter­faces auf indi­vidu­elle Kunden­anforde­rung ent­wickelt – mit dem Ziel auch die „aus­gefal­le­nen“ Wün­sche der Kunden im Ma­schi­nen- und An­lagen­bau zu bedienen!
Messverstärker und Signalkonditionierer überwacht repetitive Fertigungsprozesse

Der Mess­ver­stärker und Sig­nal­kon­di­tio­nie­rer Modell 410C01 eig­net sich in Kom­bi­na­tion mit den piezo­ele­k­tri­schen Kraft- und Dehnungs­sen­so­ren von PCB zur Über­wa­chung und Auf­zeich­nung des Kraft­flus­ses bei re­pe­ti­ti­ven Füge-, Form- oder Schneid­pro­zes­sen. Dies hilft da­bei an Ver­for­mungs­ma­schi­nen die auf­tre­ten­den Kraft­spitzen zu er­ken­nen und so­mit un­ter an­de­rem ver­früh­ten Ver­schleiß ent­ge­gen zu wir­ken. Das Ge­rät ist mit ei­nem ICP/IEPE-Ein­gang aus­ge­stat­tet, an den Kraft-, Deh­nungs- oder Druck­sen­soren an­ge­schlos­sen wer­den kön­nen. Dank der ein­stell­ba­ren AC-/DC-Kopp­lung und der großen Fre­quenz­band­breite kön­nen quasi­sta­ti­sche und hoch­dy­na­mische Mes­sun­gen durch­ge­führt wer­den. Das Gerät lässt sich mit dem Ma­schi­nen­zyk­lus syn­chro­ni­sie­ren, die Ana­log­aus­gänge für das Mess­sig­nal und den Spitzen­wert (Halte­aus­gang) las­sen sich an eine SPS wei­ter­lei­ten.

Verschiedene Mess­be­rei­che für den indus­triellen Ein­satz

Mit Hilfe einer kos­ten­losen Soft­ware kann der Sig­nal­kon­di­tio­nie­rer kon­fi­gu­riert wer­den. Ein­stell­bar sind da­rü­ber der Null­punkt, die Sig­nal­pola­ri­tät und der Ver­stär­kungs­fak­tor. Wäh­rend der Kon­fi­gu­ra­tion kön­nen die ge­mes­senen Signale auch vi­sua­li­siert wer­den. Eine Kom­bi­na­tions­mög­lich­keit zur Über­wa­chung und Auf­zeich­nung des Kraft­flus­ses bie­ten die Deh­nungs­sen­so­ren der Serie RHM240. Die­se sind spe­ziell für den Ein­satz in in­dus­t­rieller Um­ge­bung ent­wickelt wor­den. Die Sen­so­ren mit ICP/IEPE-Aus­gang ste­hen mit unter­schied­lichen Mess­berei­chen zwi­schen 50 und 300 µε zur Ver­fü­gung. Die Mon­tage der Auf­neh­mer er­folgt über ei­ne zen­tra­le Durch­gangs­schrau­be im Kraft­neben­schluss ab­seits des direk­ten Kraft­flus­ses. 
 

Sensoren digital vernetzen

In modernen Auto­mati­sierungs­kon­zep­ten stellt die Digi­tali­sie­rung bis hin­un­ter zum Sen­sor be­son­de­re An­for­de­run­gen. De­sign und Platz oder raue Um­ge­bungs­be­din­gun­gen er­for­dern oft Sen­so­ren ohne in­te­grier­te Aus­werte­elek­tro­nik. In­telli­gen­te Mess­ver­stär­ker, die die Mess­wer­te sol­cher Sen­so­ren digi­tal aus­wer­ten und über einen Feld­bus-Con­trol­ler ins Auto­mati­sierungs­netz­werk über­tra­gen er­lau­ben dann eine durch­ge­hen­de Digi­tali­sie­rung. Für die­se Da­ten­er­fas­sung bie­tet burster ein ska­lier­ba­res, voll­digi­ta­les, kom­pak­tes Mo­dul­sys­tem. Es be­steht aus einem Feld­bus-Con­troller (Typ 9251) für in­dus­triel­le Ether­net-Stan­dards wie PROFINET, EtherNet/IP oder EtherCAT und fle­xi­bel ein­setz­ba­ren Mess­ver­stär­kern. An einen Con­trol­ler kön­nen bis zu acht Mess­ver­stär­ker (Typ 9250) an­ge­steckt wer­den für Sen­so­ren wie DMS, Po­ten­tio­me­ter oder ana­loge ±10 V bzw. in­kre­men­tel­le Sig­nale. Der Mess­ver­stär­ker er­kennt burster-Sen­so­ren au­to­ma­tisch mit der Sen­sor­er­ken­nung burster-TEDS und lässt sich auch schnell und ein­fach am Mo­dul para­metrie­ren. Gut zugäng­liche Klem­men für die Sen­sor­ver­kabe­lung sowie die Hut­schie­nen­mon­tage er­lau­ben die schnelle In­stal­la­tion im Schalt­schrank durch ein­faches An­ein­an­der­rei­hen von Feld­bus-Con­troller und Ver­stär­ker­mo­du­len.

Flexibel, skalierbar und praxistauglich

Der Feld­bus-Con­troller kann bis zu neun Mess­ka­nä­le aus­lesen: die acht Ka­nä­le der 9250-Mess­ver­stär­ker so­wie einen zu­sätz­lichen ±10 VDC-Ka­nal als Norm­sig­nal- oder Trans­mitter­ein­gang. Ne­ben ei­ner Blitz­kon­fi­gu­ra­tion vor Ort über Tas­ten an den Ver­stär­ker­mo­du­len ist über eine front­sei­tige USB-Schnitt­stelle auch eine kom­for­table Ge­räte­kon­figu­ration bzw. ein Bac­kup über die PC-Soft­ware Digi­Vision mög­lich. Das Kom­plett­sys­tem aus Feld­bus-Con­troller und den Mess­ver­stär­kern lässt sich durch den kom­pak­ten Auf­bau gut im Schalt­schrank untervbringen und er­laubt so die digi­tale Mess­wert­er­fas­sung auch bei wenig Platz.

Die Ver­stär­ker­mo­dule ar­bei­ten mit 24-Bit AD-Wand­lung, die Mess­rate der ein­zel­nen Mess­ver­stär­ker be­trägt bis zu 14.400 Mes­sun­gen je Se­kun­de bei Li­ne­a­ri­täts­ab­wei­chun­gen von < 0,005 % v.E. Sie bie­ten eine DMS-Spei­se­span­nung mit 2,5, 5 oder 10 Volt bei einem maxi­malen Speise­strom von 40 mA. Da­durch kön­nen auch meh­re­re DMS-Sen­so­ren pa­ral­lel an die Speise­span­nung an­ge­schlos­sen wer­den. Der Sen­sor­an­schluss in 6-Leiter­tech­nik kom­pen­siert mög­li­che Mess­feh­ler durch Lei­tungs- und Über­gangs­wider­stände wie sie z.B. durch Tem­pe­ra­tur­ände­rungen auf­treten könn­en. Ein pa­ra­me­trier­ba­rer Grenz­wert­schal­ter er­mög­licht zu­dem ein di­rek­tes Schal­ten über ei­nen Aus­gang am Mo­dul, bei­spiels­weise für ein schnelles Not­aus. Da­durch ent­fallen lauf­zeit­beding­te Ver­zöge­rungen, die bei der SPS-Ein­bin­dung auf­tre­ten.
 

Leistungsfähiger und kompakter Festkörperakku

RS Components hat mit dem CeraCharge™ von TDK, den ersten wieder­auf­lad­baren Fest­stoff-SMD-Akku der Bran­che ins Sor­ti­ment auf­ge­nom­men. Der CeraCharge ist klein, ein­fach zu mon­tie­ren und eigen­sicher. Seine Eigen­schaften kom­bi­nie­ren die Ka­pa­zi­tät von Li­thi­um-Io­nen-Bat­te­rien (Li-Ionen) mit der Sicher­heit und den Kos­ten­vor­tei­len der Ke­ra­mik-Mehr­schicht­tech­no­lo­gie. Der Ak­ku eig­net sich her­vor­ra­gend für eine Viel­zahl von IoT-An­wen­dun­gen, von Smart Metern über spei­cher­pro­gram­mier­bare Steue­run­gen (SPS) und Blue­tooth-Bea­cons (BLE) bis hin zu Echt­zeit­uhren (RTE) sowie Wear­ab­les.

Verzicht auf flüs­sige Elek­tro­lyte

Im Gegen­satz zu den meis­ten Bat­ter­ie­tech­no­lo­gien ba­siert die Cera­Charge-Reihe auf ei­ner Mehr­schicht­tech­no­lo­gie, die der Struk­tur von Mehr­schicht­ke­ra­mik-Chip­kon­den­sa­to­ren (MLCCs) ähnelt. Ein fes­ter Ke­ra­mik­elek­tro­lyt be­sei­tigt hier­bei die Gefahr von Feuer, Ex­plo­sion oder Leck­age, die mit her­kömmli­chen flüs­sigen Ele­ktro­lyten ein­her­geht. Bei der Cera­Charge-Reihe han­delt es sich um die kleins­ten Ak­kus ihrer Ka­te­go­rie. Sie sind von einem kom­pak­ten Ge­häuse der Größe EIA 1812 um­hüllt. Da­mit las­sen sie sich pro­blem­los in eine Viel­zahl von IoT-Ge­rä­ten in­te­grie­ren. 

Betrieb zwischen -20 und 80°C

Die hoch­flexible Lö­sung ist für das Reflow-Löten ge­eig­net und kann in Reihe oder pa­ral­lel ge­schal­tet werden. Somit ist sie prob­lem­los an ver­schie­dene Kon­struk­tions­an­forde­rungen an­pass­bar. Die Ak­kus hal­ten Be­triebs­tem­pe­ra­tu­ren zwi­schen -20 ° C und +80 ° C stand und er­mög­li­chen so den siche­ren Ein­satz in ei­ner Viel­zahl von An­wen­dun­gen. Cera­Charge-Ak­kus zeich­net ihre Lang­lebig­keit aus. Sie bie­ten eine zu­ver­läs­sige Strom­ver­sor­gung über mehr als 1.000 Lade­zyk­len hin­weg. Ihre Nenn­ka­pa­zi­tät von 100 µAh beträgt unge­fähr das 1000-fache eines her­köm­mli­chen Kon­de­nsa­tors, je­doch in der­sel­ben Gehäuse­größe.

Als weitere Produktspezifikationen sind eine geringe Grundfläche (4,4 x 3,0 x 1,1 mm), eine Nennspannung von 1,5 V, eine Betriebsspannung von bis zu 1,6 Vop und ein Nennentladestrom von 20 µA zu nennen. 
 

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