Printmagazin TECHNIK und WISSEN - Ausgabe 009

9 2020
STROM-
VERSORGUNG

10 DINGE,
DIE DIE WAGO
PRO 2
STROMVERSORGUNG
NICHT KANN:
#7
KÜHLT NICHT
IHREN DRINK –
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EDITORIAL
IMMER
DIESE GEFÜHLE!
Ist die Elektromobilität nur ein grosser Hype und
bereits am Ende, lange bevor sie sich richtig
durchgesetzt hat? Durchaus möglich, denn die
Produktion von grünem Benzin in grossem
Massstab ist machbar. Ein deutscher Anlagenbauer
hat diesen Beweis (Seite 48) angetreten und sucht
nun Kooperationspartner – im Ausland. Im Heimmarkt
sieht sich dieser nämlich von der Politik
ausgebremst.
Zwar hat die Bundesregierung vor der Sommerpause
ihre Wasserstoff-Strategie auf den Weg
(Seite 47) gebracht, schliesst in dieser aber Wasserstoff
als treibendes Element für Personenkraftwagen
ausdrücklich aus. Ob hier jedoch die
Automobil-Industrie mitspielt, wenn Wasserstoff
in grossen Massen und zu marktfähigen Preisen
verfügbar ist, wird sich zeigen. Zumal deren Expertise
die Entwicklung von Verbrennungsmotoren ist
und sich das grüne Benzin problemlos ins bestehende
Tankstellennetz einspeisen lässt.
Wo soll aber der Strom für die Herstellung des
grünen Benzins herkommen? Im Idealfall aus Erneuerbaren
Energien. Da passt es doch ganz gut,
dass sich das Verbundprojekt «DC-Industrie 2» mit
dem Fabriknetz der Zukunft befasst. Dieses basiert
auf Gleichstrom, der in der Fertigung enorme
Energieeinsparungen mit sich bringt, wie Timm
Kuhlmann vom Fraunhofer IPA im Interview (ab
Seite 24) sagt. An sauberer Energie für einen
sauberen Kraftstoff wird es also nicht fehlen.
Markus Back, Chefredaktor Print
Gefühle sind a priori den Lebewesen vorbehalten.
Wir Menschen verbinden damit
psychische Erfahrungen und Reaktionen.
Eine fühlende Maschine in diesem Sinne
ist zwar in der Fantasie konstruierbar, aber nicht
umsetzbar. Nicht heute, nicht in naher Zukunft und
vielleicht nie.
Und dennoch taucht der Begriff «die fühlende Maschine»
bereits heute auf. Das hat einerseits etwas
mit der Bildlichkeit zu tun. Anderseits, weil neben
der seelischen Regung, wie sie der Mensch empfindet,
auch die «Wahrnehmung durch Sinne» bereits
als fühlend bezeichnet werden kann. Dass Maschinen
sehen, hören, tasten und riechen können, ist ja
technisch umsetzbar. Vor allem Sensoren – ob
Drucksensoren, Radar- oder Schallsensoren und
neuartige Lidar-Sensoren – erlauben immer tiefsinnigere
Wahrnehmungen. Dazu kommt, dass die
Maschine durch Künstliche Intelligenz ständig besser
lernt, die Wahrnehmungen zu interpretieren.
Wie weit die Forschung und Entwicklung diese
maschinellen Wahrnehmungen und Gefühle noch
verfeinern können, steht in den Sternen. Aber eines
dürfte sicher sein: Gefühle rufen zumindest bei
Menschen auch Verunsicherungen und Verwirrungen
hervor. Wenn eine Entwicklung – neben der
technologischen Singularität vielleicht – also nicht
stattfinden soll, dann diese: Dass fühlende Maschinen
derart verunsichert sind, dass sie bei einem
Maschinenpsychologen auf die Couch müssen. Das
wäre irgendwie allzu mitfühlend entwickelt.
Eugen Albisser, Chefredaktor Online
#009 3

RUBRIKTITEL
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Wissen erscheint am
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4 #009

INHALT
06
«Wir gehen gerne
in die Luft»
24
Das DC-Netz
für die Fabrik
40
Eine vollautomatisierte
Produktion
52
Die fühlende
Maschine
Marc Blaser, CEO Blaser
Swisslube, über Kühlschmiermittel,
Titans of CNC und die Geduld
beim Ballonfahren.
Beim Projekt «DC-Industrie 2»
wird am DC-Netz geforscht.
Denn es wird kommen.
Vielleicht schon bald.
In Arlesheim wird die vollautomatisierte
Produktion umgesetzt.
Diese drei Schlüsselfaktoren
sind wichtig.
Professor Denkena, was kann
die fühlende und smarte
Maschine? Und was wird sie in
Zukunft können?
03 Editorial
04 Impressum
06 Auf einen Kaffee
bei Marc Blaser,
Blaser Swisslube
14 Blickpunkt Forschung
16 Wissenswertes
9 2020
Schwerpunkt
«Stromversorgungen»
20 Probleme bereiten
ganz andere Dinge
24 «Energie wird ein wichtiger
Wettbewerbsfaktor»
28 Wenn es plötzlich
unheimlich flackert
30 Schleifenwiderstand
im Griff
32 Für das raue Umfeld
34 Produkte
40 Rubrik
«Kollaboratives Arbeiten»
Flexible Hallen für die
smarte Fabrik
42 Technisches Englisch:
Brush it up mit Sick
43 News in Zahlen
44 Rubrik «Additiv Denken»
Mit jedem Auftrag
kreativer werden
46 Wissenswertes
Schwerpunkt
«Die fühlende Maschine»
52 Auf der Suche nach der
autonomen Maschine
58 Ein Roboter und
seine Gefühle
59 Optimal steuern
60 Das fühlt sich gut an!
STROM-
VERSORGUNG
64 Produkte
Titelbild
Die fühlende Maschine
Cover-Gestaltung: Verena Snurer
Foto Roboter: Susanne Seiler
#009 5

«WIR GEHEN GERNE
IN DIE LUFT»
Was denkt Marc Blaser über smarte Kühlschmiermittel und wie hat er
eigentlich den Markenbotschafter Titan Gilroy kennengelernt?
Diese und weitere spannende Fragen beantwortet der Geschäftsführer
von Blaser Swisslube während einer Tasse Kaffee.
Von Markus Back (Text) und Ruben Sprich (Fotos)
Beenden Sie den Satz. Ohne Kaffee…
…starte ich nicht richtig in den Tag. Daher trinke
ich morgens, wenn ich ins Büro komme, zuerst
einen Kaffee, bevor ich mich den Aufgaben des
Tages zuwende.
Wenn Sie einen Kaffee zum Durchstarten benötigen, sind
Sie bestimmt ein Nachtmensch?
Ich bin sowohl ein Tag- als auch ein Nachtmensch. Was ist
das dann?
Napoleon! Dieser hat angeblich nur vier Stunden Schlaf pro
Nacht benötigt.
Als Napoleon sehe ich mich jetzt nicht gerade, aber ich
benötige tatsächlich wenig Schlaf. Ich kann gut und lange
in die Nacht hineinarbeiten, bin morgens aber ebenso
produktiv. Dies hat sicherlich damit zu tun, dass ich meine
Arbeit sehr gerne mache.
Sie sind seit kurzem Vater. Inwieweit wirkt sich dieser
Job auf Ihren Kaffeekonsum aus?
Unser Sohn ist nicht ganz ein Jahr alt und schläft noch
nicht durch. Auf meinen Kaffeekonsum wirkt sich
das nicht aus, auf meine Augenringe sehr wohl! Die sind
deutlich grösser geworden.
Mit Titan Gilroy haben Sie einen aussergewöhnlichen
Markenbotschafter. Was ginge Ihnen durch den Kopf,
wenn Sie Ihr Sohn eines Tages mit ähnlich tätowierten
Armen überraschen würde?
Am Ende des Tages ist das seine Entscheidung.
Das hat Ihr Junior nun aber schriftlich!
Dann muss ich aufpassen, dass er das Interview nie zu
lesen bekommen wird. Aber Spass beiseite! So wie es
meine Eltern bei mir getan haben, werden wir versuchen,
ihn zu eigenständigem Denken zu erziehen. Wenn er
sich das bewusst überlegt hat, werde ich seine Entscheidung
respektieren. Geschieht das jedoch leicht angeheitert
nach einem Fest, werde ich sicherlich an ihn appellieren,
sein Handeln zukünftig kritischer zu hinterfragen.
Also beispielsweise, wenn «Anna forever» auf dem
Bizeps steht?
(lacht) Das wäre so ein Fall. Ich würde dann vor allem
wissen wollen, wer Anna ist.
Wie haben Titan Gilroy und Sie sich eigentlich
kennengelernt?
Das war vor vier Jahren während einer Messe in den USA.
Ich hörte, man wolle mir jemanden vorstellen, der Titan
Gilroy heisst. Er kam dann auf unserem Stand vorbei. Den
geplanten Termin von einer Stunde haben wir deutlich
überzogen. Wir haben über unsere Haltung und Werte gesprochen,
über die Wichtigkeit von Aus- und Weiterbildung
und das zur Verfügung stellen von Wissen im Markt. Wir
beide haben schnell gemerkt, dass wir bei vielen Themen
gleich Denken und gemeinsam etwas machen müssen.
Wie profitieren Sie von dieser Partnerschaft? Ist sie für
Blaser Swisslube messbar gewinnbringend?
Wir profitieren auf jeden Fall davon, wenn die Anwender
in der Metallbearbeitung geschult und kompetent sind.
Bei Blaser investieren wir seit Jahrzehnten substantiell
in die Aus- und Weiterbildung unserer Mitarbeitenden
und Kunden. Dass Titan neben der Ausbildung der Anwender
uns auch bei seinen Followern und in seinem Einflussbereich
bekannt gemacht hat, hilft uns. Zwei Ingenieure
eines grossen amerikanischen Flugzeugherstellers
haben uns beispielsweise innerhalb kürzester Zeit ››
6 #009

AUF EINEN KAFFEE BEI MARC BLASER
Erfahren Sie unter
technik-und-wissen.ch,
wie der Kühlschmiermittelhersteller
Marc Blaser
über die Themen «Trockenbearbeitung»,
«Minimalmengenschmierung»
und
«Additive Fertigung»
denkt.
#009 7

AUF EINEN KAFFEE BEI MARC BLASER
«Die Ausbildung in der Schweiz
kann man nicht mit
einem Youtube-Film vermitteln.»
getestet sowie die internen Freigabeprozesse initiiert, nachdem
sie gesehen haben, welche Vorteile sie beim Einsatz
von Blaser-Produkten haben. In einem solch hochregulierten
Umfeld hätte das normalerweise viele Jahre gedauert.
Generell lässt sich der Nutzen dieser Partnerschaft nicht
ganz so einfach messen. Schliesslich fragen wir nicht jeden
Kunden, wie er nun auf uns aufmerksam geworden ist. Es
ist aber definitiv ein spürbarer Effekt da, der unserem
Renommee und unserer Bekanntheit nutzt.
Mit «Titans of CNC Academy» will Titan die Ausbildung
demokratisieren und allen zugänglich machen. Was
halten Sie davon – auch verglichen mit dem hiesigen
Berufsbildungsweg?
Eine Ausbildung, die man bei uns durchläuft, ist so klar
strukturiert und fundiert, dass man diese nicht mit Kurzfilmen
auf Youtube vermitteln kann. In den Märkten
jedoch, in denen es keine solche Berufsausbildung gibt,
ist sein Ansatz sehr gut und einzigartig. In seinen Filmen
vertritt er unser Metier auf eine coole Art und Weise
und befähigt die Zuschauer dazu, sofort loslegen zu können.
Ihr Grossvater verkaufte Schuhcreme an der Haustür.
Wann und wieso wurde aus dieser Kühlschmiermittel?
Auf die Schuhcreme folgten zunächst Schmierfette und
Motorenöle, um zusätzliche Kundenbedürfnisse abzudecken.
Als mein Vater ins Unternehmen eintrat, führte er
als erstes eine Marktanalyse durch. Dabei erkannte er,
dass Kühlschmiermittel zwar nur sechs Prozent des kompletten
Schmiermittelmarkts ausmachen, von der Komplexität
her aber ein grosses Potenzial darstellen.
Mein Vater sah auch, dass Motorenöl relativ einfach standardisiert
werden kann, da es immer gleichartige Einsatzbedingungen
in einem geschlossenen System hat. Bei
einem Kühlschmiermittel in einem offenen System ist
das anders. Hier geraten Späne und andere Öle hinein, für
weitere Komplexität sorgen verschiedene Werkzeuge, ››
8 #009

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10 #009
AUF EINEN KAFFEE BEI MARC BLASER

«Mit dem kleinen Kostenblock
des Kühlschmierstoffs lassen sich
Maschine, Mitarbeiter und
Werkzeuge wirksamer machen.»
Geometrien, Beschichtungen und Zerspanungsstrategien.
Selbst der Maschinentyp und die Aufspannung beeinflussen
die Wahl des Kühlschmiermittels. Und weil sich
das eben nicht so einfach standardisieren lässt, braucht
es hier Spezialisten.
Die Aufspannung beeinflusst die Wahl des Kühlschmiermittels?
Das müssen Sie mir genauer erklären.
Diese gibt oftmals Aufschluss darüber, inwieweit man sich
in einem Prozessfenster noch nach oben bewegen kann.
Je besser ein Werkstück gegriffen ist, umso besser lässt sich
das Potenzial einer Maschine ausschöpfen, da mit höheren
Vorschüben oder grösseren Schnittgeschwindigkeiten
gearbeitet werden kann.
Marc Blaser
Marc Blaser (Jg. 1975) ist CEO der 1936 gegründeten
Blaser Swisslube AG, einem Schweizer Familienunternehmen
der Schmiermittelbranche. Er hat einen
Abschluss als Betriebsökonom FH. Nach Weiterbildungen
in den Bereichen Mitarbeiterführung und
Management trat er 2003 ins Unternehmen ein, wo
er in der Verkaufsorganisation Blaser Swisslube
USA als Area Sales Manager für die Länder Mexiko,
Puerto Rico, den Staat Louisiana und den französischen
Teil von Kanada verantwortlich war. Im Jahr
2004 kehrte er an den Hauptsitz zurück und wurde
zum Verkaufsleiter Europa ernannt. Bis zur Übernahme
der Geschäftsleitung war er in der Funktion als
COO tätig. Als Vertreter der dritten Generation übernahm
Marc Blaser 2010 die Leitung des Unternehmens
mit weltweit über 600 Mitarbeitenden. In seiner
Freizeit ist der Familienvater ein begeisterter Ballonfahrer,
der sehr erfolgreich an internationalen Wettkämpfen
teilnimmt.
Was sind die Herausforderungen bei der Entwicklung eines
massgeschneiderten Kühlschmiermittels?
Die richtige Gruppierung der verschiedenen Parameter.
Wenn ein Anwender zum Beispiel Titan zerspant, suchen
wir nach Parallelitäten, die es uns gestatten, unser Portfolio
überschaubar zu behalten. Schliesslich wollen wir die
bestmögliche Lösung für eine Anwendung und nicht für
jeden Kunden eine individuelle Formulierung. Dies erlaubt
es uns wiederum, eine grössere Anwendungskompetenz
aufzubauen, wodurch wir sehr viel schneller die Ursachen
von Störungen ausfindig machen können.
Sie zeichnen jedes Jahr Unternehmen aus, die durch
den Einsatz Ihrer Kühlschmiermittel Einsparungen im
sechs- bis siebenstelligen Bereich erzielen konnten.
Woraus resultieren diese hauptsächlich?
Mit dem relativ kleinen Kostenblock des Kühlschmierstoffs
lassen sich Maschine, Mitarbeiter und Werkzeuge wirksamer
machen. Sehr gut erklären lässt sich das am Beispiel
des Gewindeschneidens. Es ist eine der letzten Operationen,
bevor ein Werkstück fertig bearbeitet ist. Je nach Komplexität
wurde eine Viertelstunde, eine Stunde oder sogar
ein Tag an einem Werkstück gearbeitet und dann bricht
beim Gewindeschneiden der Bohrer ab. Damit war die ganze
Arbeit umsonst und es ist davon auszugehen, dass schon
die zuvor gefertigten Gewinde grenzwertig waren und diese
nochmals kontrolliert werden müssen.
Die Reduktion des Ausschusses ist jedoch nur ein Aspekt.
Andere Aspekte sind kürzere Stillstandzeiten und ein
höherer Ausstoss. Mit optimiertem Kühlschmierstoff haben
wir schon manchen Anwendern geholfen, ihre vorhandenen
Kapazitäten effizienter zu nutzen, ohne eine neue
Maschine anschaffen zu müssen.
Durch Industrie 4.0 wird alles Mögliche in die Cloud
gebracht. Welches Potenzial bietet die Cloud einem Kühlschmiermittelhersteller?
Wir können damit zum Beispiel unsere Laborkompetenz
näher zum Kunden bringen. Die Herausforderung hierbei
wird allerdings die Realität beim Anwender sein. Der ››
#009 11

eine benutzt Gewindeschneidemittel, der andere
hat eine verschlammte Maschine und beim
nächsten tropft Gleitbahnöl in die Emulsion. Eine
solche Komplexität in der Cloud zu beherrschen
und zu verstehen wird nicht ganz so einfach sein.
CPU I/O MOTION SAFETY
AUTOMATISIERUNG IM
POCKET-FORMAT
S-DIAS, DAS SUPERKOMPAKTE SYSTEM FÜR DIE
HUTSCHIENE (12,5 x 104 x 72 mm)
■ CPU: Leistungsstarke CPU-Module (2x 800 MHz),
OPC-UA-Client & -Server
■ I/O: Für alle Automatisierungsaufgaben,
bis zu 20 Kanäle pro Modul
■ MOTION: Servoverstärker, 480 W, Safe Torque Off,
Resolver oder Inkrementalgeber
Schrittmotor-Endstufe mit STO
■ SAFETY: Controller und I/Os, TÜV zertifiziert,
auch als Stand-Alone-Lösung und wireless
■ ENGINEERING: Objektorientiertes, all-in-one Tool LASAL
Ein Schwerpunkt dieser Ausgabe ist die «fühlende
Maschine». Diese in Kombination mit einem
fühlenden Kühlschmiermittel wäre doch der
Hammer, oder?
Ein sehr guter Gedanke! Wenn wir nochmals das
Beispiel vom Gewindeschneiden aufnehmen,
könnte ein Kühlschmierstoff in einem nicht optimalen
Prozess dafür sorgen, dass die Maschine
die Parameter zurücknimmt, damit das Werkzeug
nicht so stark beansprucht wird und bricht.
Wie bekommt man aber ein Kühlschmiermittel
zum Fühlen? Mit Nanoelektronik, welche Informationen
speichern und wiedergeben kann?
Nanopartikel sind grundsätzlich keine falsche Idee,
haben jedoch das Problem, dass sie lungengängig
sind. Wenn man fräst und es hierbei die Emulsion
fein verstäubt, ist das gesundheitsschädlich. Ich
bin aber davon überzeugt, dass sich andere Wege
finden lassen, wie man diese Erkenntnisse aus der
Flüssigkeit ziehen kann.
Wo tankt ein Kühlschmiermittelhersteller auf,
wenn er sich vom Alltagsgeschäft erholen will?
In der Familie und beim Ballonfahren. Ich finde
das Ballonfahren sehr spannend, da es für
mich eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Führen
des Unternehmens hat. Man legt sich vorab
eine Strategie zurecht und arbeitet mit dem Wind,
um ein Ziel zu erreichen. Weil man den Wind
aber nicht sieht und sich dieser während der Fahrt
ändern kann, muss man ihn ständig interpretieren
und – wie im Geschäftsleben – seine Strategie
den Umständen entsprechend anpassen. Und
wenn man einen Fehler macht, muss man mit
diesem auch umgehen können.
Sie sind nicht der einzige begeisterte Ballonfahrer
bei Blaser Swisslube. Haben Sie Ihre
Mitarbeiter mit dieser Leidenschaft infiziert
oder woher kommt das?
(lacht) Es ist keine Anstellungsvoraussetzung.
Das Ballonfahren ist seit vielen Jahren Teil unserer
Firmenkultur. Das Abheben und das Schweben
über den Landschaften ist ein beeindruckendes Erlebnis,
für die Piloten gleichermassen wie für
die Passagiere. Das bestätigen uns auch Kunden
und Partner, mit denen wir regelmässig in die
Luft gehen.
www.sigmatek-automation.ch

AUF EINEN KAFFEE BEI MARC BLASER
«Ballonfahren ist für mich ähnlich wie
das Führen eines Unternehmens.»
Wenn unsere Mitarbeiter die Prüfung zum Ballonpiloten
machen wollen, unterstützen wir sie dabei – und das
Angebot wird rege genutzt. Neben Ballonfahrern in der
Schweiz, in den USA und Deutschland haben wir mittlerweile
sogar einen Ballonfahrer in Indien. Der Geschäftsführer
dort hat die Prüfung absolviert, weil er entdeckt
hat, dass es für ihn eine einzigartige Möglichkeit zum Entspannen
ist und er seinen Kunden und Partnern gleichzeitig
ein unvergessliches Erlebnis bieten kann.
auf Effizienz und Produktivität ausrichte, kann sie sich
fast nicht vorstellen, dass ich die notwendige Geduld
fürs Ballonfahren aufbringe. Doch diese ist meistens der
Schlüssel zum Erfolg, weil man gelegentlich auch
einmal warten können muss, um von einer Strömung
richtig erfasst und dann punktgenau ins Ziel getragen
zu werden.
Blaser Swisslube AG | www.blaser.com
Muss man zum Ballonfahren geduldig sein?
Allerdings, und meine Frau muss deswegen oftmals
schmunzeln. Sie sagt, so wie ich alles in meinem Leben
#009 13

KURZ & KNAPP
BLICKPUNKT
FORSCHUNG
Northwestern University, USA
Mit Faltkunst neue Materialien erschaffen
Mechanische Meta-Materialien weisen künstliche Strukturen mit
mechanischen Eigenschaften auf. Sie sind also nicht über ihre
Zusammensetzung definiert. Die Strukturen wiederum sind oft
inspiriert von der japanischen Faltkunst Origami, doch leider
fehlte bisher ein grundlegendes Verständnis über die Falteigenschaften.
Wie sehr dehnt sich das Material wieder aus nach
dem Falten oder wie bewirkt man eine richtungsabhängige Steifigkeit?
Fragen über Fragen – die ein Forscherteam nun teilweise
gelöst hat dank neuer Strukturmöglichkeiten im Nano-3D-Druck.
Stanford, USA
Grüne «Künstliche Intelligenz» fördern
KI-Systeme brauchen sehr viel Strom, um ihre Fähigkeiten
aufzubauen und Millionen von Aufgaben durchzurechnen.
Es gäbe jedoch Möglichkeiten, das maschinelle
Lernen sauberer und umweltfreundlicher zu machen.
Einige Algorithmen sind zum Beispiel weniger stromhungrig
als andere oder bestimmte Orte verfügen über
eine nachhaltigere Stromversorgung. Ein Team von
Forschern hat nun ein Tool entwickelt, mit dem schnell
gemessen werden kann, wie viel Strom ein maschinelles
Lernprojekt verbraucht und wie viel Kohlenstoffemission
dies bedeutet.
Universität von Chicago, USA
Materialprobleme lösen mit einem
Quantencomputer
Die Materialwissenschaft sehnt sich den
Quantencomputern herbei. Allerdings
erlauben die bisherigen Modelle nur die
Simulation der Eigenschaften einiger
weniger Atome. Das könnte sich nun ändern.
Eine neue Methode der Quanteneinbettung
für die Berechnung von Spin-
Defekten in Festkörpern erlaubt es, die
Eigenschaften komplexer Materialien
genauer vorherzusagen als jemals zuvor.
14 #007 #009

WWU Münster, Deutschland
Massgeschneidertes Licht erzeugen
Lichtstrahlen verbreitern sich typischerweise bei der
Propagation (Beugung). Das ist natürlich, aber ein
Hindernis zum Beispiel bei der mikro- und nanoskaligen
Materialbearbeitung mit Laserstrahlen. Nun
entwickelten Forscher erstmals Lichtfelder durch
Brennlinien, die sich nicht verändern. Damit könnten
neue Anwendungen wie die Lichtscheibenmikroskopie
oder das laserbasierte Schneiden, Fräsen oder Bohren
mit hohen Aspektverhältnissen möglich werden.
Mehr Infos
zu allen
Forschungsthemen
online unter
TuWprint+
Empa, Schweiz
Frisch gedruckte Magnete
Bei der Metallverarbeitung im 3D-Laserdrucker
werden innerhalb von Millisekunden Temperaturen
von mehr als 2500 Grad Celsius erreicht, bei denen
manche Bestandteile aus den Legierungen verdampfen.
Empa-Forscher erkannten in diesem Problem
eine Chance. Sie nutzen nun den Effekt, um während
des Druckprozesses neue Legierungen mit unterschiedlichen
Eigenschaften zu erzeugen – wie zum
Beispiel einen Magnetismus – und diesen mikrometergenau
in 3D-gedruckte metallische Werkstücke
einzubetten.
EPFL, Schweiz
Technologien für den Weltraum
Welche Technologien benötigen eigentlich
Astronauten, um auf einer Mission zum Mond
oder zu anderen Planeten zu überleben? Die
Beantwortung solcher Fragen ist das Ziel von
GrowBotHub, einem Projekt an der EPFL. Im
Fokus steht ein System, mit dem Gemüse ohne
menschliches Zutun angebaut und geerntet
werden kann. Ein Robotersystem berechnet auf
intelligente Weise die Variablen, die auf den
Bedürfnissen jeder Pflanze basieren. Bereits
wuchsen in Lausanne mehrere Gemüse
vollkommen autonom.
Universität Osaka, Japan
Spring, Roboter!
Ein Forscher vom Laboratorium für
adaptive Robotik der Universität
Osaka hat zusammen mit der EPFL
die bereits bestehenden winzigen
Origami-Roboter weiterentwickelt.
Er übertrug das Sprungverhalten
von bestimmten Ameisen auf die
Miniroboter. Diese Tribots werden
durch federartige, lineare Formgedächtnis-Legierungsaktuatoren
angetrieben. Der Scharniermechanismus
erlaubt es den Robotern
nun, über zuvor unwegsame Bereiche
zu springen.
#009 #007 15

Wissenswertes
Peter Gucher geht in
den Ruhestand
Luca Galluzzi ist zum 1. August in
die Geschäftsleitung des Automatisierungsanbieters
B&R aufgerückt.
Als Chief Sales Officer
folgt er Peter Gucher, der nach 34 Jahren
bei B&R in den Ruhestand geht.
Peter Gucher begann seine Laufbahn
bei B&R, als das Unternehmen ein kleines
oberösterreichisches Start-up mit
60 Mitarbeitern war. Im Laufe der Jahre
baute er ein internationales Vertriebsnetz
auf, das mittlerweile aus 27
Tochtergesellschaften und mehr als
180 Büros besteht. «Diese globale Präsenz
und die damit verbundene Nähe
zu den Kunden ist das Ergebnis von
Peter Guchers hohem Einsatz», so CEO
Hans Wimmer bei dessen Verabschiedung.
Als CSO wird Luca Galluzzi sämtliche B&R-Vertriebstätigkeiten
weltweit verantworten und soll zugleich die Erschliessung
neuer Märkte vorantreiben. Neben seiner neuen Rolle in
der Geschäftsführung von B&R bleibt er weiterhin direkt für
die Vertriebsregion Südeuropa verantwortlich. «Dort hat er
Peter Gucher (links) geht nach 34 Jahren bei B&R in den Ruhestand und übergibt seine
Position als CSO an Luca Galluzzi. Bild: B&R
hervorragende Arbeit geleistet und unser Geschäft konsequent
ausgebaut. Ich freue mich, dass er sein Wissen und
seine Erfahrung nun als Mitglied der Geschäftsleitung des
Gesamtunternehmens einbringen wird», sagt Hans Wimmer.
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Chiron stellt sich neu auf
Aufgrund der Krise in der Automobilindustrie und den Auswirkungen
der Corona-Pandemie in der Luftfahrt sieht sich
die Chiron Group mit einem deutlichen Nachfragerückgang
konfrontiert. Um die Zukunft der Unternehmensgruppe zu
sichern, wurde daher eine umfangreiche Neuausrichtung eingeleitet.
Während die Chiron Group 2018 einen Umsatz von rund 500 Millionen
Euro erzielte, sank der Umsatz 2019 auf 443 Millionen Euro (–11%).
2020 hat sich die Situation durch die Auswirkungen der Corona-Pandemie
verschärft, sodass ein weiterer Rückgang erwartet wird. «Angesichts
dieser Perspektiven ist eine Neuausrichtung der Gruppe unerlässlich»,
erklärt Geschäftsführerin Vanessa Hellwing: «Aber wir
müssen jetzt handeln, um die Zukunft zu sichern und die Gruppe gestärkt
aus der Krise zu führen.»
Im Rahmen dieser Neuausrichtung werden alle deutschen Fertigungs-
und Montage-Kapazitäten in den Werken Tuttlingen und Neuhausen
o. E. gebündelt. Entsprechend werden die Bereiche Montage
und Applikation der Stama Maschinenfabrik GmbH von Schlierbach
ins rund 150 Kilometer entfernte Werk in Neuhausen verlagert. Der
Standort Schlierbach wird sich künftig auf den Vertrieb und Service
der Marke Stama konzentrieren. Darüber hinaus hat die Chiron Group
den Verkauf der Scherer Feinbau GmbH in die Wege geleitet. Das 1978
gegründete Unternehmen gehört seit 2012 zur Gruppe und produziert
CNC-Vertikal-Drehmaschinen und vertikale Wellendrehzentren am
Standort Alzenau.
Neu integriert wird indes die Mecatis SA aus Isérables. Die Walliser
fertigen kleine, hochpräzise Bearbeitungszentren, die in der Uhrenund
Schmuckindustrie, der Medizintechnik und der Feinwerktechnik
zum Einsatz kommen. Mit der Übernahme ist die Chiron Group
nun in zehn Ländern ausserhalb Deutschlands mit eigenen Gesellschaften
präsent. In die künftige Chiron Swiss SA werden alle Mecatis-Mitarbeiter
übernommen, sie betreuen weiterhin die Produkte der
Marke Factory5. Geschäftsführer bleibt der bisherige Inhaber und
CEO Samuel Vuadens.
CSEM mit
Rekordumsatz
Das CSEM mit Hauptsitz in
Neuenburg verzeichnete im
Geschäftsjahr 2019 mit 87,5
Millionen Schweizer Franken
(+6,6%) einen Rekordumsatz. Dieser Zuwachs
ist vor allem auf die Zunahme
an Drittmitteln zurückzuführen. Während
die Mandate aus der industriellen
Forschung auf dem hohen Niveau des
Rekordjahrs 2018 und auch die Subventionen
stabil blieben, nahmen die kompetitiven
Forschungsgelder im Vergleich
zu 2018 um 30 Prozent zu.
Dank diesen erfreulichen Ergebnissen
kann das Forschungs- und Technologiecenter
der Covid-19-Ära mit einer
gewissen Gelassenheit begegnen.
Da es bei den meisten Projekten um die
Digitalisierung von Unternehmensprozessen
geht, will sich das CSEM auch
in Zukunft insbesondere in den Bereichen
Deeptech, einschliesslich künstlicher
Intelligenz und fortgeschrittene
Fertigungsprozesse, weiterentwickeln.
Zudem sollen weiterhin Schweizer Unternehmen
bei der Digitalisierung unterstützt
werden.
www.csem.ch
www.chiron-group.com

WISSENSWERTES
Leuze eröffnet neues
Distributionszentrum
In seinem internationalen Distributionszentrum setzt Leuze auf Sensorik aus
eigener Fertigung. Bild: Leuze
Eplan lädt zur Virtual
Fair 2020
Keine Sorgen wegen Abstandsund
Hygieneregeln müssen
sich die Teilnehmer der Eplan
Virtual Fair 2020 machen. Die
Online-Veranstaltung findet dieses
Jahr am Dienstag, 15. September, statt
und kann zwischen 6 und 22 Uhr
(MESZ) besucht werden. Teilnehmer
erfahren bei dieser unter anderem, wie
Unternehmen aus aller Welt ihr Engineering
mit den Lösungen von Eplan
nach vorne bringen. Das internationale
Live-Event bietet darüber hinaus
spannende Keynotes, Best Practices
und reichlich Gelegenheit zum digitalen
Networking. Anmeldungen sind
unter der URL unten möglich.
www.eplan-software:com/virtual-fair
Der Sensorhersteller Leuze
electronic hat ein neues Distributionszentrum
nahe der
Firmenzentrale im deutschen
Unterlenningen eröffnet. Nach
nur einem Jahr Bauzeit werden von
hier aus seit Ende Juli 2020 alle nationalen
und internationalen Kunden
und Tochtergesellschaften beliefert.
In der ersten Ausbaustufe hat das internationale
Distributionszentrum eine
Grösse von 4000 Quadratmetern und
umfasst 40 000 Behälterplätze. Das Gebäude
mit einer Gesamtgrösse von
80 × 45 × 10 Metern bietet Raum für die
Logistikbereiche Warenein- und -ausgang, Automatisches
Kleinteilelager (AKL) sowie Einlagerung, Kommissionierung
und Versand. Dessen Kern bildet das AKL, welches 65 auf 10
Meter bei einer Höhe von 16 Metern misst.
Bereits während der Innausbauphase wurde das Gebäude
von aussen mit einer speziellen Fassadenbegrünung versehen
und auf den Aussenanlagen wurden neue Bäume gepflanzt.
Damit wurde der Neubau bestmöglich ins natürliche
Landschaftsbild des Lenninger Tals integriert.
Um die CO 2 -Emissionen so gering wie möglich zu halten,
wurde ein Energiekonzept ausgearbeitet, welches den KfW55-
Standard erfüllt. Bestandteil ist neben einer LED-Beleuchtung
eine Photovoltaikanlage, die eine Stromleistung von bis
zu 220 KW erzeugt. Mit dieser kann in den Sommermonaten
der komplette Energieeigenbedarf gedeckt werden. Für die
zusätzlich erforderliche Fremdenergie werden ausschliesslich
ressourcensparende Primär- und Sekundärstoffe eingesetzt
sowie Strom aus regenerativen Energiequellen bezogen.
www.leuze.com
Parkem vertreibt Keba
Die Parkem AG mit Sitz in Baden-Dättwil ist
seit Mitte August Integrator und Partner
von Keba in der Schweiz. Das österreichische
Elektronikunternehmen entwickelt
und produziert seit über 50 Jahren innovative Automatisierungslösungen
und integrierte 2018 die LTI
Motion GmbH. Mit dieser verfügt das Linzer Unternehmen
über Top-Lösungen in den Bereichen Steuerungs-,
Sicherheits- und Servoantriebstechnik,
mit denen sich die Leistung von Maschinen und
Anlagen deutlich steigern lassen.
www.parkem.ch
18 #009

Endress+Hauser Schweiz wird 60
Endress+Hauser wurde 1953 im süddeutschen Lörrach
gegründet. Der Schweizer Ingenieur Georg H.
Endress erkannte das grosse Potenzial des deutschen
Marktes für die neuen elektronischen Füllstandmessgeräte,
die er gemeinsam mit dem deutschen
Bankkaufmann Ludwig Hauser vertreiben wollte. So
kommt es, dass die Geburtsstunde von Endress+Hauser
Schweiz erst sieben Jahre später schlug: Am 1. Januar
1960 eröffnete der Firmengründer eine Vertriebsniederlassung
in seiner Heimat.
110 Mitarbeitende kümmern sich um die Kunden in der
Schweiz. Der Grossteil arbeitet am Firmensitz in Reinach
(Kanton BL) – dort, wo Endress+Hauser Schweiz vor 60
Jahren gegründet wurde. Vertriebsingenieure und Servicetechniker
sind zudem im ganzen Land verteilt. Das
sorgt für Kundennähe. Die Ausrichtung des Vertriebs auf
Branchen ermöglicht eine kompetente Beratung. Schlanke
Strukturen erlauben es indes, kleine und mittlere Kunden
ebenso wie grosse Unternehmen gut zu betreuen.
«Die Geschichte von Endress+Hauser Schweiz war von
Anfang an ein Heimspiel – hat uns aber auch immer volle
Leistung abverlangt», sagt Alex Gasser, seit 2017 Geschäftsführer
der Schweizer Vertriebsgesellschaft. Die
verfahrenstechnische Industrie des Landes vertraut dem
Angebot an Produkten, Lösungen und Dienstleistungen,
stellt aber auch hohe Anforderungen an den Marktführer.
«Um zu überzeugen, müssen wir unser Angebot ständig
weiterentwickeln», weiss er.
Früh hat sich Endress+Hauser Schweiz auf Mehrwert-
Dienstleistungen und Automatisierungslösungen spezialisiert.
Über viel Erfahrung verfügt der schweizerische Vertrieb
auch in der effizienten Abwicklung grosser Projekte.
«Wir unterstützen unsere Kunden über den gesamten Lebenszyklus
einer Anlage – mit Engineering, Projektmanagement,
Beratung, Montage und Inbetriebnahme bis hin
zu Wartung, Service und Schulung», so Alex Gasser.
Endress+Hauser Schweiz profitiert davon, dass die Firmengruppe
zwar in 125 Ländern präsent, nach wie vor
aber fest in der Region Basel verwurzelt ist: Ein Drittel der
weltweit über 14 000 Beschäftigten arbeitet im Dreiländereck.
Innovative Produkte werden in der Region entwickelt
und gefertigt, von Reinach aus wird das weltweite Netzwerk
koordiniert und gesteuert.
www.endress.com
Mit Vorsprung in
die Zukunft
Weiterbildungen am Puls der Zeit.
Hier eine Auswahl:
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Leadership for Engineers
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9. September 2020

Bild: Murrelektronik
STROMVERSORGUNGEN
PROBLEME BEREITEN
GANZ ANDERE DINGE
Die beste Steuerung und der cleverste Algorithmus nützen nichts, wenn keine
Energie für den Transport der Bits und Bytes bereitsteht. Also Grund
genug, sich einmal näher mit dem Thema «Stromversorgungen» zu befassen.
Von Markus Back
Die elektronische Steuerungstechnik
ist das Herz einer jeden
Applikation und benötigt
daher eine zuverlässige
Stromversorgung für deren reibungslose
Funktion. Denn fällt diese aus,
sind teure Produktionsausfälle die Folge.
Daher sind Zuverlässigkeit und
eine hohe MTBF von zentraler Bedeutung.
Dessen sind sich auch die allermeisten
Anwender bewusst. Probleme
bereiten in aller Regel aber auch ganz
andere Dinge, wie sich im Gespräch
mit vier Branchenexperten zeigt.
Herausforderungen und Probleme
«Die Probleme und Herausforderungen
sind sehr vielfältig und je nach Anfor-
derungen unterschiedlich. An erster
Stelle stehen meistens die Effizienz
und die Kosten. Die Grösse, das Gewicht
und die Wärmeentwicklung spielen
ebenfalls eine Rolle», sagt Thomas Ritter.
In medizintechnischen Anwendungen
seien indes Zertifizierungen und
Langlebigkeit äusserst wichtig.
«Wir werden verstärkt auf die nachhaltige
Einsparung von Energie und
die damit verbundene Verbesserung
der CO 2 -Bilanz angesprochen», erzählt
Udo Huneke von seinen Erfahrungen.
Grosses Interesse erzeugten ebenfalls
die Fragen, ob eine Veränderung von
24 auf 48 VDC sinnvoll sei und ob sich
DC-Industrienetze durchsetzen werden.
«Des Weiteren sind die Themen
PELV und SELV ein Diskussionspunkt,
da die Erdung oft unterschiedlich ausgelegt
wird», schliesst er.
«Die Herausforderungen unserer Kunden
im Bereich Stromversorgungen lassen
sich grob in zwei Richtungen einteilen»,
so Hartmut Henkel: «Die eine
Seite benötigt die Grundfunktionalitäten
zum attraktiven Preis, die andere
High-End-Funktionalitäten, mit der sie
Anforderungen professionell bewältigen
kann.» Grundlegende Bedürfnisse
seien kompaktere Bauformen, die Optimierung
des Wirkungsgrads, die Minimierung
der Leerlaufverluste sowie
höchstmögliche Verfügbarkeit.
In eine ähnliche Richtung geht die
Beobachtung von Daniel Gottardo: «Die
20 #009

STROMVERSORGUNGEN
Thomas Ritter
Produktmanager Power & EMV
CL-Electronics GmbH
Udo Huneke
Director Sales &
Customer Solutions
Murrelektronik GmbH
«Gerade kurzzeitige
Unterbrechungen sind
besonders tückisch.»
Hartmut Henkel, Phoenix Contact
Dipl.- Ing. Hartmut Henkel
Director Marketing
Phoenix Contact
Power Supplies GmbH
grösste Herausforderung besteht darin,
den optimalen Mix aus hoher Anlagenverfügbarkeit,
Spitzenlastabdeckung,
Wirkungsgrad und Baugrösse zu finden.»
Im Weiteren seien Informationen
über das Leistungs- und Lastmanagement
sowie über den Zustand der
Stromversorgung für viele Anwender
von Bedeutung.
Kurzzeitunterbrechungen
Gerade das Thema «Verfügbarkeit»
treibt sehr viele Anwender um. Dies ist
vor allem den Kurzzeitunterbrechungen

«Dezentrale Konzepte bringen höhere
Anforderungen bezüglich Schutzart und
Steckverbinder mit sich.»
Thomas Ritter, CL-Electronics
Stromversorgungen. Denn genau diese
führen zu den meisten Ausfällen, da
sie die Elektronik schneller altern lassen.»
Verantwortlich macht er dafür
die Liberalisierung des Strommarktes
und die damit verbundenen Zukäufe
aus dem Ausland, welche die Energiequalität
unberechenbar machten.
Zwar kennt Udo Huneke lediglich
Fälle aus AC-Netzen, kann sich aber
gut vorstellen, dass sich diese bei entsprechender
Grösse und Dauer auch
auf die 12-, 24- oder 48-VDC-Versorgungen
auswirken können: «Das kann
zu Beeinträchtigungen systemrelevanter
Komponenten wie Steuerungen,
Visualisierungen und anderen wichtigen
Elementen führen.»
Schutzmassnahmen gegen Kurzzeitunterbrechungen
Mit welchen Massnahmen lassen sich
jedoch solche kurzzeitigen Unterbrechungen
verhindern? «Ein gutes Industrie-Netzteil
puffert solche kurzen
Unterbrüche ohne Probleme», sagt
Daniel Gottardo: «Benötigt man eine
längere Überbrückungszeit, empfiehlt
es sich, die Applikation mit einer unterbrechungsfreien
Stromversorgung
zu stützen.»
Phoenix Contact produziert selbst
weltweit und kennt diese Problematik.
In ihren Werken setzt die Firma daher
auf Stromversorgungen mit grosszügig
dimensionierten Ausgangskondensatoren,
die unter Volllast Netzausfälle
von 20 ms, also das Fehlen von zwei
Halbwellen, überbrücken kann. «Für
Netzausfälle, die mehrere Sekunden
andauern, bieten sich spezielle Puffermodule
an, welche die Energie in wartungsfreien
Kondensatormodulen speichern»,
so Hartmut Henkel. Wer ganz
sicher gehen wolle, beispielsweise für
den Fall, dass ein Bagger die Versorgungsleitung
beschädigt, könne seine
Produktion mit unterbrechungsfreien
Stromversorgungen absichern, welche
den Betrieb für Stunden aufrechterhalten
können.
Diese Grosssysteme sieht auch Thomas
Ritter als wirkungsvollen Schutz:
«Mit ihren Netzfiltern und Stützbatterien
generieren sie die Spannung auf
der Sekundärseite neu.» Diese Schutzmassnahme
sei nicht nur in Industrie-
4.0-Anwendungen, sondern auch in
der IT unverzichtbar.
«Mit speziellen Redundanz- und Puffermodulen
können relevante Stromkreise
an der gleichen Spannungsversorgung
separiert und selbst bei
grösseren Unterbrechungen am Leben
erhalten werden», so Udo Huneke. Bei
der Planung sei aber zu beachten, dass
die Überbrückungsdauer von der Grösse
des Puffermoduls und der Leistungsentnahme
bestimmt werde.
Dezentrale Energieversorgung
Dezentrale Energieversorgungskonzepte
reduzieren Leitungsverluste und
den im Schaltschrank benötigten
Raum. Was bedeuten diese jedoch für
die Hersteller von Stromversorgungen
und speziell für die Anwender?
«Wir fokussieren uns seit über 20
Jahren auf die Dezentralisierung von
Produkten und wollen dabei den Installationsaufwand
möglichst gering halten»,
sagt Udo Huneke. Als eine der
letzten Bastionen beschreibt er die
Spannungsversorgung, die aus vielen
Gründen zentral im Schaltschrank platziert
wurde. Allerdings weiss er um die
Vorteile einer dezentralen Spannungsversorgung.
So ermögliche erst diese
den modularen Maschinenbau mit
autark testbaren Modulen. Da AC direkt
ins Feld geführt werde, reduzierten sich
zudem Leitungsquerschnitte und Verluste.
In Kombination mit in die Spannungsversorgung
integrierten elektronischen
Leitungsschutzelementen,
falle zudem die Verdrahtung wesentlich
einfacher aus und erübrige mehrere
Klemmebenen im Schaltschrank.
«Die dezentrale Stromversorgung erlaubt
es dem Anwender, die Leistung
direkt vor Ort zu erstellen und damit
den Leitungsverlust zu kompensieren»,
sagt auch Daniel Gottardo. Des
Weiteren sei man dadurch sehr flexibel
beim Handling im Maschinen- beziehungsweise
Anlagenbau. Für sie
als Hersteller, ergänzt er, bedeute dies,
dass nun Standard-IP20-Netzteile in
ein IP65/67-Gehäuse integriert und in
ihrer Funktionalität so ausgelegt würden,
dass der Kunde wenig verschie-
22 #009

STROMVERSORGUNGEN
Bild: Weidmüller
dene dezentrale Stromversorgungen
am Lager haben muss.
Im Zusammenhang mit dezentralen
Konzepten fallen Thomas Ritter zunächst
die höheren Anforderungen bezüglich
Schutzart und Steckverbinder
ein: «Dann ist da noch an den Zugriff
und die Steuerung aus der Ferne sowie
an eine Anzeige vor Ort für die Sofortdiagnose
zu denken.» Ansonsten gelten
wie für die Stromversorgungen im
Schaltschrank: ein hoher Wirkungsgrad,
Langlebigkeit und Umweltfreundlichkeit.
Was sonst noch zu sagen ist
Thomas Ritter: «Die Digitalisierung der
Industrie zeigt uns, dass die Stromversorgung
je länger je mehr an Bedeutung
zunimmt. Die Anforderungen an
Effizienz, Qualität und Ausfallsicherheit
sowie die Konnektivität nehmen
zu. Je nach Branche und Länder gilt
es, sich für die richtigen Normen zu
entscheiden.»
Udo Huneke: «Eine Stromversorgung,
als Herz einer Maschine, ist wesentlicher
Bestandteil des gesamten Versorgungskonzeptes
und der Installation
einer Maschine. Viele Möglichkeiten
zur Optimierung bestehen aus dem
Verbund mehrerer Produkte und der
Installation.»
Hartmut Henkel: «Um einen reibungslosen
Anlagenbetrieb sicherzustellen,
sollten die Anwender bei der Stromversorgung
auf einen Partner setzen, der
für jede Anforderung die passende Lösung
bietet.»
Daniel Gottardo: «Wir freuen uns auf
spannende Gespräche rund um Stromversorgungen,
intelligentes Lastmanagement,
dezentrale Stromversorgungen
und DC-Grid-Lösungen.»
Lesen Sie unter
www.technik-und-wissen.ch
wie Industrie 4.0 Stromversorgungen
verändert hat und
welche Folgen das Auslaufen
der Norm EN 60950-1
Ende 2020 mit sich
bringen wird.
CL-Electronics GmbH
www.cl-electronics.com
Murrelektronik AG
www.murrelektronik.ch
Phoenix Contact AG
www.phoenixcontact.com
Weidmüller Schweiz AG
www.weidmueller.ch
#009 23

STROMVERSORGUNGEN
Erfahren Sie unter
technik-und-wissen.ch,
welche Hürden es bei
dem Umstieg auf ein DC-
Fabriknetz geben
wird und wie sich diese
nehmen lassen.
«In einer Roboterzelle konnten
wir die Einspeiseleistung
um 85 Prozent reduzieren.»
Timm Kuhlmann, Fraunhofer IPA
24 #009

STROMVERSORGUNGEN
«ENERGIE WIRD EIN
WICHTIGER
WETTBEWERBSFAKTOR»
Timm Kuhlmann vertritt das Fraunhofer IPA im Verbundprojekt «DC-Industrie 2»,
das sich mit DC-Netzen für Fabriken befasst. Für ihn stellt sich nicht
die Frage, ob diese kommen, sondern mit welchem Tempo diese Einzug halten
werden. Im Gespräch mit dem Diplomwirtschaftsingenieur.
Von Markus Back
Sie befassen sich im Verbundprojekt «DC-Industrie
2» unter anderem mit der Frage, welche
Energieeinsparungen mit der Abkehr von AC-
Netzen in Fabriken möglich sind. Um wieviel
Prozent kann denn ein Unternehmen durch den Umstieg
auf ein DC-Netz seinen Energiebedarf reduzieren?
Das ist ein wenig von den eingesetzten Maschinentypen
und der Dynamik der Prozesse abhängig. Bei Robotern
erzielten wir beispielsweise durch die Rückgewinnung und
die direkte Wiedernutzung der Bremsenergie im Durchschnitt
eine Ersparnis von zehn Prozent. Bei einer Holzbearbeitungsmaschine
kamen wir durch Rekuperation auf
knapp sechs Prozent. Generell konnten wir feststellen,
dass in dynamischen Prozessen die Einsparungen sehr
viel höher als in kontinuierlichen Abläufen sind.
Weitere Einsparungen lassen sich durch den Wegfall von
Wandlungsstufen der Energie erreichen, also immer dort,
wo zwischen AC und DC gewechselt werden muss. Das hat
man heute zum Beispiel bei Energiespeichern, bei denen
eine Ersparnis von 2,5 Prozent pro Wandlungsstufe erreicht
wird. Das sind die direkten Energieeinsparungen.
Und die indirekten Energieeinsparungen?
Da wird es richtig interessant! Wenn Sie heute eine Maschine
mit sehr vielen Antrieben betreiben, müssen Sie im
DC-Zwischenkreis die Energie bereitstellen, die es bräuchte,
wenn alle Antriebe gleichzeitig bei voller Leistung laufen
würden. Das ist vollkommen überdimensioniert, weil das
nie der Fall sein wird! So lässt sich die Anschlussleistung
und damit die Wandlungsleistung, die bereitgehalten
werden muss, um von AC auf DC zu wechseln, um 50 bis
85 Prozent reduzieren. Diesen Nachweis haben wir mit
einer Roboterzelle erbracht, bei welcher die Leistung des
Schweissimpulses nicht aus dem Netz, sondern direkt aus
dem internen Speicher kam. Aus dem Versorgungsnetz
selbst musste nur die Differenzenergie zur Bewegung des
Roboters und die Energie zum Wideraufladen der Speicher
gezogen werden, so dass wir am Ende eine Versorgungsleistungseinsparung
von 85 Prozent erzielten.
Welche weiteren Einsparpotenziale konnten Sie sonst noch
durch die Umstellung auf einen DC-Betrieb ausmachen?
Verschiedene. Heute sind Maschinen und Anlagen über
drei energieführende Phasen, den Schutzleiter und bei
unsymmetrischen Belastungen zusätzlich noch über einen
Neutralleiter angeschlossen. Im DC-Netz gibt es nur
Plus, Minus und den Schutzleiter. Da wir mit 650 Volt
getestet haben, konnten wir wegen der geringeren Ströme
kleinere Leiterquerschnitte verwenden. Dies spart Ressourcen,
da Energieführungsleitungen und Trassen kleiner
dimensioniert werden können. Weitere Einsparungen
ergeben sich durch den Wegfall des Gleichrichters, da die
Wandlungsverluste nicht mehr weggekühlt werden
müssen. Zudem können die Umrichter durch den Wegfall
der Filter kleiner und kompakter gebaut und direkt im
Feld auf dem Motor montiert werden.
Lässt sich der bestehende Maschinenbestand in ein
intelligentes DC-Netz integrieren, um von diesen Vorteilen
profitieren zu können oder muss dieser ausgemustert
werden?
Ausmustern wäre in den meisten Fällen wohl keine gute
Idee, da Abschreibung und Maschinenlaufzeit meist
deutlich länger sind. Wer einen abrupten Wechsel einleiten
möchte, kann das jedoch. So wie sich DC-Maschinen
im AC-Netz betreiben lassen, so können auch AC-Maschinen
im DC-Netz betrieben werden. ››
#009 25

STROMVERSORGUNGEN
«Der Elektriker ist es gewohnt, im AC-
Umfeld zu arbeiten. Daher muss die
Ausbildung im DC-Netz forciert werden.»
Timm Kuhlmann, Fraunhofer IPA
Theoretisch könnte man dazu bei einem Umrichter den
Gleichspannungsteil weglassen und gleich mit dem Wechselspannungsteil
die gewünschte Frequenz erzeugen.
Das geht im Rahmen eines Geräteverbundes, bei dem alle
Umrichter DC-seitig gekoppelt werden. Da es jedoch
keine verbindlichen Standards gibt, übernimmt kein Hersteller
die Gewährleistung, wenn in einem solchen Verbund
ein Fremdgerät integriert ist. Der Umbau von Bestandsmaschinen
ist daher vorerst eher ein schwieriges Thema.
Welche installationstechnischen Empfehlungen geben
Sie Unternehmen, die ihre Produktion erweitern oder an
einem anderen Standort neu bauen wollen?
Selbst wer sich zunächst für ein AC-Netz entscheidet, begeht
sicherlich keinen Fehler, wenn er seine Infrastruktur
flexibel und wandlungsfähig auslegt und genügend Platz
für zusätzliche Leitungen, Schaltschränke und Einspeisevorrichtungen
miteinplant. Eines ist nämlich sicher,
dass die Energie zukünftig ein wichtiger Wettbewerbsfaktor
sein wird und die Themen CO 2 und CO 2 -Neutralität
selbst kleinere Unternehmen beschäftigen werden.
Wer dann einfach auf DC umsteigen kann, ist im Vorteil.
Es heisst, die bisherigen PVC-Kabel eignen sich für dynamische
DC-Anwendungen nur bedingt. Was bedeutet
das für die vorhandene Installation? Muss diese ausgetauscht
werden?
In unserem Verbundprojekt befassen wir uns auch mit
der Frage, was mit der Isolation in DC-Anwendungen
passiert. Auf der anderen Seite gibt es heute schon sehr
viele DC-Anwendungen, in denen keine speziellen DC-
Leitungen eingesetzt werden und die deswegen nicht
reihenweise ausfallen. Ich denke aber, dass der Markt
schnell auf neue Forschungsergebnisse reagieren und
entsprechende Lösungen anbieten wird, sofern diese
wirklich notwendig sein sollten.
Was ist aber bei der Entwicklung zukünftiger Maschinen
zu beachten?
Ohne verbindliche Standards ist es schwer, Empfehlungen
zu geben. Das geht schon bei der Spannung los. Wir im
Verbundprojekt präferieren ein flexibles Spannungsniveau
von 485 bis 800 Volt um eine Nennspannung von 650 Volt,
es können am Ende aber genauso gut andere feste Spannungsniveaus
von 500 oder 800 Volt sein. Generell sollte
sich der Elektrokonstrukteur einfach gewisser Dinge
bewusst sein und diese in seinen Planungen berücksichtigen,
wie entsprechende Verriegelungen oder einen
bi-direktionalen Energiefluss, so dass die Energie wieder
zurückfliessen kann. Dies hat auch Einfluss auf die Auswahl
der Komponenten.
Dann kommen sicherlich Themen wie die Speicherauslegung,
welche Art von Speicher und deren Platzierung
hinzu. Die Auslegung der Sicherungskomponenten wird
ebenfalls eine andere sein, da bei DC plötzlich nach
Vorladung oder Kurzschluss unterschieden werden muss.
Im Detail wird es sehr viele Veränderungen geben, mit
denen sich jedoch die Experten vor Ort direkt auseinander
setzen müssen. Selbst die Instandhaltung der Maschinen
muss überdacht werden.
Wieso? Das ohmsche Gesetz gilt doch auch bei DC, oder?
Das stimmt schon, aber nehmen Sie beispielsweise die fünf
Sicherheitsregeln. In denen heisst es unter anderem
Freischalten, was bei DC ebenso geht, wie das Sichern gegen
Wiedereinschalten. Dann kommt aber der Punkt «Kurzschliessen».
Ich weiss nicht, ob das in einem DC-Netz eine
so gute Idee ist und wenn, wann darf man kurzschliessen?
Muss der Betriebselektriker dazu das Entladen interner
Kondensatoren und Speicher abwarten? Bis eine 100-kWh-
Batterie entladen ist, dauert es! Vielleicht braucht es daher
für diese Speicher sogar separate Abstellvorrichtungen?
26 #009

Fotos: Rainer Bez, Fraunhofer IPA
Zur Person
Dipl.-Wirt.-Ing. Timm Kuhlmann, Industrielle Mikronetze und
Energiespeicher, forscht seit rund 20 Jahren im Bereich
der Fabrikplanung, der digitalen Transformation sowie an der
Energieeffi zienz von Fabriken. 2019 promovierte er über
die Methode zur wandlungsfähigen Energieversorgung in
Fabriken. Seit über fünf Jahren beschäftigt er sich mit Gleichstromnetzen
in der Fabrik. Sein Forschungsschwerpunkt
liegt in der intelligenten Energieversorgung von Produktionen
und Fabriken sowie deren Transformation.
Ich möchte damit gar nicht sagen, dass das Arbeiten im
DC-Bereich gefährlicher ist. Nur sind die Elektriker
jahrzehntelang für Tätigkeiten im AC-Umfeld ausgebildet
worden und es gewohnt, dort zu arbeiten. Zwar ist die
DC-Ausbildung in Deutschland ein Bestandteil der Elektrikerausbildung,
kam aber bisher zu kurz und muss nun
verstärkt werden.
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Was würden Sie sich konkret wünschen?
Dass die bisherige Ausbildung im DC-Bereich hinterfragt
und entsprechend modifiziert wird. Zudem braucht es
Module für ausgebildete Elektriker, damit auch diese sicher
im DC-Umfeld arbeiten können. Des Weiteren bedarf es
Ausbildungsmodule für Planer, damit diese wissen, auf was
sie zu achten haben, wenn sie eine Maschine von AC auf
DC umrüsten. Dieses Wissen kommt zwar nicht mehr unbedingt
bei alten Maschinen zum Tragen, ist aber entscheidend
für eine Neuentwicklung, da diese ja meistens von
einer Bestandsmaschine ausgehend geplant wird.
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik
und Automatisierung | www.ipa.fraunhofer.de
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Tel. 052 235 21 00

STROMVERSORGUNGEN
WENN ES
PLÖTZLICH
UNHEIMLICH
FLACKERT…
Wenn das Licht flackert oder Geräte von alleine
angehen, hat das wenig mit Spuk zu tun. Vielmehr liegt
der Grund hierfür in Spannungseinbrüchen. Professor
Michael Höckel von der Berner Fachhochschule BFH in
Biel befasst sich beruflich mit diesen Phänomen.
Stellen Sie sich einen Abend
im Spätherbst vor. Sie bleiben
länger auf der Arbeit, um eine
Besprechung am nächsten
Morgen vorzubereiten. Lediglich Ihre
Parzelle im Grossraumbüro ist noch
beleuchtet, von den angrenzenden
Schreibtischen sind in dem spärlichen
Licht nur Silhouetten zu erkennen.
Ohne Vorwarnung beginnt auf einmal
die Deckenbeleuchtung über Ihnen zu
flackern und in der Tiefe des Raumes
springen an einzelnen Arbeitsplätzen
wie von Geisterhand die Monitore an.
Ganz schön gruselig, oder?
Ursachen für Spannungsflicker
Bevor Sie in einer solchen Situation
nun aber in Panik verfallen oder im Internet
nach dem örtlichen Exorzisten
googlen, bleiben Sie ruhig! Die Ursache
für dieses Phänomen ist keine
ruhelose Seele, sondern viel banaler
oder genauer gesagt physikalischen
Ursprungs. «EDV- und Telekommunikationsanlagen
können anfällig auf
schlechte Spannungsqualität sein»,
sagt Michael Höckel. Und er muss es
wissen! Am Departement Technik und
Informatik der Berner Fachhochschule
BFH in Biel lehrt er Studenten aus
den Bereichen Elektrotechnik und
Informationstechnologie die Ursachen
für solche Erscheinungen. Und weil er
das sehr gut macht, wird seine Expertise
auch bereits seit Jahren im internationalen
Arbeitskreis TR EMV&PQ
DACHCZ geschätzt. Dieser erarbeitet
Empfehlungen, die den Netzbetreibern
helfen sollen, um die Qualitätsansprüche
an die Spannungen zu gewährleisten.
Wenn nun also das Licht flackert, erzählt
Michael Höckel in seinen Vorlesungen,
hat das oftmals mit wechselnden
Lasten zu tun, die das Stromnetz
28 #009

durch das Vorhanden beziehungsweise
Nicht-Vorhandensein des Stroms
belasten. Dies führt je nach Last zu
kleinen bis grossen Spannungsabfällen.
«Wir sprechen dann von einem
Spannungsflicker», erklärt der Dozent
und ergänzt: «Und genau das kann die
Ursache für flackernde Lampen oder
Leuchtkörper sein.»
Wie kommt es aber dazu, dass sich
diese Lastwechsel überhaupt auf solch
kuriose Art und Weise bemerkbar machen?
Zumal die Netzbetreiber ja dazu
verpflichtet sind, jeden Kunden ans
Netz zu bringen und dieses dafür entsprechend
auszulegen!
Aus Erfahrung weiss Michael Höckel,
dass diese Probleme meistens hausgemachter
Art sind. «Der Netzbetreiber
ist lediglich für die Spannung verantwortlich,
der Kunde ist es aber, der
den Strom bezieht», sagt er. Zwar wird
beim Anschlussgesuch versucht, diesen
Strombedarf zu beurteilen, doch
dieser kann sich durch das Wachstum
eines Unternehmens im Verlaufe der
Jahre verändern. Wenn diesem zusätzlichen
Bedarf dann nicht Rechnung
getragen wird, indem zum Beispiel zusätzliche
Leitungen verlegt werden,
kann dies zum Flickern führen.
Spannungsqualität
Eine mangelnde Qualität der Netzspannung
kann das Verhalten elektrischer
Verbraucher beeinträchtigen und bis zur
Gefährdung von Personen und Geräten
führen. Die wichtigsten Parameter
für die Spannungsqualität sind:
• Spannungshöhe
• Frequenz
• Kurvenform
• Störungen
Die Energieversorger sind verpfl ichtet,
bestimmte Grenzwerte bei den jeweiligen
Parametern einzuhalten. Die zulässigen
Pegel der Spannungsqualität sind
durch die International Electrotechnical
Commission (IEC) defi niert.
Vorgehensweise bei Spannungsmessungen
Treten diese beschriebenen Störungen
auf, wendet sich der Kunde zunächst
an seinen Netzbetreiber. «Der kommt
aus Eigenantrieb und misst nach, weil
er sein Verteilnetz in den seltensten
Fällen online überwacht», erklärt
Michael Höckel die übliche Vorgehensweise.
Weil dieser aber die
Spannungsqualität nur bis zum Anschlusspunkt
verantwortet, ist es gut
möglich, dass für diesen kein Handlungsbedarf
entsteht. Da damit aber
das Problem nicht behoben ist, verlagert
sich nun die Suche vom Netz
hinein ins Unternehmen.
Auf diese interne Suche haben sich
verschiedene Anbieter spezialisiert.
Dabei wird zunächst die Spannung
über einen bestimmten Zeitraum aufgezeichnet
und erfasst. Liegt beispielsweise
der totale Oberschwingungsgehalt
zeitweise über dem
Grenzwert von acht Prozent, so der
Dozent, ist dies ein Indiz dafür, dass
tatsächlich etwas nicht stimmt. Andere
Indikatoren können Unsymmetrien
oder aber zu grosse Abweichungen der
gemittelten Netzspannung sein. Diese
muss ständig innerhalb einer Toleranz
von plus zehn und minus fünfzehn
Prozent liegen.
Beseitigung von Spannungsflickern
Die Auswertung und Deutung dieser
Aufzeichnungen ist Bestandteil der
Lesungen bei Michael Höckel. Sehr
schnell zu einem Resultat kommt er,
wenn sich bei diesen Messungen
Gleichzeitigkeiten nachweisen lassen.
Eine solche Gleichzeitigkeit kann beispielsweise
sein, wenn die Spannung
immer beim Einschalten eines bestimmten
Gerätes einbricht. «Wenn
zum Beispiel die Schweissanlage einen
Impuls hat, lässt sich eine zeitliche
Korrelation erkennen und sehr gut
zuordnen», erklärt er.
Viel kniffliger wird diese Auswertung
übrigens, wenn viele Betriebe ähnliche
Geräte einsetzen und alle ein wenig
dazu beitragen und sich unglücklich
kumulieren. «In diesem Fall liegt die
Abhilfemassnahme beim Netzbetreiber»,
so Michael Höckel. Dieser wird
das Problem normalerweise mit grösseren
Leitungsquerschnitten beheben
oder das Netz mit einer zusätzlichen
Trafostation aufteilen.
Häufig entstehen Probleme durch
Baustellen-Installationen. Zwar sind
diese temporär, so der BFH-Professor,
sollten aber dennoch nicht zu sehr
stören. Dass der Trend zur Elektromobilität
ebenfalls zu Problemen führen
kann, zeigt sich in jüngerer Zeit. Diese
kann zu hohen Gleichzeitigkeiten führen,
zudem wird Leistungselektronik
mit ähnlicher Topologie eingesetzt.
Dies kann zu Störungen führen, da die
Grenzwerte für die Emission von harmonischen
Strömen von 200-W-Ladegeräten
für E-Bikes zum Beispiel sehr
grosszügig sind. «Wenn nun fünf bis
zehn Stück parallel in Betrieb sind,
können Grenzwertüberschreitungen
bei den Harmonischen Spannungen
durchaus möglich», so Michael Höckel.
Studium und Perspektiven
Dass die Ursachen für die schlechte
Spannung sehr vielseitig sind, zeigt
sich auch bei den Bachelor- und
Masterarbeiten, die Michael Höckel
betreut. Einer seiner Studenten untersucht
gerade den Einfluss der Spannungsqualität
auf das Verhalten von
diversen Umrichtern, welche
in PV-Anlagen, Batteriesystemen oder
Ladestationen von E-Autos eingesetzt
werden. In einer anderen Arbeit werden
Haushalte und der Einfluss der
dort eingesetzten Geräte auf den
Gesamtstrom untersucht. Die erzielten
Erkenntnisse sollen später einmal
dazu dienen, die Stromemissionen bestimmter
Haushalte charakterisieren
zu können.
Und welche beruflichen Perspektiven
eröffnen sich mit diesen Erkenntnissen?
«Die meisten dieser Studenten
finden eine Anstellung bei Netzbetreibern,
andere finden ihre Bestimmung
in der Geräteentwicklung oder als
Energieberater», sagt Michael Höckel.
Den Weg eines professionellen Geisterjägers
hat bislang übrigens keiner
von ihnen eingeschlagen. Wieso auch,
wenn man weiss, dass flackernde
Lampen mit der Spannungsqualität zu
tun haben.
BFH – Berner Fachhochschule
www.bfh.ch
#009 29

Udo Huneke mit dem aktuellen Modell
des Murrelektronik Intelligent Current
Operator, kurz MICO. Bild: Susanne Seiler
«Die physikalischen
Gesetze lassen sich nicht
so einfach austricksen»
Udo Huneke, Director Sales & Customer Solution
30 #009

STROMVERSORGUNGEN
SCHLEIFENWIDERSTAND
IM GRIFF
Elektronische Stromversorgungen bieten viele Vorteile. Neben einer geregelten
24-V-Gleichspannung zählt dazu die Kurzschlusssicherheit nach fest
definierter Kennlinie. Probleme können diese allerdings bei der Absicherung
langer Leitungen bekommen. Schuld daran ist der Schleifenwiderstand.
Von Markus Back
Als Verantwortlicher für Service-
Schulung-Support bei Murrelektronik
weiss Udo Huneke
ganz genau, wo den Anwendern
der Schuh drückt. «Wir bewegen
uns in einer Zeit, in der man glaubt, dass
Software und Elektronik fast alles lösen
können», sagt der Director Sales & Customer
Solutions. Weil die Gesetze der
Physik aber immer die gleichen bleiben,
gebe es Dinge, die sich nicht so einfach
austricksen liessen. «Dazu gehört auch
der Schleifenwiderstand, der beim Auslösen
von Leitungsschutzelementen immens
wichtig ist», ergänzt er.
Wieso der Schleifenwiderstand bei der
Kanalabsicherung diese Bedeutung hat,
ist schnell erklärt. Vor der Markteinführung
elektronischer Stromversorgungen
war es üblich, einzelne Kanäle mit Typ-
C-Leitungsschutzschaltern abzusichern.
Damit ein solcher Automat mit 6-A-
Nennstrom jedoch auslösen kann, benötigt
dieser gemäss der Formel 14 × I nenn
einen Auslösestrom von 14 × 6 A, was in
der Multiplikation 84 A entspricht. Soll
nun eine 24-V-Stromversorgung diese
84 A bereitstellen, darf der Widerstand
maximal 286 mΩ betragen.
Dass dieser Wert absolut unrealistisch
ist, zeigt ein Praxisbeispiel, bei dem der
Schleifenwiderstand einer 5 m langen
Sensorleitung mit einem Leitungsquerschnitt
von 0,34 mm 2 berechnet wird.
Deren Widerstand ergibt sich aus der
Formel R = ρ x l/A, wobei l wegen der
Hin- und Rückleitung mal zwei zu nehmen
ist.
Werden nun die einzelnen Werte unter
Berücksichtigung des spezifischen
Widerstands ρ von Kupfer (0,0178 ρ ×
mm 2 /m) eingesetzt, ergibt sich bereits
ein Widerstand von 520 mΩ. Mit den
weiteren Widerständen der Verteilerleitung
und der Litzen sowie die Innenwiderstände
der Leitungsschutzschalter
und Anschlussklemmen addiert sich
der Gesamtwiderstand auf über 1,3 Ω.
Auf die Formel U = R x I angewendet, bedeutet
dies, dass in einer elektronischen
24-V-Stromversorgung ein maximaler
Stromfluss von 18,18 A möglich ist. Diese
genügen aber nicht, um einen Typ-C-Leitungsschutzschalter
mit 6 A Nennstrom
auszulösen. Er würde, wie beschrieben,
mindestens 84 A benötigen.
«Vor etwa 25 Jahren begannen erste
Anwender damit, ihre Trafonetzgeräte
durch die vermeintlich vorteilhafteren
elektronischen Netzgeräte auszutauschen»,
erinnert sich Udo Huneke und
ergänzt: «Diese bringen viele Vorteile
mit sich, sind allerdings beim Liefern
des benötigten Stroms für klassische
Leitungsschutzschalter limitiert. Für
uns war das der Grund, den Murrelektronik
Intelligent Current Operator zu
entwickeln.»
Murrelektronik AG
www.murrelektronik.ch
Erfahren Sie unter
technik-und-wissen.ch,
welches die häufigsten
Fragestellungen zu MICO sind
und welche fünf einfachen
Statusinformationen Maschinen-
und Anlagebauern
genügen, um ihre Prozesse
zu optimieren.
#009 31

STROMVERSORGUNGEN
FÜR DAS RAUE UMFELD
Durch ihren Wirkungsgrad von bis zu 96 Prozent arbeiten die Stromversorgungen
«Pro2» selbst unter beengten Einbaubedingungen sehr zuverlässig. In Kombination
mit ihrem erweiterten Betriebstemperaturbereich sowie einem leistungsstarken
Top- und Powerboost eignen sie sich damit auch für Anwendungen im rauen Umfeld.
Mit den Stromversorgungen
«Pro2» schlägt Wago ein
neues Kapitel auf. Die zur
Hannover Messe 2019 vorgestellte
Reihe umfasst zunächst vier
einphasige und zwei dreiphasige Geräte
und folgt der 2009 eingeführten Gerätereihe
«Pro Power». Die Netzgeräte
verfügen über einen weiten Eingangsspannungsbereich
von 90 bis 264 VAC
(einphasig) beziehungsweise 340 bis
550 VAC (dreiphasig). Am einstellbaren
Ausgang (bis 28,5 VDC) stellen sie
je nach Ausführung 120, 240, 480 oder
960 W bereit. Die Pro2-Stromversorgungen
entsprechen bis 2000 Meter über
Normalnull der Überspannungskategorie
OVC III und bis 5000 Meter OVC II.
150% Powerboost für 5 s
Der hohe Wirkungsgrad von bis zu 96
Prozent bei schlanken Abmessungen
von 30/50/70/120 × 130 × 130 mm (Breite/Höhe/Tiefe)
schafft neue Möglichkeiten
in der Konstruktion. Durch die
geringere Verlustleistung reduziert
sich der Kühlaufwand, wodurch in
manchen Applikation komplett auf separate
Kühlvorrichtungen verzichtet
werden kann. Dies gestattet das Design-In
auch unter beengten Einbaubedingungen
und erlaubt die Planung
mit kleineren Schaltschrankeinheiten.
Unterstützt wird der Gedanke des
schlanken Designs durch einen Powerboost
von 150 Prozent des Ausgangsstroms
für bis zu 5 s. Diese Leistungsreserve
erübrigt überdimensionierte
Stromversorgungen, da beispielsweise
Kondensatoren oder die Spulen von
Schützen schneller aufgeladen sind.
Für zusätzliche Freiheitsgrade sorgt
der Topboost von 600 Prozent des Ausgangsstroms
für bis zu 15 ms, da die
Pro2 damit ausreichend Spitzenstrom,
beispielsweise für das sichere Auslösen
von Schmelzsicherungen und Leistungsschutzschaltern,
liefert.
32 #009

Kaltstartverhalten bis –40°C
Unterstützt wird der Ansatz eines
«Grünen Designs» durch die verschiedenen
Kommunikationsmöglichkeiten
der Pro2-Stromversorgungen. Über ein
separates Kommunikationsmodul (IO-
Link, Modbus, Ethernet etc.) können
diese fest mit einer SPS verbunden
werden. Damit können nicht nur Daten
aus dem Netzteil gespeichert und für
die Energieoptimierung analysiert
werden, sondern diese über ein SPS-
Signal in den Standby-Modus oder zur
Energieeinsparung sogar ganz abgestellt
werden.
Durch den erweiterten Betriebstemperaturbereich
von –25 bis 70° C lässt sich
die Pro2 selbst in rauen Umgebungen in
den Schlafmodus versetzen oder komplett
ausschalten. Ein ausgezeichnetes
Kaltstartverhalten bis –40° C garantiert
dabei zu jeder Zeit die Einsatzbereitschaft
der Stromversorgung. Durch ihr
Derating erst ab 60° C arbeitet sie selbst
in Hochtemperaturanwendungen äusserst
zuverlässig.
Zertifiziert nach UL 61010-1/2-201
Die Installation und Inbetriebnahme
der Stromversorgungen «Pro2» ist
denkbar einfach. Durch die etablierte
Federklemmtechnik reduzieren sich
bereits bei der Verdrahtung der Netzgeräte
Zeit- und Kostenaufwand. Ausserdem
bieten die Steckverbinder den
Vorteil, mit vorkonfektionierten Kabeln
zu arbeiten. Dies spart zusätzliche
Kosten und erlaubt die Inbetriebnahme
auch durch Nicht-Elektriker,
da die Kennzeichnung nach
EN 81346-2 für eine klare Anschlussstellenkennzeichnung
sorgt. Der ausgeführte
Kommunikationsanschluss
gestattet anschliessend eine sehr
schnelle und einfache Konfiguration
der gewünschten Parameter.
Durch eine MTBF von 1 Million Stunden
bei 25° C und bewusst überdimensionierte
Kondensatoren garantieren die
Stromversorgungen «Pro2» einen störungsfreien
Betrieb. Die neue Gerätereihe
ist nach UL 61010-1 sowie UL 61010-
2-201 zertifiziert, weitere Zulassungen
wie HazLoc UL 12.12.01, DNVGL, ABS
und KR sind derzeit in Vorbereitung.
Wago Contact SA | www.wago.ch
Echt besser!
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Schaltschrank von Murrplastik.
Murrplastik gehört seit 1963 zu den Pionieren wenn es um
professionelles Kabelmanagement und Hightech-Produkte
aus Kunststoff geht. Wir bieten Lösungen zu individuellen
Herausforderungen in den Bereichen Energiekette, Kabelschutz,
Kabelführung, Kennzeichnung und Energiezuführung.
Entwicklungsingenieure stellen für verschiedenste Anwendungsbereiche
innovative Universallösungen sowie kundenspezifische
Adaptionen bereit. „Made by Murrplastik“ steht
für wirtschaftliche Einsätze, für mehr Langlebigkeit, höhere
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Mit weit über 200 Patenten und einem internationalen
Vertriebsnetz sind wir einer der weltweit führenden
Systemanbieter: „Rund ums Thema Kabel.“
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Murrplastik AG • Ratihard 40 • 8253 Willisdorf
Tel.: +41 52 646 06 46 • Fax: +41 52 646 06 40
www.murrplastik.ch
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Produkte
Antriebsausfälle vorzeitig erkennen
ABB erweitert den Service ABB Ability Condition Monitoring
für den Antriebsstrang, der Antriebe, Motoren,
Pumpen und Lager miteinander verbindet, mit einer Option
für die zustandsbasierte Instandhaltung von Antrieben.
Die Software ermöglicht die frühzeitige Warnung vor ungewöhnlichen
Betriebsbedingungen, die zum vorzeitigen
Ausfall eines Antriebs mit den entsprechenden Bauteilen
führen könnten. Dieser Service eignet sich insbesondere
für Antriebe, die in kritischen Bereichen zum Einsatz
kommen. Die Genauigkeit der prognostizierten Restnutzungsdauer
hängt von der spezifischen Anwendung ab. In
vielen Fällen kann der Ausfall von Antriebskomponenten
jedoch ein oder sogar zwei Jahre im Voraus prognostiziert
werden.
ABB Automation Products GmbH | www.abb.com
Firmware-Update
Das Assistenzsystem für Überspannungsschutz Impulsecheck
erhält durch ein Firmware-Update neue Funktionen.
Die Firmware 2.0 ermöglicht jetzt die Wahl des
Endpunkts Proficloud Global oder Proficloud China.
Zudem werden zusätzliche Schnittstellen zum
Abruf ausgewählter Daten des Assistenzsystems
im lokalen Netzwerk bereitgestellt. Der Abruf kann
über Modbus TCP/IP oder über eine Rest API
erfolgen. Im Vergleich zur Control API der Proficloud
in der Anwendung Impulseanalytics ist
der Umfang hier auf die wesentlichen Eigenschaften
des Impulsecheck, die ausgewerteten Messdaten
und den State-of-Health des überwachten
Überspannungsschutzgeräts reduziert. Die Daten
werden bei aufgebauter Verbindung zur Cloud entsprechend
aktualisiert und sind direkt im Web-based-
Management des Assistenzsystems ersichtlich.
Phoenix Contact AG | www.phoenixcontact.ch
34 #009

Licht, wenn
Sie es
benötigen
Artikeldaten sofort projektieren
Die Version 2.9 des Eplan Data Portals stellt Anwendern webbasierte
Komponenten- und Gerätedaten zur Projektierung
bereit und ist nur exklusiv in der Cloud-Umgebung von Eplan
ePulse integriert. Elektro- und Fluid-Planer wählen benötigte
Artikeldaten aus und übernehmen sie direkt in ihr Eplan-
Projekt. Das reduziert den Projektierungsaufwand und sorgt
für standardisierte Daten in der Dokumentation. Eine komplett
neue Bedienoberfläche mit intuitiver Such- und intelligenter
Vorschlagsfunktion macht die Anwendung im Portal einfacher,
schneller und komfortabler.
EPLAN Software & Service | www.eplan.ch
Serie 7L
LED-Leuchte für
den Schaltschrank
Schweissfester
Magnetfeld-Sensor
Beim Schweissen herrschen raue Bedingungen:
Funkenflug sowie Metall- und Schweissspritzer
können Hitzeschäden verursachen oder sich
an den Sensoren festsetzen und ihre Funktionalität
beeinträchtigen. Ausserdem erzeugen hohe
Schweissströme Störmagnetfelder, die die Sensorfunktion
zusätzlich beeinflussen können. Nicht
so mit dem störsicheren Magnetfeld-Sensor BMF
415KW. Dieser Sensor verfügt über eine 5-mm-T-Nut
und ist speziell für den Einsatz in Pneumatikzylindern
ausgelegt, die in Schweissfeldanwendungen
(AC- und MFDC-Anlagen) eingesetzt werden.
In Roboterschweisszellen überwacht er zum
Beispiel den Klemmzustand von pneumatisch
betätigten Klemmen.
Balluff AG | www.balluff.com
• Befestigung direkt über Magnete oder
über Metall-Clips zum Anschrauben
• Mit Bewegungsmelder oder mit
EIN-/AUS-Schalter
• Anschlüsse über Push-ln-Klemmen
oder Steckbuchsen
• Lichtstrom: 600 oder 1200 Lumen
• Spannungsversorgung: 110 ... 240 V AC/DC
oder 12 ... 48 V AC/DC
• Geringe Leistungsaufnahme
• Modernes Design
Finder (Schweiz) AG
Industriestrasse 1a - 8157 Dielsdorf
Tel. +41/44 885 30 10
finder.ch@finder-relais.ch
www.finder-relais.ch

PRODUKTE
Miniatur-Dehnungssensor
BV-System mit Deep-Learning-Werkzeugen
Die IP-67-Smartkamera In-Sight D900 lässt sich durch austauschbare
Beleuchtung, Linsen und Filter sowie Abdeckungen
schnell an die jeweiligen Anforderungen anpassen. Durch High-
Dynamic-Range-Aufnahmen (HDR+) erzeugt sie gleichmässig
belichtete Bilder. Die LED-Anzeige erlaubt eine ferngesteuerte
Pass/Fail-Auswertung und die Prüfergebnisse können lokal
auf einer SD-Karte gespeichert werden. Speziell für die Ausführung
von Deep-Learning-Anwendungen wurde eine Inferenzmaschine
integriert. Bedient wird die Kamera über die Spreadsheet-
Benutzeroberfläche, welche die Anwendungsentwicklung
und Werksintegration vereinfacht. Anwendungstechniker erhalten
Zugriff auf die vollständige Suite mit üblichen Bildverarbeitungswerkzeugen
wie PatMax, Kantentastern und Messwerkzeugen.
Mit In-Sight ViDi verfügt die D900 zusätzlich
über drei Deep-Learning-Werkzeuge, die für spezifische und breitgefächerte
Anwendungen konzipiert wurden: ViDi Read, ViDi
Check und ViDi Detect.
Die Dehnungssensoren DST20
(28×12×10 mm) erfassen in Anwendungen
mit beengtem Bauraum Kräfte über
10 000 N. Ihr Edelstahlgehäuse und die
Schutzart IP65 erlauben dabei auch
den Einsatz in rauen Umgebungen. Ab
Werk ist die Dehnung mit dem Ausgangssignal
von typischerweise um die
1,0 mV/V ausgemessen, wodurch vielmals
eine Kalibrierung mit einem separaten
Kraftsensor entfällt. Verfügbar
sind Modelle mit zwei Messbereichen:
500 und 1000 µm/m.
Baumer Electric AG | www.baumer.com
Cognex | www.cognex.com
FDA- und MDR-konformes Prozessüberwachungssystem
Das Prozessüberwachungssystem Maxymos TL ML entspricht den Vorschriften zur
Qualitätssicherung in der Medizintechnikindustrie und wurde in enger Anlehnung an die
Richtlinien der FDA und MDR entwickelt. Damit erfüllt es den Bedarf von Medizinprodukte-Herstellern
sowie Anlagen- und Maschinenbauern im Umfeld der Produktion von
pharmazeutischen und medizintechnischen
Gütern nach einem Überwachungssystem
für die 100-Prozent-Prüfung.
Das System ist OPC-UA-fähig, wodurch es
einfach an Steuerungen angeschlossen
werden und mit übergeordneten Leitsystemen
kommunizieren kann. Für die Integration
in bestehende Qualitätsmanagement-Systeme
lässt es sich einfach
qualifizieren und validieren.
Kistler Instrumente AG | www.kistler.com
36 #009

Vielseitiger Frequenzumrichter
Die Acoposinverter-Familie P86 umfasst Frequenzumrichter
für Dreiphasen-Synchron- und Asynchronmotoren mit
und ohne Geber. Sie deckt ein Leistungsspektrum von 0,75 bis
75 kW ab und erfüllt bereits die geltende Norm nach
Wirkungsgradklassen (IE) der EN 61800-9-2. Die Antriebe
sind einfach zu konfigurieren und sind für besonders
dynamische Anwendungen konzipiert. Je nach Anwendung
stellen sie für 2 s bis zu 220 Prozent des Nenndrehmoments
zur Verfügung. Eine Powerlink-Schnittstelle, zahlreiche
I/O, Encoder und optionale Interfacekarten bieten maximale
Flexibilität im Anlagendesign. Zudem ist die neue
Familie mit der zweikanalig ausgeführten Sicherheitsfunktion
Safe Torque Off (STO) nach SIL3 / PLe ausgestattet.
B&R Industrie-Automation AG | www.br-automation.com
Wartungsfreie LED-Schaltschrankleuchten
Die LED-Leuchten der Serie 7L sorgen für eine energiesparende Beleuchtung im Schaltschrank.
Befestigen lassen sich die wartungsfreien LED-Schaltschrankleuchten wahlweise
magnetisch, mit Schrauben oder einem Clip-Montageset. Ihre Leistungsaufnahme liegt
bei 5 W, die Spannungsversorgung bei 12 bis 48 VDC oder 110 bis 240 VAC und die Lebensdauer
beträgt 60 000 h. Abhängig vom Produkttyp fliesst ein Lichtstrom von 600 oder 1200 lm
und entspricht damit der Helligkeit einer 60/100-W-Glühlampe in tageslichtweiss. Die Farbtemperatur
beträgt dabei 6000 bis 7000 K. Die meisten Produktvarianten der 7L-Leuchten
verfügen über einen manuellen Ein-/Aus-Schalter, sie sind jedoch optional mit einem
integrierten Bewegungsmelder erhältlich. Sonderausführungen und umfangreiches
Zubehör sind ebenfalls verfügbar.
Finder (Schweiz) AG | www.finder-relais.ch
Arbeitsprozesse im Schaltschrankbau optimieren
Mit Komplettlösungen für die Werkstatt
Enge Terminvorgaben, hoher Wettbewerbsdruck, zeitintensive Verarbeitungsschritte und ein Mangel an Fachpersonal
erschweren den Arbeitsalltag im Schaltschrankbau. Höchste Zeit für intelligente Ideen, die Ihre Arbeitsprozesse in der
Werkstatt auf ein neues Produktivitätslevel befördern. Mit unserem durchdachten Portfolio an Markierern, Werkzeugen
und Schaltschrank-infrastruktur greifen alle Arbeitsphasen perfekt ineinander, von Planung über Installation bis zum
Betrieb. Das Ergebnis: bis zu 80 % schnellere Arbeitsprozesse in Ihrer Werkstatt und 100 % Planungssicherheit für Ihr
Business.
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PRODUKTE
Vollautomatisierte
Klemmenleistenbestückung
Im unternehmerischen Alltag gilt zunehmend
das Motto: Schneller, präziser und wirtschaftlicher
– ein durchgängiger Wertschöpfungsprozess
ist dazu unabdingbar. Wie ein Teil der
Prozesskette aussehen kann, zeigt Weimüller
anhand des Klippon Automated Rail Assembler
für eine vollautomatische Bestückung von
Klemmleisten. Die Grundlage für eine digitalisierte
und automatisierte Prozesskette bildet die
durchgängige Verwendung von Planungsdaten
aus ECAD-Systemen durch den Weidmüller
Configurator. Dieser erzeugt den digitalen Zwilling der Klemmleiste, welcher
direkt an den Rail Assembler gesendet wird und den Bestückungsvorgang
steuert. Durch die Nutzung des Automaten entfällt das Kommissionieren,
Zuordnen und Positionieren einzelner Klemmen. So kann bei der Bestückung
eine Zeiteinsparung von bis zu 60 Prozent erreicht werden.
Weidmüller Schweiz AG | www.weidmueller.ch
Schnell zum passenden Ersatzteil
Mit dem Ersatzteil-Service für Industriehydraulik verkürzt Bosch
Rexroth die Bestell- und Reparaturzeiten für Anwender. Der Ersatzteilkatalog
deckt rund 90 Prozent des Standardproduktspektrums
ab – insgesamt über 150000 Ersatzteile in Originalqualität
plus Dokumentation. Instandhalter gelangen schnell
zur benötigten Komponente: bei bekannter Materialnummer
über den Ersatzteilkatalog, alternativ über den Produktkatalog
oder über eine App. Letztere erleichtert die Identifikation
von Ersatzteilen: Einfach per Smartphone oder
Tablet Seriennummer eingeben, QR-Code oder elektronisches
Typenschild scannen. Für Fragen oder zur Erteilung eines
Wartungsauftrags ist der lokale Rexroth Service nur einen Fingertipp
entfernt. Die DAS-App gibt es kostenfrei zum Download im Apple App Store
und im Google Play Store.
Bosch Rexroth AG | www.boschrexroth.com
IPC für direkte Maschinenintegration
Der kompakte IPC C7015 (85 × 167 × 43 mm) ist vollständig in Schutzart IP65/67
ausgeführt und eignet sich für die direkte Montage an der Maschine oder Anlage.
Damit steht ein dezentral installierbares Edge Device mit hoher Multicore-Rechenleistung
mit bis zu vier Prozessorkernen zur Verfügung. In seiner Funktion
als kompletter Steuerungsrechner reduziert er zudem den Schaltschrankplatz
und vereinfacht das Maschinendesign sowie nachträgliche Anlagenerweiterungen.
Als platzsparender, lüfterloser Rechner eignet er sich universell für performantes
Automatisieren, Visualisieren und Kommunizieren. Dabei reicht der
Einsatz von der klassischen Maschinensteuerung bis hin zum dezentralen
Edge Device in Industrie-4.0-Konzepten.
Beckhoff Automation AG | www.beckhoff.ch
38 #009

Folienumlenkrolle für Etikettiertechnik
Die einbaufertige Folienumlenkrolle besteht aus schwarz
eloxierten Aluminiumrohren sowie wartungsfreien
und leichtläufigen Xiros-Polymerkugellagern. Letztere sind
schmierfrei, wartungsfrei, hygienisch und besitzen ein
geringes Losbrechmoment. Für die schnelle Auswahl der
passenden Rolle steht das Tragrollen-Experten-Online-
Tool bereit. Bei diesem muss lediglich der Aussen- und
Innendurchmesser sowie die Länge der Rolle, die Belastung,
der Lastfall und die Umgebungstemperatur eingegeben
werden. Durch Eingabe der Krafteinwirkung und
dem Grad der Umschlingung berechnet das Tool die resultierende
Kraft auf die Rolle und zeigt die geeigneten
Rohrmaterialien an. Im zweiten Schritt kann der Anwender
sich anhand der Daten zur Durchbiegung, Gewicht
und Preis seine Umlenkrolle auswählen, die CAD-Daten der
Konfiguration herunterladen und die Rolle direkt online
bestellen.
Igus Schweiz GmbH | www.igus.ch
SPIROPLAN®-Winkelgetriebe
Baureihe W
Mehr Power auf kleinem Raum
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Durch das Aluminiumgehäuse sind diese
Winkelgetriebe wahre Leichtgewichte. Und
dank der besonderen Verzahnung und der
Lebensdauerschmierung sehr wartungsarm. Genau
richtig für einen langen und zuverlässigen Betrieb.
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Die vollautomatiserte Produktion
FLEXIBLE HALLEN FÜR
DIE SMARTE FABRIK
Auf dem Innovations-Campus von uptownBasel sollen Firmen nicht nur kollaborativ
zusammenarbeiten, sondern auch vollautomatisiert produzieren können.
Damit dies geschehen kann, müssen drei Schlüsselfaktoren ineinandergreifen.
Von Eugen Albisser
Wer an Industrie 4.0 denkt, sieht meist eine vollautomatisierte
Produktion vor sich: Roboter
stehen vor Werkzeugmaschinen und beladen
sie. Die Maschinen kommunizieren miteinander,
regeln die Produktionswege, fordern Instandhaltung an
und fabrizieren rund um die Uhr in Losgrösse 1.
Es dürfte noch ein weiter Weg sein, bis die vollautomatisierte
Produktion überall Einzug hält. Denn bei vielen Unternehmen
scheitert der Versuch bereits daran, die Anlagendaten
aus den Maschinen zu bekommen und diese
anschliessend in homogener Form zu verwenden.
Und doch ist die vollautomatisierte Produktion kein Zukunftstraum
– und genau das soll in Arlesheim auf dem
Schorenareal unter Beweis gestellt werden. Denn die Firmen,
die dort im Innovations-Campus von uptownBasel mit ihren
Teams einziehen, sollen nicht nur im Bereich des kollaborativen
Arbeitens neue Wege gehen, sondern auch in der Art und
Weise, wie Produkte in der digitalen Welt gefertigt werden.
Drei Schlüsselfaktoren für die erfolgreiche Implementierung
Dass es aber nicht reicht, neuste Technologien in eine Fabrikhalle
zu stellen, das dürfte manch ein Pionier schon
schmerzlich erfahren haben. Deshalb haben die Arealentwickler
von uptownBasel die drei Schlüsselfaktoren für die
erfolgreiche Implementierung einer vollautomatisierten
Produktion genauer untersucht. Aus den Erkenntnissen
wird nun die Produktion in der grossen, ehemaligen Panzerhalle
aufgebaut.
Die Produktionstechnologien
Ein Schlüsselfaktor ist die Technologie selbst. Dabei ist das
Spektrum neuer Produktionstechnologien gross. Dazu gehören
roboterbasierte Fertigungslinien, Matrix-Produktion
oder mobile Plattformen. Anpassungsfähige Produktionsmaschinen
ergänzen die zuvor erwähnten Technologien
durch CNC-Maschinen, 3-D-Drucker oder roboterbasierte
Anlagen. Das alles wird in den Produktionshallen in Arles-
40 #009

Visualisierung: DesignRaum GmbH
KOLLABORATIVES
ARBEITEN
#004
heim vorhanden sein und durch die Kombination von Operational
Technology (OT) und Information Technology (IT)
werden die bisherigen Grenzen von Produktionsanlagen
pulverisiert. OT ist dabei die Hardware und Software, die
durch direkte Überwachung oder Kontrolle physischer Geräte,
Prozesse und Zustände in der Produktion Änderungen
erkennt oder selbst vornimmt und damit eine gewichtige
Rolle einnimmt in der vollautomatisierten Produktion.
Der Mensch
Der Mensch ist ein weiterer Schlüsselfaktor und darf in all
diesen Szenarien nicht vernachlässigt werden. Er behält aufgrund
seiner Kreativität und seiner Flexibilität sogar die
Schlüsselrolle in der vollautomatisierten Produktion. Die
smarten Technologien unterstützen die Produktionsmitarbeiter
in ihrer täglichen Arbeit und übernehmen repetitive oder
Zur Rubrik
Die fortlaufende Rubrik «Kollaboratives
Arbeiten» entsteht in Zusammenarbeit mit
uptownBasel und wird von ihr fi nanziell
unterstützt. Die Rubrik beschreibt die
Möglich keiten, welche sich Industriefi rmen
bieten im Zeitalter der Digitalisierung: vom
kollaborativen Arbeiten bis zur vollkommen
vernetzten Produktion wie sie in Arlesheim
im «Kompetenzzentrum Industrie 4.0» derzeit
aufgebaut wird.
Folge 5 in der Ausgabe #010:
Mensch-Maschine-Interaktionen
körperlich harte Aufgaben. Neue Assistenzsysteme wie Cobots,
Augmented Reality und Virtual Reality werden täglich in
den Fabriken verwendet, schaffen völlig neue Arbeitsweisen,
die dank der technologischen Unterstützung effizienter, mit
besserer Qualität und grösserer Ergonomie ausgeführt werden
können. Dies gelingt jedoch nur wenn die Schnittstelle
zwischen Menschen und Maschine optimal und intuitiv zu
bedienen ist – wie die Bedienung eines Smartphones.
Die Adaptionsbereitschaft
Neue Technologien und Arbeitsmethoden kommen und gehen.
Auf diesen Wechsel muss sich auch eine Produktion ausrichten.
Ihr ist der dritte Schlüsselfaktor gewidmet: die Adaption
und damit die Kunst der Anpassung. Bestehende Prozesse,
Systeme und Anwendungen müssen immer wieder schnell
auf sich verändernde Anforderungen und Marktentwicklungen
angepasst werden. Dieser Faktor ist wichtig, denn er bedeutet
ganz konkret, dass dafür eine Barrierefreiheit zwischen
den Systemen und Anwendungen existieren muss.
Für alle Mieter die gleiche
Auf die konkrete und praxisnahe Auseinandersetzung mit diesen
drei Schlüsselfaktoren dürfen sich in Kürze die ersten
Mieter auf dem Schorenareal freuen, wo in grossen, hohen und
stützenfreien, flexibel gestaltbaren Hallen die miteinander
verbundenen CNC-Maschinen, 3D-Drucker, Cobots, Roboter
und fahrerlose Transportsysteme (FTS) untergebracht sind.
Unter den ersten Mietern werden die Firmen Axians und
Bouygues sein, die als IT- und OT-Spezialisten selbst ein grosses
Fachwissen miteinbringen. Doch mit oder ohne Fachwissen
auf dem Gebiet der Digitalisierung: Im Kompetenzzentrum
für Industrie 4.0 in Arlesheim werden alle zukünftigen
Mieter die gleiche, perfekte Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche
und vollautomatisierte Produktion haben.
uptownBasel: https://uptownbasel.ch
#009 41

TECHNISCHES RUBRIKTITEL ENGLISCH
BRUSH IT UP!
Spezifische SensorApps
im Dataflow erstellen
Creating specific SensorApps
in a data flow
«Automatisierungskonzepte sind selten Standard»,
meint Dr. Timo Mennle, Strategic Product Manager
Sick AppSpace bei der Sick AG.
«Automation concepts are rarely standard»,
explains Dr. Timo Mennle, Sick AppSpace Strategic
Product Manager at Sick AG.
Auch wenn ein vermeintliches Standardproblem
zu lösen sei, steckt in vielen Projekten zusätzliche
Konfigurations- und Anpassungsarbeit.
Even if you are supposedly dealing with a standard
problem, additional configuration and customization
work is required for many projects.
Kleinigkeiten, die schnell mehr Kosten und Verzögerungen
bei der Installation bedeuten
können. Kunden von Sick können ihre eigene
individuelle SensorApp erstellen, um eine
individuelle Sensoranwendung zu lösen – ohne
programmieren zu müssen.
These are details that could quickly result in higher
costs and delays during installation. Sick customers
can create their own individualized SensorApps
to solve individual sensor applications — without
having to program anything.
Im Ecosystem des Sick AppSpace können
programmierbare Sensoren und Edge-Devices
mittels SensorApps für neue Aufgaben
konfiguriert werden.
In the Sick AppSpace eco-system, programmable
sensors and edge devices can be configured for new
tasks using SensorApps.
Viele Apps stehen bereits über den Sick AppPool
zum Download zur Verfügung.
Many apps are already available for download via
the Sick AppPool.
Für spezifische Anwendungen können SensorApps
auch vom Kunden eigenständig und unterstützt
von einer Developer-Community gemeinsam mit
den Experten von Sick entwickelt werden.
For specific applications, SensorApps can also be
used independently by the customer and developed
together with Sick experts with the support of a
developer community.
Bisher waren für die Erstellung eigener SensorApps
im Sick AppStudio grundlegende Programmierkenntnisse
notwendig.
Until now, basic programming skills were required
to generate your own SensorApps in Sick
AppStudio.
Wie würden Sie den Text übersetzen? Versuchen Sie es einfach, Satz
für Satz. Der deutsche Text in dieser «Brush it up»-Rubrik wie auch
die englische Übersetzung stammen von einer Pressemitteilung der
Firma Sick.
42 #008 #009

RUBRIKTITEL
NEWS IN
ZAHLEN
Ist Zeit kontinuierlich oder gibt es eine Art «kleinste Zeiteinheit»? Wenn ja, wie lange
dauert sie und erzielte GF etwa Gewinn während der Corona-Krise, ABB aber Verlust? Wie viel?
News mit Zahlen sagen oft einen Tick mehr. Hier also ein paar gewichtige Ziffern.
35
LÄNDER
Die Menschheit erhofft sich viel von der Kernfusion.
Nun hat in Frankreich endlich die Montage des
Kernfusionsreaktors Iter begonnen. 35 Länder sind
am Projekt beteiligt, darunter auch die Schweiz.
10 -33
SEKUNDEN
Einige Physiker glauben, dass Zeit nicht einfach
kontinuierlich ist, sondern es eine Art universelles
Grundticken gibt, also eine kleinste Zeiteinheit.
Sie dauert offenbar 10 –33 Sekunden.
1700
GIGAPASCAL
Überraschender Fund: «Pentadiamanten» sind härter und
leichter als normale Diamanten und besitzen sogar
Halbleiter-Eigenschaften. Sie halten fast 1700 Gigapascal
Druck aus, bevor sie nachgeben. (Quelle: Scinexx.de)
64 000 000
FRANKEN
GF hat schnell auf die Corona-Krise reagiert und
reduzierte sofort die Kostenbasis. Das half,
um nun ein Betriebsergebnis vor Einmaleffekten
von CHF 64 Mio. aufweisen zu können.
6 150 000 000
DOLLAR
Die ABB-Division Robotik & Fertigungsautomation spürt die Flaute
in der Automobilindustrie. Auf 6, 15 Mrd. Dollar ging der Umsatz
im zweiten Quartal zurück. 10 Prozent weniger als im Vorjahr.
92
PROZENT
Dieser unglaublich hohe Prozentsatz an Telefongesprächen
endet mit Beschimpfungen, wenn Firmen statt
eines Menschen einen kostengünstigeren Chatbot für
die Beantwortung von Kundenanfragen einsetzen!
60
PARTNER
Omlox wurde als Standard für industrielle Ortungstechnologien
eingeführt. Er kann alle
vorhandenen Ortungstechnologien integrieren.
Rund 60 Partnerfirmen sind daran beteiligt.
#009 #008 43

ADDITIV DENKEN
FIRMEN WERDEN MIT
JEDEM 3D-DRUCKAUFTRAG
KREATIVER
Übung macht den Meister. Das gilt auch für Firmen, die öfter mit
3D-Druck-Aufträgen zum Lohnfertiger BSF Bünter AG kommen.
Durch die Zusammenarbeit gewinnen diese Kunden Know-how und
werden dadurch kreativer und erlernen das additive Denken.
Von Eugen Albisser
Die Rubrik
«Additiv denken»
entsteht in Kooperation
mit der Messe Luzern
(u.a. AM Expo) – Weitere
Folgen sind auf
technik-und-wissen.ch
aufgeschaltet.
Herr Graber, wie würden Sie ein
«additives Denken» definieren?
Mit additivem Denken ist generell gemeint,
dass man die Geometrie eines
Bauteils auf die additive Fertigung anpasst.
Beim Metallverfahren SLM sollte
vor allem auf erforderliche Stützgeometrien
oder minimale Wandstärken
geachtet werden. Tatsächlich haben
die Konstrukteure in der Praxis mit diesen
Restriktionen weniger Probleme
als mit der gewonnenen Gestaltungsfreiheit.
Man ist sich gewohnt, runde
gerade Löcher zu zeichnen und Bauteile
mit Schrauben zu verbinden. Beim
Konstruieren fallen einem aber dreieckige
Hohlräume, verzweigte Rohre
und miteinander verbundene Einzelteile
ohne Übung nicht sofort ein.
Wie kann man additives Denken am
besten erlernen?
Wie so oft macht Übung den Meister.
Wer öfters mit Dienstleistern wie uns
zusammenarbeitet und sich die Zeit
nimmt, Bauteile zu optimieren, gewinnt
mit jedem kleinen Auftrag an
Know-how dazu.
Sie haben auf der AM Expo-Seite ein
Vorzeigeprojekt aus dem Bereich
Geräte- und Apparatebau: eine filigrane
Abdeckung für einen Kraftsensor
im Nano-Newton-Bereich. Können Sie
diesen Showcase beschreiben?
Das Unternehmen FemtoTools AG stellt
hochpräzise Instrumente zur Messung
und Handhabung von Mikro- und Nanostrukturen
an. Herzstück dieser Geräte
sind Kraftsensoren und Mikrogreifer,
die unglaublich genau von 0,2
Newton bis zu 0,5 Nano-Newton messen
können. Die Abdeckung für die
Elektronik dieser Sensoren wird in Serie
von der BSF Bünter AG mittels Additive
Manufacturing hergestellt. Im
Laufe der Entwicklung hat die Abdeckung
noch eine weitere Funktion
übernommen: Sie schützt die elektronischen
Bauteile nicht nur in der Produktion,
sondern auch beim Transport.
Neue Sensoren werden deshalb gleich
in die Abdeckung verbaut und so geschützt
ausgeliefert.
Welche Herausforderung galt es zu bewältigen
bei diesem Vorzeigeprojekt?
Ein additiv gefertigtes Metallbauteil,
das in einem Endprodukt sichtbar verbaut
ist und auch in der Serie wirtschaftlich
attraktiv ist. Das ist heute
leider immer noch relativ selten. Entsprechend
hoch waren die Anforderungen
neben der Funktion und Genauigkeit
auch an die Optik und die
Wiederholbarkeit. Dieses Level von Additive
Manufacturing in Kombination
mit feinmechanischer Nachbearbeitung
bieten nur wenige Dienstleister.
Fabian Graber
Filigrane Abdeckung für Kraftsensor
im Nano-Newton-Bereich: Was zuerst
nur als Abdeckung für die Elektronik
gedach war, entwickelte sich
weiter und schützt nun die Bauteile
auch beim Transport.
Wie sah die Lösung aus und welchen
Vorteil brachte sie?
Mehrere zusammengeschraubte Frästeile
wurden durch eine 1,8 Gramm
leichte, einteilige Abdeckung aus Aluminium
ersetzt. Die Montage und
Handhabung im Betrieb wurden entscheidend
vereinfacht und die Kosten
deutlich gesenkt.
BSF Bünter AG | https://bsf-ag.ch
44 #009

DIE ADAPTIVE MASCHINE
Ihr Wettbewerbsvorteil
In einer Welt der kleinen Losgrößen, kurzen Lebenszyklen und des Online-Handels
bleiben Sie mit der adaptiven Maschine profitabel – der ersten Maschine, die sich
dem Produkt anpasst.
Aktuelle Herausforderungen
Individuelle Konsumwünsche
Höhere Variantenvielfalt
Kurze Produktlebenszyklen
Adaptive Maschinenlösungen
Produktion auf Bestellung
Formatwechsel ohne Stillstandszeiten
Einfache Neukonfiguration mit digitalem Zwilling
B&R ermöglicht die Umsetzung der adaptiven Maschine bereits heute – mit einer
perfekt abgestimmten Gesamtlösung aus intelligenter Track-Technologie,
Robotik, Vision und digitalen Zwillingen.
Holen Sie sich Ihren Wettbewerbsvorteil:
www.br-automation.com/adaptive

Wissenswertes
Glückwunsch zu 100 Millionen gepflanzten Bäumen
Im Internet nach etwas suchen und gleichzeitig
etwas für die Umwelt tun – die deutsche Suchmaschine
«Ecosia» macht das möglich. 80 Prozent
des erzielten Gewinns spenden deren Betreiber
für Aufforstungsprojekte weltweit. Am
9. Juli 2020 um 11:29 Uhr verdiente das Berliner
Unternehmen nun das Geld für den 100 000 000
Setzling.
Ecosia wurde im Dezember 2009 von Christian
Kroll, dem CEO des Unternehmens, gegründet. Dieser
hatte ursprünglich BWL in Nürnberg studiert
und anschliessend beschlossen, die Welt zu bereisen
und sich in der Ferne Inspiration für ein Geschäftsmodell
zu holen, das Gutes für die Gesellschaft
tun kann. Er reiste nach Indien und Thailand
und blieb eine Weile in Nepal, um Xabbel zu gründen.
Xabbel war eine nepalesische Suchmaschine,
deren Werbeeinnahmen lokalen NGO-Projekten zu
Gute kommen sollten. Da es vor Ort durchschnittlich
nur etwa 4 Stunden Strom am Tag gab, musste
Christian Kroll die Arbeit an Xabbel beenden. Doch
die Idee mit Hilfe einer Suchmaschine Spenden zu
generieren war geboren.
Der Firmengründer reiste weiter und lebte ein
paar Monate lang in Argentinien. Dort erfuhr er
viel über Aufforstungsprojekte, vor allem im atlantischen
Regenwald. Zudem las er Thomas L.
Friedmans Buch «Was zu tun ist: Eine Agenda für
das 21. Jahrhundert». Hauptbotschaft des Buches:
Wenn wir den Planeten retten und überleben wollen,
müssen wir uns um die Verringerung des
CO 2 -Gehaltes in der Atmosphäre kümmern. Einen
bedeutenden Beitrag könnten dabei Bäume leisten.
Da wurde Christian Kroll klar, dass er sich für
die Erhaltung der Wälder engagieren wollte, um
etwas für die Umwelt zu tun. Er kam auf die Idee,
seinen Ansatz einer wohltätigen Suchmaschine
mit Aufforstungs- und Bepflanzungsprojekten zu
verknüpfen. Ende 2009 wurde Ecosia.org ins Leben
gerufen und finanziert seitdem Pflanzprojekte
in aller Welt.
Ecosia finanziert mittlerweile alle 0,8 Sekunden
die Pflanzung eines neuen Baums. Der persönliche
Zähler in der oberen rechten Ecke symbolisiert
den Nutzern dabei die Anzahl ihrer Suchanfragen,
die sie mit Ecosia durchgeführt haben.
Durchschnittlich braucht es 45 Suchanfragen,
um einen Ecosia-Baum zu finanzieren. Bei jedem
Klick auf eine Werbeanzeige erhält Ecosia von
den werbenden Unternehmen Geld. Nachdem die
laufenden Kosten, wie Gehälter, Büro und Marketing
gedeckt sind, werden mindestens 80 Prozent
der monatlichen Gewinne eingesetzt, um dort
Bäume zu pflanzen, wo sie am dringendsten be-
46 #009

Deutschland verabschiedet
nationale Wasserstoffstrategie
Als Ecosia lediglich
aus einem Gründer,
einem Kommunikationstalent
und einem
Teilzeit-Entwickler
bestand, begann man
zunächst in Brasilien
damit, entwaldete
Uferbereiche wieder
aufzuforsten. Dabei
wird eng mit Bauern
vor Ort gearbeitet.
Bilder Ecosia GmbH
Deutschland setzt grosse Hoffnungen auf
Wasserstoff als Schlüsselelement bei der
Weiterentwicklung der Energiewende. Für
diese wurde nun eine nationale Strategie
mit 38 Massnahmen entwickelt, welcher nun das
Bundeskabinett zustimmte und der Bundesrepublik
eine internationale Vorreiterrolle bei der Entwicklung
und dem Export von Wasserstofftechnologien
sichern sollen.
Mit der der Wasserstoffstrategie verfolgt Deutschland
gleich mehrere Ziele: Wasserstofftechnologien
und CO 2 -freie Energieträger sollen Schlüsselelemente
der Energiewende werden, um die Treibhausgasemissionen
in Bereichen zu senken, die sich nicht anders
dekarbonisieren lassen und sie von fossilen Energieträgern
unabhängig zu machen. Die Strategie soll zudem
inländische Märkte für die Erzeugung und Verwendung
von Wasserstoff entwickeln und so einen
Markthochlauf ermöglichen. Damit dieser gelingen
kann, verspricht die Strategie einen passenden Mix
aus Investitionsförderung, Betriebskostenentlastung,
energiepolitischen Rahmenbedingungen und CO 2 -Bepreisung.
«Potentiale für Deutschland liegen entlang der gesamten
Wertschöpfungskette», heisst es in der Strategie.
Der Fokus liegt dabei auf Bereichen, die bereits
nahe an der Wirtschaftlichkeit sind oder sich mit dem
heutigen Stand der Technik nicht anders von fossilen
Energieträgern lösen lassen. Dazu zählen Industrieund
Verkehrsbereiche wie etwa die Luftfahrt, die
Schifffahrt oder der Fernlastverkehr.
www.bmwi.de
Christian Kroll
gründete Ecosia.org,
nachdem er bei einer
Weltreise mehr über
die Auswirkungen von
Entwaldung erfuhr.
nötigt werden – derzeit vor allem in Burkina
Faso, Madagaskar, Peru, Marokko, Brasilien,
Nicaragua, Äthiopien, Tansania und vielen anderen
Ländern.
Übrigens tragen selbst Nutzer, die nicht auf
Werbebanner klicken, zur Ecosia-Bewegung
bei. Denn jeder zusätzliche aktive Nutzer macht
Ecosia relevanter für die Werbewirtschaft.
Linktronix vertreibt Hioki
Hioki, japanischer Hersteller elektronischer
Test- und Messtechnologie,
und die Linktronix AG in Thalwil
haben offiziell ihre Partnerschaft
besiegelt. Von dem Zusammenschluss erwarten
beide Partner eine positive Entwicklung
auf dem Schweizer Markt, den Linktronix als
technischer Vertriebspartner für Hioki-Produkte
betreuen wird. «Die Schweiz ist ein
Markt mit Fokus auf High-End-Technologien,
zu der unsere Qualität und Präzision hervorragend
passen», sagte Hisashi Shimizu, Geschäftsführer
der Hioki Europe GmbH anlässlich
der Vertragsunterzeichnung.
www.ecosia.org
www.linktronix.ch
#009 47

Power-to-X
Aus Strom mach X. Das X kann dabei
vieles sein: Neben Benzin lassen
sich auch Diesel, Kerosin, Methanol,
Ammoniak, Gas oder Flüssiggas
aus CO 2 und Wasser herstellen.
Alles, was es braucht, ist Strom und
verschiedene Katalysatoren. Da
CAC ein Verfahren entwickelt hat, bei
dem das für die Kraftstoffherstellung
benötigte CO 2 quasi direkt aus
den Schornsteinen von Industrieunternehmen
geerntet werden kann,
gelangt dieses erst gar nicht in die
Umwelt. Der notwendige Wasserstoff
wird indes im Elektrolyseverfahren
aus normalem Wasser gewonnen.
Für ein Modellprojekt hat CAC zusammen
mit Mitsubishi Hitachi Power
Systems Europe GmbH eine
komplette Prozesskette inklusive der
Stromerzeugung aus Wasserkraft
prozesstechnisch entwickelt und
simuliert. Ziel des Projektes ist die
Herstellung eines synthetisch
hochoktanigen Kraftstoffes, welcher
nahezu komplett CO 2 -neutral ist.
In einer Demonstrationsanlage für die wichtigste Prozessstufe, der Umwandlung von Methanol
zu Benzin, an der TU Bergakademie Freiberg wurde bereits grünes Benzin produziert und Automobilherstellern
zum Testen zur Verfügung gestellt. Bild: CAC
Grünes Benzin ist marktreif
Chemieanlagenbau Chemnitz
(CAC) hat einen Prozess zur
Erzeugung von grünem Benzin
nur aus Kohlendioxid,
Strom und Wasser entwickelt. Der synthetische
Kraftstoff wird bereits von
ersten Automobilherstellern getestet.
Bis 2030 soll laut Erneuerbarer-Energien-Richtlinie
RED II der EU der erneuerbare
Anteil in Kraftstoffen bei 14
Prozent liegen – das ist doppelt so viel
wie aktuell. «Der grosse Vorteil an
synthetisch hergestelltem Benzin ist
neben der Reduzierung von CO 2 -Emissionen,
dass die Automobilhersteller
damit ihre Verbrennungsmotoren weiter
entwickeln können», sagt Joachim
Engelmann, Geschäftsführer und Gesellschafter
der CAC: «Das saubere
Benzin ist abwärtskompatibel und
kann über das bestehende Tankstellennetz
auch flächendeckend zur Verfügung
gestellt werden.»
Zwar forschen alle grossen Automobilisten
an Alternativen wie Elektroantrieben
oder Brennstoffzellen, doch
unterm Strich fällt deren Treibhauspotenzial
zurzeit höher aus. Der Vorteil
des CAC-Verfahrens besteht darin, dass
sich Benzin fast CO 2 -neutral herstellen
lässt, da für die Herstellung nur CO 2 ,
Wasser und Strom – idealerweise aus
erneuerbaren Quellen – benötigt wird.
«Interessenten für unser Verfahren
gibt es viele», sagt Joachim Engelmann,
«jedoch wurde bisher noch
keine grosstechnische Anlage errichtet.
Eine solche Anlage zu bauen ist
unser grosses Ziel, denn die Technologie
ist marktreif.» Während sich in
Deutschland die Begeisterung über
das nachhaltige Verfahren in Grenzen
hält, steht CAC in Verhandlungen mit
einer Raffinerie im Ausland. Dazu
Joachim Engelmann: «Die Politik hat
sich in einem Masse auf das Elektro-
Auto fixiert, wie es kaum erfüllt werden
kann. Wenn der Staat synthetische
Kraftstoffe nicht als strategisches
Ziel anerkennt, müssen wir als Anlagenbauer
uns an Ländern orientieren,
in denen diese Technologien Zukunft
haben.»
www.cac-chem.de
48 #009

WISSENSWERTES
Spitzenforschung in Davos
Der Kanton Graubünden und die Eidgenössische
Forschungsanstalt für Wald,
Schnee und Landschaft WSL gründen ein
Forschungszentrum mit bis zu 40 Mitarbeitenden
in Davos. Ab Januar 2021 sollen darin
gesellschaftliche und wirtschaftliche Fragen zu
Klimawandel, Extremereignissen und Naturgefahren
im Gebirgsraum erforscht werden. Die ETH Zürich
beteiligt sich mit zwei Professuren.
Das Zentrum soll sechs Forschungsgebiete und
zwei neue Professuren umfassen, die von der WSL
und der ETH Zürich gemeinsam getragen werden.
«Unsere international profilierte Klima- und Umweltforschung
bietet Gewähr, dass die zwei geplanten
Doppelprofessuren mit der WSL von einem
starken Netzwerk profitieren. Gleichzeitig
vertiefen wir das Wissen über die Auswirkungen
des Klimawandels auf das für die Schweiz zentrale
Berggebiet», sagte ETH-Präsident Joël Mesot.
Während in der einen Professur alpine Massenbewegungen
und Permafrost erforscht werden
sollen, widmet sich die zweite Professur den Auswirkungen
des Klimawandels auf die Bergregionen.
Weitere Forschungsthemen sind Frühwarnung,
Gebirgsökologie und Schutzwald sowie
Risikokommunikation und Resilienz, also die
Fähigkeit mit Naturgefahren umzugehen sowie
die Verwundbarkeit zu reduzieren.
Wie sich die globale Erderwärmung auf den alpinen Raum auswirkt,
wird ab 2021 in Davos erforscht. Bild: ETH
Die Basisfinanzierung für die ersten zwölf Jahre
von 2021 bis 2032 beträgt pro Jahr rund sechs
Millionen Franken. Davon trägt der Kanton Graubünden
jährlich zwei Millionen, die WSL drei Millionen
und die ETH Zürich beteiligt sich mit jährlich
einer Million Franken. Diese Mittel sichern
den Grundbetrieb, mögliche Wachstumspläne
sollen ab 2023 über Drittmittel finanziert werden.
www.ethz.ch
Efficient Engineering ist, wenn ein PLAN zu EPLAN wird.
EPLAN bietet Software und Service rund um das Engineering in den Bereichen Elektrotechnik und Automatisierung.
Unternehmen, die den digitalen Wandel im Engineering erfolgreich gestalten wollen, brauchen mehr als einen Plan.
Wie Sie mit uns als starken globalen Partner alle Potenziale voll ausschöpfen: eplan.ch

WISSENSWERTES
Die ESA-Raumsonde
«Solar
Orbiter» soll der
Sonne näher
kommen als
jemals eine Sonde
zuvor. Mit an
Bord ist eine Gemeinschaftsentwicklung
des
PSI und der
FHNW. Bild: ESA/
ATG medialab
Erforschung von Sonnenstürmen
Das Gemeinschaftsprojekt «Solar Orbiter» der Europäischen Weltraumorganisation ESA und
der US-Raumfahrtbehörde NASA soll mindestens sieben Jahre dauern und verfolgt das
Ziel, die Ursachen des Sonnenwindes zu ergründen. Wird dieser Strom geladener Teilchen
nämlich in besonders grossen Mengen explosionsartig in den Weltraum geschleudert,
bläht sich dieser Sonnenwind zu einem Sonnensturm auf, der auf der Erde und in ihrer Umgebung
schwere Schäden verursachen kann, zum Beispiel an Satelliten, Flugzeugen oder Stromnetzen.
Eines der zehn Instrumente auf der «Solar Orbiter» ist das Röntgenteleskop STIX. Es wird Bilder
und Spektren von Röntgenstrahlung aufnehmen und ist ein Projekt der Fachhochschule Nordwestschweiz
FHNW in Windisch. Diese beauftrage das PSI mit der Entwicklung von speziellen Pixeldetektoren
für das Teleskop. Die entscheidenden Komponenten des Detektors sind 10 × 10 × 1 mm
grosse Halbleitersensoren aus Cadmiumtellurid. Sie messen Energie und Zeitpunkt der einfallenden
Röntgenstrahlen während einer Sonneneruption. Die damit gewonnenen Daten liefern Informationen
über die Prozesse bei Sonneneruptionen. Voraussichtlich Ende 2021 wird das STIX-Teleskop
seine Arbeit aufnehmen.
www.psi.ch, www.fhnw.ch
Herstellerübergreifende
M12-Push-Pull-Verriegelung
Die acht Hersteller Harting, Phoenix Contact, Molex,
Murrelektronik, Binder, Conec, Escha und Weidmüller
haben sich zusammengetan, um einen
Standard für die Push-Pull-Verriegelung von M12-
Steckverbindern am Markt zu etablieren. Diese herstellerübergreifende
Kompatibilität soll in der IEC 61076-2-010
münden. Dieser Standard beschreibt die Aussen- und Innenverriegelung
mittels der Push-Pull-Verriegelung.
Eine finale Form der angesprochenen IEC wird bereits
für Dezember 2020 erwartet. Die beteiligten Hersteller beschreiben
diese Kooperation als einen Meilenstein für die
Automatisierungstechnik. Neben kürzeren Installationszeiten
sollen zukünftige Anwender von einer sicheren, robusten
und breit am Markt verfügbare Verriegelung profitieren.
Egal ob innen
oder aussen
verriegelt, mit
der genormten
Push-Pull-Verriegelung
sind
M12-Rundsteckverbinder
nun
marktübergreifend
schnell angeschlossen.
Bild: Harting
www.harting.com
50 #009

WISSENSWERTES
KI erklärbar machen
Die Zusammenarbeit zwischen Trumpf und dem Fraunhofer IPA zur digitalen
Fertigung ist 2015 gestartet. Erste Ergebnisse stehen jetzt vor der Marktreife,
wie das Assistenzsystem «Sorting Guide», das Mitarbeiter beim Absortieren
von lasergeschnittenen Blechbauteilen unterstützt. Bild: Trumpf
Trumpf und das Fraunhofer-Institut
für Produktionstechnik und
Automatisierung IPA haben ihre
bisherige Forschungskooperation
bis 2025 verlängert. Deren Ziel ist es, Lösungen
für die vernetzte Fertigung mit
künstlicher Intelligenz zur Industriereife
zu bringen.
In den nächsten fünf Jahren wollen der
schwäbische Maschinenbauer und das
Fraunhofer IPA aus Stuttgart unter anderem
Lösungen für eine bessere Datenqualität
in der Produktion entwickeln. Denn
hochwertige Daten sind gemäss Medienmitteilung
eine Voraussetzung, um mit
Hilfe Künstlicher Intelligenz eine Effizienzsteigerung
zu erzielen.
In diesem Zusammenhang beforschen
die Partner verstärkt das Thema «Erklärbarkeit
von KI», um ein Verständnis über
die Arbeitsweise von neuronalen Netzen
zu erhalten. Für die Blechfertigung sind
solche Erkenntnisse von grossem Nutzen.
Die Ergebnisse der Datenauswertung können
die Qualität der Produktion steigern
und Kosten und Zeit sparen.
www.trumpf.com
Gibt es e-ketten ® , die ich ohne Werkzeug öffnen kann?
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52 #009
DIE FÜHLENDE MASCHINE

Interview mit Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
AUF DER SUCHE
NACH DER AUTONOMEN
MASCHINE
Es ist ein grosser Traum, an dem in den Laboren des Instituts für Fertigungstechnik
und Werkzeugmaschinen (IFW) an der Leibniz Universität Hannover geforscht
und entwickelt wird: die fühlende und smarte Maschine. Was kann sie? Was wird sie
können? Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena, Leiter des Instituts gibt Antworten auf
den grossen Traum.
Von Eugen Albisser
P
rofessor Denkena, beginnen wir dieses Interview
mit einer Definitionsfrage: Wie kann man eine
«fühlende Maschine», wie sie am IFW entwickelt
wird, am besten definieren?
Die «fühlende Maschine» adaptiert die Fähigkeiten eines
Werkers in der Produktion. Wie der Werker mit seinen
Händen erfühlt die Maschine den Zustand des Prozesses,
Werkstücks und Werkzeugs. Mittels strukturintegrierter
Sensorik in den Komponenten misst die Maschine die
Prozesskräfte. Und: Sie reagiert wie ein Werker. Durch die
Erfassung des Prozesszustandes und die anschliessende
Generierung von Zustandsdaten und -signalen zur
weiteren Auswertung ist die Werkzeugmaschine beispielsweise
in der Lage, Prozessstellgrössen autonom an
die aktuelle Situation im Prozess anzupassen.
Eine fühlende Maschine ist sicherlich auch als Grundlage
gedacht für eine komplett autonom arbeitende
Werkzeugmaschine in der smarten Fabrik. Wie würde
eine solche Fabrik produzieren?
Die individuelle Produktion, die Fertigung in Losgrösse 1 –
dieser Trend nimmt weiter zu. Die Kleinserien- und
Einzelteilfertigung wird in der Fabrik der Zukunft eine
bedeutende Rolle spielen. Um dabei wirtschaftlich
agieren zu können, muss bereits das erste gefertigte Bauteil
den gestellten Anforderungen entsprechen. Das
heisst, dass die zahlreichen Einflussgrössen in der Fertigung
bei der Planung und Bearbeitung der Bauteile
berücksichtigt werden müssen.
Was eine riesige Herausforderung sein kann.
Ja, und selbst für erfahrene Mitarbeiter ist es kaum möglich,
auf Anhieb alle Stellgrössen richtig einzustellen. Künstliche
Intelligenz ist das Schlagwort, wenn es um die Werkzeugmaschine
der Zukunft geht. Die Maschine muss aus
den Informationen im Prozess lernen, Prozessstellgrössen
autonom anzupassen und das im Prozess gelernte Wissen
auch wieder in die Planung miteinfliessen zu lassen.
Die fühlenden Maschinen ermöglichen es, dieses Wissen in
Form der gemessenen Kräfte im Prozess zu erfassen. Sie
sind damit ein wesentlicher Grundbaustein der smarten
Fabrik, in der die gesamte Fertigung von der Planung bis hin
zum fertigen Bauteil vollautonom abläuft.
Wie weit entfernt sind wir noch von dieser Vision?
Die erste Stufe auf dem Weg zur autonomen Maschine – der
überwachten Fertigung – haben wir bereits erreicht. Auf dem
Weg zur zweiten Stufe – der automatisierten Fertigung –
haben wir mit unseren Forschungsarbeiten bereits wichtige
Erfolge erzielt. Diese Erkenntnisse aus der Forschung nun
in der Industrie zu etablieren, ist der nächste wesentliche
Schritt für die Fabrik der Zukunft. Auch wenn wir unter anderem
durch neue technologische Möglichkeiten aus dem
Bereich der Digitalisierung rasant grosse Fortschritte erzielen,
ist es noch ein weiter Weg hin zu einer teilautonomen
und schliesslich einer vollautonomen Fertigung.
Was genau fehlt noch? Wo ist die Technologie noch nicht
so weit?
Wie bereits erwähnt, unterliegt die spanende Fertigung zahlreichen
Einflussfaktoren, die bis heute noch nicht alle
vollständig erforscht sind. Trotz der grossen technischen
Fortschritte ist es immer noch schwierig, das genaue
Maschinenverhalten vorherzusagen. Viele der bereits ››
#009 53

Bilder: IFW
«Trotz der grossen technischen Fortschritte
ist es immer noch schwierig, das
genaue Maschinenverhalten vorherzusagen.»
Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
existierenden Überwachungs- und Regelungssysteme sind
Insellösungen für spezielle Prozesse, die nur mit viel
Parametrieraufwand auf andere Prozesse oder Maschinen
übertragen werden können. Gerade für die Einzelteilfertigung
werden allerdings Systeme benötigt, die auch für
noch unbekannte Prozesse funktionieren und sich ohne
Aufwand auf unterschiedliche Maschinen übertragen lassen.
Aber aktuell sind Fertigungsprozesse in der Regel fest
programmiert mit wenig Möglichkeiten zur Anpassung.
Das ist so. Die technologischen Möglichkeiten, um Werkzeugbahnen
autonom an die aktuellen Gegebenheiten
im Prozess anzupassen, sind bisher nur sehr eingeschränkt
vorhanden. Hier fehlt es noch an robusten Algorithmen,
die in der Lage sind, die verschiedenen Störgrössen, wie
beispielsweise Werkzeugverschleiss, geeignet zu berücksichtigen.
Ebenfalls ist die Rückführung von Prozesswissen
in die Planungsebene bislang kaum vorhanden.
Die integrierten Sensoren
Wenn wir die fühlende Maschine Ihres Instituts
genauer anschauen, welche Komponenten und Neuentwicklungen
bestimmen diese Maschinen?
Im Gegensatz zu herkömmlichen Sensorsystemen sind die
Sensoren bei den fühlenden Maschinen in die Struktur
der Maschine integriert. Dadurch wird der Prozess durch das
Sensorsystem nicht beeinträchtigt. Zudem ist die Sensorik
kostengünstig und für bestehende Maschinen nachzurüsten.
Um an den steifen Strukturen die Prozesskräfte zu erfassen,
haben wir DMS [Dehnungsmessstreifen, Anm. der Redaktion]
mit erhöhter Sensitivität entwickelt. Zusätzlich haben wir
Kerben in die Struktur des Spindelschlittens eingebracht, mit
denen eine lokale Dehnungserhöhung ermöglicht wird.
Was ist das Resultat daraus?
Wir konnten mit diesen beiden Ansätzen zeigen, dass eine
genaue Kraftmessung ohne Beeinträchtigung der Struktur-
54 #009

DIE FÜHLENDE MASCHINE
«Die Auswertung der Daten ist eine grosse
Herausforderung. […] Dabei sehen wir,
dass wir hier an die Grenzen der heutigen
Steuerung stossen.»
Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
steifigkeit nahe am Prozess möglich ist. Dieser Ansatz zur
Kraftmessung ist dabei nicht nur auf eine Komponente
beschränkt. So konnten wir ebenfalls erfolgreich weitere
fühlende Komponenten, wie das Spannsystem, entwickeln.
Sie verwenden in der fühlenden Maschine Dehnungsmessstreifen
statt Kraftsensoren. Weshalb und welche
anderen Sensoren werden sonst noch eingesetzt?
DMS sind im Gegensatz zu herkömmlichen Kraftsensoren
kostengünstig und dadurch für die industrielle Anwendung
sehr attraktiv. Je nach Einsatzgebiet arbeiten wir auch
mit anderen Sensoren, wie Beschleunigungssensoren zur
Ratterdetektion oder auch mit steuerungsinternen Signalen.
Wie viele Sensoren sind momentan im Einsatz in einer
einzigen Maschine?
Die Anzahl der Sensoren variiert von Werkzeugmaschine
zu Werkzeugmaschine. Aktuell sind an den fühlenden
Maschinen am IFW neun Dehnungsmessstreifen angebracht.
Durch eine höhere Anzahl an Sensoren können
natürlich mehr Informationen aus dem Prozess aufgenommen
und Ausfälle einzelner Sensoren besser kompensiert
werden. Dennoch hängt die Anzahl der notwendigen
Sensoren stark von dem konkreten Anwendungsfall
und der verwendeten Werkzeugmaschine ab.
Wie kann man die Datenfülle da noch erfassen und korrekt
auswerten – und dies in Echtzeit?
Die Auswertung der Daten ist eine grosse Herausforderung.
Wir arbeiten mit Filtern und der Berechnung von Merkmalen,
um auch nur die wirklich notwendigen Informationen zu
verarbeiten. Dabei sehen wir, dass wir hier an die Grenzen
der heutigen Steuerung stossen. Die Echtzeitfähigkeit ist ein
Schlagwort: Um diese zu erreichen, arbeiten wir eng mit
Werkzeugmaschinen- und Steuerungshersteller zusammen.
Das gentelligente Werkstück
Was man oft vergisst: Es ist ja nicht nur die Maschine, die
fühlen sollte, sondern auch die Werkstücke. Wie weit ist
man in dieser Beziehung und wie läuft da eine Kommunikation
ab zwischen Werkstück und Werkzeugmaschine?
Wir haben im Rahmen des Sonderforschungsbereichs
«Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus» intensiv daran
gearbeitet und Konzepte entwickelt. Die «fühlende» Eigenschaft
ist dabei nur eine der werkstückinternen Funktionen.
Ein gentelligentes Werkstück trägt die Informationen
für seine Bearbeitung mit sich und sucht sich so selbstständig
den Weg durch die Produktion. Durch die Informationen,
die im Werkstück gespeichert sind, wird eine
bauteilindividuelle Bearbeitung in der Maschine ausgelöst.
Und die Fertigungshistorie kann auch nachverfolgt werden.
Ja, auch dies. Die fühlenden Eigenschaften der Bauteile
ermöglichen es, die gesamte Fertigungshistorie aufzunehmen
und kontinuierlich im Bauteil zu speichern. Im fertigen
Bauteil werden die zur Prozessüberwachung integrierten
Sensoren für die Aufnahme von Belastungen
verwendet. Die so über den Lebenszyklus des Bauteils
gesammelten Informationen fliessen in die Entwicklung
der nächsten Bauteilgeneration ein.
Was in den Labors entwickelt wird, ist eine Sache; am
Markt eine andere. Welche Entwicklungen aus dem IFW
an der fühlenden Maschine sind bereits markttauglich
und vor allem wirtschaftlich sinnvoll?
Von der prototypischen Entwicklung am Institut hin zu einem
industriell einsetzbaren Produkt ist es ein weiter Weg.
Durch die enge Zusammenarbeit mit der Industrie sind wir
hier dennoch schon sehr weit fortgeschritten. Einige unserer
fühlenden Komponenten werden bereits zur Überwachung
von Prozessen eingesetzt. Die intelligente Abdrängungskompensation
auf Basis der fühlenden Komponenten ist bereits
auf dem Weg in die industrielle Anwendung.
Welche Entwicklungsschritte stehen dann momentan an?
Wie eingangs bereits angedeutet, arbeiten wir aktuell
daran, die fühlende Maschine durch den Einsatz moderner
Technologien wie Künstlicher Intelligenz, auch intelligent
zu machen. Bisher haben wir die Informationen aus
dem Prozess vor allem genutzt, um zu reagieren. Jetzt
geht es darum, beispielsweise Prozesszustände vorherzusagen,
um frühzeitig kritische Prozesszustände zu vermeiden.
Aktuelle Forschungsarbeiten beschäftigen sich
zudem mit dem Einsatz von Halbleiter-Dehnungsmessstreifen.
Sie erzielen eine deutlich höhere Sensitivität als
herkömmliche Dehnungsmessstreifen. ››
#009 55

«Gerade das Interesse der Industrie zeigt
uns, dass wir hier auch einen
wesentlichen Beitrag zum wirtschaftlichen
Fortschritt leisten.»
Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
Einsatz von Künstlicher Intelligenz
Wie wird Künstliche Intelligenz bereits eingesetzt?
KI wird bei uns bereits in vielen Bereichen eingesetzt.
Beispielsweise kann die Werkzeugmaschine durch
den Einsatz von KI lernen, wie die Eingriffsbedingungen
mit den Kräften im Prozess zusammenhängen. Dieses
Wissen wird dann in der Bahnplanung verwendet, um
die Werkzeugbahnen autonom so anzupassen, dass
Formfehler vermieden werden. Gerade bei komplexen
5-Achs-Bauteilen in der Einzelteilfertigung stossen
klassische Verfahren hier schnell an ihre Grenzen. Die
fühlenden Maschinen liefern der KI die dafür notwendigen
Informationen. So ist es erstmalig möglich, dass
Maschinen aus den Informationen vorangegangener
Prozesse lernen und das gelernte Wissen auch für die
autonome Bahnplanung für neue Prozesse anwenden.
Vielleicht brauche ich da mal eine Begriffserklärung: Das
Institut verwendet selber den Begriff «fühlende Maschine».
Gibt es einen Unterschied zu einer smarten, intelligenten
Maschine? Und wenn ja, wo steckt der Unterschied – wo
wird eine Grenze gezogen?
Die smarte oder intelligente Maschine ist die zweite Ausbaustufe
der fühlenden Maschine. Die fühlende Maschine
ermöglicht den überwachten Prozess. Informationen können
direkt aus dem Prozess ermittelt werden. Bei der smarten
Maschine werden diese Informationen genutzt, um Prozessstellgrössen
autonom anzupassen. Die smarte Maschine
kann den Prozess nicht nur selbstständig überwachen, sondern
auch autonom auf Fehler und Veränderungen im
Prozess reagieren.
Ein wichtiger Teil einer solchen Maschine ist auch, dass sie
in einem Notfall sich selbst reparieren könnte. Gibt es ein
Beispiel für eine Reparatur, die heute schon möglich ist
und auch aufzeigt, wie weit eigentlich diese Vision gehen
könnte in der Zukunft?
Durch die datenbasierte Zustandsüberwachung können wir
Schäden an einzelnen Maschinenkomponenten bereits
frühzeitig erkennen. Ungeplante Maschinenstillstände werden
dadurch vermieden. Wir haben hier beispielsweise
schon grosse Erfolge in der Zustandsüberwachung von Kugelgewindetrieben
durch den Einsatz von KI erzielt. Schäden
werden so rechtzeitig erkannt. Die Maschine übermittelt
erkannte Schäden dann autonom an einen Servicetechniker.
Selbstreparierende Maschinenkomponenten sind
aktuell Gegenstand zahlreicher Forschungsvorhaben.
Haben Sie ein Beispiel dafür?
Beispielsweise können sich intelligente Materialien bei
Bedarf ausdehnen und so verschleissbedingten Vorspannungsverlusten
entgegenwirken. Andere Materialien haben
eine Art Formgedächtnis und können selbst nach einer
Kollision wieder autonom ihre ursprüngliche Form annehmen.
Die Vision der selbstheilenden Maschine setzt sich
aus der Selbstdiagnose und der Selbstheilung zusammen.
Welche Entwicklung im Bereich «fühlende Maschine»
finden sie eigentlich am spannendsten und auf welche
sind sie besonders stolz?
Die fühlenden Maschinen werden bei uns schon seit Jahren
stetig weiterentwickelt und verbessert. Es ist dann natürlich
ein tolles Gefühl zu sehen, dass sich diese Arbeit ge-
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DIE FÜHLENDE MASCHINE
lohnt hat und wir hier auch zeigen können, dass beispielsweise
Formfehler im Prozess durch den Einsatz der
fühlenden Maschinen deutlich reduziert werden können.
Gerade das Interesse der Industrie zeigt uns, dass wir
hier auch einen wesentlichen Beitrag zum wirtschaftlichen
Fortschritt leisten. Jetzt zu sehen, wie die fühlenden Maschinen
durch unsere Forschungsarbeit zunehmend
intelligenter und autonomer werden, macht mich natürlich
besonders stolz.
Der mobile Werkzeugroboter
Es gibt neben der fühlenden Werkzeugmaschine auch
noch den mobilen Werkzeugroboter, der an ihrem Institut
entwickelt wird. Wie geht es dem?
Das IFW hat die mobile Werkzeugmaschine für die flexible
Ausbesserung und den Einsatz bei der Bearbeitung von
Grossbauteilen entwickelt. Ein grosser Erfolg ist in diesem
Zusammenhang die Ausgründung der Firma Picum MT,
die die mobile Werkzeugmaschine erfolgreich weiterentwickelt
und aktuell in die industrielle Anwendung bringt.
Natürlich unterstützen wir die Weiterentwicklung der mobilen
Werkzeugmaschine bei Picum MT auch weiterhin
durch unsere Forschungsarbeiten. Im Zusammenhang mit
unserem neuen Forschungszentrum für Grossmaschinen
Scale ist geplant, die mobile Werkzeugmaschine für die
Bearbeitung von Grossbauteilen einzusetzen.
Was ist das Spezielle an diesem Roboter?
Bei herkömmlichen Werkzeugmaschinen muss das Werkstück
zur Maschine transportiert werden. Die Maschinen
haben nur einen fest definierten Bearbeitungsraum und
sind dadurch in ihrer Skalierbarkeit eingeschränkt. Gerade
bei Grossbauteilen oder fest montierten Bauteilen ist dies
oft problematisch. Bei der mobilen Werkzeugmaschine
kommt die Maschine zum Werkstück. Das bedeutet die Maschine
kann überall auf dem Werkstück platziert werden
und ist dadurch deutlich flexibler als fest stationierte Werkzeugmaschinen.
Da sich die mobile Maschine quasi auf
dem Werkstück entlang bewegen kann, können prinzipiell
Bauteile von beliebiger Grösse bearbeitet werden.
Wohin steuert die Entwicklung in diesem Bereich?
Die Entwicklung geht hin zur skalierbaren Fertigung. Das
bedeutet, dass die Bauteilgrösse in Zukunft nur noch
eine untergeordnete Rolle spielen wird. Mobile Werkzeugmaschinen
ermöglichen die hochgenaue Bearbeitung
von Bauteilen in jeder beliebigen Grössenskala.
Werden da Forschungsresultate vom einen auf den anderen
übertragen? Von der fühlenden Werkzeugmaschine also
auf den Werkzeugroboter und umgekehrt. Wenn ja, welche
zum Beispiel?
Forschungsresultate werden nicht nur für eine Maschine
genutzt. Die Übertragbarkeit der Forschungsergebnisse auf
andere Maschinen und Prozesse hat bei uns einen sehr
Die mobile Werkzeugmaschine kann überall
auf dem Werkstück platziert werden und
ist dadurch deutlich flexibler als fest stationierte
Werkzeugmaschinen.
hohen Stellenwert. Die im Zusammenhang mit der fühlenden
Maschine entwickelten Methoden zur Ermittlung
von Kräften im Prozess und zur Prozessanpassung werden
teilweise auch an der mobilen Maschine eingesetzt.
Generell: Mit welchen Firmen arbeiten Sie im Bereich der
fühlenden Maschinen zusammen?
Wir arbeiten hier unter anderem mit Werkzeugmaschinenherstellern,
Spannmittelherstellern, Herstellern von
Sensorik sowie mit Betrieben, die weitere Komponenten
für Werkzeugmaschinen fertigen, zusammen.
Dürfen die Firmen die Forschungsresultate übernehmen
und sie in die eigenen Maschinen integrieren?
Ja, uns ist es sehr wichtig, unsere Forschungsergebnisse
auch in die Industrie zu bringen und für Unternehmen
anwendbar zu machen. Mit unseren Forschungsarbeiten
legen wir die Grundsteine für die industrielle Anwendung.
Sehen wir denn bereits die Resultate im Markt oder
werden in Kürze welche kommen?
Bereits heute sind die in Hannover entwickelten fühlenden
Komponenten bei einigen Unternehmen erfolgreich im
Einsatz. Beispielsweise setzt die DMG Mori AG auf die Kompensation
von Formfehlern mit Hilfe eines «fühlenden
Schlittens» und die Firma Römheld nutzt fühlende Spannelemente
zur Zustandsüberwachung. Weitere nationale
und internationale Technologiepartner sind beispielsweise
die Berg & Co. GmbH und das Korea Institute of Machinery
and Materials. Eingesetzte Komponenten sind sensorische
Spannsysteme für die Werkstückspannung oder fühlende
Führungswagen.
Instituts für Fertigungstechnik und
Werkzeugmaschinen (IFW),
Leibniz Universität Hannover | www.ifw.uni-hannover.de
#009 57

DIE FÜHLENDE MASCHINE
EIN ROBOTER UND
SEINE GEFÜHLE
Fingerspitzengefühl: Das ist es, was viele Anwender von einem
kollaborativen Roboter erwarten. Der dänische Hersteller Universal Robots
zeigt uns, wie dies bei seinen Cobots funktioniert.
Integrierter
Kraft-Moment-
Sensor
Die e-Series von Universal Robots
verfügt über einen am Werkzeugfl
ansch integrierten Kraft-Momenten-
Sensor. Dieser verleiht dem Cobot
Fingerspitzengefühl – ähnlich wie bei
einer menschlichen Hand. Er kann
so deutlich präziser und feinfühliger
mit dem Werkstück arbeiten. Der
hochsensible Sensor registriert selbst
kleinste Bewegungen. Damit können
Aufgaben programmiert werden,
bei welchen es auf höchste Genauigkeit
ankommt.
17 Sicherheitsfunktionen, zertifi ziert
nach EN ISO 13849-1
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OPTIMAL
STEUERN
Zusatzhilfen
Augen und Finger für
den Griff in die Kiste
Im Rahmen seines Online-Showrooms UR+
entwickelt Universal Robots zusammen mit
seinen Partnern kontinuierlich neue Lösungen,
um seinen Cobots mehr Gefühl zu verleihen.
Ziel ist es, die Umwelt-Wahrnehmung der Cobots
zu schärfen und deren Kollaborationsfähigkeit
weiter zu steigern. Im Bereich der Sensorik
bietet es sich daher an, Methoden und
Algorithmen aus dem Bereich der Künstlichen
Intelligenz zu integrieren.
So hat das Münchner Start-up Robominds
GmbH schon jetzt eine sensorbasierte Lösung
entwickelt, die den berühmten «Griff in die
Kiste» mithilfe von KI revolutioniert. Der UR-
Cobot kann also mit Kamera und Greifer
ausgestattet, beliebige Objekte ungelernt und
koordinatenunabhängig erkennen und selbstständig
optimale Greifpunkte identifi zieren.
Der in der Kamera integrierte KI-Vision-Sensor
lernt ständig dazu, sodass der Prozess immer
fl üssiger abläuft – eine Programmierung der
auszuführenden Wegepunkte ist nicht erforderlich.
Die Cobots sind damit in der Lage, selbst
übereinander gelagerte oder schwer erfassbare
Teile, beispielsweise aus Glas, wahrzunehmen
und diese mit Feingefühl zu greifen. Mit Blick
auf die Zukunft wird die kollaborative Robotik
mit Sicherheit langfristig von intelligenten
Sensoren profi tieren, da die Cobots so noch
fl exibler auf die Bedürfnisse der Unternehmen
eingehen können.
Universal Robots | www.universal-robots.com
Gerade bei Steuerungen ist Intelligenz und feinfühlige
Wahrnehmung ein unschlagbares Verkaufsargument.
Das gilt auch bei Druckluftnetzen, wo sonst beim Einsatz
mehrerer Kompressoren und schwankendem Bedarf
reichlich Energie verschwendet werden kann.
Einfache Steuerungssysteme schalten Verdichter ein und aus, basierend
auf Drucksollwerten und einer vorgegebenen Reihenfolge. Zentralisierte
Steuerungen bieten Optimierung und Druckregelung mit zusätzlichen
Vorteilen. Eine solche Steuerung stellt Atlas Copco hier vor und erklärt,
warum das Produkt als fühlend und smart bezeichnet werden kann.
Welches Produkt im Sortiment würden Sie als smart und fühlend bezeichnen?
Unter anderem den Optimizer 4.0.
Welche Aufgaben erledigt dieses Produkt?
Kurz gesagt: Mit dem Optimizer 4.0 werden Druckluftnetze verwaltet
und überwacht und den Kunden gelingt damit auch das Optimieren der
Auslastung der Maschinen. Um diese Aufgaben stets besser zu erledigen,
werden kontinuierlich mehr Sensoren eingebaut.
Welche Funktion würden Sie bei diesem Produkt als «fühlend» bezeichnen?
Der Optimizer 4.0 ermittelt in Abhängigkeit vom Volumenstrom, welcher
Kompressor zum jeweiligen Zeitpunkt am effizientesten arbeitet.
Es ist also ein Druckluftmanagement, das sich am Verbrauch orientiert,
damit die eingesetzte Energie wirtschaftlich genutzt und Verschwendung
vermieden werden kann. Diese übergeordnete Steuerung von Atlas
Copco stellt mit diesen intelligenten und fühlenden Funktionen sicher,
dass alle Kompressoren die optimale Leistung erbringen.
Könnten Sie die Funktionsweise erklären?
Der Optimizer 4.0 berechnet kontinuierlich die spezifische Leistungsaufnahme
jedes Kompressors anhand der hinterlegten Leistungsdaten
in Verbindung mit dem aktuellen Betriebszustand und dem örtlichen
Kompressorauslassdruck. Dadurch wird nicht nur die energetisch optimale
Auswahl der Kompressoren gewährleistet, sondern auch alle laufenden
drehzahlgeregelten Kompressoren (VSD) werden stets im optimalen
Bereich betrieben. Die Steuereinheit verbindet alle Kompressoren
und Trockner und reduziert das Gesamtdruckband. Gleichmässiger
Druck trägt zu höherer Produktionsqualität bei.
Gibt es da auch Zahlen zu den Einsparungen?
Optimizer 4.0 hat es zum Beispiel bei einem Kunden ermöglicht, das
Druckband um über 1 bar zu reduzieren, was einer Energieeinsparung
von 7 Prozent entspricht.
Altas Copco | www.atlascopco.com

Maschinen und ihre Sinne
DAS FÜHLT SICH
GUT AN!
Sehen, Hören, Tasten, Riechen und Schmecken sind die klassischen fünf Sinne des Menschen.
Auch Maschinen verfügen über Sinne und können vor allem mittels Sensoren,
Daten und Datenauswertungen ziemlich scharf sehen, gut hören, Gerüche analysieren und
fragile Gegenstände gefühlvoll aufheben. Ein paar Meldungen aus dem Reich der
(künstlichen) Sinne und Sensoren.
Von Eugen Albisser
Biologisch inspirierte
künstliche Haut
Sensible künstliche Haut erlaubt Robotern,
ihren Körper und ihre Umgebung
zu fühlen. Für den engen Kontakt
mit Menschen ist das entscheidend.
Ein Team der Technischen Universität
München (TUM) hat ein von biologischen
Vorbildern inspiriertes System
aus künstlicher Haut und Steuerungsalgorithmen
entwickelt. Dadurch
konnte erstmals ein menschengrosser
autonomer Roboter grossflächig mit
künstlicher Haut versehen werden.
Die von Prof. Gordon Cheng und seinem
Team entwickelte künstliche
Haut setzt sich aus sechseckigen Zellen
zusammen, die etwa die Grösse einer
Zwei-Euro-Münze haben. Jede ist
mit einem Mikroprozessor und Sensoren
ausgestattet, die Berührung, Beschleunigung,
Annäherung und Temperatur
messen.
Das grösste Hindernis bei der Entwicklung
von Roboterhaut war bislang
die Rechenkapazität. Die menschliche
Haut hat rund fünf Millionen Rezeptoren.
Will man die Daten aus Sensoren
in künstlicher Haut permanent auswerten,
werden schnell Grenzen deutlich.
Bisherige Systeme waren schon mit
Daten aus einigen Hundert Sensoren
ausgelastet.
Um dieses Problem zu lösen, haben
Gordon Cheng und sein Team einen
Neuroengineering-Ansatz gewählt. Sie
überwachen Hautzellen nicht permanent,
sondern nutzen ein sogenanntes
ereignisbasiertes System. So lässt
sich der Rechenaufwand um bis zu 90
Prozent reduzieren. Der Trick: Einzelne
Zellen geben Informationen ihrer
Sensoren nur weiter, wenn Messwerte
sich ändern. Unser Nervensystem arbeitet
ähnlich. Beispielsweise spüren
wir einen Hut in dem Moment, in dem
wir ihn aufsetzen, gewöhnen uns aber
schnell an ihn.
Textquelle: TU München
60 #009

DIE FÜHLENDE MASCHINE
Endlich richtig greifen!
Auch die Greifarme von Robotern wären
froh um eine Rückmeldung, wenn
sie nach fragilen oder rutschigen Gegenständen
greifen sollten. Robotikforschende
der ETH Zürich haben dafür
einen sehr einfach konstruierten
Tastsensor entwickelt. Im Wesentlichen
besteht er aus einer elastischen
Silikonhaut, auf deren Unterseite farbige
Mikrokügelchen aus Kunststoff
angebracht sind, sowie einer herkömmlichen
Kamera.
Der Sensor funktioniert optisch: Berührt
der Sensor einen Gegenstand,
wird die Silikonhaut verformt. Dabei
verändert sich auch das Muster der
Mikrokügelchen, was die Fischaugenkamera
auf der Unterseite des Sensors
registriert. Aus dem Muster lässt sich
dann errechnen, welche Kräfte auf den
Sensor einwirken. Herkömmliche Kraftsensoren
registrieren die einwirkende
Kraft nur an einem einzigen Punkt.
Die neue Roboterhaut hingegen kann
mehrere auf die Sensorfläche einwirkende
Kräfte unterscheiden und diese
hochauflösend und präzise bestimmen.
Ausserdem kann auch die Richtung
bestimmt werden, aus der eine Kraft
wirkt. Der dünnste Sensor-Prototyp, den
die Forscher bisher gebaut haben, ist
1,7 Zentimeter dick und hat eine Messfläche
von 5 mal 5 Zentimetern.
Textquelle: ETHZ
Eine biologisch inspirierte künstliche Haut: Sie ist erst in den
letzten Jahren möglich geworden, auch weil durch Ansätze wie
dem Neuroengineering selbst grosse Datenmengen gehandhabt
werden können. Bild: TU München
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Mehr als nur eine Maschine
Spielfilme zum Thema «intelligente und/oder fühlende Maschinen»
Ex Machina
Die künstliche Roboterfrau Ava soll ein
Studienobjekt sein für einen Turing-Test –
doch sie besitzt offenbar weit mehr als nur
ein «ebenbürtiges Denkvermögen». Und
handelt entsprechend.
Automata
Kann man Maschinen kontrollieren, so
dass sie sich nicht selbst verändern oder
reproduzieren können? In diesem Film gelingt
es nicht.
I, Robot
Der Mensch entwickelt drei Robotergesetze.
Die Roboter halten sich daran und trotzdem
kommt es zu tragischen Ereignissen,
weil die Roboter zu anderen Schlussfolgerungen
kommen.
Transcendence
Mensch oder Maschine? Das ist die Frage,
als ein Gehirn eines schwer verletzten
Wissenschaftlers mit einer Maschine verschmelzt
wird.
2001 – Odyssee im Weltraum
«Ich habe Angst», sagt der Supercomputer
HAL, als man ihn als Bedrohung wahrnimmt
und seine Funktionen ausschalten
will. Technische Utopie und kulturphilosophische
Spekulation aus dem Jahr 1968.
Wall-E – Der letzte räumt die Erde auf
Ein kleiner Roboter lebt allein auf der von
Menschen verlassenen Erde und räumt
den Müll auf. Dann entdeckt er die Liebe.
Bild: Unsplash – Lenin Estrada
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DIE FÜHLENDE MASCHINE
Liebe Maschine,
so riecht eine
Rose
Zellbasierte Sensoren
Damit Maschinen riechen können, werden
verschiedene Ansätze verfolgt. Eine davon
wird am Fraunhofer Institut vorangetrieben
und es betrifft zellbasierte Sensoren,
die automatisiert hergestellt und wirtschaftlich
nutzbar gemacht werden sollen.
Dabei spielen Zellen eine wichtige Rolle, in
die auf kleinen autonomen optischen Ausleseeinheiten
Geruchsrezeptoren eingebracht
werden. Die Zellen können über einen
längeren Zeitraum am Leben und
funktionsfähig gehalten werden, um winzige
Partikel aus der Umgebung zu detektieren.
Die momentane Herausforderung:
Um den richtigen Geruchs-Rezeptor für
eine spezifische Anwendung zu ermitteln,
müssen mehrere tausend Rezeptoren und
deren Kombination gescreent werden, was
noch nicht wirtschaftlich funktioniert.
Die elektronische Nase
Eine von mehreren «elektronischen Nasen»
wurde am Karlsruher Institut für Technologie
entwickelt mit dem Industriepartner
Smelldect GmbH: Bei dieser elektronischen
Nase reagieren Nanofasern auf komplexe
Gasgemische – und bilden Signalmuster,
anhand derer der Sensor diese erkennt. Die
elektronische Nase ist nur wenige Zentimeter
gross. Sie enthält die gesamte Betriebselektronik,
inklusive der Technologie zur
Auswertung der Gase. Die «Nase» besteht
aus einem Sensorchip, auf dem Nanodrähte
aus Zinndioxid auf vielen einzelnen Sensoren
angebracht sind. Spezifische Signalmuster
errechnet der Chip über die
Widerstandsänderungen der Einzelsensoren.
Diese hängen von den Molekülen aus
der Umgebungsluft ab, sind für verschiedene
Gerüche jeweils unterschiedlich – und
damit charakteristisch und wiedererkennbar.
Wurde dieses Muster vorher in den Chip
eingelernt, kann es der Geruchssensor innerhalb
von Sekunden erkennen.
Bild: Unsplash – Franck-V

Produkte
Hedelius Acura 65 EL mit Palettenautomation Marathon
Hedelius hat mit dem 22 Paletten Multi-Palettenspeicher Marathon P422 eine ideale
Ergänzung zum 5-Achsen BAZ Acura 65 geschaffen. Diese Gesamtanlage ist ideal
aufeinander abgestimmt und eignet sich hervorragend, wenn Einzelteile als Wiederholteile
oder kleine bis mittlere Serien gefertigt werden. Paletten werden aus der
Automation durch die seitliche Beladeöffnung in die Maschine eingesetzt. Die Acura 65
bleibt von vorne weiter zugänglich, auch die Sicht vom Rüstplatz auf den Arbeitsraum
ist frei. Im Standard verfügt das Bearbeitungszentrum über ein 65-fach Werkzeugmagazin,
bis zu 180 weitere Werkzeuge sind durch die Anbindung eines Standby-Magazins
möglich. So stehen mit integrierter Kegelreinigungsstation bis zu 245 Werkzeuge
ständig zur Verfügung, die automatisch abgebürstet und geölt werden können.
Newemag AG | www.newemag.ch
Automatisiert entgraten
Mit dem Roboterentgratwerkzeug CDB
lassen sich Entgratprozesse automatisieren,
ohne dass auf den Einsatz
bewährter Entgratklingen verzichtet
werden muss. Das regelbar nachgiebige
Entgratwerkzeug eignet sich zum robotergestützen Entgraten von Werkstücken
aus Kunststoff, Aluminium, Stahl, Messing und anderen Werkstoffen in unterschiedlichsten
Geometrien. Indem handelsübliche Entgratklingen eins-zu-eins ins
Roboterwerkzeug eingesetzt werden können, ist eine schnelle Umstellung auf den
automatisierten Betrieb möglich. Vorhandenes Know-how in Bezug auf Klingen,
Klingenhalter und den Prozess kann unverändert weiter angewendet werden. Das
flexible Roboterwerkzeug ahmt den manuellen Entgratprozess nach, allerdings
immer in gleichbleibend hoher Qualität. Lageungenauigkeiten, Werkstücktoleranzen
und Toleranzen des Roboters werden axial um bis zu 8 mm und radial um bis zu
±5,5° ausgeglichen.
Schunk Intec AG | www.schunk.com
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Programm der Ausdrehwerkzeuge
wächst schnell
Bei Gühring hat sich seit dem Produktlaunch von
Drehwerkzeugen im Jahr 2016 vieles getan im
Bereich der Ausdrehwerkzeuge. Gühring deckt mit
den Systemen 104 und 106 zum Ausdrehen, Einstechen,
Axialstechen, Gewindedrehen und Nutstossen
von Innendurchmessern einen Bereich
von 0,7 bis 6,0 mm ab. Dabei ist eine Bearbeitung
in Normallage oder Überkopf in einer Aufspannung
möglich. Ein weiterer Vorteil ist die variable
Kühlung der Schneide bei radialer und axialer
Bearbeitung. Im erprobten System 106 wurde das
Angebot der Stosswerkzeuge erweitert. Diese
sind jetzt für Innensechskantbearbeitungen von
Schlüsselweite 4 bis 10 verfügbar. Dazu kommt
das neue System 108, welches die Weiterentwicklung
des Werkzeugprogramms der Kleinstwerkzeuge
ist. Auch das System 110 eröffnet neue und
interessante Möglichkeiten: Mit einem Schaftdurchmesser
von 10 mm bieten die Sonderwerkzeuge
maximale Stabilität. Hierzu hält Gühring
Rohlinge bis zu einer Länge von 112 mm werksseitig
bereit, um bei schwierigen Anwendungsfällen die
bestmögliche Lösung bieten zu können.
Gühring Schweiz AG | www.guehring.ch
Kirsten Weiskat
Lösungsorientiert. Systemisch. Effizient.
• Business-Coaching
• Karriereberatung
• Pferdegestütztes Coaching
www.kirstenweiskat.com

PRODUKTE
Zukunftslösung für Getriebeund
Motorenbau
Eine Studie der Boston Consulting Group prognostiziert
für die automobile Zukunft einen Mix aus Benzinund
Dieselmotoren, Hybridfahrzeugen und rein elektrischen
Antrieben. Das heisst, dass bei OEM und Zulieferunternehmen
zukünftig klassische Bauteile wie
Getrieberäder sowie viele neue Getriebekomponenten
entstehen – und das im Wechsel und unter erheblichem
Kostendruck. Mit der Dreh-Schleif-Maschine
VLC 350 GT lässt sich jedoch auch diese Aufgabe
effizient umsetzen: Verschiedene Hartbearbeitungsprozesse
an Futterteilen bis zu einem Durchmesser
von 350 mm laufen in dieser hintereinander und in
einer Aufspannung ab. Diese Kombinationsbearbeitung
aus (Hart-) Drehen und Schleifen sorgt für
schnelle Prozesse und eine hohe Bearbeitungsqualität.
Ein integrierter Messtaster überprüft Durchmesser
und Länge der Bauteile nach dem Prozess.
Für kleine Span-zu-Span-Zeiten sorgt darüber hinaus
ein Linearmotor in der X-Achse, weil er diese besonders
schnell in die Bearbeitungsposition bringt.
EMAG GmbH & Co.KG | www.emag.com
Schwingungsfreie Tieflochbearbeitung
Wendeschneidplatten mit Bogenschliff verhindern
bei Aufbohrbearbeitungen mit grossen Tiefen oder
unter labilen Bearbeitungsbedingungen Schwingungen.
Daher hat Mapal nun die technischen
Eigenschaften des Bogenschliffs mit den wirtschaftlichen
Vorteilen gepresster Schneidplatten
kombiniert. Das Ergebnis ist eine wirtschaftliche
Lösung für Aufbohrbearbeitungen mit auswechselbaren
Schneiden. Der Bogenschliff legt sich im
Bearbeitungsprozess an die Bohrungswand an
und stützt das Werkzeug ab. Diese Stützfläche
minimiert auftretende Schwingungen und erhöht
so die Standzeit.
Mapal KG | www.mapal.com
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Greiferlösung für Lebensmittel-Handling
Die Greiferlösung Soft Gripper ist nach der EU-Verordnung EC 1935/2004
zertifiziert und fasst mit Hilfe ihrer variablen Silikonaufsätze unterschiedlich
geformte Objekte von bis zu 2,2 kg sicher, ohne sie zu beschädigen.
So eignet sie sich zum Beispiel für Pick-and-Place-Aufgaben
in der Getränke, Pharma- oder Kosmetikindustrie und lässt sich darüber
hinaus im Verpackungs- und Produktionsumfeld einsetzen. Der Greifer
verfügt über drei austauschbare Silikonaufsätze, zwei davon in
Sternform, einer mit einer Vier-Finger-Konfiguration. Diese verleihen
ihm die notwendige Flexibilität, um auch unregelmässig geformte
Objekte wie Eier, Obst oder Flaschen sicher zu greifen. Der Soft Gripper
benötigt keine externe Luftzufuhr und zeichnet sich durch seine
besonders leichte Integration aus.
OnRobot | www.onrobot.com
Tauchfräser bis 5 x D
Der neue Tauchfräser aus der Reihe Crazymill Cool P&S
geht in wenigen Schritten bis zu einer maximalen
Tiefe von 5 × D senkrecht ins Material. Seine Schneidengeometrie
ermöglicht dabei ein prozesssicheres und
vibrationsfreies Eintauchen. Dadurch wird nicht nur das
Ausbrechen der Schneiden verhindert, sondern eine
sehr viel bessere Oberflächenqualität und eine höhere
Lebensdauer des Werkzeuges erreicht. Zudem gewährleistet
die Schneidengeometrie mit ihrem erweiterten
Spanraum eine äusserst gute seitliche Spanausfuhr,
die durch den Spüleffekt der Kühlung zusätzlich
unterstützt wird. Der Fräser ist in Durchmessern
von 1 bis 8 mm erhältlich.
Mikron Tool SA Agno | www.mikrontool.com
Tieflochbohren bis 30 × D
Mit den Längen 16 bis 30 × D bei den
Vollhartmetall-Bohrern X-treme Evo
der Bohrer-Familie DC160 Advance
erweitert Walter deren Bandbreite auf
das Tieflochbohren. Als Nachfolger
der Alpha 4XD-Bohrer ermöglicht der
DC160 Advance wie sein Vorgänger
Tieflochbohren in einem Zug ohne
Lüften. Optimiert wurden die Beschichtung
und die Geometrie. Wie
die bereits bestehenden Varianten
des DC160 Advance besitzen auch die
Tieflochbohrer die Ausspitzung mit
140°-Spitzenwinkel sowie die weit
vorne liegende vierte Führungsfase.
Wobei das eine für höhere Positioniergenauigkeit
und reduzierte Schnittkräfte
im Zentrum, das andere für
eine optimale Bohrerführung sorgt.
Walter AG | www.walter-tools.com
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Best choice.
Cutting. Bending. Automation.
Bringen Sie zusammen,
was zusammengehört
Vernetzen Sie Prozesse, Maschinen und Software
zu intelligenten Systemen. Mit Bystronic gelingt
dies Schritt für Schritt. Denn: Unsere skalierbaren
Lösungen wachsen mit Ihren Bedürfnissen mit.
bystronic.com