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INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2023

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19239<br />

SMARTE LÖSUNGEN FÜR DIE INDUSTRIE<br />

05<br />

September <strong>2023</strong><br />

€ 13,00<br />

TITEL<br />

Regalbediengerät fährt sicher<br />

30 mit ASi Safety Technologie<br />

Moderne Antriebstechnik<br />

26 bringt Effizienz in die Mühle<br />

EXTRA<br />

Sonderteil IndustrialVISION –<br />

Kameras, Software, Objektive & Co.<br />

industrielle-automation.net


MULTIMEDIAL VERNETZT<br />

KUNDEN GEWINNEN!<br />

FÖRDERTECHNIK<br />

MATERIALFLUSS<br />

LOGISTIK<br />

FLUIDTECHNIK<br />

Profitieren Sie von unserem<br />

einmaligen Mediennetzwerk!<br />

Bitte kontaktieren Sie mich, ich berate Sie gerne!<br />

Carmen Nawrath<br />

Head of Sales<br />

Telefon: 0049/6131/992-245<br />

c.nawrath@vfmz.de


EDITORIAL<br />

MIT KI AUF DAS<br />

NÄCHSTE LEVEL<br />

Digitalisierung, Künstliche Intelligenz (KI) und Robotik sind Themen, die<br />

nahezu unendlich viele Möglichkeiten bieten. Um den Anschluss nicht zu<br />

verpassen, reichen mutige Forschende und innovationsstarke Industriepartner<br />

allein aber nicht aus. Denn daneben spielen Finanzkraft und Investitionen<br />

in die richtigen Technologien, aber auch Ausbildung und die Attraktivität<br />

der MINT-Fächer eine entscheidende Rolle. Wie Deutschland den<br />

Vorsprung im Maschinen- und Anlagenbau weiter halten und aus bauen<br />

kann, lesen Sie im Interview mit Helmut Schmid, Spezialist für innovative<br />

Geschäftsentwicklung und Experte auf dem Gebiet der Robotik, auf Seite 8.<br />

Neue Möglichkeiten und Einsatzgebiete, welche von der Qualitätskontrolle<br />

hergestellter Waren bis hin zum automatisierten Inline-Prüfsystem<br />

reichen, eröffnet Künstliche Intelligenz etwa in der Bildverarbeitung.<br />

KI-basierte Bildverarbeitungstechnologie kann dabei helfen, Fertigungsprozesse<br />

einfacher zu automatisieren und leistet dabei weit mehr als die<br />

klassische Qualitätsprüfung (Seite 46). Vielen Unternehmen mangelt es<br />

allerdings an Fachwissen und Zeit, um sich detailliert in das Thema einzuarbeiten<br />

und die Automatisierung bestehender Prozesse voranzutreiben.<br />

Einen wesentlichen Teil dazu stellt die notwendige Hardware dar, die für<br />

einen effi zienten Einsatz längst zur Verfügung steht (Seite 40). Nutzen Sie<br />

KI-Plattformen mit anwenderfreundlicher Software, um Hemmnisse bei<br />

der Implementierung zu überwinden und die Anwendung von Bildverarbeitungssystemen<br />

in der Industrie auf das nächste Level zu heben.<br />

NEU<br />

scanCONTROL 30xx<br />

Mehr Präzision.<br />

2D/3D-Profilmessung<br />

mit hoher Präzision<br />

und Profilfrequenz<br />

• Performante Laser-Scanner mit<br />

integrierter Profilbewertung:<br />

kein externer Controller erforderlich<br />

1,5 μm<br />

10 kHz<br />

• Patentierte Blue Laser Technologie für<br />

glühende Metalle & transparente Objekte<br />

• Umfangreiche Software zur einfachen<br />

Lösung zahlreicher Messaufgaben<br />

• Kompatibel mit Cognex VisionPro<br />

Eine inspirierende Lektüre<br />

wünscht Ihnen<br />

NEU<br />

Vanessa Sendrowski<br />

Redakteurin<br />

<strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><br />

scanCONTROL<br />

30xx-200<br />

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08<br />

EDITORIAL<br />

03 Mit KI auf das nächste Level<br />

TITEL<br />

30 Mit ASi und (ASi) Safety sicher durch<br />

die Gassen<br />

06 News und Trends<br />

08 Im Gespräch mit Helmut Schmid über KI,<br />

Digitalisierung und die Robotik von morgen<br />

Anzeige: Bihl+Wiedemann GmbH, Mannheim<br />

SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

12 Messtechnik und Automatisierung steuern<br />

das Wachstum: Die Zukunft der Algen<br />

14 High-End-Automatisierung in der<br />

Produktion: Sensoren im Griff<br />

16 Sichere Detektion mit Rahmen-, Ring- und<br />

Schlauchsensoren: Einfach nicht zu (er)fassen?<br />

18 Mit Lichtgeschwindigkeit in die dritte<br />

Dimension der Automatisierung<br />

20 Wissenschaftliche Forschungsergebnisse<br />

optimieren die Herstellung von<br />

pharmazeutischen Verpackungen<br />

24 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />

TITEL<br />

30<br />

STEUERN UND ANTREIBEN<br />

26 Moderne Antriebstechnik sorgt für Effizienz<br />

und Nachhaltigkeit in der Getreidemühle Schill<br />

29 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />

KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

34 Ausbau Grüner Wasserstoff: Datenzentrierte<br />

Modularisierung beschleunigt die Energiewende<br />

35 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />

SONDERTEIL INDUSTRIAL VISION<br />

38 Jahrs KOLUMNE: Wettstreit der Systeme<br />

38 Im Fokus: News & Trends aus der<br />

industriellen Bildverarbeitung<br />

40 Benutzerfreundliche Systeme machen KI-Vision<br />

industrietauglich: So klappt’s mit der Künstlichen<br />

Intelligenz<br />

42 Wie Bildverarbeitung die Herstellung von<br />

Betonfertigteilen unterstützt<br />

45 Update: Produkte, Technologien, Trends<br />

46 KI in der industriellen Bildverarbeitung –<br />

auch für kleine Unternehmen attraktiv<br />

<br />

Helmut Schmid,<br />

Spezialist für<br />

innovative<br />

Geschäftsentwicklung<br />

und Experte<br />

auf dem Gebiet<br />

der Robotik<br />

Wie sich komplette Sicherheitsapplikationen für<br />

Regalbediengeräte realisieren lassen, lesen Sie hier<br />

4 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


48 Mit Industriekameras kleinste Fehler an der<br />

Pipettenspitze erkennen<br />

50 High-Speed-Kamera für vielseitige<br />

Präzisionsanalysen<br />

11 Impressum<br />

20<br />

ANZEIGE<br />

BEILAGE<br />

Ein Teil dieser Ausgabe enthält eine Beilage der<br />

MEORGA GmbH, Nalbach.<br />

INNENTITEL<br />

40<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 5


NEWS & TRENDS<br />

MESSTECHNIK-KOMPETENZ<br />

AUF 800 SEITEN<br />

In zwei druckfrischen<br />

Katalogen präsentiert<br />

Afriso das aktuelle<br />

Sortiment. Neu ist, dass<br />

Industrie- und Haustechnik-Lösungen<br />

in<br />

einem Gesamtkatalog<br />

zusammengeführt<br />

werden. Ergänzt wird<br />

dieses 800 Seiten starke Kompendium um<br />

einen Katalog speziell für tragbare<br />

Servicemessgeräte. Für industrielle<br />

Anlagen werden MSR-Messgeräte und<br />

Systemlösungen für Druck, Temperatur<br />

und Füllstand sowie Systemapplikationen<br />

zur Füllstand-/Behälterüberwachung und<br />

stationären Gasanalyse vorgestellt. Zu den<br />

Produktneuheiten zählen der Druckmessumformer<br />

DMU 30, der für zukünftige<br />

Wasserstoffanwendungen konzipiert<br />

ist und das CO 2<br />

-Messgerät CM 20 zur Überwachung<br />

der Konzentration von Kohlenstoffdioxid<br />

in der Raumluft.<br />

www.afriso.de<br />

PLATTFORMGESTÜTZT AUTOMATISIEREN UND<br />

DURCHSTARTEN<br />

Mit seiner Sourcing Platform unterstützt der Lösungsanbieter Unternehmen<br />

bei ihren Automatisierungsprojekten. Das Ziel: höhere Produktionsraten,<br />

eine effiziente Materialnutzung und mehr Sicherheit in<br />

Produktion und Logistik. Von IT- und Elektroinstallation über Gebäudetechnik<br />

und Bauelemente bis hin zur Automatisierungstechnik – das<br />

Sortiment der Conrad<br />

Sourcing Platform ist<br />

umfangreich und hochwertig.<br />

Steuerungs module von<br />

Siemens, Frequenzumrichter<br />

von Schneider Electric,<br />

Automatisierungstechnik<br />

von Festo: Mit innovativen<br />

Produkten stellt Conrad<br />

KMUs und Großkunden<br />

aus der Industrie in jeder<br />

Entwicklungsphase die<br />

passende Lösung bereit. Auch bietet die Platform Cobots verschiedener<br />

Hersteller an und über den Conrad Marketplace lassen sich Beratungsdienstleistungen<br />

zum Einsatz von Cobots buchen. Mit Arduino Pro stehen<br />

darüber hinaus skalierbare Lösungen bereit, um industrielle Prozesse<br />

mit IoT-Funktionen auszustatten und die industrielle Automatisierung<br />

für jedermann zugänglich zu machen. Bild: MWestend61/Getty Images<br />

www.conrad.de/de/ratgeber/automation-robotics.de<br />

NEUES JUMO-WERK IM TECHNOLOGIEPARK FULDA<br />

„Es geht mit großen Schritten voran“, freut sich Stefan Reith, Jumo-Projektleiter<br />

für das neue Werk im Technologiepark Fulda-West. Hier errichtet Jumo ein<br />

Werk für die Fertigung von Temperatur- und Drucksensoren mit einer Produktionsfläche<br />

von rund 13 000 m 2 . Diese Produktbereiche sind zuletzt überdurchschnittlich<br />

stark gewachsen; der Messtechnik-Spezialist sieht hier auch in den<br />

nächsten Jahren ein großes Potenzial. Mit 50 Millionen Euro ist der Neubau<br />

die größte Investition in der Unternehmensgeschichte. Derzeit laufen die<br />

Betonarbeiten des letzten Rohbauabschnittes im Untergeschoss, alle Wände<br />

sind bereits gestellt. Die letzten Filigrandecken über dem Untergeschoss<br />

werden gerade verlegt. Nach aktueller Planung wird Jumo komplett auf fossile Energieträger verzichten. Zur Heizungsunterstützung<br />

soll eine Geothermieanlage eingesetzt werden. Diese wird die Spitzenlast abdecken, die Grundlast wird komplett<br />

durch Wärmerückgewinnung aus den Produktionsprozessen gedeckt. Die Kühl- und Lüftungsanlagen werden überwiegend<br />

mit selbst erzeugtem Strom aus einer Photovoltaikanlage betrieben. Das Projekt liegt damit voll im Zeit- und Kostenplan.<br />

www.jumo.net<br />

KI-MARKTPLATZ: WIE KÜNSTLICHE INTELLIGENZ DAS ENGINEERING REVOLUTIONIERT<br />

Entwicklungszeiten verringern, Kosten reduzieren und zeitgleich die Produktivität steigern: Warum sich Unternehmen mit<br />

Künstlicher Intelligenz (KI) im Engineering beschäftigen sollten, hat das vom Bundesministerium für Wirtschaft und<br />

Klimaschutz (BMWK) geförderte und vom Technologie-Netzwerk it’s OWL initiierte Projekt ‚KI-Marktplatz‘ eindrucksvoll<br />

gezeigt. Damit weiterhin Unternehmen die Vorteile von KI im Engineering<br />

nutzen können, hat das Projektteam das gleichnamige Start-up ‚AI Marketplace<br />

GmbH‘ gegründet und verspricht vielfältige Angebote, die Sie hier<br />

einsehen können: www.ki-marktplatz.com. Das Projekt KI-Marktplatz wurde<br />

von Januar 2020 bis Juni <strong>2023</strong> im Innovationswettbewerb „Künstliche<br />

Intelligenz als Treiber für volkswirtschaftlich relevante Ökosysteme“ des BMWK<br />

gefördert. Das Projektvolumen betrug 16,60 Millionen Euro. Erfolgsgarant<br />

war ein Projektkonsortium aus 20 Forschungseinrichtungen, Netzwerken<br />

und Unternehmen, dessen Nukleus der Spitzencluster it’s OWL bildete.<br />

www.its-owl.de<br />

6 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


TERMIN: MSR-SPEZIALMESSE<br />

IN LANDSHUT<br />

Der Veranstalter Meorga präsentiert am<br />

18. Oktober <strong>2023</strong> in der Sparkassen-Arena<br />

in Landshut das Neueste aus den Bereichen<br />

Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik,<br />

Prozessleitsysteme und Automatisierungstechnik.<br />

Rund 160 Fachfirmen zeigen ihr Leistungsspektrum mit Geräten und<br />

Systemlösungen, Engineering- und Serviceleistungen sowie Trends im Bereich<br />

der Automatisierung. Besucher können sich darüber hinaus in 36 praxisnahen<br />

Fachvorträgen umfassend über den aktuellen Stand der MSR-Technik und Auto -<br />

matisierung informieren. Die Messe wendet sich an Experten und Entscheider<br />

entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Der Eintritt zur Messe und die<br />

Teilnahme an den Fachvorträgen sind für Besucher kostenlos. Die Registrierung<br />

erfolgt bequem und einfach über die Internetseite des Veranstalters.<br />

www.meorga.de<br />

„KI im Engineering birgt großes Potenzial<br />

für die Steigerung von Produktivität und<br />

Wirtschaftswachstum. Ob die Automatisierung<br />

des Technologie-Scoutings oder die<br />

Optimierung von Konstruktionsdaten –<br />

das Potenzial von Künstlicher Intelligenz<br />

im Engineering ist vielfältig.“<br />

Prof. Dr. Roman Dumitrescu, Direktor am<br />

Fraunhofer IEM, Paderborn<br />

JOINT VENTURE FÜR HAPTISCHE SENSORIK<br />

Mit einem Joint Venture wollen der<br />

Messtechnik-Hersteller Wika und der<br />

Mechatronikkonzern Wittenstein sich den<br />

Zukunftsmarkt der haptischen Sensorik<br />

erschließen. Ziel des Gemeinschaftsunternehmens<br />

Resense ist die Entwicklung,<br />

Produktion und Vermarktung miniaturisierter<br />

sechsachsiger Kraft-Drehmoment-<br />

Sensoren für die Industrie. Wika beteiligt sich mit seiner umfassenden Kompetenz<br />

in der High-Tech-Fertigung von Sensorik- und Chip-Komponenten. Hierbei<br />

steht die neuartige Silizium-Bonding-Technologie im Vordergrund. Wittenstein<br />

bringt sich mit seinem patentierten Konzept, nach dem sich die derzeit kleinsten<br />

sechsachsigen Hohlwellen-Sensoren realisieren lassen, ein. Diese Innovation<br />

ermöglicht eine hochpräzise Messung von Kräften und Drehmomenten in den<br />

engen Einbauumgebungen der Robotik. Beide Unternehmen halten jeweils<br />

50 Prozent der Anteile der neuen Resense GmbH, Sitz ist Klingenberg am Main.<br />

www.wika.de<br />

NICHT VERPASSEN: MOTEK/BONDEXPO <strong>2023</strong> IM OKTOBER<br />

Im Messeherbst <strong>2023</strong> gehört das traditionelle Duo Motek/Bondexpo zum<br />

Highlight der Branche. Vom 10. bis 13. Oktober <strong>2023</strong> öffnet die 41. Motek,<br />

internationale Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung,<br />

zusammen mit der 16. Bondexpo, internationale Fachmesse für Klebtechnologie,<br />

die Tore. Im Mittelunkt steht die industrielle Produktion als Gesamtsystem, von<br />

Komponenten, Baugruppen und Teilsystemen bis hin zu Komplettsystemen.<br />

www.motek-messe.de<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 7


IM DIALOG<br />

IM GESPRÄCH MIT HELMUT SCHMID ÜBER KI, DIGITALISIERUNG<br />

UND DIE ROBOTIK VON MORGEN<br />

WIE INNOVATIV SIND WIR?<br />

8 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


IM DIALOG<br />

Helmut Schmid ist nicht nur Spezialist für<br />

innovative Geschäftsentwicklung, sondern<br />

auch ein Experte auf dem Gebiet der Robotik.<br />

Er hat viele Gesellschaften gegründet und<br />

erfolgreich entwickelt, Unternehmen saniert<br />

und re-organisiert sowie Absatzkanäle neu<br />

positioniert. Wir sprechen mit ihm über Ideen,<br />

die ein Start-up erfolgreich machen, über Mut<br />

und über die Robotik von morgen.<br />

PODCAST: ROBOTIK IN DER INDUSTRIE<br />

Alle zwei Wochen diskutieren Robert Weber und Helmut<br />

Schmid über Robotik in der Industrie – es geht um neue<br />

Technologien, Märkte, Menschen, Ausbildung und<br />

Anwendungen. Damit sollen vor allem auch kleine und<br />

mittelständische Unternehmen ermutigt werden,<br />

Robotik einzusetzen. Denn neben Künstlicher Intelligenz<br />

und dem Internet of Things wird Robotik in der industriellen<br />

Fertigung nahezu unverzichtbar. Mehr dazu auf<br />

podigee unter https://robotikpodcast.podigee.io<br />

Nicole Steinicke: Herr Schmid, Sie gründeten 2016 die<br />

Universal Robots (Germany) GmbH in München, als Tochterunternehmen<br />

der Universal Robots A/S, Odense. Innerhalb von<br />

fünf Jahren entwickelten Sie die Gesellschaft in Westeuropa<br />

von einem Start-up zu einem Marktführer. Wie haben Sie das<br />

geschafft?<br />

Helmut Schmid: Mit einem hochmotivierten Team, großartigen<br />

Produkten sowie mutigen und aktiven Partnern. Hört sich einfach<br />

und logisch an, ist es aber nicht, da es doch einiges zu beachten<br />

gibt. Wenn Sie allein starten, zählt jeder Mitarbeiter und<br />

muss fachlich und vor allem persönlich passen, um eine außergewöhnlich<br />

rasante Reise in einem Start-up mitzugehen. Die<br />

sogenannte Extrameile, Spaß, aber auch Entbehrungen gehören<br />

UM MIT DER ENTWICKLUNG RUND<br />

UM KI MITHALTEN ZU KÖNNEN,<br />

MÜSSEN WIR DIE MENSCHEN<br />

INTENSIVER AUFKLÄREN<br />

hier maßgeblich mit dazu. Dies gilt auch für das Partnernetzwerk,<br />

das stark gefordert ist und sich im selben Tempo mit entwickeln<br />

muss. Begeisterung und Überzeugung sind hier wichtig,<br />

um die Partner nicht schon frühzeitig wieder zu verlieren.<br />

Ideen sind wichtige Impulse für Wachstum, Arbeitsplätze und<br />

den zukünftigen Erfolg des Wirtschaftsstandorts Deutschland.<br />

Ein Start-up zu gründen, braucht allerdings auch Mut. Was<br />

geben Sie Innovatoren mit auf den Weg und wie unterstützen<br />

Sie „junge“ Unternehmen?<br />

Es ist wichtig, sich Gedanken zu machen, ob ein Kunde das Produkt<br />

wirklich braucht und nicht darauf zu vertrauen, dass ein<br />

super innovatives Produkt allein reicht. Das ideale Kundenprofil<br />

(ICP) für das jeweils neu entwickelte Produkt zu finden und den<br />

Kundennutzen eindeutig herauszuarbeiten, sollte zu Beginn im<br />

Fokus stehen. Danach so schnell wie möglich in Vertrieb und<br />

Marketing investieren, denn es gibt keinen eindeutigeren Beweis,<br />

ob ein Produkt für den Markt passt oder nicht als zahlende<br />

Kunden und die dazugehörigen Bestelleingänge. Wenn der erste<br />

Versuch nicht funktioniert, was durchaus der Fall sein kann,<br />

sofort ändern, etwas Neues ausprobieren, weitermachen und<br />

schnell daraus lernen. Fail but fail fast und nicht zu Tode optimieren,<br />

sondern etwas anderes versuchen. Hier unterstütze ich<br />

darin, das Bewusstsein zu schärfen und Wege aufzuzeigen, wie<br />

man das gemeinsam erreichen kann. Denn wenn es den mutigen<br />

Gründern an etwas fehlt, ist dies meistens nur Erfahrung.<br />

Als Experte in den Bereichen Automatisierung und Robotik<br />

begleiten Sie die Trends insbesondere mit Blick auf<br />

wirtschaftliche industrielle Prozesse. Welche Rolle wird<br />

hierbei künstliche Intelligenz (KI) in Zukunft spielen? In<br />

welchen Einsatzgebieten sehen Sie den größten Nutzen?<br />

Künstliche Intelligenz spielt bereits heute in der Forschung eine<br />

entscheidende Rolle, wird aber zukünftig auch in industriellen<br />

Anwendungen immer wichtiger werden. KI wird sich permanent<br />

weiterentwickeln und nicht mehr wegzudenken sein. So werden<br />

Roboter voraussichtlich komplexe Aufgaben selbstständig<br />

erlernen und ohne großen Programmieraufwand schnell einsatzfähig<br />

sein. Der Weg zur DIY-Robotik (Do it yourself) wird<br />

dadurch noch schneller erreichbar sein.<br />

KI wird mit entscheidend für die Weiterentwicklung der<br />

mobilen Robotik (AMR) sein, um die Umgebung und Interaktion<br />

mit den Menschen noch besser wahrzunehmen, Entscheidungen<br />

zu treffen und sicher in einem hochdynamischen Umfeld zu<br />

navigieren. Aufgrund der enormen Datenmengen, die verarbeitet<br />

werden können, werden Einsatzgebiete wie die Qualitätskontrolle,<br />

die Optimierung von logistischen Prozessen und<br />

Prozesse und Abläufe im All gemeinen im Fokus stehen. Aber<br />

auch außerhalb der Industrie wird der Einsatz von KI & Robotik<br />

in der Medizin, im Agrar sektor und in Service- und Dienstleistungsbereichen<br />

eine sehr wichtige Rolle spielen.<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 9


IM DIALOG<br />

Digitalisierung und KI sind fast überall gegenwärtig, bringen<br />

aber auch Unsicherheit in Unternehmen. Was macht die Lage<br />

so schwierig und warum fühlen sich gerade kleine und<br />

mittelständische Firmen überfordert?<br />

Die Komplexität und die Schnelligkeit der Entwicklung birgt die<br />

Gefahr, nicht immer auf dem Laufenden zu sein und daher das<br />

richtige Verständnis für den jeweiligen Anwendungsfall aufzubringen.<br />

Alle reden über KI, meinen aber maschinelles Lernen,<br />

Deep Learning, spezielle Algorithmen oder sogar Neuronale<br />

Netze? Allein dieses Sammelsurium von Begrifflichkeiten macht<br />

es für Laien schon schwierig, zu wissen, wovon denn gerade<br />

geredet wird, da alles in einen Topf geworfen wird. Aufklärung<br />

tut hier Not, und einige skandinavische Länder können hier als<br />

Vorbild sehr gut herhalten. Sie sind, wie im schulischen System,<br />

mit kostenfreien Angeboten schon ganz vorne mit dabei.<br />

Innovative Unternehmen wie Robominds stellen in<br />

diesem Jahr eine neue Entwicklung vor, die industriellen<br />

Robotern menschliche Intelligenz verleihen soll. Wie wirken<br />

sich derartige Entwicklungen auf den Faktor Mensch aus?<br />

Es heißt bewusst künstliche Intelligenz und nicht menschliche<br />

Intelligenz, da enorme Unterschiede zwischen beiden bestehen.<br />

Ich sehe eine Vermischung der Begrifflichkeiten als sehr kritisch<br />

an, da das menschliche Gehirn und Bewusstsein aus Emotionen,<br />

Empfindungen, Empathie, sozialen Interaktionen, Gefühlen,<br />

Kreativität, Vorstellungskraft, Ironie und vielem mehr besteht.<br />

Wir Menschen sind einzigartig, jeder einzelne von uns. Wir<br />

sollten uns daher Maschinen und künstliche Intelligenz zu<br />

Nutze machen, um den enormen Herausforderungen wie dem<br />

demografischen Wandel, dem Fachkräftemangel und dem Erhalt<br />

des Wohlstandes für unsere Gesellschaft zu begegnen, aber<br />

nicht die Maschine menschengleich gestalten. Das hätte aus<br />

meiner Sicht verheerende Auswirkungen auf den Menschen<br />

und die Gesellschaft.<br />

Ein wichtiger Indikator für die Innovationsfähigkeit eines Landes<br />

ist die Zahl der Patentanmeldungen. Während Erfindungen<br />

aus dem Bereich Elektrotechnik zunehmen, sinken sie dagegen<br />

aus dem Maschinenbau und der Automobilindustrie, obwohl<br />

WIR DÜRFEN DEN ANSCHLUSS<br />

NICHT VERPASSEN<br />

Die Möglichkeiten der KI scheinen<br />

unendlich, dennoch habe ich den<br />

Eindruck, wir verschlafen den Aufbau<br />

einer eigenen KI-Industrie. Wir haben<br />

groß artige Forscher und mutige Unternehmer.<br />

Doch durch Mangel an Kapital,<br />

Unterstützung der Industrie und Daten<br />

bleibt deutschen Firmen meist nur die<br />

Nische, in der sie sich etablieren können.<br />

Für Start-ups bilden zudem hohe Kosten<br />

und Bürokratie oft unüberwindbare<br />

Hürden.<br />

NICOLE STEINICKE, Chefredakteurin<br />

wir in diesem Bereichen traditionell eigentlich stark sind.<br />

Woran liegt das aus Ihrer Sicht? Hinken wir dem strukturellen<br />

Wandel hinterher, wenn wir an neue Entwicklungen im Bereich<br />

Digitalisierung, Automatisierung und künstliche Intelligenz<br />

oder auch in der Batterietechnologie denken?<br />

Nein, denn wir haben in Deutschland auf dem Gebiet der künstlichen<br />

Intelligenz, Robotik und Digitalisierung mit die besten<br />

Forscher und Industriepartner weltweit. Leider spielen aber<br />

Geld und Investitionen eine bedeutende und entscheidende<br />

Rolle. Wenn wir in Deutschland 2019 ca. 3,2 Mrd. $ in KI investiert<br />

haben, sind dies in China ca. 15,2 Mrd. $ und in den USA<br />

rund 40 Mrd. $. Um den Anschluss nicht weiter zu verlieren,<br />

sollte mehr investiert oder als eine europäische Einheit gehandelt<br />

werden, um nicht das Szenario der verlorenen Batterietechnologie<br />

nochmal zu erleben. Dasselbe<br />

gilt für den deutschen Maschinen- und<br />

Anlagenbau, mit dem wir weltweit noch<br />

führend sind. Diesen Vorsprung gilt es,<br />

durch Investitionen zu halten, weiter<br />

auszubauen. Aber auch die schulischen<br />

Grundlagen und die Attraktivität der<br />

MINT-Fächer für die junge Generation<br />

sollten wir weiter interessant und zukunftsorientiert<br />

gestalten.<br />

Sie haben 30 Jahre Industrieerfahrung<br />

und fokussieren sich heute unter anderem<br />

auf umfassende Unternehmensberatung.<br />

Wie sieht diese aus?<br />

Der Schwerpunkt meiner Beratungstätigkeit<br />

liegt auf dem erfolgreichen Auf- und<br />

Ausbau von Gesellschaften und der profitablen<br />

Umsetzung der Geschäftsmodelle.<br />

Hierbei spielt die Beratung in Fragen der<br />

Unternehmens-, Vertrieb-, Marketing-<br />

10 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


IM DIALOG<br />

und Geschäftsentwicklungsstrategie die treibende Rolle.<br />

National, wie international. Das heißt vom Start-up zum<br />

Scale-up und weiter zum Marktführer mit Schwerpunkt KI,<br />

Robotik und Automatisierung. Darüber hinaus berate ich<br />

KI & ROBOTIK WERDEN AUCH IN<br />

DER MEDIZIN, IM AGRAR SEKTOR<br />

SOWIE IM SERVICE EINE IMMER<br />

GRÖSSERE ROLLE SPIELEN<br />

Stammtisch für alle Interessierten und arbeiten an einem<br />

Roboter-Führerschein, um Hemmnisse und Einstiegshürden<br />

in die Robotik zu reduzieren. Weiterführende Informationen<br />

finden Interessierte unter www.robotikverband.de.<br />

Das Interview führte Dipl.-Ing. Nicole Steinicke,<br />

Chefredakteurin Industrielle Automation<br />

Bilder: Aufmacher Hintergrund ipopba – stock.adobe.com, sonstige hs-auxsilium<br />

www.hs-auxsilium.de<br />

Investmentgesellschaften und Family Offices als Branchenexperte<br />

und unterstütze als Interim Manager und Beirat<br />

während des Beteiligungsprozesses.<br />

Als Vorstand des Deutschen Robotik Verbandes (DRV) tragen<br />

Sie auch dazu bei, dass Erfahrungen und Wissen in ein<br />

Netzwerk fließen und anderen zur Verfügung gestellt werden<br />

können. Wie können sich Interessenten informieren?<br />

Der Deutsche Robotik Verband versteht sich als Netzwerk und<br />

Informationsplattform, um die Demokratisierung der Robotik in<br />

Deutschland und damit die Sicherung des Industriestandortes<br />

und den Wohlstand der Gesellschaft weiter hochzuhalten.<br />

Wir veranstalten monatlich einen freizugänglichen Roboter-<br />

UNTERNEHMEN<br />

hs-auxsilium<br />

Helmut Schmid<br />

Stridbeckstrasse 28b<br />

81479 München<br />

hs@hs-auxsilium.de<br />

AUTORIN<br />

Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke,<br />

Chefredakteurin Industrielle Automation<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2023</strong> im 35. Jahrgang,<br />

ISSN: 2194-1157 / ISSN E-Paper: 2747-8017<br />

REDAKTION<br />

Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni),<br />

Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redakteurinnen: Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro),<br />

Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de<br />

Vanessa Sendrowski (vs), Tel.: 06131/992-352,<br />

E-Mail: v.sendrowski@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

Sonja Daniel, Anette Fröder, Conny Grothe<br />

SALES<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />

Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />

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www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 11


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

02<br />

01<br />

03<br />

MESSTECHNIK UND AUTOMATISIERUNG STEUERN DAS WACHSTUM<br />

DIE ZUKUNFT DER ALGEN<br />

Mikroalgen sind nachhaltige Alleskönner. Sie kommen von der<br />

Lebensmittelindustrie - über die Pharmaindustrie bis hin zur Herstellung<br />

von Biokraftstoffen zum Einsatz. Um das Potenzial intensiver nutzbar zu machen,<br />

hat das Unternehmen Phyox eine zukunftsweisende Produktionsanlage für<br />

Mikroalgen gebaut. Prozessinstrumentierung und Automatisierungstechnik<br />

sorgen für reibungslose Prozesse zu jeder Tages- und Nachtzeit.<br />

Vor einigen Jahren noch befasste sich Bernd Hermann,<br />

Geschäftsführer und Vorstandsmitglied der Aktiengesellschaft<br />

Phyox, mit der Garnelenzucht – und damit verbunden<br />

mit der Produktion eines geeigneten Futtermittels.<br />

Als er sich mit Mikroalgen näher auseinandersetzte, erkannte<br />

er das riesige Potenzial dieser photoautotrophen Einzeller als Lebens-,<br />

Nahrungsergänzungs- und Futtermittel. Schon bei der Entwicklung<br />

der ersten Pilotanlagen konnte Endress+Hauser Kontakte<br />

zu führenden Köpfen bisheriger Projekte wie das Hamburger<br />

Algenhaus vermitteln und Know-how daraus einbringen.<br />

SUPERSTOFF DES 21. JAHRHUNDERTS<br />

Da Mikroalgen eine deutlich größere Wachstumsrate als höhere<br />

Pflanzen vorweisen, eignen sie sich hervorragend für eine nachhaltige<br />

und ressourcenschonende Produktion von Biomasse und<br />

spezifischen Stoffen. Dazu zählen vegane Omega-3- und -6-Fett-<br />

säuren, natürliche Farb- und Mikronährstoffe sowie essenzielle<br />

Aminosäuren. So können Algen einen Proteinanteil von bis zu<br />

50 Prozent aufweisen. Weitere Forschungsgebiete sind die Biokraftstoff-Herstellung<br />

oder die Bindung von CO 2<br />

, welches in<br />

industriellen Prozessen als Abfallprodukt entsteht.<br />

EIN SENSIBLER HERSTELLUNGSPROZESSES<br />

Die patentierte Technologie der Firma Phyox setzt bei der Lichtquelle<br />

auf LED-Technik statt auf Sonnenlicht und kann damit das<br />

Wachstum der Algen besser steuern und durch Pulsung stimulieren.<br />

Dabei ist die Beleuchtung seitlich zwischen den Plattenwänden<br />

angebracht, die Frequenz der Pulsung wird an den jeweilig<br />

zu produzierenden Algenstamm angepasst. In den Platten-Photobioreaktoren<br />

schlängelt sich die Strömung im Auf und Ab mäanderförmig<br />

durch die Anlage. Zum Schluss fließt die Algensuspension<br />

in einen offenen Auslaufbehälter und wird von dort im<br />

12 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


fsg-sensors.de<br />

01 Kommerzielle Algenproduktion: zu sehen ist der Auslaufbehälter der Algensuspension<br />

mit Eintaucharmaturen für die pH-, Leitfähigkeits- und Trübungsmessung<br />

02 Der Messumformer sammelt die relevanten Messwerte ein<br />

03 Der magnetisch-induktive Durchflusssensor überwacht die Fließgeschwindigkeit der<br />

im Kreislauf fließenden Algensuspension<br />

Kreislauf wieder zum Anfang der Anlage gepumpt. Damit ist die Produktion rund<br />

um die Uhr für 365 Tage im Jahr möglich – unabhängig von dem Tag-Nacht-Rhythmus,<br />

denen das Sonnenlicht als Energiequelle unterworfen ist. Die Anlage in Kroatien<br />

besteht aus elf Produktionslinien mit einer Kapazität von 20 - 30 t Trocken-Biomasse<br />

im Jahr. Als bevorzugte Algenart wird die Chlorella-Alge hergestellt. Neben<br />

der Beleuchtung muss die Dosierung von Phosphor, Nitrat, Spurenelementen und<br />

CO 2<br />

präzise geregelt werden. Da die Wasserqualität definiert und permanent überwacht<br />

wird, liefert der Prozess ein reines Endprodukt mit einer gleichbleibend<br />

hohen Produktqualität, die immer mehr Abnehmer aus der weiterverarbeitenden<br />

Kosmetik-, Lebens- und Futtermittelindustrie zu schätzen wissen.<br />

MESSEN, STEUERN, REGELN, AUCH MIT REMOTE-ZUGRIFF<br />

Um den Wachstumsprozess sicher zu steuern, muss die Konzentration des CO 2<br />

überwacht werden. Dies erfolgt indirekt über die Messung des pH-Werts mit dem<br />

pH-Sensor CPS71E. Dank der digitalen Memosens 2.0-Technologie bietet dieser<br />

Sensor eine erweiterte Speicherung von Kalibrier- und Prozessdaten und damit die<br />

perfekte Basis für eine vorausschauende Wartung. Die Zellkonzentration überwacht<br />

der Trübungssensor Turbimax CUS52D. Ferner wird als dritter Schlüsselparameter<br />

die Leitfähigkeit mittels Memosens CLS82D gemessen. Alle drei Sensoren<br />

sind über Eintaucharmaturen im Auslaufbecken installiert und mit dem Mehrkanal-Messumformer<br />

Liquiline CM444 verbunden. Die Fließgeschwindigkeit, mit<br />

der sich die Algensuspension durch die Anlage bewegt, erfasst der magnetisch-induktive<br />

Durchflusssensor Promag 10D. Jeder Linie wird einmal täglich etwa ein<br />

Drittel des Gesamtvolumens zur Ernte entnommen und einem Separator zugeführt.<br />

Der Füllstand der Anlage wird über zwei Grenzstandschalter Liquiphant<br />

FTL31 geregelt und entsprechend Frischwasser aus einer Osmoseanlage nachgeführt.<br />

Im Anschluss erfolgt die Düngerdosierung. Diese beiden Schritte erfolgen<br />

vollautomatisiert. Die Ventile zur Luftversorgung und zur Ernte der Anlage werden<br />

durch den Bediener gesteuert. Im Lieferumfang der Automatisierungstechnik war<br />

daher ein Schaltschrank enthalten, der das Bedienpanel, die Steuerungstechnik<br />

und ein DSL-Modem für den Remote-Zugriff beherbergt. So ist eine Rund-um-die-<br />

Uhr-Überwachung des Prozesses auch von einem anderen Ort aus möglich.<br />

Endress+Hauser hat sich seit den Tagen der Pilotversuche als verlässlicher Partner<br />

bewiesen. Mit der neuen Anlage hat Phyox auf alle Fälle einen Weg eingeschlagen,<br />

um das Potenzial von Mikroalgen als Superstoff des 21. Jahrhundert zu bergen.<br />

Immer<br />

auf der<br />

richtigen<br />

Seite.<br />

Der neue SL00-R von FSG:<br />

Durch beidseitige Encoder-Montage<br />

setzen wir neue Flexibilitätsstandards.<br />

neu<br />

Bilder: Endress+Hauser<br />

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UNTERNEHMEN<br />

Endress+Hauser GmbH & Co. KG<br />

Colmarer Straße , 679576 Weil am Rhein<br />

Telefon 07621 / 975-01<br />

E-Mail: info.de@endress.com<br />

AUTOR<br />

Tim Schrodt,<br />

Industriemanager Lebensmittel,<br />

Endress+Hauser GmbH+Co. KG<br />

Weil am Rhein<br />

Optimieren Sie Ihre Anwendungen mit<br />

dem FSG-Seilzugsensor SL00-R-GS80.<br />

Durch die beidseitige Drehgeber-Montage<br />

ist der Seilzugausgang frei definierbar und<br />

bietet unübertroffene Flexibilität im<br />

Maßbereich bis zu 3 m in robuster<br />

V2A-Edelstahlausführung.<br />

Mehr unter: fsg-sensors.de/sl00r


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

HIGH-END-AUTOMATISIERUNG IN DER PRODUKTION<br />

SENSOREN IM GRIFF<br />

Wer an Hochlohnstandorten wie der Schweiz wirtschaftlich<br />

produzieren will, tut gut daran, manuelle Prozesse auf deren<br />

Automatisierungspotenzial zu prüfen. Ein Drucksensorspezialist hat<br />

dazu eine eigene Projektgruppe, die Konzepte zur Modernisierung<br />

entwickelt und Anlagen in Eigenregie baut. In Zusammenarbeit mit<br />

einem Greifsysteme- und Spanntechnik experten werden heute<br />

Drucksensoren automatisiert gereinigt, weiterverarbeitet und geprüft.<br />

Zum Einsatz kommt unter anderem modernste Vision-Sensorik.<br />

Das hohe Qualitätsniveau der Drucksensoren, für das die<br />

Keller Druckmesstechnik weltweit bekannt ist, bestimmt<br />

auch den Anspruch im hauseigenen Anlagenbau. Der<br />

Auftrag war klar definiert: Die Reinigung, Weiterverarbeitung<br />

und Prüfung von Membrankörpern für Drucksensoren,<br />

die bislang manuell an Handarbeitsplätzen erfolgten, sollten automatisiert<br />

werden. „Es handelt sich um eine derart monotone<br />

Arbeit, dass sich kaum noch Personal findet“, erläutert Projektleiter<br />

Florian Wernli die Hintergründe. Unabhängig von der Erfahrung<br />

und Tagesform der Mitarbeiter sollte der automatisierte<br />

Prozess eine nachvollziehbare und konstant hohe Qualität erzielen.<br />

Dabei steckte die Tücke im Detail: Sämtliche Schritte, wie die<br />

optische und technische Prüfung der Teile, deren Reinigung, das<br />

Prägen oder die Kontrolle der Prägestempel, wurden bislang von<br />

erfahrenen Mitarbeitenden intuitiv erledigt.<br />

Entscheidend war, für jeden Teilschritt geeignete Systeme zu<br />

finden beziehungsweise zu entwickeln, die einen stabilen Prozess<br />

und hochwertige Ergebnisse gewährleisten. Wurden im ersten<br />

Schritt vier Sensortypen ausgewählt, sollen mittelfristig bis zu<br />

zwölf Typen automatisiert produziert werden. Dass die Anlage<br />

modernste Vision-Sensorik mit Deep-Learning-Technologien<br />

kombiniert, zeigt, auf welch hohem Niveau das Unternehmen<br />

agiert. Letztlich ging es darum, selbst kleinste Abweichungen zuverlässig<br />

zu erkennen und zu klassifizieren.<br />

TESTAUFBAU BELEGT HOHE GENAUIGKEIT<br />

Projektleiter Wernli hat sich tief in die Materie eingearbeitet und<br />

zahlreiche Aspekte der vollautomatisierten Produktions- und<br />

Prüfzelle hinterfragt. „Vor der Installation wurden beispielsweise<br />

die X-Achsen von Schunk in einem Testaufbau mit Messvorrichtung<br />

auf ihre Genauigkeit untersucht. Heute steht für uns fest:<br />

Die Achsen sind schnell und sehr genau. Wir hatten in der<br />

Testapplikation nicht einen Mikrometer Spiel“, berichtet er und<br />

lobt im gleichen Atemzug das Zusammenspiel der Achsen mit<br />

den von Keller vorgegebenen Beckhoff-Motoren. „Zum Teil fahren<br />

wir mit 1.000 mm/s und das hochpräzise.“ Dass sich das Team<br />

letztlich für eine umfassende Zusammenarbeit mit Schunk entschied,<br />

habe zum einen an dem nachgewiesen hohen Qualitätsniveau,<br />

zum anderen an der breiten Produktpalette gelegen. „Uns<br />

war wichtig, dass die Zahl der Lieferanten nicht ins Unermessliche<br />

steigt. Deshalb hatten wir einen Anbieter gesucht, der nicht<br />

nur Linearachsen produziert, sondern auch Drehmodule, Greifer<br />

und Drehdurchführungen“, erläutert Wernli weiter.<br />

ROBUSTE UND PRÄZISE ACHSSYSTEME<br />

01<br />

Insgesamt neun elektrische Linearmodule der fein abgestuften<br />

Baureihen Schunk Beta und Schunk Delta sind in der Anlage verbaut<br />

und gewährleisten einen zuverlässigen, schnellen und präzisen<br />

Transport der bis zu 20 Werkstückträger, die jeweils mit bis<br />

zu 380 Teilen bestückt sind. Die bei Keller eingesetzten spindelgetriebenen<br />

Linearmodule haben in der maximal verfügbaren<br />

Baugröße über hohe Antriebskräfte bis 12.000 N, sie erreichen<br />

Verfahrgeschwindigkeiten bis 2,5 ms-1 und eine hohe Wiederholgenauigkeit<br />

von +/- 0,03 mm.<br />

Der Antrieb erfolgt in der Anlage wie vorgegeben über einen<br />

Beckhoff-Servomotor, der über einen Flansch und eine Kupplung,<br />

zum Teil auch über Umlenkgetriebe, mit der Achse verbunden ist.<br />

Um die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Linearmodule zu<br />

erhöhen, schützen speziell fixierte Abdeckbänder aus Kunststoff<br />

die Führungen und Antriebselemente vor Schmutz. Beide Baureihen<br />

kombinieren einen robusten Aufbau mit einem rasanten<br />

Tempo für kurze Zykluszeiten und eine hohe Wiederholgenauigkeit.<br />

Die Module der Delta-Baureihe verfügen aufgrund der doppelten<br />

Profilschienenführung über eine extreme Steifigkeit, so<br />

dass auch hohe Lasten mit maximaler Präzision verfahren werden<br />

können. Mit wenig Konstruktions- und Montageaufwand lassen<br />

sich aus dem Linearmodulprogramm hocheffiziente Pickand-Place-Einheiten,<br />

Kreuzschlitten, Greifschwenkeinheiten,<br />

Portalsysteme oder ganze Funktionsbaugruppen aufbauen.<br />

Selbst Mehrachssysteme sind komplett mit Standardelementen<br />

zu realisieren.<br />

14 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

02<br />

03<br />

01 v.l.n.r.: Das Projektteam: Robert Bätschi, Martin Kluge (Schunk),<br />

Michael Rusch (Schunk), Florian Wernli, Bruno Thalmann, Özel Kadir,<br />

Jonas Noller<br />

02 Automatisierte Schweißnahtprüfung der Membrankörper für<br />

Drucksensoren<br />

03 Achssystem: Mithilfe der kompakten Auslegerachse werden die<br />

Teile aus der Reinigungskabine entnommen und dem Präge- und<br />

Prüfprozess zugeführt<br />

Ein Highlight der Anwendung ist der Lagerlift, bei dem zwei<br />

1.400 mm lange, synchron angetriebene Beta-40-Linearmodule<br />

als Transferachsen in Y-Richtung mit einem robusten Beta-60-<br />

Linearmodul in Z-Richtung kombiniert wurden. Mit dem Achssystem<br />

wird eine pneumatische Schunk-SRU-plus-40-Schwenkeinheit<br />

verfahren, auf der wiederum ein Linearmodul für die Bewegung<br />

in X-Richtung montiert ist. Mit dem Transfersystem ist es<br />

möglich, komplett bestückte Werkstückträgerpaletten aus dem<br />

Lager zu entnehmen, um 180° einzuschwenken und in einem<br />

Pick-and-Place-Lager abzulegen, von wo aus die Bauteile einzeln<br />

per Roboter entnommen und einem Leak-Test zugeführt werden.<br />

Ein zweites Transfersystem übernimmt den Teiletransport<br />

nach der Teilereinigung. Dieses besteht aus einem besonders<br />

tragfähigen, 1.115 mm langen Delta-110-Linearmodul am Boden<br />

(Y-Achse), über das eine vertikal montierte Beta-60-Linearachse<br />

verfahren wird, die wiederum eine kompakte Schunk ELS-Auslegerachse<br />

bewegt. Letztere übernimmt das eigentliche Teilehandling<br />

in X-Richtung und hat den Vorteil, dass lediglich der<br />

Schlitten teleskopartig verfahren wird. Ein drittes Achssystem zur<br />

Handhabung von Bauteilen und Prägestempeln kombiniert<br />

schließlich zwei synchron angetriebene Beta 40 am Boden mit<br />

einer Delta 110 und drei ELS-Auslegerachsen.<br />

DREH-SCHWENKMODULKOMBINATION<br />

Neben den Linearsystemen ist mit Blick auf das Teilehandling<br />

insbesondere die gekapselte Reinigungsstation bemerkenswert:<br />

Bei ihr wurden zwei pneumatische Schunk SRU-plus Schwenkeinheiten,<br />

die die gegriffenen Teile um 90°/180° schwenken, mit<br />

jeweils einer elektrisch angetriebenen Schunk ERD Miniaturdreheinheit<br />

zur Rotation der Teile kombiniert. Letztere verfügt<br />

standardmäßig über zwei integrierte Luftdurchführungen und ist<br />

optional mit vier Elektrodurchführungen sowie einem SIL2-zertifizierten<br />

Absolutwegmesssystem erhältlich. Das elektrische<br />

Drehmodul wird von einem bürstenlosen Synchronmotor mit<br />

Permanenterregung angetrieben. Seine spezielle Geometrie gewährleistet<br />

eine hohe Dynamik und Beschleunigung. Zudem<br />

können daran angeschlossene, pneumatische Aktoren, wie im<br />

Falle der Keller die pneumatischen Greifer über die optimierten<br />

Luftdurchführungen schnell betätigt werden. Beide Faktoren in<br />

Kombination sorgen für kurze Taktzeiten und für eine hohe Produktivität.<br />

Zur Übergabe der Teile lässt sich eine Dreh-Schwenkmodulkombination<br />

auf einer Delta 110 Linearachse verfahren.<br />

FLEXIBILITÄT BEI INDIVIDUELLEN LÖSUNGEN<br />

Bei der Umsetzung der Anlage waren auch individuelle Lösungen<br />

unbürokratisch möglich. So sei beispielsweise in der Reinigungsstation<br />

ein Schunk-Servoantrieb im Einsatz, der individuell mit<br />

Beckhoff-Reglern ausgemessen wurde. „Schunk hat speziell für<br />

uns ein Konfigurationsfile erstellt und konnte im Vorhinein garantieren,<br />

dass der Servomotor mit den Reglern von Beckhoff<br />

funktioniert. Wir haben das File eingelesen und es hat auf Anhieb<br />

funktioniert“, erinnert sich Kadir Özel, der in dem Projekt die Programmierung<br />

verantwortet. „Überhaupt waren die Achsen einfach<br />

zu regeln und das Massenträgheitsverhältnis zum Antrieb<br />

sehr gut ausgelegt.“<br />

Bilder: Schunk<br />

www.keller-druck.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Keller Druckmesstechnik AG<br />

St. Gallerstrasse 119 , CH-8404 Winterthur<br />

Telefon +4152 / 235 25 25<br />

E-Mail: info@keller-druck.com<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 15


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SICHERE DETEKTION MIT RAHMEN-, RING- UND SCHLAUCHSENSOREN<br />

EINFACH NICHT<br />

ZU (ER)FASSEN?<br />

Immer dann, wenn die Positionierung von Objekten für deren<br />

Detektion nicht möglich ist, können Rahmen-, Ring- oder<br />

Schlauchsensoren weiterhelfen. Eine Übersicht über Lösungen,<br />

die eine Reihe interessanter Eigenschaften mit sich bringen.<br />

01<br />

Induktive Ringsensoren erfassen zuverlässig sämtliche metallische<br />

Objekte und werden von anderen Materialien nicht beeinflusst.<br />

Hierdurch lassen sich die Sensoren mit ihrer auffälligen<br />

Bauform in einer Vielzahl an Applikationen einsetzen,<br />

zum Beispiel zur Auswurfsteuerung von Kleinteilen aus Metall<br />

oder mit Metallanteil in Fertigungsprozessen, zur Selektion unterschiedlicher<br />

Teilegrößen in Transport- und Montagelinien, für<br />

eine sichere Drahtbruchkontrolle beim Drahtwickeln und -ziehen<br />

oder aber als Zuführkontrolle von Metallteilen. Selbst dort,<br />

wo Metall eigentlich nicht hingehört, können induktive Ringsensoren<br />

überaus nützlich sein, etwa um metallische Fremdkörper<br />

in Schüttgütern oder Lebensmitteln aufzuspüren.<br />

STATISCHE ODER DYNAMISCHE BETRIEBSART<br />

Die induktiven Ringsensoren der Reihe IY von ipf electronic werden<br />

mit statischer und dynamischer Betriebsart angeboten. Statische<br />

Ringsensoren erkennen sowohl ruhende beziehungsweise<br />

stationäre als auch bewegte metallische Teile und ermöglichen<br />

somit beispielsweise die sichere Erfassung und zugleich Staukontrolle<br />

von Objekten in Zuführschläuchen.<br />

Dynamische Ringsensoren wurden hingegen ausnahmslos zur<br />

Erkennung von beweglichen metallischen Teilen entwickelt.<br />

Diese Geräte haben in der Regel eine höhere Ansprechempfindlichkeit<br />

als statische Ringsensoren und sind daher in der Lage,<br />

auch extrem schnell bewegte Objekte und zudem äußerst kleine<br />

Teile mit geringer Masse zu erkennen. Ein weiterer Vorteil nicht<br />

nur von dynamischen Ringsensoren ist die Fähigkeit der Lösungen<br />

von ipf electronic, Verschmutzungen ausblenden beziehungsweise<br />

kompensieren zu können. Solche Verschmutzungen<br />

treten mitunter durch den Abrieb der bewegten Teile in Transportschläuchen<br />

auf, werden aber zum Beispiel auch durch spezifische<br />

Umgebungsbedingungen verursacht.<br />

ENTWICKELT FÜR GANZ SPEZIELLE AUFGABEN<br />

Im Portfolio hat ipf electronic neben den statischen und dynamischen<br />

Ringsensoren noch sogenannte Drahtbruchsensoren. Diese<br />

Geräte mit statischem Schaltverhalten des Ausgangs sind speziell<br />

auf die Bruchkontrolle von dünnen Drähten abgestimmt und<br />

zeichnen sich insbesondere durch sehr kurze Ansprechzeiten aus.<br />

Die Sensoren in IP67 verfügen über sehr kleine Ringinnendurch-<br />

02 Das Portfolio an Rahmen-, Ring- und<br />

Schlauchsensoren (von links) von ipf electronic ist<br />

breitgefächert, wie diese kleine Auswahl zeigt<br />

16 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


ANZEIGE<br />

01 Optische Rahmensensoren der Reihe OH. Die Optiken sind durch<br />

einen mechanischen Prallschutz sowie Schutzgläser vor Beschädigungen<br />

geschützt. Zur Reinigung der Sender und Empfänger befinden<br />

sich zudem Luftdüsen in der für eine einfachere Montage abnehmbaren<br />

Traverse.<br />

03 Induktiver Ringsensor IY500320 (statisch) von ipf electronic in einer<br />

Ablängmaschine mit Zuführautomation für Rundstahl. Die Sensoren<br />

sind u. a. chemisch beständig gegenüber dem Öl, das für die Schmierung<br />

der Schneidwerkzeuge in der Ablängmaschine benötigt wird.<br />

messer von 4 mm (IY040322) sowie 6 mm (IY060322) und haben<br />

einen Keramikeinsatz im Bereich der aktiven Fläche, um diese vor<br />

etwaigen mechanischen Beschädigungen zu schützen.<br />

Die Ringinnendurchmesser der übrigen Sensoren reichen von<br />

10,1 mm bis hin zu 101 mm, wobei hier größtenteils die Wahl zwischen<br />

Geräten mit statischer oder dynamischer Betriebsart besteht.<br />

Alle induktiven Ringsensoren integrieren entweder einen<br />

M8- beziehungsweise M12-Anschlussstecker oder haben einen<br />

2 m langen Festkabelschluss.<br />

EINFACHE LÖSUNG FÜR DIE<br />

SCHNELLE MONTAGE<br />

Als Alternative zu den beschriebenen Ringsensoren bieten sich induktive<br />

Schlauchsensoren der Reihe IY19 von ipf electronic an.<br />

Diese Lösungen im Kunststoffgehäuse (IP67), ebenfalls mit M8-<br />

Anschlussstecker oder M12-Festkabelstecker, werden einfach von<br />

außen an einen nicht-metallischen Schlauch oder Kanal, beispielsweise<br />

mit einem Kabelbinder, befestigt und erreichen Schaltabstände<br />

bis 16 mm. Bei der Installation der Lösungen sollte aufgrund<br />

ihrer vergleichsweise geringen Reichweite allerdings auch<br />

auf den entsprechenden Durchmesser des Schlauches oder Kanals<br />

geachtet werden, da ansonsten die Sensoren vor allem in den<br />

Randbereichen mitunter Objekte nicht detektieren können. Mit<br />

Ausnahme des IY190175 (Schaltabstand 10 mm, Schaltfrequenz<br />

300 Hz) mit statischem Schaltausgang, arbeiten alle Schlauchsensoren<br />

von ipf electronic in dynamischer Betriebsart und eignen<br />

sich für Umgebungstemperaturen von - 25 bis + 75 °C.<br />

HOHE FLEXIBILITÄT DURCH UMSCHALTBARE<br />

BETRIEBSARTEN<br />

Optische Rahmensensoren der Reihe OH von ipf electronic arbeiten<br />

nach dem Prinzip der Einweg-Lichtschranken, wobei in<br />

einem rahmenförmigen Gehäuse eine Vielzahl von Sendern und<br />

Empfängern einen Lichtvorhang bilden. Die Sensoren im robusten<br />

Metallgehäuse ermöglichen ein flexibles Umschalten zwischen<br />

statischer sowie dynamischer Betriebsart und eignen sich<br />

zur Detektion von verschiedensten, auch nicht-metallischen<br />

Objekten. Hierbei lässt sich die Geräteempfindlichkeit, wie bei<br />

den induktiven Ringsensoren, über ein Potentiometer einstellen.<br />

Mit einem weiteren Potentiometer kann überdies der Ausgangsimpuls<br />

der Rahmensensoren bis maximal 150 ms verlängert<br />

werden, um die Geräte völlig unabhängig von der Geschwindigkeit<br />

der zu detektierenden Teile an die Anforderungen einer<br />

nachgeschalteten Steuerung anzupassen.<br />

ÜBERWACHUNG AUCH BESONDERS<br />

GROSSER FLÄCHEN<br />

Im Gegensatz zu induktiven Ringsensoren können optische<br />

Rahmensensoren weitaus größere Flächen überwachen und sind<br />

je nach Größe der zu detektierenden Objekte mit unterschiedlich<br />

dimensionierten aktiven Zonen erhältlich, 25 × 23 mm bis<br />

300 × 397,5 mm. Darüber hinaus überzeugen die Geräte in der<br />

Regel durch eine höhere Auflösung und höhere Ansprechempfindlichkeit<br />

vor allem in der dynamischen Betriebsart, wodurch<br />

sie selbst Teile, die sich sehr schnell bewegen, mit einer Reaktionszeit<br />

von 0,1 ms sicher erkennen.<br />

Optische Rahmensensoren eignen sich ideal für verschiedenste<br />

Anwesenheitskontrollen, als Auswurfkontrolle an Pressen und<br />

Stanzen oder für Längenmessungen von Drähten und Rohren.<br />

DURCHBLICK SELBST IN EXTREM<br />

ÖLHALTIGER UMGEBUNG<br />

Wie bereits zu Beginn des Beitrags erwähnt, verfügen die Lösungen<br />

von ipf electronic über eine ganze Reihe an interessanten<br />

Eigenschaften. Anhand eines Applikationsbeispiel soll in diesem<br />

Zusammenhang einmal verdeutlicht werden, welchen Umgebungsbedingungen<br />

die Sensoren in der Praxis ausgesetzt sind.<br />

Ein Betrieb aus der Drahtindustrie möchte bei der Fertigung<br />

von Rundstahl an einer Ablängmaschine mit Zuführautomation<br />

jeweils den Anfang eines Produktes detektieren, um es in vordefinierten<br />

Längen abzuschneiden. Hierfür ist eine Sensorlösung<br />

erforderlich, die selbst unter Einsatz von viel Öl zur Schmierung<br />

der Schneidwerkzeuge stets zuverlässig arbeitet. Als Lösung<br />

empfahl ipf electronic den induktiven Ringsensor IY500320 mit<br />

statischer Betriebsart, da sich das Gerät unter anderem durch<br />

eine hohe Auflösung, einstellbare Empfindlichkeit, chemische<br />

Beständigkeit gegenüber dem Öl und eine hohe Dichtigkeit auszeichnet.<br />

Die Lösung eignet sich daher optimal für die spezifischen<br />

Anforderungen in dieser Applikation. Der Ringsensor ist<br />

darüber hinaus extrem unempfindlich gegenüber Verschmutzungen,<br />

wobei selbst das Öl in starker Ausprägung die Funktionsweise<br />

des IY500320 nicht beeinträchtigt.<br />

Bilder: ipf electronic<br />

www.ipf.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

ipf electronic GmbH<br />

Rosmarter Allee 14<br />

58762 Altena<br />

Telefon 02351 / 9365-0<br />

E-Mail: info@ipf.de<br />

03<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 17


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

MIT LICHTGESCHWINDIGKEIT IN DIE<br />

DRITTE DIMENSION DER AUTOMATISIERUNG<br />

HOCHPRÄZISE<br />

3D-BILDVERARBEITUNG<br />

In diesem Beitrag stellen wir Ihnen eine 3D-Sensorserie<br />

vor, die die Stärken der 3D-Technologien Time of-Flight<br />

und Stereo-Vision auf einer einheitlichen Plattform<br />

vereint. Sie bietet eine leicht zu integrierende Standardlösung,<br />

die anstelle hochspezialisierter Geräte vielfältige<br />

Aufgaben übernehmen kann.<br />

Wenn Tiefeninformation der z-Achse benötigt wird,<br />

stößt 2D-Vision an ihre Grenzen. So reicht sie etwa<br />

beim automatischen Befüllen von Getränke kisten<br />

oder Batteriepacks zwar für die Anwesenheitskontrolle,<br />

aber nicht für die Überprüfung der dreidimensionalen<br />

Ausrichtung der Zielobjekte. Für eine höhergradige Automatisierung<br />

ist eine detaillierte Situationserfassung in drei Dimensionen<br />

erforderlich. Zum Wachstum des 3D-Segments trägt der zunehmende<br />

Einsatz fahrerloser Transportfahrzeuge (FTF, oder automated<br />

guided vehicle, AGV) in der Lager- und Produktionslogistik<br />

bei. Hier sind Reichweite und hohe Dynamik gefragt, um die<br />

Fahrzeugsteuerung jederzeit mit validen Orientierungspunkten<br />

zu versorgen und auch unerwartet auftauchenden Hindernissen<br />

ausweichen zu können. In der Qualitätssicherung blickt der 3D-<br />

Sensor dagegen meist aus einer fixierten Perspektive auf einen<br />

genau definierten Erfassungsbereich. Dies erfordert eine hohe<br />

Auflösung und feinste Differenzierung.<br />

EINFACHE SENSORINTEGRATION<br />

Beide Gerätevarianten sind Rohdatensensoren, die kalibriert<br />

ausgeliefert werden. Sie verwenden eine identisch standardisierte<br />

Datenstruktur und dieselbe Anwendersoftware Visolution<br />

mit einer intuitiven Benutzerführung. Die Software wird mit<br />

den Geräten kostenfrei zur Verfügung gestellt. Die aufgabenspezifische<br />

Visualisierung von 2D- und 3D-Daten wird mit wenigen<br />

Klicks aufgebaut. Nach der Inbetriebnahme eines ersten Gerätes<br />

der Smartrunner Explorer 3D-Serie können weitere Geräte in beiden<br />

Varianten und für unterschiedliche Anwendungsspektren<br />

durch Duplizieren integriert werden. Das Ethernet Gigabit Interface<br />

ermöglicht eine schnelle Datenübertragung. Das einheitliche<br />

hochstabile Aluminiumgehäuse leitet die Betriebswärme<br />

ab und gleicht unerwünschte Temperatureinflüsse aus. Beim Gerätetausch<br />

gilt Plug-and-play, eine Neukalibrierung entfällt. Die<br />

Montage wird durch ein Ausrichtlineal und Ausrichtungsbohrungen<br />

am Gehäuse unterstützt. Zusammen können die beiden Gerätevarianten<br />

der Serie Smartrunner Explorer 3D die allermeisten<br />

3D-Anwendungen für Vision-Sensoren in der industriellen<br />

Praxis abdecken, von der präzisen Objektvermessung auf Förderbändern<br />

bis zur exakten Positionierung von Roboterarmen.<br />

INSPEKTIONSANWENDUNGEN MIT<br />

STEREO-VISION<br />

Das Stereo-Vision-Gerät ist mit seiner Reichweite von einem Meter<br />

und einer Auflösung von 1,4 MP für die hochpräzise Erfassung von<br />

Objekten in diesem Nahbereich optimiert und insbesondere für<br />

Inspektionsanwendungen geeignet. Sein Detektionsbereich hat im<br />

Abstand von 600 mm eine Größe von 400 × 350 sowie 550 × 500 mm<br />

bei 900 mm Distanz.<br />

18 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


Das Gerät verfügt über zwei Kameras für eine tiefenscharfe 3D-Erfassung. Zunächst<br />

überlagert der Sensor die aufgenommenen 2D-Bilder automatisch zu einem Disparitätenbild.<br />

Anhand der hochaufgelösten 2D-Bilder kann die Ausrichtung auf den<br />

gewünschten Erfassungsbereich vorgenommen werden, was die Interpretation der<br />

Messergebnisse vereinfacht. Nach den Anpassungen entsteht das gewünschte 3D-<br />

Punktwolkenbild, das den gesamten Messbereich präzise und hochaufgelöst abbildet.<br />

Der Smartrunner 3D Stereo-Vision kann beispielsweise für die Prüfung und<br />

Zählung von definierten Objekten oder zur Volumenerfassung von eingesetzt werden.<br />

Eine typische Anwendung ist die Erfassung einer amorphen Masse in einer<br />

Verpackungseinheit, zum Beispiel Bananen in einer offenen Versandkiste. Diese<br />

soll so voll wie möglich bestückt sein, doch ohne dass etwas übersteht. Schließlich<br />

könnte eine einzige beschädigte Frucht den gesamten Kisteninhalt verfaulen lassen.<br />

Auf dem 3D-Bild des Smartrunner 3D Explorer wird jeder Überstand zuverlässig angezeigt,<br />

bei gleichzeitiger Erfassung des Füllgrads. Ebenso ist die Qualitätskontrolle<br />

beispielsweise in Großbäckereien ein mögliches Einsatzgebiet. Dort werden Teigfladen<br />

automatisch portioniert und zur Weiterverarbeitung befördert. Ein Sensor über<br />

dem Förderband vermisst die Ausmaße in 3D und stellt sicher, dass die Fladen das<br />

vorgegebene Volumen haben.<br />

TOF-SENSOR UNEMPFINDLICH GEGENÜBER FREMDLICHT<br />

Das Time-of-Flight-Verfahren zeichnet sich vor allem durch seine Reichweite und Signalfrequenz<br />

aus. Erfassung sowie Ausgabe der Signale sind hier für Anwendungen mit<br />

größerem Messbereich und kurzen Reaktionszeiten optimiert. Der ToF-Sensor besteht<br />

aus einer einzelnen Kamera mit einer VGA-Auflösung von 640 × 480 px, die durch eine<br />

hohe Messrate von 30 Hz die Grundlage für einen ausgedehnten Messbereich und<br />

eine schnelle Reaktion in der Maschinensteuerung schafft.<br />

Eine weitere Stärke ist die Unempfindlichkeit des Sensors gegenüber Fremdlicht.<br />

Sie beruht auf dem Infrarotlicht, die er mit seiner DuraBeam-Beleuchtung emittiert.<br />

Dessen Wellenlänge von 940 nm hat einen genügend großen Abstand vom Frequenzbereich<br />

des natürlichen Tageslichts ebenso wie von künstlicher Beleuchtung,<br />

sodass die Detektion im Innen- sowie Außenbereich von den Lichtverhältnissen<br />

unbeeinträchtigt bleibt. Die Detektion per Vier-Phasen-Messung steigert zusätzlich<br />

die Robustheit des Nutzsignals sowie der Messergebnisse. Die Kamera nimmt ein<br />

zweidimensionales „Z-Bild“ auf, wobei sie auch die Distanz zwischen Objekt und<br />

Sensor ermittelt. So entsteht ein Tiefenbild mit einer Höhenkarte, welche mit 2D-<br />

Informationen in x- und y-Richtung kombiniert wird. Zusammen ergibt dies ein<br />

3D-Punktwolkenbild mit hoher Auflösung.<br />

Es bietet die Grundlage für eine 3D-Orientierung in der Bewegung, zum Beispiel<br />

zur Palettierung oder bei der AGV-Steuerung. Bei der Palettierung erkennt ein Sensor<br />

am Roboterarm das auf dem Förderband ankommende Paket und erfasst seine<br />

Abmessungen. Ein weiterer Sensor über der Palette erkennt die noch verfügbaren<br />

Plätze. Die Steuerung kann die Pakete auf der Palette nach bestimmten Vorgaben<br />

zusammenstellen und unter optimaler Nutzung des Platzes stapeln lassen. Für die<br />

AGV-Steuerung wird ein Sensor in Fahrtrichtung zur Erkennung von Hindernissen<br />

und angesteuerter Strukturen angebracht. Mit seinen Daten kann beispielsweise<br />

eine Staplergabel in die Aussparungen im Palettenfuß oder ein Transportroboter<br />

unter ein anzuhebendes Objekt gesteuert werden.<br />

Bilder: Pepperl+Fuchs<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Pepperl+Fuchs SE<br />

Lilienthalstraße 200, 68307 Mannheim<br />

Telefon 0621 / 776-0<br />

E-Mail: info@de.pepperl-fuchs.com<br />

ultrawendig<br />

360°<br />

Besuchen<br />

Sie uns auf der<br />

SPS <strong>2023</strong><br />

in Nürnberg.<br />

Halle 7A,<br />

Stand 7A-546<br />

cube<br />

Neuer, ultrawendiger Ultraschallsensor:<br />

in 5 Abstrahlrichtungen montierbar<br />

dank drehbarem Sensorkopf und<br />

QuickLock-Montagehalterung!<br />

› 3 Tastweiten: von 65 mm bis 5 m<br />

› Komfortable QuickLock-<br />

Montagehalterung<br />

› IO-Link-Schnittstelle<br />

› Ausgangsstufen:<br />

› 1 Push-Pull-Schaltausgang<br />

› 1 Analogausgang + 2 Push-Pull-<br />

Schaltausgänge (umschaltbar)<br />

AUTORIN<br />

Annika Felhauer, Produktmanagerin Vision<br />

3-D, Pepperl+Fuchs Gruppe<br />

microsonic.de/cube


Chefredakteurin<br />

Nicole Steinicke<br />

mit Philipp Semla<br />

und Anna Márton<br />

bei der Bayer AG<br />

WISSENSCHAFTLICHE FORSCHUNGSERGEBNISSE OPTIMIEREN<br />

DIE HERSTELLUNG VON PHARMAZEUTISCHEN VERPACKUNGEN<br />

GESICHERTE QUALITÄT<br />

Blister-Verpackungen umhüllen Tabletten und Kapseln nicht nur in einer praktischen<br />

Form, sondern schützen sie auch vor dem Eindringen von Feuchtigkeit. In der Pharmaindustrie<br />

sind sie daher unverzichtbar. Zur Herstellung einer solchen Verpackung<br />

kommen Blistermaschinen zum Einsatz, die effizient und mit kurzen Durchlaufzeiten<br />

ihren Betrieb leisten sollen. Voraussetzung ist ein kontinuierlicher Versiegelungsprozess<br />

der Verpackungsfolien. Ein Forschungsprojekt bei der Bayer AG nimmt diesen Prozess<br />

unter die Lupe. Mit an Bord ist Messtechnik der Firma Delphin Technology AG, die aus<br />

Daten gewinnbringende Analysen generiert.<br />

Blisterverpackungen sorgen dafür, den jeweiligen Gegenstand<br />

durch Folienmaterialien vor Umwelteinflüssen zu<br />

schützen. Verwendung finden sie vor allem für medizinische<br />

Zwecke, denn sie garantieren höchste hygienische<br />

Standards. Aber auch in der Lebensmittel-, Elektronik- und Spielzeugindustrie<br />

kommen sie zum Einsatz. In Deutschland werden<br />

Arzneimittel in Tablettenform in der Regel in Blistern (englisch<br />

„Bläschen“) abgegeben. Die Rückwand dieser Blisterverpackungen<br />

besteht in der Regel aus Aluminiumfolie, bei nicht-medizinischen<br />

Produkten auch aus Kunststofffolie oder stabilem Kartonpapier.<br />

Mit einem speziellen Verfahren luftdicht verschweißt, haben<br />

Staubpartikel und Feuchtigkeit keine Chance. Bei der Bayer<br />

AG in Leverkusen sind Blisterverpackungen an der Tagesordnung.<br />

Tag ein, Tag aus werden unzählige Tabletten in unterschiedlichen<br />

Formen auf unterschiedlichen Maschinen verpackt, bevor sie<br />

zum Endkunden oder in den Handel gehen. So routiniert der Prozess<br />

vonstattengeht, bringt er jedoch auch Herausforderungen<br />

mit sich. Beispielsweise wenn neue Folienmaterialien zum Einsatz<br />

kommen, oder neue Blister auf der gleichen Maschine produziert<br />

werden müssen. Trotz umfassendem Know-how greifen<br />

Anlagenbediener auch heute noch häufig auf ihren praktischen<br />

Erfahrungsschatz im Betrieb zurück, testen verschiedene Einstellungen<br />

im Umrüstprozess und kommen nach einigen Versuchen<br />

zum optimierten Prozess. Auch wenn verschiedene Wege zum<br />

Ziel führen, geht durch manuelle Anpassungen kostbare Zeit verloren.<br />

Ein Maßnahmenplan muss also her.<br />

20 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

01<br />

01 Die Blisteranlage für Standardblister grafisch im Blick: von der<br />

Vibrationszuführung der Tabletten und Füllrinne links im Bild bis hin<br />

zum fertigen Blister am Ende des Prozesses<br />

02 Blistermaschinen mit kontinuierlicher rotativer Walzensiegelung<br />

bieten höchste Effizienz und gleichzeitig einen schonenden<br />

Verpackungsprozess<br />

02<br />

03 Anna Márton erläutert, worauf es bei einer Hochleistungslinie für<br />

Blister mit symmetrischen Produkten wie runden Tabletten ankommt,<br />

wo Schwachstellen auftreten können und wie sich diese beheben lassen<br />

NUR WENN DIE TECHNISCHEN<br />

ZUSAMMENHÄNGE AUSNAHMS-<br />

LOS BEKANNT SIND, LASSEN<br />

SICH PROZESSE OPTIMIEREN<br />

Anna Márton, Studierende an der TU Dortmund, hat sich im Rahmen<br />

ihrer Promotion dieser Aufgabe angenommen. Ziel ihrer<br />

wissenschaftlichen Arbeit ist es, ein Prozessmodell für das Blisterverfahren<br />

zu entwickeln, das genaue Angaben über die passenden<br />

Parameter und Einstellungen an Maschinen und Anlagen<br />

an die Hand gibt. Denn bis heute gibt es kein Nachschlagewerk.<br />

Die wissenschaftliche Arbeit findet in Kooperation mit dem Forschungszentrum<br />

für innovative Produktionstechnologien Invite<br />

(im Chempark Leverkusen) statt. Im Fokus steht die Entwicklung<br />

von Prozess- und Technologielösungen für Unternehmen aus der<br />

Chemie sowie der Pharma- und Biotechnologie-Industrie. Gemeinsam<br />

mit Philipp Semla, Projektingenieur bei der Bayer AG<br />

untersucht Anna Márton den Versiegelungsprozess der Blistermaschine<br />

und nimmt Schwachstellen unter die Lupe. Zum Einsatz<br />

kommen modernste Messtechnik und Software des Automatisierungs-Experten<br />

Delphin Technology, der bei Bayer bereits<br />

bestens etabliert ist und seine Technik in vielen Bereichen im<br />

Einsatz hat.<br />

BLISTERVERFAHREN: DER VERPACKUNGS-<br />

PROZESS FÜR PHARMAZEUTISCHE PRODUKTE<br />

03<br />

Grundsätzlich besteht ein Blister aus einer Formfolie oder auch<br />

Bodenfolie genannt sowie aus der Deckfolie und dem zu verpackenden<br />

Produkt wie Tabletten oder Kapseln. Die Bodenfolie ist in<br />

der Regel aus PVC, PP oder Aluminium. Die Deckfolie wird bedruckt<br />

und ist meistens aus Aluminium oder ebenfalls aus Kunststoff.<br />

Um den Blisterprozess praxisnah abzubilden, nutzen Márton<br />

und Semla eine Blisterlinie aus dem Betrieb, die nun für Forschungszwecke<br />

verwendet werden kann. Der Prozess: Die Tabletten<br />

werden mittels Zuführrinne über einen Trichter in die Maschine<br />

transportiert. Gleichzeitig wird der Maschine über Walzen Folie<br />

zugeführt, die über eine Heizung mit drei unterschiedlichen Temperaturen<br />

thermoverformt wird. Druckluft sorgt dafür, den Blister<br />

rund zu formen. Damit ist die Einformung der napfförmigen Vertiefungen<br />

in die Bodenfolie erfolgt.<br />

Im darauffolgenden Schritt werden die Tabletten über eine Vibrationszuführung<br />

in die napfförmigen Vertiefungen eingefüllt<br />

und der Siegelstation mit der Deckfolie zugeführt. Dabei müssen<br />

die Tabletten im Blister exakt platziert sein und dürfen weder<br />

schräg liegen, noch oben herausragen. Zur Sicherstellung erfolgt<br />

eine Kontrolle mit in den Prozess integrierten Kameras. Sie sehen<br />

genau, ob wirklich in jeder Ausformung eine vollständige Tablette<br />

liegt. Ist dies nicht der Fall, wird der fehlerhafte Blister ausgeschleust.<br />

Im nächsten Schritt erfolgt der Versiegelungsprozess, der im<br />

Fokus von Anna Márton steht. Über die Siegelwalze wird nun die<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 21


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

04 05<br />

Deckfolie erhitzt, auf die Bodenfolie gesiegelt und damit die Tablette<br />

in der napfförmigen Vertiefung luftdicht eingeschlossen.<br />

Die Siegelwalze ist dabei ca. 220 °C warm, die Gegenwalze wird<br />

auf 18 °C gekühlt. „Genau hier kann es zu Fehlern kommen, denn<br />

je nach Material genügen minimale Abweichungen der Prozessparameter<br />

und die Versiegelungsnaht ist nicht 100%ig dicht“,<br />

erklärt Márton. Es kommt zu Ausschuss, die Maschine steht still<br />

und muss im Eiltempo manuell optimiert werden. Das kostet Zeit<br />

und Geld.<br />

Nach dem Versiegelungsprozess durchläuft das Blisterband die<br />

Perforierstation. Hier wird die Perforation auf dem Blister so eingebracht,<br />

dass Verbraucher die einzelnen Tabletten abtrennen können,<br />

ohne dass die Dichtigkeit der Kavitäten, in denen die anderen<br />

Tabletten sind, Schaden nimmt. An der folgenden Stanzstation<br />

wird der Blister aus dem Blisterband gestanzt und kommt zum Kartonierer,<br />

der die Blister in Faltschachteln verpackt und sie für den<br />

Versand bereit macht.<br />

WENN DER VERSIEGELUNGSPROZESS HAKT<br />

Die Versiegelung ist ein sehr sensibler Prozess, der zuverlässig<br />

und einwandfrei funktionieren muss. „So kann zum Beispiel die<br />

Ausformung der Blisterwände fehlerhaft sein, indem sie zu dünn,<br />

zu dick oder nicht vollständig ausgeformt sind. Zudem kann es<br />

passieren, dass die Spezifikation der verwendeten Folienmaterialien<br />

nicht dem tatsächlich gelieferten Material entspricht, was dazu<br />

führt, dass Boden- und Deckfolien nicht zusammenkleben“, erläutert<br />

Doktorantin Márton. Um den Prozess genauer zu betrach-<br />

EIN KOMPETENTER PARTNER<br />

Die Delphin Technology AG steht für zukunftsweisende<br />

Messgeräte und Softwarelösungen für die industrielle<br />

Mess- und Prüftechnik: von der Messdatenerfassung<br />

und -analyse über Prüfstandsautomatisierung und<br />

Monitoring bis hin zur Schwingungsmesstechnik. Zum<br />

Einsatz kommen die Geräte u. a. in der Elektrotechnik, im<br />

Maschinenbau sowie in der Chemie- und Pharmaindustrie.<br />

ten, mögliche Fehlerquellen zu definieren und ein Handbuch zu<br />

erstellen, was bei welchen Materialien und Formwerkzeugen zu<br />

berücksichtigen ist, kommt nun die passende Messtechnik zum<br />

Einsatz, die eine genaue Prozessanalyse ermöglicht.<br />

ALLE PARAMETER IM BLICK<br />

Herzstück der Untersuchungen bilden Messtechnik und Software-Lösungen<br />

aus dem Hause Delphin Technology. Das Unternehmen<br />

mit Sitz in Bergisch Gladbach ist sowohl auf einfache als<br />

auch auf komplexe Aufgaben im Bereich der Mess- und Prüftechnik<br />

spezialisiert und weiß, wie sich individuelle Fragestellungen<br />

automatisiert lösen lassen. Schon seit vielen Jahren ist der Messtechnik-Experte<br />

in der Welt der Bayer AG zu Hause und hatte<br />

schnell das passende Konzept parat. Doch werfen wir zunächst<br />

noch einmal einen Blick in den Prozess.<br />

Um den Versiegelungsprozess genau zu analysieren, kommen<br />

zwei Wärmebildkameras zum Einsatz – eine ist an der Siegelwalze<br />

platziert, die zweite am Blisterband. Hier wird das versiegelte<br />

Band unmittelbar nach der Versiegelung untersucht. Analysiert<br />

werden die Temperatur sowie die Temperaturverteilung an diesen<br />

beiden Positionen. Darüber hinaus ist die Anlage mit weiteren<br />

Sensoren ausgestattet, die u. a. die Kühlmitteltemperatur erfassen<br />

sowie die Messgrößen Durchfluss, Siegeldruck, Spannung und<br />

Strom der Siegelwalze, Anlagentemperatur, Raumtemperatur,<br />

Feuchtigkeit sowie die Bahnspannung der Folie.<br />

UMFASSENDE MESSANALYSEN<br />

Mit der passenden Messtechnik stehen dem Forscherteam viele<br />

Möglichkeiten zur Verfügung. Dazu zählen Analyse- und Überwachungsfunktionen,<br />

intelligente Signalvorverarbeitung mit autarker<br />

Datenspeicherung sowie vielseitige Feldbusanbindungen.<br />

Mithilfe der Software Profisignal Go lassen sich die Messdaten in<br />

nur wenigen Schritten – sowohl online als auch offline – als Diagramm<br />

visualisieren und Schwachstellen sichtbar machen. Darüber<br />

hinaus setzen Márton und Semla auf Datenlogger, die eine<br />

komplexe Datenerfassung erlauben. Die Gerätereihe Expert Logger<br />

erweist sich hierbei als besonders flexibel, denn mit nur einem Gerät<br />

ist die autarke Verarbeitung von bis zu 46 analogen Eingangskanälen<br />

möglich, und das bei niedrigen als auch bei hohen Abtastraten.<br />

22 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

06<br />

04 Dipl.-Ing. Dietmar Scheider, Leiter Key-Account, Delphin<br />

Technology mit B. Eng. Philipp Semla, Bayer AG und M.Sc. Anna Márton,<br />

Invite GmbH (Doktorandin)<br />

05 Die erforderliche Messtechnik ist kompakt im Schaltschrank<br />

platziert und kann dank integrierter Schnittstellen einfach in die<br />

bestehende Infrastruktur eingebunden werden<br />

06 Die Blistermaschine: von der Zuführung der Tabletten über den<br />

Folientransport bis hin zur Herstellung der fertigen Blisterverpackung<br />

07 Die Software Profisignal Go ermöglicht das Monitoring und die<br />

Analyse von beliebigen Messwerten aus unterschiedlichen Quellen –<br />

hier die Temperaturverteilung an der Walze im Versiegelungsprozess<br />

Die Messwerte werden präzise erfasst, überwacht, vorverarbeitet<br />

und intern im Gerätespeicher abgelegt. „Besonders von Vorteil bei<br />

unseren Messgeräten sind die integrierten Schnittstellen wie<br />

OPC UA, die dem Kunden eine optimale Anbindung an die bestehende<br />

Infrastruktur ermöglichen“, betont Dietmar Scheider. Und<br />

letztendlich konnte der Schaltschrank mit allen erforderlichen Ausstattungskomponenten<br />

realisiert werden und war dabei sogar noch<br />

kompakt konzipiert.<br />

AUF DIE BEDÜRFNISSE HIN KONFIGURIERBAR<br />

„Wir haben uns für Delphin Technology entschieden, weil wir alle<br />

erforderlichen Systeme der Messtechnik und Software sowie eine<br />

flexible Konfigurierbarkeit von einem Hersteller beziehen konnten“,<br />

fasst Semla zusammen. „Wir konnten uns den Schaltschrank<br />

so konfigurieren lassen, wie es für unsere Bedürfnisse<br />

erforderlich war. Auch die Anschlusstechnik war so flexibel, dass<br />

wir unsere Anschlüsse und Steckverbinder der Sensoren frei<br />

wählen konnten, ohne dass eine neue Verdrahtung nötig war.<br />

Weitere Vorteile waren die Schnelligkeit und Dynamik der Geräte,<br />

das komfortable und intuitive Bedienen der Software und<br />

dass wir im Handumdrehen ohne große Schulung die Geräte<br />

funktionsfähig einlernen konnten. Durch die Anbindung an<br />

OPC UA konnten wir zudem unsere Maschinendaten direkt in<br />

die Delphin-Systeme einlesen. Umgekehrt ließen sich externe<br />

Daten von Infrarot-Kameras oder auch in Excel-Dateien gelistete<br />

Daten in die Delphin-Messtechnik übertragen.“<br />

AUSBLICK:<br />

INLINE-PROZESSKONTROLLE<br />

Aktuell steckt das Team noch mitten im Projekt, analysiert Messergebnisse,<br />

abstrahiert diese auf die Prozesse und bringt nach und<br />

nach alles zusammen. Denn vom Messtechnik aufbau bis hin zur<br />

vollständigen Auswertung muss alles stimmen. Abschließen<br />

möchte Anna Márton mit einem klar strukturierten Referenzwerk,<br />

mit dem sich zukünftig Blisterprozesse ohne manuelles Nachjustieren<br />

von Anfang an 100%ig einrichten lassen. Schwierigkeiten<br />

oder sogar ein Anlagenstillstand können damit im Vorfeld vermieden<br />

werden. Mittelfristiges Ziel soll eine automatisierte In line-<br />

Prozesskontrolle sein, die reibungslos die Tabletten<br />

in Blister mit 100%iger Dichtigkeit versiegelt. Fortschritt<br />

lässt grüßen!<br />

Bilder: Schmuckbild DedMityay – stock.adobe.com,<br />

sonstige Nicole Steinicke<br />

www.delphin.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Delphin Technology AG<br />

Lustheide 81 , 51427 Bergisch Gladbach<br />

Telefon 02204 / 97685-0<br />

AUTORIN<br />

Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke,<br />

Chefredakteurin Industrielle Automation<br />

07<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 23


SENSORIK UND MESSTECHNIK<br />

HOCHAUFLÖSENDE SAFETY-ENCODER<br />

ONLINE-PLATTFORM FÜR<br />

RINGVERSUCHE<br />

Zwickroell präsentiert labXplore – eine cloudbasierte<br />

Plattform für Ringversuche in der Materialprüfung. Das<br />

Tool bietet Laboranwendern mehr Flexibilität, Transparenz,<br />

Sicherheit und spart Zeit und Kosten. Mit nur<br />

einem Klick können Laborvergleichstests geplant,<br />

durchgeführt und ausgewertet werden. Bei der<br />

Qualitätskontrolle ist labXplore sowohl branchen-,<br />

hersteller- als auch methodenunabhängig einsetzbar.<br />

Aktuell kann die Plattform kostenlos getestet werden.<br />

www.zwickroell.com<br />

ULTRASCHALLSENSOREN MIT<br />

DREHBAREM SENSORKOPF<br />

Die neuen Cube<br />

Ultraschallsensoren<br />

sind leicht in Applikationen<br />

im Maschinenbau<br />

integrierbar und<br />

zeichnen sich durch<br />

Flexibilität und<br />

Vielseitigkeit aus.<br />

Durch den drehbaren<br />

Sensorkopf können<br />

die Sensoren in fünf Abstrahlrichtungen ausgerichtet<br />

werden und sind somit ideal an die jeweilige Applikation<br />

und Einbaubedingung anpassbar. Mit der Quicklock-Montagehalterung<br />

lässt sich der Sensor schnell<br />

und einfach montieren. Dies ermöglicht einen Sensortausch<br />

ohne Werkzeug. Die LED-Anzeige am Sensor ist<br />

in allen Montagepositionen gut sichtbar, sodass der<br />

Anwender den Sensorstatus stets gut im Blick hat. Die<br />

Cube Sensoren haben ein kleines quaderförmiges<br />

Einbaumaß (40 × 40 × 40 mm). Sie decken mit drei<br />

Tastweiten einen Messbereich von 65 mm bis 5 m ab.<br />

Die voll ausgestattete Variante ist werkseitig mit<br />

einem Push-Pull-Schaltausgang und einem Analogausgang<br />

eingestellt. Der Analogausgang kann bei Bedarf<br />

mit Linkcontrol oder IO-Link deaktiviert und ein zweiter<br />

Schaltausgang aktiviert werden. Zusätzlich steht eine<br />

Standardvariante mit einem Push-Pull-Schaltausgang<br />

zur Verfügung. Die Cube Ultraschallsensoren erfassen<br />

zuverlässig Füllstände von Flüssigkeiten oder Schüttgütern<br />

aller Art, die Schall reflektieren. Störende<br />

Elemente in der Anwendung, die zu unerwünschten<br />

Echos führen, können mit der neuen Funktion Störechoausblendung<br />

ausgeblendet werden.<br />

www.microsonic.de<br />

Das neue RZ4M kombiniert die<br />

optischen Twin-Scan-Sensoren<br />

der iC-RZ Serie mit dem<br />

nachgeschalteten Interpolator<br />

iC-MR3 auf einem Evalboard.<br />

Entwickler können diese<br />

hochauflösende optische<br />

Encoder-Lösung nun einfach im<br />

Labor aufbauen und das Chip-Duo bequem in Betrieb nehmen.<br />

Die Codescheibe und das LED-Modul sind im Kit enthalten.<br />

Auflösungen von bis zu 24 Bit im Control-Kanal und bis zu<br />

15 Bit im Safety-Kanal erfüllen die Anforderungen an moderne<br />

sichere Motorfeedbacksysteme und Absolutwertgeber bis<br />

SIL3 / PLe. Intuitive GUI-Software und das optionale Motherboard<br />

RZ1D für erweiterte Konnektivität runden das anwendungsorientierte<br />

Systementwicklungspaket ab.<br />

www.ichaus.de<br />

NACHHALTIGE DRUCKSENSOREN<br />

Mit den AMS 5935 bringt Amsys eine neue Generation<br />

Drucksen soren auf den Markt, die auch extrem kleine Drücke<br />

im Bereich +/-125 Pa präzise messen können und wahre<br />

Stromsparer im Niedrigdruckbereich sein sollen. Zum Einsatz<br />

kommen sie insbesondere in mobilen Geräten. Der stromsparende<br />

Drucksensor verfügt über eine integrierte<br />

I2C / SPI Schnittstelle, die kalibrierte Druck- und Temperaturmesswerte<br />

ausgibt. Die Stromaufnahme ist sehr gering, die<br />

Versorgungsspannung liegt im Bereich von 1,7 bis 3,6 V.<br />

Basierend auf einer piezoresistiven<br />

Druckmesszelle mit<br />

einem modernen Signalverarbeitungs-ASIC<br />

in einem keramischen<br />

DIL-Gehäuse, eignet sich<br />

dieser Board-mount Sensor für<br />

die Leiterplattenmontage.<br />

www.amsys.de<br />

INLINE-DRUCKTRANSMITTER<br />

Weniger Energieeinsatz, reduzierter Reinigungsaufwand und<br />

ein Plus an Sicherheit: Als Teil der Rohrleitung trägt der neue<br />

Inline-Drucktransmitter Typ DMSU22SA von Wika dazu bei,<br />

sterile Prozesse in der Pharma- und Lebensmittelindustrie zu<br />

optimieren. Das Gerät kommuniziert<br />

via HART-Protokoll und ist 3A- und<br />

EHEDG-zugelassen. Herzstück ist ein<br />

elliptischer Rohrsensor mit<br />

Wheatstone’scher Messbrücke.<br />

Dessen Hygienic Design zeichnet sich<br />

durch ein sehr gutes Strömungsverhalten<br />

aus. Der DMSU22SA ermöglicht<br />

zeit- und kosten sparende CIP- und SIP-Verfahren. Die Anwender<br />

benötigen außerdem weniger Energie, um den Prozessdruck<br />

aufrechtzuerhalten. Der Rohrsensor ist je nach Anforderung<br />

aus mindestens 0,45 mm starkem Edelstahl gefertigt und<br />

widerstandsfähiger als herkömmliche Inline-Lösungen.<br />

www.wika.de<br />

24 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


LEISTUNGSSTARKE UND WIRTSCHAFT-<br />

LICHE LICHTSCHRANKE<br />

Baumer stellt die neue optische Sensorfamilie O330 an<br />

kompakten Lichtschranken und Lichttaster vor: Mehr<br />

Leistungsreserve für zuverlässige Objekterkennung,<br />

ergänzt mit smarten Features wie 3D-MCAD Daten-mit<br />

integriertem Strahlverlauf. Die erweiterten 3D-MCAD-<br />

Daten erleichtern Konstrukteuren schon bei der Suche<br />

nach dem passenden Sensor die Arbeit: Mittels 3D-Vorschau<br />

ist eine einfache Sichtprüfung möglich. Zusätzlich ist in die Modelle der<br />

Strahlverlauf integriert, der deshalb nicht mehr manuell konstruiert werden muss.<br />

Das eliminiert Fehlerquellen und reduziert den Zeitaufwand im Engineering. Der<br />

O330 leistet dank zusätzlicher Funktionsreserve mehr, speziell bei der Detektion<br />

von dunklen, unregelmäßigen und perforierten Objekten. Hier zeichnen sich die<br />

Reflexions-Lichttaster mit Hintergrundausblendung aus durch erweiterten<br />

Erfassungsbereich von 385 mm, einen linienförmigen Lichtstrahl mit PinPoint-LED<br />

sowie durch sehr hohe Fremdlichtsicherheit.<br />

www.baumer.com<br />

VOLLE KONTROLLE ÜBER OBJEKTE, FÜLLSTÄNDE<br />

UND DISTANZEN<br />

Neue, kompakte Ultraschallsensoren<br />

von Leuze sollen auch schwierige<br />

Detektions- und Messaufgaben<br />

zuverlässig lösen und erfassen Objekte<br />

unabhängig von ihrer Oberflächenbeschaffenheit<br />

per reflektiertem Schallimpuls.<br />

Selbst glänzende, transparente<br />

oder dunkle Oberflächen sowie Flüssigkeiten<br />

oder granulare Produkte sind<br />

problemlos detektierbar. Die schaltenden Sensoren der Reihe HTU200 bietet Leuze<br />

in 20 Varianten an, darunter die kompakten Ultraschallsen soren HTU208 in<br />

schmaler Bauform (M8). Füllstände erfassen die Sensoren dank schmaler Schallkeule<br />

auch durch kleine Behälteröffnungen. Ebenfalls in dieser Baureihe enthalten<br />

sind Taster in den Größen M12, M18 und M30. Die messenden DMU 200-Ultraschall-Distanzsensoren<br />

werden in acht Varianten angeboten. So eignet sich<br />

DMU218 mit Analogausgang für präzise Abstandsmessungen. DMU230 in M30 ist<br />

für Betriebsreichweiten bis 6,0 m ausgelegt. In den Baugrößen M18 und M30 sind<br />

beide Modelle zudem mit IO-Link-Schnittstelle erhältlich.<br />

www.leuze.com<br />

KOMPAKTER FEUCHTE- UND SAUERSTOFFANALYSATOR<br />

Mit Abmessungen von 285,8 × 158 × 112 mm und einem<br />

Gewicht von 4,5 kg ist der LDmox von PST LDetek eine<br />

kompakte Lösung für die Messung von Spurenfeuchte und<br />

Sauerstoff in Gas am Markt. Bei diesem Feuchte- und<br />

Sauerstoffanalysator hat PST zwei Technologien in einem<br />

Gerät kombiniert – den Quarzkristall-Sensor von Michell Instruments<br />

und die Senz-Tx-Serie von Ntron. Der Analy sator hat<br />

einen Betriebstemperaturbereich von 5 bis 45 °C und misst<br />

Probegase mit Temperaturen von 0 bis 100 °C mit einer<br />

Genauigkeit von < ± 1 %. Der kombinierte Feuchte- und<br />

Sauerstoffanalysator liefert Ergebnisse mit einer Reaktionszeit<br />

von weniger als zehn Sekunden für die Messung von Sauerstoffspuren<br />

und weniger als fünf Minuten für die Messung<br />

von Feuchtigkeitsspuren.<br />

www.processsensing.com


MODERNE ANTRIEBSTECHNIK SORGT FÜR EFFIZIENZ<br />

IN DER GETREIDEMÜHLE SCHILL<br />

NACHHALTIG AUSGERICHTET<br />

Mittelständische Unternehmen bilden das Rückgrat der Gesellschaft. Gleichzeitig<br />

stehen sie mit innovativen Produkten und hoher Fertigungsqualität im Wettbewerb<br />

zu den großen Massenfertigern. Daher ist es auch für kleine Betriebe wichtig,<br />

für eine hohe Effizienz der eigenen Produktionsanlagen zu sorgen. Antriebstechnik<br />

kann dabei Mehrwerte bieten, wie die Modernisierung einer Getreidemühle im<br />

Nordschwarzwald zeigt.<br />

Die Getreidemühle in Rohrdorf bei Calw hat sich auf die<br />

Verarbeitung qualitativ hochwertiger Rohstoffe mit<br />

nachhaltigen Verfahren spezialisiert. „Getreide aus unserer<br />

Region wird hier gemahlen und verarbeitet. Wir<br />

beliefern Bäcker, Gastronomen und Privatkunden weit über den<br />

Nordschwarzwald hinaus“, berichtet Mühlenbetreiber Uwe Schill.<br />

Dabei setzt er auf Qualität und Nachhaltigkeit. Die Mühle wird<br />

fast ausschließlich mit Strom aus Wasserkraft und der Photovoltaik-Anlage<br />

auf dem Dach des Betriebs betrieben. Motoren mit<br />

Leistungen bis 15 kW werden für den Betrieb der Mahlwerke benötigt.<br />

Verarbeitet werden sämtliche Getreidearten – Weizen,<br />

Dinkel, Roggen, Emmer und Einkorn für die verschiedenen<br />

Mehlsorten. Die fertigen Gebinde werden im Hofladen zum Verkauf<br />

geboten oder dem Kunden geliefert.<br />

NACHFRAGE NACH GETREIDEPRODUKTEN<br />

MACHT MODERNISIERUNG UNUMGÄNGLICH<br />

Die Nachfrage nach den Qualitätsprodukten der Schill-Mühle<br />

stieg in den letzten Jahren kontinuierlich. Sowohl Privatkunden<br />

als auch viele Gastronomen und Bäcker sehen in den Mahlerzeugnissen<br />

eine wertvolle Bereicherung und die Grundlage<br />

hochwertiger Backwaren und Lebensmittel. Um der großen<br />

Nachfrage gerecht zu werden, wurde eine Überholung der Energieversorgung<br />

und Antriebselektronik der Mühle unumgänglich.<br />

Wichtig beim regionalen Bezug von Rohstoffen sind die persönlichen<br />

Netzwerke. „Partnerschaftliche und faire Zusammenarbeit<br />

mit allen Lieferanten hat einen hohen Stellenwert“, so<br />

Schill. So kam er auch bei der technischen Ertüchtigung der<br />

Mühle über Beziehungen zum optimalen Antrieb. Sein Nachbar,<br />

der Ingenieur Simon Brehmer, kennt sich als Entwicklungsleiter<br />

von Verpackungsmaschinen mit Technik von SEW-Eurodrive aus.<br />

Von großer Bedeutung bei der Auswahl des Antriebssystems<br />

war der nachhaltige und effiziente Einsatz von Energie. Dafür<br />

wird die Mühle mit einem modernen Energiemanagementsystem<br />

ausgestattet. In Zukunft wird Strom aus der Photovoltaikanlage<br />

auf dem Dach des Betriebs genutzt und generatorische Energie<br />

im System gespeichert und wiederverwendet. Außerdem werden<br />

optimal ausgelegte, energieeffiziente Getriebemotoren verbaut.<br />

DURCHSATZ IN DER ANLAGE VERVIERFACHT<br />

„Es ist erstaunlich, wie viel Technik in einer modernen Mühle<br />

steckt“, berichtet Marco Wolff, Vertriebsmitarbeiter im Bereich<br />

Maschinenautomatisierung bei SEW-Eurodrive. Nachdem das<br />

Getreide auf dem Feld geerntet und über die Gosse in das Getrei-<br />

26 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

01<br />

delager gebracht wurde, beginnt die Verarbeitung mit der sorgfältigen<br />

Reinigung des Getreides. Bis zu 24 t täglich können vom<br />

Lager kontinuierlich durch die Rohrleitungen unter dem Dach<br />

der Mühle über die Reinigungsanlage zu den Mahlstühlen transportiert<br />

werden. „Bisher waren maximal sechs Tonnen möglich“,<br />

so Schill. Mit den drehzahlgeregelten Getriebemotoren kann der<br />

Durchsatz in der Anlage sehr genau dosiert werden. Das ist wichtig<br />

für den Verarbeitungsprozess. Je nach Art und Güte des Korns<br />

wird hier feinjustiert.<br />

Im Mahlstuhl können die Walzen mit ihren speziellen Riffelstellungen<br />

sehr dynamisch und mit hoher Überlast betrieben<br />

werden. Dafür sorgt der Umrichterverbund Movidrive modular.<br />

Die Achsmodule regeln und überwachen Synchron- und Asynchronmaschinen<br />

mit maximal 250 Prozent Überlast – genügend<br />

02<br />

VON GROSSER BEDEUTUNG BEI<br />

DER AUSWAHL DES ANTRIEBS-<br />

SYSTEMS WAR DER EFFIZIENTE<br />

EINSATZ VON ENERGIE<br />

Reserve für den Prozess. Mit der Möglichkeit, die Walzengeschwindigkeit<br />

im Verbund oder für jede Rolle einzeln zu ändern,<br />

kann der Mahlprozess präzise an das gewünschte Endprodukt<br />

angepasst werden – vom Weizenmehl Typ 405 bis 1050,<br />

Dinkelvollkornmehl, Stärkemehl bis hin zu feinem Mehl für die<br />

Bäckereien.<br />

FREIE STEUERUNGSWAHL DURCH<br />

STANDARDISIERTE SCHNITTSTELLEN<br />

Bei der Steuerungstechnik setzt Dipl.-Ing. (BA) Brehmer diesmal<br />

keine SEW-Technik ein, denn er hat jahrzehntelange Erfahrung<br />

mit einem anderen Hersteller. Doch mit der Variante CiA402 der<br />

SEW-Umrichter ist das kein Problem. Sie kommunizieren über<br />

03<br />

IM FLUSS: WOHER KOMMT DIE<br />

GENERATORISCHE ENERGIE?<br />

Wie kommt es, dass bei dieser Applikation generatorische<br />

Energie auftritt? Schließlich sieht es auf den ersten Blick<br />

doch danach aus, dass die Motoren nur antreiben. Der<br />

Mahlstuhl ist mit Walzen ausgestattet, deren Drehzahl<br />

eingestellt werden kann. Je nachdem, welches Produkt<br />

entstehen soll, muss eine der Walzen langsamer als die<br />

andere laufen. Auf der geriffelten Oberfläche der Walzen<br />

wird das Mehl schließlich zermahlen. Dadurch schiebt die<br />

schnellere Walze die langsamere an. Der Motor wirkt<br />

dann generatorisch und die Energie fließt wieder zurück<br />

in den Umrichterverbund. Weil die Umrichter miteinander<br />

elektrisch verbunden sind, kann die rückwirkende<br />

Energie wieder für den Antrieb verwendet werden.<br />

01 Die Zyklonscheideanlage trennt das Fördergut von der Luft,<br />

die zum Vertikaltransport eingesetzt wird<br />

02 Am Einlauf des Walzenstuhls erfolgt die Füllstandsmessung<br />

des Schrots mit Mikrowellen – hier beginnt die Vermahlung<br />

03 Der Antrieb der Mahlwerke, in denen das Getreide zum<br />

Endprodukt Mehl verarbeitet wird, erfolgt durch energieeffiziente<br />

Drehstrommotoren in ATEX-Ausführung von SEW-Eurodrive<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 27


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

04<br />

06<br />

04 Umrichterverbund Movidrive modular: die Achsmodule regeln und<br />

überwachen die Synchron- und Asynchronmaschinen im Mahlstuhl<br />

05 Der Antrieb für die Speisewalzen: Mit den drehzahlgeregelten<br />

Getriebemotoren kann der Durchsatz in der Anlage genau dosiert<br />

werden<br />

06 Das Projektteam: Bertwin Ley, Endkundenbetreuer Service bei<br />

SEW-Eurodrive, Entwickler Simon Brehmer, Mühlenbetreiber Uwe Schill<br />

und Marco Wolff, Vertrieb Automatisierung bei SEW-Eurodrive (v.l.)<br />

05<br />

Vielzahl von Kombinationen. „Bei dieser Anlage konnten wir alle<br />

konstruktiven Vorteile hinsichtlich Platzbedarf, Kraft, Dynamik<br />

und Zuverlässigkeit unserer Getriebemotoren ausreizen“, so<br />

Bertwin Ley, verantwortlich für die technische Endkundenbetreuung<br />

vor Ort. „Unsere Komponenten sind auf Zuverlässigkeit<br />

und Langlebigkeit ausgelegt. Bei Betrieben, die Lebensmittel herstellen,<br />

ist das maßgebend. Ein Ausfall kann schwerwiegende<br />

Konsequenzen haben“. Die Inbetriebnahme verlief problemlos:<br />

„Die Umrichter sind im Handumdrehen eingestellt“, so Ley.<br />

Bilder: 03 SEW-Eurodrive; sonstige Schill Mühle<br />

EtherCat und dem standardisierten Protokoll mit jeder Steuerung,<br />

die das Protokoll unterstützt. „Der Vorteil bei diesen Achsmodulen<br />

ist ja, dass der Kunde über die Komponenten im Antriebsstrang<br />

selbst entscheiden kann“, so Wolff.<br />

Ist das Getreide vermahlen, wird es in Mehlsilos eingelagert.<br />

Später bei der Auslagerung erfolgt nochmals eine Qualitätskontrolle.<br />

Schließlich landet das hochwertige Gut in verbrauchergerechten<br />

Verpackungen oder wird mit dem Mehllaster zum Großkunden<br />

gefahren. Auch für diesen Arbeitsschritt sind wieder<br />

elektrische Antriebe im Einsatz. Zum Einsatz kommen auch hier<br />

energieeffiziente Drehstrommotoren aus Bruchsal. Weil das Gemisch<br />

aus Mehlstaub und Luft explosionsfähig ist, mussten Maßnahmen<br />

zum Staubexplosionsschutz getroffen werden. Daher<br />

wird für die Motoren auch die explosionssichere ATEX-Ausführung<br />

EDRN eingesetzt. Mit 28 Baugrößen, die einen Leistungsbereich<br />

von 0,12 bis 200 kW abdecken, konnten hier genau die passenden<br />

Motoren projektiert werden.<br />

VIELZÄHLIGE KOMBINATIONSMÖGLICHKEITEN<br />

Doch nicht nur die ausgereifte Technik war ausschlaggebend bei<br />

der Entscheidung für SEW-Eurodrive. Auch der Service und die<br />

Unterstützung bei der Auslegung und der Inbetriebnahme spielten<br />

eine wichtige Rolle. Um bei der großen Produktvielfalt und<br />

den zahlreichen Konfigurationsmöglichkeiten den optimalen Antriebsstrang<br />

für die Applikation auszuwählen, braucht es Erfahrung.<br />

Denn das Baukastensystem des Herstellers ermöglicht eine<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

SEW-Eurodrive GmbH & Co. KG<br />

Ernst-Blickle-Straße 42<br />

76646 Bruchsal<br />

Telefon 07251 / 75-0<br />

E-Mail: sew@sew-eurodrive.de<br />

AUTOR<br />

Hans-Joachim Müller, Marktmanager für<br />

Antriebselektronik, SEW-Eurodrive,<br />

Bruchsal<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

www.sew-eurodrive.de/movi-c<br />

28 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


STEUERN UND ANTREIBEN<br />

ROBOTIK-APPLIKATIONEN IN WENIGEN<br />

MINUTEN LAUFFÄHIG<br />

Für Pick-and-Place-Anwendungen bietet B&R eine<br />

vorgefertigte Lösung aus dem Software-Baukasten<br />

Mapp Technology. Die Konfiguration erfolgt intuitiv<br />

anhand vorgefertigter Funktionsbausteine innerhalb<br />

weniger Minuten. Diese werden im Editor miteinander<br />

verknüpft, so dass in kurzer Zeit eine lauffähige<br />

Robotik-Anwendung entsteht. Tiefgreifendes Robotik-<br />

Know-how ist nicht erforderlich.<br />

www.br-automation.com<br />

ENERGIEMANAGEMENTGERÄTE MIT<br />

NEUEN FEATURES<br />

Die aktiven Energiemanagementgeräte<br />

der Pxt-Familie von Michael Koch<br />

bringen neue Features mit: die Zulassung<br />

nach den Normen von UL und CSA<br />

sowie die Überwachung der Speicherkapazität<br />

im laufenden Betrieb. Die<br />

parametrisierbare Funktion der laufenden<br />

Kapazitätsüberwachung von Elektrolyt- und<br />

Doppelschichtkondensatoren bringt Warnmeldungen<br />

beim Erreichen eines zuvor definierten minimalen<br />

Kapazitätswertes.<br />

www.bremsenergie.de<br />

FUNKTIONALITÄT UND KOMPATIBILITÄT IM<br />

PRÄMIERTEN DESIGN<br />

Afag hat für das Smartrotationsmodul<br />

SREH-50-IOL den Red Dot Award in der<br />

Kategorie „Product Design“ erhalten.<br />

Neben der guten Adaptabilität und<br />

Vielseitigkeit überzeugte die internationale<br />

Fachjury auch die Kompatibilität der<br />

Einheit. Das Smartrotationsmodul<br />

SREH-50-IOL mit integriertem Regler und IO-Link-Schnittstelle<br />

(Portklasse B) bietet eine Kommunikationsgeschwindigkeit bis<br />

230,4 kBd. Da kein externer Regler erforderlich ist, sparen<br />

Anwender Platz im Schaltschrank und benötigen nur ein<br />

Verbindungskabel, das neben der Spannungsversorgung auch<br />

den Signalaustausch übernimmt. Über einen externen<br />

IO-Link-Master sind alle Busprotokolle verfügbar.<br />

www.afag.com<br />

SPS/PLS-MIGRATION IN REKORDZEIT<br />

Für die Automatisierung von<br />

Fabriken und Anlagen sind speicherprogrammierbare<br />

Steuerungen (SPS)<br />

und Prozessleitsysteme (PLS)<br />

unverzichtbar. Sie veralten jedoch<br />

relativ schnell und müssen dann<br />

durch neuere Modelle ersetzt<br />

werden. Bei der Migration ist normalerweise eine zeit- und<br />

kostenaufwändige Neuverdrahtung der SPS/PLS mit allen<br />

Sensoren und Aktoren im Feld erforderlich. Um dies zu<br />

vermeiden, gibt es MiBridge von Weidmüller. Damit lassen<br />

sich die neuen E/A-Karten des Steuerungssystems einfach<br />

über eine Adapterkarte mit der vorhandenen Feldverdrahtung<br />

verbinden. Die Lösung kann direkt über Steckverbinder<br />

angeschlossen werden – fehlerfrei und ohne Einfluss auf die<br />

bestehende Verdrahtung.<br />

www.weidmueller.com<br />

LÖSUNGEN FÜR<br />

SAFETY-<br />

ANWENDUNGEN<br />

Redundant und 100% zukunftssicher: PROFIsafe Drehgeber.<br />

Unterstützt die neuen PROFINET Features dank aktuellstem Encoderprofil<br />

V4.2, PROFINET v2.4.1, PROFIsafe Profil v2.6.1 und PROFIdrive<br />

Profil v4. Anpassungen sind durch integrierten Webserver schnell und<br />

einfach einzuspielen. Hohe Auflösung von Singleturn 24 bit non safe /<br />

16 bit safe und Multiturn 12 bit safe.<br />

kuebler.com/profisafe


<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />

REGALBEDIENGERÄT MIT SICHERHEITS-<br />

TECHNIK VON BIHL+WIEDEMANN<br />

SICHER<br />

DURCH DIE<br />

GASSEN<br />

ASi-5 und ASi-3 sind heute in der Intralogistik<br />

Standard – vor allem dann, wenn es um<br />

Antriebslösungen für die Integration von<br />

Rollenantrieben, Gleichstrommotoren und<br />

dezentralen Frequenzumrichtern geht. Dabei<br />

lassen sich mit der Sicherheitstechnik von<br />

Bihl+Wiedemann aber nicht nur Förderstrecken<br />

bis SIL3/PLe sicher steuern und überwachen.<br />

Auch komplette Sicherheitsapplikationen für<br />

Regalbediengeräte in automatisierten Hochregallagern<br />

können effizient realisiert werden,<br />

wie der Intralogistik-Spezialist Klinkhammer<br />

aus Nürnberg jetzt zusammen mit dem<br />

Mannheimer Unternehmen unter Beweis stellt.<br />

Die Klinkhammer Group, 1972 von Adolf Klinkhammer in<br />

Nürnberg als ‘Ingenieurbüro mit innovativen Logistik-<br />

Planungen‘ gegründet, ist ein familiengeführter, mittelständischer<br />

Unternehmensverbund mit internationaler<br />

Ausrichtung. Bei der Klinkhammer Intralogistics geht es darum,<br />

Materialflüsse im Lager effizient zu gestalten – mit ganzheitlichen,<br />

automatisierten Logistik-Lösungen. Entsprechend bietet<br />

das Unternehmen für eine Vielzahl von Branchen vom innovativen<br />

Logistikkonzept über die Installation der Lagertechnik bis<br />

hin zur zukunftsweisenden Software alles aus einer Hand. Ziel ist<br />

es immer, die für die Kunden wirtschaftlich sinnvollste und effektivste<br />

Lösung zu entwickeln – unter Berücksichtigung aller relevanten<br />

Marktentwicklungen. Mit 50 Jahren Erfahrung in automatisierter<br />

Lager-, Förder-, Kommissionier- und Distributionstechnik<br />

ist Klinkhammer ein innovativer Intralogistik-Anbieter in<br />

Europa für die Automatisierung des Lagers.<br />

KLINKHAMMER UND AS-INTERFACE –<br />

EINE LANGE TRADITION<br />

Einfache Installation, hohe Funktionalität und Flexibilität, geringe<br />

Kosten – und das alles bei hohem Anwenderkomfort. AS-Interface<br />

hat sich als international standardisiertes Verdrahtungssystem<br />

auch in der modernen Förder- und Materialflusstechnik<br />

durchgesetzt, wozu das umfangreiche Produktportfolio von<br />

ASI UND (ASI) SAFETY HABEN<br />

SICH IN DER FÖRDERTECHNIK<br />

BESTENS BEWÄHRT<br />

Bihl+Wiedemann sowie die verschiedenen Hard- und Software-<br />

Tools zur Einrichtung von ASi Netzwerken nicht unwesentlich<br />

beigetragen haben. Auch Klinkhammer vertraut bei der Fördertechnik<br />

bereits seit vielen Jahren auf ASi und (ASi) Safety Lösungen<br />

von Bihl+Wiedemann und setzt unter anderem die kompakten<br />

Kabelkanal-Module für Motorrollen sowie Standard und Safety<br />

E/A Module in IP20 und IP67 des Mannheimer Unternehmens<br />

ein. Ebenfalls verwendet werden PROFINET Gateways, die<br />

die E/A-Daten sowie detaillierte Diagnoseinformationen direkt<br />

an die Steuerung übertragen. Mit der optionalen Sicherheitssteuerung<br />

in den Gateways können die sicherheitsgerichteten Signale<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 31


<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />

02<br />

01<br />

03<br />

direkt lokal ausgewertet werden, wodurch auf eine übergeordnete<br />

Sicherheitssteuerung verzichtet werden kann.<br />

Ein wesentlicher Grund für die ursprüngliche Entscheidung für<br />

Bihl+Wiedemann, so Alexander Ruhmann, verantwortlich für die<br />

Elektrokonstruktion bei Klinkhammer, war übrigens die Tatsache,<br />

dass die ASi Gateways (ASi Master und Feldbusanbindung in<br />

einem Edelstahlgehäuse) im Gegensatz zu den Geräten anderer<br />

Hersteller schon früh über ein Display verfügten und dadurch<br />

deutlich wartungsfreundlicher sind. Und die Sicherheitstechnik<br />

von – auch größeren – Fördertechnik-Applikationen lässt sich mit<br />

ASi Safety sehr schön lösen, weil man häufig nur die Daten von<br />

einfacher Sensorik, oft aber weit verteilt im Feld, einsammeln<br />

muss. „Lichtschranken, hier und da mal ein Sicherheits-Lichtgitter,<br />

alle paar Meter ein Not-Halt-Taster, vielleicht noch eine Schutztür –<br />

dafür ist ASi Safety gerade in der Fördertechnik einfach perfekt“.<br />

REGALBEDIENGERÄT: HOHE ANFORDERUNGEN<br />

AN DIE SICHERHEITS TECHNIK<br />

VORTEILE AUTOMATISIERTER LAGER- UND<br />

MATERIALFLUSSPROZESSE<br />

Ein Regal zählt nach der Industriebaurichtlinie bereits ab<br />

einer Höhe von 7,50 m als Hochregallager. Automatisierte<br />

Hochregallager können durch sogenannte Regalbediengeräte<br />

(RBGs) betrieben werden, die über ein Lagerverwaltungs-<br />

und Materialflusssystem Fahraufträge erhalten<br />

und automatisch ausführen. Gesteuert werden die<br />

Maschinen über komplexe Steuerungssysteme. Über die<br />

Fördertechnik gelangt das Lagergut in das Hochregallager<br />

und von dort zum Kommissionierbereich, zur Produktion<br />

oder zum Versand. Hauptgründe für die Einrichtung<br />

automatisierter Hochregallager liegen in der Flächeneinsparung,<br />

die sich durch eine optimale Raumausnutzung<br />

ergibt, in der höheren Lagerkapazität, der Verkürzung der<br />

Logistikkette und der Verbesserung der Lieferqualität.<br />

Aufgrund der guten Erfahrungen, die man in den letzten Jahren<br />

mit den ASi und ASi Safety Lösungen gemacht hat, und den Möglichkeiten,<br />

die diese bieten, hat man sich bei Klinkhammer jetzt<br />

erstmals dafür entschieden, auch die Sicherheitstechnik eines<br />

Regalbediengerätes für ein automatisiertes Hochregallager mit<br />

einer Safety-Lösung von Bihl+Wiedemann zu realisieren.<br />

Bei der Umsetzung eines zirka zwei Tonnen schweren und zirka<br />

acht Meter hohen Regalbediengerätes für Behälter, das mit einer<br />

Geschwindigkeit von bis zu 6 m/s auf einer Schiene eine Gasse<br />

befährt und mit Hilfe eines LAMs (LastAufnahmeMittels) automatisiert<br />

Regalfächer rechts und links der Gasse in unterschiedlichen<br />

Höhen be- und entladen kann, waren folgende Anforderungen<br />

zu berücksichtigen:<br />

n das Sicherheitskonzept musste den Vorgaben der neuen EN 528<br />

für Regalbediengeräte entsprechen,<br />

n eine sichere Kommunikation zwischen innen (dem fahrenden<br />

RBG auf der Schiene) und außen (dem Schaltschrank vor dem<br />

Sicherheitsbereich am Gassenanfang und den nichtmitfahrenden<br />

Puffern) musste realisiert werden können,<br />

n die Sicherheitslösung sollte ohne teure Schleifkontakte und<br />

ohne den Einsatz einer zusätzlichen Sicherheitssteuerung<br />

funktionieren,<br />

n eine sichere Positions- und Bewegungsüberwachung innerhalb<br />

der Gasse musste gewährleistet sein,<br />

n die sichere Positions- und Bewegungsüberwachung sollte auf<br />

Basis eines Barcode-Positioniersystems umgesetzt werden,<br />

n die Sicherheitstechnik sollte lokal auf dem RBG ausgewertet<br />

werden können,<br />

n die Kommunikation zwischen RBG und Schaltschrank sollte<br />

über eine Datenlichtschranke erfolgen,<br />

n die Position des RBGs muss der Steuerung zu jedem Zeitpunkt<br />

eindeutig bekannt sein<br />

SICHERE KOMMUNIKATION ZWISCHEN<br />

INNEN UND AUSSEN<br />

Für die (sichere) Kommunikation zwischen dem Schaltschrank<br />

außerhalb des Aktionsbereichs des Regalbediengerätes und dem<br />

RBG selbst werden zwei ASi-5/ASi-3 PROFINET Gateways mit<br />

integriertem Sicherheitsmonitor (BWU3863) eingesetzt. Beide<br />

Gateways sind über Safe Link, die sichere Kopplung von<br />

Bihl+Wiedemann, miteinander verbunden. Safe Link kann über<br />

Standard-Ethernet oder den Feldbus übertragen werden. So ist<br />

keine zusätzliche Verbindung für die Safety-Kommunikation notwendig<br />

und das Gateway kann lokal über AS-Interface um weitere<br />

32 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


<strong>INDUSTRIELLE</strong> KOMMUNIKATION<br />

01 Regalbediengerät von Klinkhammer mit Hochregallager<br />

02 Die Sicherheitstechnik für die Überwachung und Steuerung des<br />

Regalbediengerätes befindet sich im Schaltschrank auf dem RBG und<br />

ist über Safe Link mit einem zweiten Schaltschrank außerhalb der<br />

Umzäunung verbunden<br />

03 Gassentüre und Bedienfeld mit Bihl+Wiedemann<br />

Sicherheitstechnik<br />

04 Das LastAufnahmeMittel (LAM) am RBG entnimmt Waren aus<br />

einem definierten Fach im Hochregal und übergibt diese am Beginn der<br />

Gasse an das Förderband für den Weitertransport<br />

04<br />

Safety und Standard E/As erweitert werden. Für den Bereich zwischen<br />

Umzäunung und RBG, also dort, wo keine kabelgebundene<br />

Kommunikation möglich ist, wird eine Datenlichtschranke<br />

eingesetzt. Mit dieser Datenlichtschranke können die sicheren<br />

Safe Link Daten und die nicht-sicheren Signale optisch über eine<br />

Distanz von bis zu 120 m stabil übertragen werden.<br />

Das zweite ASi-5/ASi-3 PROFINET Safety Gateway überwacht<br />

die ortsfeste Sicherheitstechnik. Diese Daten werden über Safe<br />

Link dem zweiten Gateway auf dem RGB zur Verfügung gestellt,<br />

das die Sicherheitstechnik des Regalbediengerätes selbst steuert.<br />

SICHERE POSITIONS- UND BEWEGUNGS-<br />

ÜBERWACHUNG<br />

Für die sichere Positions- und Bewegungsüberwachung des<br />

RBGs, das mit 3,5 m/s² beschleunigt und eine Geschwindigkeit<br />

von 6 m/s erreicht, wird ein ASi Drehzahlwächter (BWU2849) von<br />

Bihl+Wiedemann eingesetzt. Neben der Position des RBGs überwacht<br />

der ASi Drehzahlwächter in Verbindung mit dem Gateway<br />

auch weitere Sicherheitsanforderungen, die in der EN 528 festgelegt<br />

wurden: je nach Betriebsart, Geschwindigkeit, Beschleunigungs-<br />

und Bremsrampen, Drehrichtung, Stillstand sowie sichere<br />

Endlagen. Zu Diagnose- und Steuerungszwecken werden diese<br />

Daten nicht-sicher über den Feldbus an die Steuerung übertragen.<br />

Das LastAufnahmeMittel (LAM) am RBG kann zum einen Waren<br />

aus einem definierten Fach im Hochregal entnehmen oder in<br />

genau dieses einlagern. Zum anderen kann es am Beginn der<br />

Gasse ausgelagerte Waren an das Förderband für den Weitertransport<br />

übergeben oder jene für die Einlagerung übernehmen.<br />

Um den Durchsatz von Waren im Hochregallager so hoch wie<br />

möglich zu gestalten, ist es essenziell, dass das RBG möglichst<br />

schnell beschleunigt und auch wieder abbremst. Die mechanischen<br />

Puffer am Gassenanfang und -ende können jedoch nur<br />

einen Teil der maximalen kinetischen Energie des Regalbediengerätes<br />

absorbieren. Deshalb muss die Geschwindigkeit an den<br />

Randbereichen sicher überwacht und zum richtigen Zeitpunkt<br />

verringert werden. Optimal gelingt dies mit überwachten Bremsrampen,<br />

welche ebenfalls sicher vom Drehzahlwächter ausgewertet<br />

werden können. Stimmt das Beschleunigungs- bzw.<br />

Bremsverhalten nicht, greift auch hier die Sicherheitstechnik ein<br />

und sorgt dafür, dass das RBG sicher zum Stehen kommt.<br />

Im Gegensatz zum Fahrtweg innerhalb der Gasse (‚X-Richtung‘),<br />

der sicher überwacht werden muss, weil sich zum Beispiel<br />

im Handbetrieb oder Einrichtbetrieb eine Bedienperson in<br />

der Gasse aufhalten kann, ist eine sichere Überwachung des<br />

Hubs (‚Y-Richtung‘) bei einem Behälter-RBG nicht notwendig,<br />

da auf dem LAM lediglich Kisten transportiert werden. Anders<br />

sieht es bei einem, in der Regel deutlich größeren, Paletten-RBG<br />

aus, bei dem auch eine Person in einer Kabine mit nach oben<br />

fahren kann. In diesem Fall ist auch der Hub sicherheitstechnisch<br />

zu überwachen. Was auf den ersten Blick zunächst nach<br />

einer deutlich komplexeren Applikation klingt, kann bei genauerer<br />

Betrachtung mit der verwendeten Safety-Lösung von<br />

Bihl+Wiedemann mit relativ überschaubarem Aufwand umgesetzt<br />

werden: indem man neben dem Drehzahlwächter für die<br />

Gasse einfach einen zweiten ASi Drehzahlwächter für die<br />

‚Y-Richtung‘ einsetzt.<br />

ENTWICKLUNGSPOTENZIAL FÜR DIE ZUKUNFT<br />

Egal, ob in der Fördertechnik oder bei Regalbediengeräten – die<br />

ASi und (ASi) Safety Lösungen von Bihl+Wiedemann haben sich<br />

bei Klinkhammer mittlerweile in vielen sicheren und nichtsicheren<br />

Applikationen bewährt und etabliert. Und wenn es<br />

nach Alexander Ruhmann geht, wird sich daran auch in Zukunft<br />

nichts ändern – im Gegenteil, bestehende und neue Produkte<br />

sowie technologische Weiterentwicklungen bieten noch einiges<br />

an Potenzial.<br />

Bilder: Bihl+Wiedemann<br />

www.bihl-wiedemann.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Bihl+Wiedemann GmbH<br />

Flosswoerthstrasse 41, 68199 Mannheim<br />

AUTOR<br />

Thomas Rönitzsch,<br />

Bihl+Wiedemannn GmbH, Mannheim<br />

ZUSATZINHALTE IM NETZ<br />

Mehr über funktionale Sicherheit mit<br />

ASi-5 Safety unter: bit.ly/ASi-5Safety<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 33


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

Bilder: Aufmacher malp – stock.adobe.com,<br />

Einklinker Aucotec<br />

DATENZENTRIERTE MODULARISIERUNG<br />

DIE ENERGIEWENDE BESCHLEUNIGEN<br />

„Grüner“ Wasserstoff gilt in etlichen Industriezweigen als Energie- und Hoffnungsträger<br />

zugleich. Doch die Nachfrage nach Wasserstoff-Elektrolyseuren und H 2<br />

-ready-Anlagen<br />

übertrifft derzeit die Engineering- und Produktionskapazitäten erheblich. Neue digitale<br />

Entwicklungsprozesse könnten die Lücke zwischen Angebot und Nachfrage verringern<br />

und die Planung von mehr Elektrolyseanlagen in kürzerer Zeit ermöglichen.<br />

Auf viele Fragen rings um die Dekarbonisierung lautet die<br />

Antwort „Wasserstoff“. Ob als Treibstoff für den Personen-<br />

und Güterverkehr der Zukunft, als Energieträger in<br />

Industrieanlagen oder zum verlustarmen Speichern und<br />

sicheren Transport regenerativer Energie. Gewonnen wird das<br />

energiereiche Gas unter anderem mithilfe von Strom per Elektrolyse<br />

direkt aus Wasser. Wird der Strom CO 2<br />

-neutral, etwa über<br />

Windkraft- oder Photovoltaikanlagen erzeugt, spricht man von<br />

„grünem“ Wasserstoff. Während die Theorie optimistisch stimmt,<br />

hakt es in der Praxis noch erheblich. Es fehlt ein flächendeckendes<br />

Wasserstoffnetz, es fehlen mobile Brennstoffzellen als Dieselmotorenersatz<br />

für den Mobility-Sektor sowie H 2<br />

-einsatzfähige<br />

Anlagen, und vor allem mangelt es an ausreichenden Mengen<br />

grün erzeugten Wasserstoffs. Denn auf dem Markt gibt es noch<br />

viel zu wenig Elektrolyse-Kapazitäten, die den begehrten Energieträger<br />

im erforderlichen Maß bereitstellen könnten.<br />

ELEKTROLYSE-POTENZIALE HEBEN<br />

Neben Verbesserungen der Elektrolysetechnik können auch optimierte<br />

Engineering-Prozesse für die dazugehörigen Anlagen entscheidend<br />

dazu beitragen. Und es eilt. „Wir werden von Interessenten<br />

kontaktiert, die baldmöglichst ihre Produktionskapazität<br />

vervielfacht haben wollen, um jährlich mehr Elektrolyseure für<br />

deutlich mehr Megawatt Leistung liefern zu können“, berichtet<br />

Reinhard Knapp, Leiter des Bereichs „Global Strategies“ beim Engineering-Software-Entwickler<br />

Aucotec. Seine und Aucotecs Antwort<br />

darauf ist die datenzentrierte Kooperationsplattform Engineering<br />

Base (EB). „Ihr Prinzip des objektorientierten Datenmodells<br />

ist das Fundament für eine erheblich effizientere Anlagen-<br />

Entwicklung“, so Knapp. Viele Player am Markt kämpfen in der<br />

Planung und Entwicklung von Anlagen noch mit unzureichenden<br />

Tools und Datenmodellen, die teils sogar händische Zwischenschritte<br />

erfordern. Das betrifft einerseits junge Anlagenbauer,<br />

die sich zwar perfekt mit der Wasserstofftechnologie auskennen,<br />

aber mit der Engineering-Praxis noch nicht vertraut sind.<br />

SIMULTAN, AGIL UND SICHER<br />

ZEITGEMÄSSES ENGINEERING IST<br />

DATENBASIERT UND DURCHGÄNGIG<br />

Zeitgemäßes Engineering, wie es Aucotec versteht, beruht auf einem<br />

zentralen Datenmodell, auf dem sämtliche beteiligten Disziplinen<br />

gemeinsam und simultan arbeiten – vom ersten Anlagenkonzept<br />

bis zur Inbetriebnahme. Alle Änderungen und Weiterentwicklungen,<br />

die in einer Disziplin vorgenommen werden,<br />

sind in allen anderen Repräsentanzen des Planungsobjektes unmittelbar<br />

und konsequent für alle fachspezifischen Beteiligten<br />

sichtbar und historisch nachverfolgbar. EBs universelles, stets<br />

konsistentes Datenmodell der Geräte, Funktionen und ihres<br />

kompletten Beziehungsgeflechts bis hin zur Automation ist die<br />

perfekte und technologisch führende Grundlage für agile Teamarbeit.<br />

Fehleranfällige Datenübertragungen oder doppelte Eingaben<br />

sowie aufwändige Abstimmungsvorgänge entfallen. Niclas<br />

Meier, der als Major Account Manager bei Aucotec die Wasserstoffbranche<br />

unterstützt, unterstreicht: „Engineering Base kann<br />

neben Großanlagenbauern oder -Betreibern auch Kunden unterstützen,<br />

die ihre Projekte eher der Produktwelt zuordnen und mit<br />

höchst standardisierten Modulen zum ‚Zusammenklicken‘ arbeiten<br />

wollen, zum Beispiel funktionsorientierten Baugruppen.“<br />

www.aucotec.com<br />

34 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

POSITIONIERMODUL FLEXIBEL ANPASSBAR<br />

BALLUFF VERLAGERT SEIN PLM<br />

IN DIE CLOUD<br />

Der Automations- und Sensortechnik-Hersteller Balluff<br />

wird seine PLM-Umgebung von der lokal installierten<br />

PLM-Lösung Windchill von PTC auf das cloudbasierte<br />

Windchill+ umstellen. Balluff verspricht sich davon<br />

eine globale, performante Verfügbarkeit der Daten in<br />

einer skalierbaren Systemumgebung. Die Digitalisierungs-Initiative<br />

des Unternehmens begann mit der<br />

Einführung von Windchill im Jahr 2021. Damit wurde<br />

eine Entwicklungsumgebung geschaffen, in der die<br />

Mechanik-Konstruktion integriert wurde, und die nun<br />

stufenweise durch Elektronikentwicklung, Anbindung<br />

der ERP-Systeme und weitere Schnittstellen erweitert<br />

wird. Der Betriebsstart von Windchill+ ist für das dritte<br />

Quartal <strong>2023</strong> geplant.<br />

www.ptc.com<br />

Eine kostengünstige und<br />

präzise Achsregelung mit<br />

flexiblen Zusatzfunktionen,<br />

die schnell und einfach in<br />

Betrieb genommen werden,<br />

bietet das Modul POS-321-P<br />

von W.E.St. Elektronik. Neben<br />

dem Inbetriebnahme-Assistenten<br />

wurde in diese Einheit<br />

die Skriptsprache nach dem<br />

Fleximod-Konzept integriert. Damit lässt sich die Funktion<br />

des Gerätes ohne externe Steuerungsfunktionen an die<br />

Erfordernisse verschiedenster Anwendungen anpassen. Die<br />

Realisierung von Oszilliersteuerungen, Parameterumschaltungen<br />

oder eigenen Überwachungsfunktionen ist einfach möglich,<br />

Programmierkenntnisse sind nicht notwendig. Die Basisfunktion<br />

der Achspositionierung ist schon im Ausliefer zustand<br />

gegeben. Durch das Skript kann diese Funktion angepasst und<br />

erweitert werden.<br />

www.w-e-st.de<br />

KEINE CHANCE FÜR MANIPULATION<br />

UND ABKUPFERN<br />

Disguise hat sich für die CodeMeter-Technologie von<br />

Wibu-Systems entschieden, um das geistige Eigentum<br />

seiner Software zu schützen und die kreativen<br />

Werke der Anwender um Lizenzierung und Schutz zu<br />

erweitern. Integriert wurde CodeMeter in das<br />

Veranstaltungsproduktionssystem des Herstellers.<br />

Basis der Lizenzierung ist eine mit dem Build-Server<br />

verbundene Hardware CmDongle. Sie verschlüsselt<br />

automatisch jeden einzelnen Build in dem oft<br />

langwierigen Prozess, der zwischen Technikern,<br />

Designern und Künstlern abläuft, bevor etwas auf<br />

die Bühne kommt. Sobald die Veranstaltung vorbereitet<br />

ist, haben die Event-Designer die Wahl<br />

zwischen der Hardware CmDongle oder der Software<br />

CmActLicense, die von Disguise programmiert<br />

werden, um ihre Lizenzen ins Feld zu bringen und<br />

das Nutzungsrecht der Software zu aktivieren. Auch<br />

erstellte Shows sind lizenzgeschützt, um Manipulationen<br />

und Kopien zu verhindern. Zudem lassen sich<br />

mit Disguise-Geräten jetzt auch Geschäftsmodelle<br />

wie Softwaremiete realisieren.<br />

www.wibu.com


KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />

START VON STECKVERBINDERN<br />

FÜR DAS SPE-ÖKOSYSTEM<br />

Der Trend zu Single Pair<br />

Ethernet (SPE) ist ungebrochen.<br />

Im Gegensatz<br />

zu Lösungen mit z. B. vier<br />

verdrillten Adernpaaren<br />

setzen die SPE-Steckverbinder<br />

auf lediglich ein<br />

verdrilltes Adernpaar.<br />

Dort, wo bis dato noch<br />

mit entsprechender Soft- und Hardware auf BUS-Protokolle<br />

gewechselt werden musste, verbindet SPE nun jede Sensorik<br />

direkt mit übergeordneten Ethernet-Netzwerken, sodass<br />

Ethernet-Lücken oberhalb der Feldebene geschlossen werden.<br />

Auf Grundlage der T1-Industrial-Schnittstelle hat Escha<br />

nach IEC 63171-6 umspritzte M8- und M12-Steckverbinder<br />

entwickelt, die marktübliche Dichtigkeitsanforderungen<br />

(IP67) erfüllen. Das neue Produktangebot, das sich im ersten<br />

Schritt aus Anschluss- oder Verbindungsleitung in Stecker-<br />

Ausführung zusammensetzt, soll Anfang 2024 verfügbar sein.<br />

www.escha.net<br />

STANDARDISIERUNG UND FLEXIBILITÄT<br />

IN BALANCE<br />

Das Unternehmen Harting<br />

präsentiert mit dem<br />

Han ORV3 ein Power-Steckverbinder<br />

für Rechenzentren,<br />

der eine Balance<br />

zwischen Standardisierung<br />

und Flexibilität bieten soll. Die Komponente reduziert die<br />

Komplexität und die Gesamtbetriebskosten, ihre werkzeuglose<br />

Push-in-Technik verringert die Montagezeiten im Feld um<br />

bis zu 30 Prozent. Bei der Anschlusstechnik der Han Push-In<br />

Module DD/E/EE/C/CC protected handelt es sich um eine<br />

Weiterentwicklung der Käfigzugfeder, die sich aufgrund ihres<br />

Tempos und der Einfachheit besonders für die Feldkonfektionierung<br />

eignet. Die Litzen für den Anschluss können direkt in<br />

die Kontaktkammern eingeführt werden, eine innenliegende<br />

Klemmfeder sichert den zugfesten Kontakt. Werden Aderendhülsen<br />

verwendet, ist die Anschlusstechnik komplett werkzeugfrei.<br />

Bei abisolierten Litzen genügt ein Schraubendreher<br />

für die Installation.<br />

www.harting.com<br />

PROZESSSICHERE MONTAGE UND<br />

EMV-SCHIRMUNG<br />

Mit der neuen Uni Dicht Tri kombiniert Pflitsch die EMV-<br />

Kontaktierung per Tri-Feder – bekannt aus der Blueglobe-<br />

Bau reihe – mit der Kompaktheit und Individualität des<br />

Uni Dicht-Systembaukastens. Kennzeichnend für diese<br />

Lösung ist eine dauerhafte, großflächige und niederohmige<br />

360°-Kontaktierung zum Kabelschirm auf Basis der patentierten<br />

Triangel feder. Resultat sind Schirmdämpfungswerte bis in<br />

den GHz-Bereich. Ein weiterer Pluspunkt ist die besondere<br />

Stromtragfähigkeit zur<br />

Ableitung unerwünscht<br />

hoher Schirmströme. Bei<br />

der Montage muss der<br />

Anwender lediglich den<br />

Kabelmantel an der<br />

Kontaktstelle entfernen, wo<br />

das Schirmgeflecht kontaktiert werden soll. Uni Dicht Tri gibt<br />

es in den Größen M16 bis M25 für Kabeldurchmesser von 4,0<br />

bis 20,5 mm. Aufgrund der großen Dichtbereiche lassen sich<br />

weite Durchmesser mit IP 68 abdichten.<br />

www.pflitsch.de<br />

IN PUNCTO FEHLERDIAGNOSE<br />

NOCH BESSER AUF ZACK<br />

Die Schmersal Gruppe bringt eine neue<br />

Variante des SD-Gateways für ihren<br />

SD-Bus auf den Markt. Das Gerät steht<br />

für eine optimierte Fehlerdiagnose und<br />

ist benutzerfreundlich sowie einfach zu<br />

installieren. Die Diagnoseinformationen<br />

werden getrennt von den Sicherheitssignalen<br />

übertragen. Warnmeldungen<br />

ermöglichen ein kontrolliertes Herunterfahren<br />

und eine gezielte Wartung ohne Prozessunterbrechung.<br />

Die neue Variante des SD-Gateways bietet zudem<br />

einen Web server und verfügt über eine MicroSD-Speicherkarte.<br />

Ereignisprotokolle lassen sich live auswerten und die<br />

Diagnosedaten aller angeschlossenen Sicherheitsschaltgeräte<br />

werden im Klartext im Browser angezeigt. Über die Webschnittstelle<br />

können zum Beispiel Zuhaltungen und<br />

Bedienfelder direkt angesteuert werden und die MicroSD-<br />

Karte erlaubt es, Protokolle zur Auswertung und Langzeitspeicherung<br />

zu exportieren.<br />

www.schmersal.com<br />

VIEL PLATZ BEI MAXIMALEM SCHUTZ<br />

Bopla ergänzt die robusten Aluminium-Druckguss gehäuse der Baureihe Bocube Alu<br />

um ein neues, besonders großes Gehäuse: Das Bocube Alu BA 342412 F misst<br />

340 × 240 × 120 mm. Mit einer maximalen Schutzart IP69 und einer Schlagfestigkeit<br />

IK08 bietet das Elektronik gehäuse damit noch mehr geschützten Bauraum für<br />

sensible Einbauten mit erhöhtem Platzbedarf. Die standardmäßig abgesenkte<br />

Deckelfläche des neuen großen Bocube Alu erlaubt den Einbau größerer Displayund<br />

Tastaturformate. Dabei erleichtert die standardmäßig integrierte Scharniertechnologie<br />

die Handhabung. Zudem ermöglicht eine optionale Deckeldichtung<br />

aus Silikon den Einsatz auch unter extremen Temperaturbedingungen.<br />

www.bopla.de<br />

36 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


BILDVERARBEITUNG, OPTISCHE MESSTECHNIK UND INSPEKTION<br />

TITEL<br />

Gute KI-Plattformen machen<br />

40 neue Technologien nutzbar<br />

Jahr‘s Kolumne „Im Wettstreit“<br />

38 Trends, Termine, Neues<br />

Wie Kameras den Weg in die<br />

42 digitale Arbeitswelt ebnen<br />

Automatisierte Inspektion<br />

48 medizintechnischer Produkte<br />

industrielle-automation.net


IM FOKUS<br />

WETTSTREIT DER SYSTEME?<br />

Ein Blick in bildverarbeitungsrelevante Veröffentlichungen vertieft den Anschein, dass<br />

beinahe jede aktuelle Aufgabenstellung mit KI gelöst werden kann. Es ist beeindruckend,<br />

welche Ergebnisse sich in der Bildverarbeitung (BV) mit KI erreichen lassen. Die „gute alte” regelbasierte<br />

BV scheint eine Randerscheinung geworden zu sein. Geht es um das genaue Messen definierter Fehler, dann<br />

schlägt weiterhin die Stunde der regelbasierten BV. Determinierte physikalische Zusammenhänge, Fehlerfortpflanzung<br />

und das Streben, dem Messwert möglichst genau auf die Spur zu kommen prägen dabei das<br />

Vorgehen. Dazu muss man weiterhin genau verstehen, was man eigentlich tut. Prüfaufgaben mit unscharfen<br />

Fehlerdefinitionen oder Formulierung werden aktuell durch KI-Ansätze erfolgreich gemacht. Das<br />

Know-how verschiebt sich also vom „Wissen“ hin zu „gefühlt richtigen Entscheidungen“ also zu<br />

Wahrscheinlichkeiten. Es ist geradewegs ein Spiegel unserer Gesellschaft: Wissenschaft wird<br />

angezweifelt, das Gefühl wird Maß der Dinge. Mit dem Einzug der KI in die BV entscheidet die<br />

Wahrscheinlichkeit, ob ein Prüfergebnis richtig ist. Etwas ketzerisch vergleiche ich das gern<br />

mit meiner Wetter-App. Bei deren Nutzung werde ich bei einer angegebenen Regenwahrscheinlichkeit<br />

von 10 Prozent fast jedes Mal nass. Aber Scherz beiseite: Es ist die Stunde der<br />

KI-Trainer. Ihre Expertise muss dafür sorgen, dass nur die „wirklichen“ Fehler gefunden<br />

werden, und zwar möglichst viele. KI-Trainer bekommen damit eine fast magische Aura. Es<br />

ist eine Zeitenwende, die sich manifestiert: Die nachfolgende Generation macht alles intuitiv,<br />

lässt intelligente Assistenten werkeln, weiß aber nicht, was im Hintergrund geschieht, und<br />

löst trotzdem zahlreiche Probleme. Wir „Alten“ rechnen, parametrieren, wollen genau<br />

wissen, wie etwas funktioniert, können damit aber nicht alle Probleme lösen. Ist es ein<br />

Wettstreit der Systeme „alt, aufgeklärt, determiniert“ gegen „jung, virtuell, KI-getrieben“?<br />

Wir werden sehen. Im Sinne der BV jedenfalls entsteht eine super Lösung, wenn beide<br />

Herangehensweisen im ergänzenden Zusammenspiel jeweils ihre Stärken einbringen.<br />

Dipl.-Ing. Ingmar Jahr,<br />

Manager Schulung & Support,<br />

bei der evotron GmbH & Co. KG in Suhl<br />

JAHRS Kolumne<br />

NICHT VERPASSEN: FRAUNHOFER VISION<br />

TECHNOLOGIETAG <strong>2023</strong> MIT FOKUS KI<br />

Der Fraunhofer-Geschäftsbereich Vision veranstaltet am<br />

25. und 26. Oktober <strong>2023</strong> in Kaiserslautern den nächsten<br />

Technologietag. Unter dem Motto „Innovative Technologien<br />

für die industrielle Qualitätssicherung mit Bildverarbeitung“<br />

bietet das Format des Technologietags einen breiten Überblick<br />

über neueste Entwicklungen und Lösungen der<br />

Bildverar beitung und optischen Mess- und Prüftechnik. Der<br />

Themen fokus liegt<br />

dieses Jahr auf der<br />

Künstlichen Intelligenz,<br />

denn KI-basierte<br />

Bildverarbeitung<br />

führt derzeit zu<br />

einem Umbruch<br />

und leitet eine neue<br />

Ära für die industrielle<br />

Qualitätssicherung<br />

ein. Ganz neue Möglichkeiten und Einsatzgebiete eröffnen<br />

sich, wo klassische Ansätze bisher zu teuer, langsam, unflexibel<br />

oder ineffizient waren. Weitere Informationen und<br />

Anmeldung bei Fraunhofer Vision, Susanne Wagner,<br />

Telefon: 0911 / 58061-5800, E-Mail: vision@fraunhofer.de.<br />

Bild: Fraunhofer IFF<br />

www.vision.fraunhofer.de/de/webshop.html<br />

CRETEC CYBERNETICS IST JETZT<br />

VISION ON LINE<br />

Effektive Lösungen für<br />

Aufgabenstellungen aller Art<br />

in den Bereichen Qualitätssicherung<br />

und Robotik, ganze<br />

Maschinen sowie Anlagen-<br />

Sub-Systeme sind der Fokus<br />

der Vision On Line GmbH.<br />

Das Unternehmen wurde am<br />

1. Juni <strong>2023</strong> von Andreas<br />

Schaarschmidt gegründet und<br />

tritt die Nachfolge der Cretec<br />

Cybernetics an, deren Expertise bereits auf der Systemintegration<br />

von Vision-, Robotik- und Automatisierungstechnologien<br />

lag. Mit Wirkung zum 1. Juli <strong>2023</strong> wurde Oliver Herrmann zum<br />

zweiten Geschäftsführer berufen. Herrmann verfügt als<br />

Maschinenbauingenieur über erweitertes Design-Know-how<br />

bei der Integration von Komponenten zu kompakten vertikalen<br />

Lösungen. Ein starker Schwerpunkt der Vision On Line sind<br />

Systeme, in denen die Kombination aus Bildverarbeitungs- und<br />

Robotertechnologie 2D- und 3D-Applikationen wie den<br />

präzisen Griff in die Kiste sowie Lösungen zum Vereinzeln,<br />

Erkennen und Aufnehmen von Objekten ermöglicht.<br />

Bild: IT+Robotics<br />

www.vision-online.eu<br />

38 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


DATAVISION ERWEITERT DAS MACHINE-<br />

VISION-ÖKOSYSTEM VON MVTEC<br />

Die Unternehmen MVTec Software und DataVision<br />

arbeiten zukünftig enger zusammen. Ziel der Zusammenarbeit<br />

ist es, Nutzern der Bildverarbeitungssoftware<br />

MVTec Halcon zusätzliche Möglichkeiten zu<br />

bieten, ihre Bilddaten im Sinne der Industrie 4.0 zu<br />

sammeln, zu verwalten, zu analysieren und weiterzuverarbeiten.<br />

Zu diesem Zweck wurde im Rahmen der<br />

Partnerschaft eine Schnittstelle zwischen MVTec<br />

Halcon und der Datenmanagementplattform BeeYard von DataVision entwickelt.<br />

„Aus Bilddaten so viele Informationen wie möglich zu generieren, diese weiterzuverarbeiten<br />

und anschließend Ableitungen für die Produktionsprozesse zu treffen,<br />

ist ein bedeutender Baustein der Industrie 4.0. Das Zusammenspiel von BeeYard<br />

und Halcon ermöglicht es Nutzern, auf Basis<br />

von Daten Effizienzgewinne zu erzielen“, sagt<br />

ALLES DRIN Martina Chmelíčková, Business Development<br />

Optik, Kamera,<br />

Manager von DataVision.<br />

Beleuchtung<br />

www.mvtec.de<br />

und Software<br />

www.datavision.software<br />

TECHNOLOGISCHE INNOVATION FÜR ÖKOLOGISCHE<br />

VORTEILE NUTZEN<br />

Der Industriekamerahersteller IDS Imaging<br />

Development Systems sieht sich in der<br />

Verantwortung, seinen ökologischen Fußabdruck<br />

möglichst gering zu halten. Dies zeigt<br />

sich in seiner eigenen Geschäftstätigkeit<br />

beispielsweise in langlebigen, klimakompensierten<br />

Kameramodellen. Als fester Bestandteil<br />

vieler Automatisierungslösungen eröffnet<br />

der Einsatz von Industriekameras aber auch<br />

neue Wege auf Anwenderseite, um für Ressourcenschonung und so für mehr<br />

Nachhaltigkeit zu sorgen. In einer Zeit zunehmender Automatisierung und<br />

Robotik spielt die industrielle Bildverarbeitung (mit KI) eine entscheidende Rolle.<br />

Mit ihrer Hilfe können Firmen sowohl ihre Produktqualität verbessern, als auch<br />

Ressourcen einsparen und umweltfreundlicher produzieren. Industriekameras<br />

erfassen zum Beispiel Qualitätsmerkmale oder Verbrauchsdaten. Eingesetzt in der<br />

Inspektion verringern sie so Ausschuss und vermeiden Retouren oder Reparaturen.<br />

www.ids-imaging.de<br />

MAXXVISION KOOPERIERT MIT Z3 TECHNOLOGY<br />

Z3 Technology, Hersteller von Videokodierungs- und IP-Kamerasystemen aus den<br />

USA, und MaxxVision, Distributor von Industrial Vision Komponenten aus Stuttgart,<br />

schließen einen Kooperationsvertrag über die Vermarktung von Z3 Encoder-<br />

Boards im DACH-Raum. Die Z3-Boards sind kompatibel mit den Zoomkameramodulen<br />

der Sony FCB-Serie und den Tamron MP-Block kameras, die MaxxVision<br />

ebenfalls vertreibt. Sie eignen sich für industrielle Anwendungen, Inspektions-,<br />

Security-/ Überwachungs- und UAV-Aufgaben. „Die IP-Boards sind eine perfekte<br />

Ergänzung zu unserem Angebot an Interface-Optionen für die Blockkameras von<br />

Sony und Tamron und ermöglichen<br />

es uns, leisstungsstarke<br />

Encoder-Lösungen für die<br />

Videoübertragung via IP anzubieten“,<br />

erklärt MaxxVision-Geschäftsführer<br />

Sayed Soliman.<br />

www.maxxvision.com<br />

Das<br />

Ganze<br />

sehen.<br />

Seit 50 Jahren liefern wir<br />

modernste Technologien<br />

und erstklassigen Service<br />

aus einer Hand.<br />

Wir sagen Danke für Ihr<br />

Vertrauen und richten<br />

unseren Fokus weiterhin<br />

auf Ihren Erfolg!<br />

www.rauscher.de


BENUTZERFREUNDLICHE SYSTEME MACHEN KI-VISION INDUSTRIETAUGLICH<br />

SO KLAPPT’S MIT DER<br />

KÜNSTLICHEN INTELLIGENZ<br />

Vielen Unternehmen mangelt es an Fachwissen und Zeit, um sich detailliert in<br />

das Thema Künstliche Intelligenz (KI) einzuarbeiten und die Automatisierung<br />

bestehender Prozesse voranzutreiben. Dabei steht die notwendige Hardware<br />

für einen effizienten Einsatz längst zur Verfügung. KI-Plattformen mit nutzerfreundlicher<br />

Software können Probleme bei der Implementierung überwinden<br />

und die Anwendung von Bildverarbeitungssystemen in der Industrie auf eine<br />

weitere Stufe heben.<br />

KI-Lösungen mit Machine Learning (ML) unterscheiden sich<br />

in der Herangehensweise stark von der klassischen regelbasierten<br />

Bildverarbeitung. Im Gegensatz zur manuellen<br />

Entwicklung eines Programmcodes findet beim Machine<br />

Learning ein Lernprozess mit geeigneten Bilddaten statt. Die Herausforderung<br />

für Anwender besteht dabei darin, diese Daten in<br />

einer aussagekräftigen Anzahl und Qualität zur Verfügung zu stellen.<br />

In der Praxis werden für den Lernprozess teilweise Bilder mit<br />

unwichtigem Inhalt, schlechter Beleuchtung, Unschärfe oder auch<br />

falschen Annotationen zur Verfügung gestellt. Allesamt Faktoren,<br />

die ein erhöhtes Fehlerrisiko bergen und zuverlässige Vorhersagen<br />

des Systems beeinträchtigen können. Die Schlüsselkompetenzen<br />

für die Arbeit mit ML-Methoden sind also nicht dieselben wie bei<br />

der regelbasierten Bildverarbeitung – und die Bereitstellung von<br />

Hardware allein reicht dafür nicht aus.<br />

SOFTWARE ALS WEGBEREITER<br />

Die künstliche Intelligenz muss getestet, validiert, nachtrainiert<br />

und schließlich in die Anwendung integriert werden, um einen<br />

produktiven Workflow zu garantieren. Dass dazu nicht zwingend<br />

ein Systemprogrammierer nötig ist, zeigt beispielsweise IDS mit<br />

seiner IDS NXT Plattform. Die Idee dahinter: Mit den richtigen,<br />

aufeinander abgestimmten Werkzeugen kann jede Benutzergruppe<br />

das Potential der KI-Vision voll nutzen, ohne viel Zeit und<br />

Kosten in den Aufbau neuer Kernkompetenzen zu stecken.<br />

Spezialwissen für das Trainieren neuronaler Netze und das<br />

Programmieren eigener Anwendungen lassen sich für viele einfache<br />

KI-Workflows in den Werkzeugen verpacken. So können<br />

Benutzer ihre individuellen Anforderungen umsetzen und es ist<br />

bereits für technisch versierte Mitarbeitende möglich, die künst-<br />

40 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


Unterschiedliche<br />

Bildanalysen mit<br />

KI-Vision-Technologien<br />

und hoher Performance<br />

in wenigen Minuten<br />

umsetzbar<br />

liche Intelligenz für entsprechende Unternehmensbereiche einzusetzen,<br />

ohne dass der Aufbau eines eigenen Spezialistenteams<br />

notwendig ist. Die Software stellt jeder Benutzergruppe die für<br />

ihre jeweiligen Aufgaben und Arbeitsweisen passenden Werkzeuge<br />

zur Verfügung.<br />

ZUGÄNGLICH FÜR DIE BREITE MASSE<br />

Ein Großteil der gängigen Bildverarbeitungsanwendungen arbeitet<br />

mit relativ einfachen Abläufen. Bild aufnehmen, Bild analysieren,<br />

Prozessentscheidungen treffen, Aktion einleiten – Basisfunktionalitäten,<br />

die sich in wenigen Details unterscheiden und<br />

deshalb nicht jedes Mal neu programmiert werden müssen.<br />

Doch die Auswahl eines Deep Learning (DL) Use Cases, wie Klassifikation<br />

oder Objektdetektion, ist als Startpunkt für ein Projekt<br />

oft bereits zu abstrakt, um die weiteren notwendigen Handlungsschritte<br />

für die Datenaufnahme und Vision App Konfiguration<br />

ableiten zu können.<br />

IDS geht deshalb den Weg, die KI-Vision mit IDS NXT Inferenzkameras<br />

für die breite Masse zugänglich und einfach bedienbar zu<br />

machen. Zu diesem Zweck wird die cloudbasierte Trainingsplattform<br />

für künstliche neuronale Netze IDS NXT lighthouse um einen<br />

Anwendungsassistenten erweitert, der Vorhaben wie „Objekte<br />

zählen“ oder „Prüfstellen kontrollieren“ abfragt. Der Assistent<br />

wählt im Hintergrund die App-Basis mit dem passenden Use Case<br />

und schlägt dem Anwender die weiteren Handlungen vor. Darüber<br />

hinaus werden nützliche Hinweise, Videos oder Anleitungen angeboten.<br />

Eine derartige geführte Anwendungserstellung erinnert<br />

mehr an ein Tutorial als an klassische App-Entwicklung. Am Ende<br />

steht eine vollständig anwenderspezifische Vision App zum Download<br />

zur Verfügung, die der Anwender nur noch auf einer industriellen<br />

Kamera aktivieren und starten muss.<br />

„PUZZELN“ STATT PROGRAMMIEREN<br />

Für die Erstellung eigener, komplexer Abläufe bietet das Unternehmen<br />

auch die Möglichkeit einer visuellen Programmierung<br />

anhand eines Baukastensystems. Ein entscheidender Vorteil<br />

solcher gepuzzelten Apps ist ihre sehr dynamische Verwendung.<br />

Eine in IDS NXT lighthouse erstellte Anwendung kann<br />

nach ersten Tests in der Kamera einfach interaktiv weiter programmiert<br />

werden – direkt in der Kamera. Vision Apps können<br />

dort sogar direkt entworfen werden. Das macht diesen visuellen<br />

App-Editor zum geeigneten Werkzeug von der Test- und<br />

Erprobungsphase bis in den operativen Einsatz.<br />

AUCH FÜR HIGH-PERFORMANCE-<br />

ANWENDUNGEN GEEIGNET<br />

Für High-Performance-Bildverarbeitungsanwendung stellt IDS,<br />

mit dem Fraunhofer Spin-off Denkweit GmbH, neue Weichen für<br />

die Industrie. Benötigen Unternehmen komplexere KI-Vision Anwendungen,<br />

die über die Möglichkeiten des modular aufgebauten<br />

KI-Plattformsystems hinausgehen, erhalten sie mit Denknet<br />

die passende Ergänzung zu den IDS-Bildverarbeitungskomponenten,<br />

um neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen und<br />

wichtige Wettbewerbsvorteile zu realisieren.<br />

Mittels 15 Trainingsbildern lässt sich so eine individuelle Bildanalyse<br />

mit KI-Vision-Technologien und hoher Performance in<br />

wenigen Minuten umsetzen. Dafür werden im Hintergrund die<br />

notwendige Stabilität, Performance und die richtige Wahl der<br />

technischen Lösung automatisch umgesetzt. Das bedienfreundliche<br />

Tool ist intuitiv gestaltet und kann von jedem ohne Vorkenntnisse<br />

verwendet werden.<br />

AKZEPTANZ UND ERKLÄRBARKEIT WEITER<br />

STEIGERN<br />

Inferenzkameras mit KI-Beschleunigern sowie entsprechend anwendungsfreundliche<br />

Tools zur Umsetzung von Anwendungen<br />

mit künstlicher Intelligenz zeigen, wie effizient sich diese bereits<br />

jetzt einsetzen lässt. Auf dem Weg zu einer flächendeckenden Verbreitung<br />

sind vor allem die Hersteller gefordert, um Anwender<br />

durch benutzerfreundliche Software, integrierte Prozesse und intuitive<br />

Tools zu unterstützen. Verglichen mit den bewährten Verfahren<br />

der regelbasierten Bildverarbeitung, die am Markt weit<br />

verbreitet sind, gibt es für die KI noch viel Nachholbedarf – gerade,<br />

weil ihr Anwendungsspektrum so groß und individuell ist.<br />

Um die Akzeptanz und Erklärbarkeit weiter zu steigern, wird<br />

aktuell an Standards und Zertifizierungen gearbeitet. Bei der Prüfung,<br />

inwieweit Unternehmensprozesse durch automatisierte<br />

Verfahren optimiert werden können, stehen Nutzern die passenden<br />

Werkzeuge bereit. Letztlich fordert es aufseiten der Unternehmen<br />

noch etwas Mut, sich diesen anzunehmen, um gemeinsam<br />

mit den Herstellern die effizienteste Lösung für die eigenen<br />

Anwendungsgebiete zu identifizieren.<br />

www.ids-imaging.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

IDS Imaging Development<br />

Dimbacher Str. 10, 74182 Obersulm<br />

Telefon 07134 / 961960<br />

AUTOR<br />

Heiko Seitz, Technischer Redakteur,<br />

IDS Imaging Development Systems GmbH<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 41


WIE BILDVERARBEITUNG DIE HERSTELLUNG<br />

VON BETONFERTIGTEILEN UNTERSTÜTZT<br />

DIGITALE<br />

FORTSCHRITTE<br />

Die Betonfertigteilbranche zählt sicher nicht zu den<br />

naheliegendsten Einsatzfeldern, die man mit der<br />

Bild verarbeitung in Verbindung bringt. Dennoch gibt es<br />

auch dort interessante Lösungen auf Basis der Machine Vision-<br />

Technologie. In diesem Beitrag stellen wir Ihnen Industriekameras<br />

vor, die die Daten aus CAD-Plänen im Maßstab 1∶1 auf die Produktionsfläche projizieren<br />

und den Mitarbeitern umgehend Rückmeldung zu erkannten Abweichungen geben.<br />

Wie in den meisten Branchen herrscht auch im Bereich<br />

der Herstellung von Betonfertigteilen für Gebäude<br />

großer Fachkräftemangel sowie ein erheblicher<br />

Qualitäts- und Kostendruck. Zudem nimmt<br />

die Komplexität von Betonfertigteilen immer weiter zu, was die<br />

Unternehmen in diesem Umfeld vor anspruchsvolle Herausforderungen<br />

stellt. Digitale Hilfsmittel oder Lösungsansätze können<br />

hier Abhilfe schaffen, müssen aber besondere Voraussetzungen<br />

erfüllen: Verfügbare Plandaten aus CAD-Systemen müssen für<br />

die Mitarbeiter in Fertigteilwerken einfach und leicht interpretierbar<br />

sein. In den manuellen und oft papierbasierten Arbeitsprozessen<br />

der Branche liegt der Digitalisierungsgrad traditionell<br />

jedoch noch auf einem relativ niedrigen Niveau.<br />

Das österreichische Unternehmen Beamionic möchte diese Situation<br />

mit der Neuentwicklung Chekker nachhaltig verändern.<br />

„Erstmals erhalten Werker damit eine digitale Lösung zur Unterstützung<br />

bei handwerklichen, komplexen Tätigkeiten in einem<br />

Betonfertigteilwerk“, erläutert Hubert Fritschi, einer der Geschäftsführer<br />

des Grazer Unternehmens. „Das System besteht<br />

aus Hardwarekomponenten wie einem Hochleistungsprojektor,<br />

Industriekameras, diverser Sensorik und einem Industrie-PC. In<br />

Symbiose mit dieser Hardware sorgt eine spezielle Software dafür,<br />

dass alle erforderlichen Funktionalitäten ausgeführt werden.“<br />

NEUE WEGE IN DER DIGITALISIERUNG<br />

VON FERTIGUNGSARBEITSPLÄTZEN<br />

Eine der Hauptfunktionen des Systems besteht darin, Daten aus<br />

den CAD-Plänen wie Angaben zur Bewehrung im Maßstab 1:1<br />

auf die Produktionsfläche zu projizieren. Dabei werden die<br />

Planinhalte so zur Verfügung gestellt, dass die Werker nur diejenigen<br />

Informationen erhalten, die für die entsprechenden Arbeitsschritte<br />

gerade benötigt werden. „Diese Vorgehensweise<br />

ermöglicht es den Mitarbeitern, planbasierte Tätigkeiten auf<br />

einfache und sichere Weise Schritt für Schritt auszuführen“, so<br />

Fritschi.<br />

42 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


Das digitale System Chekker projiziert Daten aus CAD-Plänen im<br />

Maßstab 1∶1 auf die Produktionsfläche und gibt den Mitarbeitern<br />

umgehend Rückmeldung zu erkannten Abweichungen<br />

Ob die durchgeführten Arbeitsschritte zur Herstellung der Betonfertigteile<br />

richtig und plangemäß erfolgt sind, überprüft das<br />

System mit Hilfe von zwei Industriekameras, die in den Chekker-<br />

Systemen integriert sind. Sie nehmen fortlaufend Bilder der Produktionsfläche<br />

auf, die anschließend von einer speziellen Bildverarbeitungssoftware<br />

ausgewertet werden. Erkennt das System<br />

dabei Abweichungen von den vorgegebenen Plänen, so werden<br />

die Mitarbeiter umgehend über ein visuelles Signal darauf hingewiesen<br />

und können den fehlerhaften Arbeitsschritt korrigieren.<br />

Erst wenn die entsprechenden Korrekturen gemäß den Plänen<br />

umgesetzt sind, erfolgt die Freigabe für den nächsten Produktionsschritt.<br />

Klarer Vorteil dieser Vorgehensweise: Sämtliche<br />

Abweichungen werden den Werkern direkt rückgemeldet und<br />

können sofort in Ordnung gebracht werden, fehlerhafte Betonfertigteile<br />

lassen sich somit ausschließen.<br />

DIE WAHL DER PASSENDEN<br />

BILDVERARBEITUNGSKOMPONENTEN<br />

Als Partner für die im Chekker eingesetzten Bildverarbeitungskomponenten<br />

entschied sich Beamionic für die Rauscher GmbH<br />

Bildverarbeitung in Olching, erzählt Dr. Bernhard Reitinger,<br />

technischer Geschäftsführer von Beamionic: „Rauscher wurde<br />

uns von einem Kontakt empfohlen, der mit dem Unternehmen<br />

bereits positive Erfahrungen gemacht hatte. Wir haben uns seit<br />

Beginn des Projekts im Jahr 2020 verstärkt mit dem Thema Bildverarbeitung<br />

befasst und Rauscher zu diesem Zeitpunkt kontaktiert,<br />

um gemeinsam einen Lösungsansatz für unsere Idee zu<br />

entwickeln. Mit ihrer produktiven und lösungsorientierten Vorgehensweise<br />

haben uns die Spezialisten von Rauscher insbesondere<br />

bei der Auswahl der geeigneten Kameras und der passenden<br />

Objektive sehr schnell und kompetent geholfen und alle<br />

Bildverarbeitungs-basierten Fragen des Projekts beantwortet.<br />

Diese Unterstützung war für uns sehr wertvoll, um den Chekker<br />

zu einem marktreifen Produkt zu machen.“<br />

Das System besteht aus Hardwarekomponenten<br />

wie einem Hochleistungsprojektor, Industriekameras,<br />

diverser Sensorik und einem<br />

Industrie-PC. In Symbiose mit dieser Hardware<br />

sorgt eine spezielle Software dafür, dass alle<br />

erforderlichen Funktionalitäten ausgeführt<br />

werden.<br />

Hubert Fritschi, Geschäftsführer der Beamionic GmbH<br />

Kernkomponenten der Beamionic-Entwicklung sind zwei Ace2-<br />

Farbkameras von Basler, die mit ihren Sony-Sensoren der neuesten<br />

Pregius S-Generation mit 16 MP Auflösung und darauf abgestimmten<br />

Objektiven von Basler für die Aufnahme qualitativ<br />

hochwertiger Bilder sorgen. Für die Bildakquise kommt mit der<br />

Software Pylon zudem ein weiteres Basler-Produkt zum Einsatz.<br />

„Für diese Anwendung waren Kameras mit mehr als 12 Megapixel<br />

Auflösung erforderlich“, erinnert sich Rauscher-Sales Manager<br />

Andreas Huber. „Wir hatten zunächst diverse andere Kameras getestet,<br />

uns dann aber aufgrund des neueren Sensors und der höheren<br />

Auflösung für diese Ace2-Modelle entschieden, die in<br />

EMBEDDED VISION<br />

OHNE UMWEGE!<br />

Neue PCI Express Kameramodule für<br />

High-Performance Anwendungen<br />

A brand of Balluff<br />

• mvBlueNAOS Serie mit direktem<br />

Datentransfer (DMA) in den Host-Speicher<br />

• Skalierbare Bandbreite mit bis zu<br />

4 Lanes PCIe Gen 2<br />

• Plattformunabhängig: ARM, NVIDIA, x86<br />

• Standardisiertes GenICam Interface<br />

We Change Your Vision.<br />

www.matrix-vision.de


Industriekameras<br />

sorgen für die<br />

hochwertige Datenbasis<br />

zur Qualitätskontrolle<br />

der einzelnen<br />

Prozessschritte<br />

fügten Betonfertigteile räumlich dargestellt und von allen Seiten<br />

betrachtet werden“, erläutert Dr. Reitinger. „Das hilft Mitarbeitern<br />

und Kunden dabei, das räumliche Verständnis zu verbessern und<br />

eine präzise Vorstellung vom Endprodukt zu erhalten.“ Die bis<br />

dato erforderliche, mühevolle und fehleranfällige Übertragung der<br />

benötigten Informationen von Papierplänen auf den Werktisch<br />

entfällt somit und vereinfacht das Verständnis der ansonsten komplexen<br />

Pläne. Auch die Erstellung und Freigabe verifizierter Alternativvorschläge,<br />

zum Beispiel für Einbauprodukte oder -teile innerhalb<br />

einer Produktfamilie, wird auf diesem Weg intuitiver.<br />

Die zusammengefügten Betonfertigteile<br />

können räumlich dargestellt und von allen<br />

Seiten betrachtet werden. Das hilft Mitarbeitern<br />

und Kunden dabei, das räumliche<br />

Verständnis zu verbessern und eine präzise<br />

Vorstellung vom Endprodukt zu erhalten.<br />

Dr. Bernhard Reitinger, Geschäftsführer der<br />

Beamionic GmbH in Graz, Österreich<br />

Kombination mit den geeigneten Objektiven die gewünschten<br />

Ergebnisse lieferten. Aus Kundensicht war außerdem das sehr<br />

attraktive Preis-Leistungsverhältnis dieser Komponentenauswahl<br />

ein entscheidendes Kriterium.“<br />

WEIT MEHR MÖGLICH ALS DIE REINE<br />

QUALITÄTSKONTROLLE<br />

Die reine Qualitätskontrolle der ausgeführten Arbeiten ist nicht<br />

der einzige positive Aspekt der Chekker-Systeme, betont Dr. Reitinger:<br />

„Der Einsatz dieses Produkts ermöglicht darüber hinaus<br />

die automatisierte Erfassung von Zeitdaten während der Produktionsprozesse.<br />

Daraus ergibt sich die Möglichkeit, gegebenenfalls<br />

mit Hilfe von künstlicher Intelligenz, eine fundierte Datengrundlage<br />

für zukünftige Prozessoptimierungen zu schaffen. Darüber<br />

hinaus stellen Funktionalitäten wie eine polychrome Flächenprojektion<br />

und die Möglichkeit der realitätsgetreuen Abbildung<br />

von Einbauteilen sicher, bei den durchzuführenden Tätigkeiten<br />

die bestmögliche Sicherheit zu gewährleisten.“<br />

Noch einen Schritt weiter geht Beamionic mit dem Einsatz von<br />

Augmented Reality: Diese Technologie erlaubt eine optionale 3D-<br />

Visualisierung zukünftiger Bauteile auf einem Tablet oder mobilen<br />

Endgerät. Hologramme der Bauteile werden dabei als 3D-Modelle<br />

direkt mit der Realität überlagert. „So können die zusammenge-<br />

EINE ANTWORT AUF DEN FACHKRÄFTEMANGEL<br />

Aufgrund seiner Funktionen und der integrierten Bildverarbeitung<br />

ermöglicht der Chekker eine zuverlässige und wirtschaftliche<br />

Qualitätsprüfung von produzierten Betonfertigteilen. Da<br />

diese Produkte als digitaler Zwilling vorliegen, können sie im<br />

Rahmen des gesamten BIM-Lebenszyklus zudem einfach dem<br />

Datenmodell von Gesamtgebäuden hinzugefügt werden. „Das<br />

so genannte Building Information Modeling (BIM) oder auf<br />

Deutsch die Gebäudedatenmodellierung ist ein Planungs- und<br />

Steuerungskonzept, durch das der gesamte Lebenszyklus von<br />

Gebäuden mit virtuellen, digitalen Gebäudeinformationen abgewickelt<br />

werden kann“, erklärt Fritschi. „Die damit einhergehenden<br />

Möglichkeiten machen manuelle Arbeitsplätze in einem<br />

Betonfertigteilwerk effizienter und die zunehmende Komplexität<br />

mit vorhandenem Personal beherrschbar. Unser Chekker stellt<br />

in diesem Zusammenhang eine optimale Ergänzung dar, um eine<br />

Antwort auf den Fachkräftemangel zu finden und zugleich die<br />

Digitalisierung der Branche zu beflügeln. Die Bildverarbeitungstechnologie<br />

unseres Partners Rauscher hat dabei wesentlichen<br />

Anteil daran, die Qualitätskontrolle der Betonfertigteile automatisch,<br />

schnell und zuverlässig durchzuführen und der Branche<br />

so zu mehr Effizienz zu verhelfen. Papierpläne an den Arbeitsplätzen<br />

gehören damit der Vergangenheit an.“<br />

Bilder: Aufmacher + Einklinker beamionic, Kameras Basler, Porträts beamionic<br />

www.rauscher.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Rauscher GmbH Bildverarbeitung<br />

Johann-G.-Gutenberg-Str. 20, 82140 Olching<br />

Telefon 08142 / 44841-0<br />

E-Mail: info@rauscher.de<br />

AUTOR<br />

Peter Stiefenhöfer, Inhaber,<br />

PS Marcom Services, Olching<br />

44 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


KAMERA MIT 4-ZEILENSENSOR-TECHNOLOGIE<br />

JAI stellt eine neue industrielle prismenbasierte<br />

Zeilenkamera SW-4010Q-MCL<br />

vor. Diese verfügt über eine 4-Zeilensensor-Technologie,<br />

die die gleichzeitige<br />

Erfassung roter, grüner und blauer<br />

Bilddaten auf drei separaten CMOS-<br />

Sensoren ermöglicht. Ein vierter InGaAs-<br />

Sensor erfasst Bilddaten aus dem kurzwelligen Infrarotspektrum (SWIR). Jeder der drei<br />

CMOS-Zeilensensoren bietet eine Auflösung von 4.096 px, 7,5 µm große quadratische<br />

Pixel, eine Sensorbreite von 30,72 mm und eine maximale Zeilenrate von 20,6 kHz bei<br />

voller Auflösung. Der InGaAs-Zeilensensor verfügt über eine Auflösung von 1.024 px,<br />

25 µm große quadratische Pixel, eine Sensorbreite<br />

von 25,6 mm und eine Abtastrate von 39,2 kHz bei<br />

voller Auflösung. Dank JAI-Pixelskalierungsfunktion<br />

ALLES DRIN kann der Anwender die Kamera so konfigurieren,<br />

Optik, Kamera,<br />

dass alle vier Sensoren das gleiche Sichtfeld und die<br />

Beleuchtung<br />

gleiche Abtastrate (39 kHz) nutzen.<br />

und Software<br />

www.jai.com<br />

Modulare Gelenksysteme<br />

...zur Befestigung<br />

...zur Ausrichtung<br />

von Kameras & Sensoren<br />

Machine Vision<br />

100-PROZENT-BAUTEILPRÜFUNG MIT<br />

MIKROSKOPISCHER AUFLÖSUNG<br />

Der Micro.Spector, ein Inline-Mikroskop von Mabri.Vision, scannt die Oberfläche von<br />

Bauteilen vollflächig mit einer Auflösung von weniger als 1 µm und erkennt Fehler in<br />

Mikrostrukturen. Es arbeitet so schnell, dass es in Produktionslinien integriert werden<br />

und jedes einzelne Bauteil im Takt der Produktion vollflächig prüfen kann. Während die<br />

visuelle Inspektion eines einzigen<br />

miniaturisierten Bauteils mit dem<br />

Mikroskop Stunden dauern kann, prüft<br />

und bewertet dieses Mikroskop Bauteile<br />

innerhalb von wenigen Sekunden. So<br />

kann es eine automatische 100-Prozent-<br />

Prüfung durchführen. Typische Einsatzbereiche<br />

des Highspeed-Mikroskops sind<br />

Bauteile mit Abmessungen bis etwa<br />

300 × 300 mm, die Mikrostrukturen<br />

aufweisen. Nachdem die Bauteile im Takt der Produktion auf Warenträgern in die<br />

Messzelle gefahren wurden, scannt die Kamera die Oberfläche. Dabei wird der Warenträger<br />

mit bis zu 40 mm/s unter der Beleuchtungs- und Kameraeinheit bewegt.<br />

www.mabri.vision<br />

Imaging<br />

VISION SENSOR MIT ERHÖHTEM LEISTUNGSUMFANG<br />

Mit dem Update der Bediensoftware nVision-i erweitert Di-Soric das Einsatzspektrum<br />

des Vision Sensors CS-60: Es beinhaltet jetzt auch Bildkorrektur, Kalibrierung und<br />

Objektvermessung in Echtmaßen. Die integrierte Beleuchtung und vier Objektive<br />

sorgen für hochwertige Bilder. Der multifunktionale, nach Bedarf konfigurierbare<br />

Sensor löst Handling-, Montage- und Prüfaufgaben in den Bereichen Assembly<br />

und Handling, Robotics, Measurement und Testing, Packaging und Machine<br />

Tools. Die neuen Werkzeuge steigern die Bildqualität und ermöglichen<br />

Objektvermessungen in Millimetern. Mit weiteren Funktionsoptimierungen<br />

bei der Blobanalyse oder beim Pattern-Matching erreicht der Sensor das<br />

Niveau von Smart Cameras und steigert die Leistung des Gesamtsystems.<br />

Bereits in der Basisausführung verfügen Geräte über die Funktionen Lokalisieren,<br />

Erkennen und Zählen. Weitere Features wie Messen,<br />

1D-/2D-Codes erkennen und Lesen werden nach Bedarf auf<br />

den Sensor geladen.<br />

www.di-soric.com<br />

Sensorik<br />

www.dk-fixiersysteme.de


KI IN DER <strong>INDUSTRIELLE</strong>N BILDVERARBEITUNG<br />

AUCH FÜR KLEINE<br />

UNTERNEHMEN<br />

ATTRAKTIV<br />

01<br />

Bildverarbeitungssysteme können in vielen Branchen eingesetzt werden und reichen von der<br />

Qualitätskontrolle hergestellter Waren bis hin zum automatisierten Inline-Prüfsystem. Weiterentwicklungen<br />

beispielsweise durch KI ermöglichen heute weit mehr als die einfache Erkennung<br />

von Abweichungen. Wir zeigen Ihnen, wie KI-basierte Bildverarbeitungstechnologie dabei helfen<br />

kann, Fertigungsprozesse einfacher zu automatisieren – und das ohne technische Erfahrung.<br />

Ein Bildverarbeitungssystem kann eine Vielzahl von Anwendungen<br />

bewältigen: Es erkennt Fehler an Produkten, überprüft<br />

die Endmontage, zählt Teile, erfasst Maße und vieles<br />

mehr. Im Gegensatz zu manuellen Prüfungen arbeitet Bildverarbeitung<br />

rund um die Uhr mit gleichbleibender Leistung und<br />

bietet eine höhere Präzision und Geschwindigkeit. Weiterentwicklungen<br />

industrieller Bildverarbeitungssysteme ermöglichen<br />

Anwendern heute weit mehr als die einfache Erkennung nicht<br />

konformer Produkte.<br />

DEEP LEARNING FÜR ANSPRUCHSVOLLE<br />

ANWENDUNGEN<br />

Auf der Grundlage neuronaler Netze bringt Deep Learning Robotern<br />

und Maschinen bei, das zu tun, was für den Menschen<br />

selbstverständlich ist: aus Beispielen zu lernen. Die Anwendungsfälle<br />

für künstliche Intelligenz werden immer vielfältiger,<br />

wie die Sprach-, Text- und Gesichtserkennung auf Basis von<br />

Deep-Learning-Technologien zeigt. In Fertigungsprozessen erweist<br />

sich diese Technologie als relevant für Qualitätsprüfungen<br />

und andere urteilsbasierte Aufgaben. Deep Learning eignet sich<br />

besonders für komplexe Anwendungen wie die Inspektion auf<br />

unvorhersehbare kosmetische Abweichungen. Das können zum<br />

Beispiel Kratzer und Dellen auf Teilen sein, die gedreht, gebürstet<br />

oder glänzend sind. Mit Deep Learning kann das Bildverarbeitungssystem<br />

Anomalien erkennen und gleichzeitig natürliche<br />

Abweichungen tolerieren. Lösungen, die diese Technologie nutzen,<br />

können ihre Leistung kontinuierlich verbessern, wenn sie<br />

mit Hilfe neuer Texte und Bilder dazulernen.<br />

In manchen Fällen, zum Beispiel bei der qualitativen Interpretation<br />

einer komplexen Szene, ist die menschliche Sicht zwar die<br />

bessere Wahl, aber Deep Learning kann die Herausforderungen<br />

einer urteilsbasierten Inspektion effektiver bewältigen als ein<br />

menschlicher Prüfer. Auch die traditionelle industrielle Bildverarbeitung<br />

kommt hier schneller an ihre Grenzen als die menschlichen<br />

Fähigkeiten. Für das Unternehmen Schneider Electric beispielsweise<br />

hat sich die Investition in diese Technologie gelohnt.<br />

Durch die Einführung eines Bildverarbeitungssystems, das in der<br />

Lage ist, komplexe Prüfanwendungen von Lötpunkten zu automatisieren,<br />

spart das Werk in Plovdiv, Bulgarien, 40.000 Euro pro<br />

Jahr. Gleichzeitig reduziert es den Ausschuss und verbessert die<br />

Produktivität der Fertigungslinie.<br />

46 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


01 Bildverarbeitungssysteme können unter anderem die Vollständigkeit<br />

von Waren in der Pharmaindustrie überprüfen<br />

02 Kamerabasierte Scanner kombinieren Visualisierungs- und<br />

Bildanalysefunktionen und erkennen somit zuverlässige Codes<br />

EDGE LEARNING HILFT ZU RELATIV GERINGEN<br />

KOSTEN PROZESSE ZU AUTOMATISIEREN<br />

Während die erfolgreiche Umsetzung von Deep-Learning-basierten<br />

Bildverarbeitungsprojekten Planung, Wissen und spezielle<br />

Ressourcen erfordert, ist die KI-basierte Bildanalyse durch eine<br />

neue Technologie namens Edge Learning nun auch kleineren<br />

Unternehmen zugänglich. Edge Learning ist ein Unterbereich<br />

von Deep Learning, also der künstlichen Intelligenz, der es ermöglicht,<br />

Informationen direkt auf dem Gerät zu verarbeiten.<br />

Diese Technologie hat viele Vorteile. Zunächst einmal ist sie einfach<br />

in der Anwendung. Für die Einrichtung und Nutzung einer<br />

auf Edge Learning basierenden Bildverarbeitungslösung sind keine<br />

speziellen Kenntnisse über industrielle<br />

Bildverarbeitung oder KI erforderlich. Da die<br />

Algorithmen vortrainiert sind, benötigt Edge<br />

Learning weniger Zeit und nur fünf bis zehn<br />

Bilder, um zu lernen, wie man inakzeptable<br />

von akzeptablen Teilen unterscheidet. Das<br />

macht diese Technologie zu einer geeigneten<br />

Lösung für Experten und Anfänger gleichermaßen,<br />

um eine breite Palette von Anwendungen<br />

in Produktionsstätten über viele<br />

Branchen hinweg zu relativ geringen Kosten zu automatisieren.<br />

Das Unternehmen Federal Package, das Kosmetika und pharmazeutische<br />

Produkte verpackt, hat in seinem Werk Bildverarbeitungssysteme<br />

mit Edge-Learning-Technologie eingeführt.<br />

Tropfen, die nach dem Abfüllen aus den Flaschen kommen, wurden<br />

zuvor manuell erkannt. Die Qualitätskontrolle konnte mit<br />

Edge-Learning-Unterstützung auf eine Genauigkeit von 99 Prozent<br />

verbessert werden. Federal Package ist mit der Leistung der<br />

KI-gestützten Bildverarbeitung zufrieden und plant, die auf den<br />

Produktetiketten aufgedruckten Informationen mit dieser Technologie<br />

zu überprüfen. So soll die Bestandsverwaltung und<br />

Chargenkontrolle in der gesamten Lieferkette erleichtert werden.<br />

Das von der visuellen Kontrolle befreite Prüfpersonal kann dafür<br />

höherwertige Aufgaben übernehmen.<br />

TRANSPARENTE LIEFERKETTEN ALS<br />

SCHLÜSSEL ZU INDUSTRIE 4.0<br />

Die Rückverfolgbarkeit, die vor allem in der Lebensmittel- und<br />

Pharmaindustrie gefordert wird, gewinnt auch in anderen Sektoren<br />

zunehmend an Bedeutung. Sie ermöglicht es, ein Teil, ein<br />

Produkt oder eine Verpackung während des gesamten Lebenszyklus<br />

zu verfolgen, und ist somit eines der wichtigsten Themen in<br />

der gesamten Lieferkette. Um die in einem Barcode enthaltenen<br />

Informationen zu erfassen, stehen zwei verschiedene Technologien<br />

zur Verfügung: laserbasierte und kamerabasierte Barcode-<br />

Scanner. Im Gegensatz zu laserbasierten Modellen kombinieren<br />

kamerabasierte Scanner Visualisierungs- und Bildanalysefunktionen<br />

in Echtzeit für jeden Barcode. Sie arbeiten mit fortschrittlichen<br />

Dekodier-Algorithmen und Beleuchtungsoptionen und<br />

sind in der Lage, mehrere 1D- und 2D-Symbologien sowie direkt<br />

auf Teilen markierte Codes zu lesen. Kamerabasierte Scanner<br />

bewältigen zudem sogar schwierigste Codes auf anspruchsvollen<br />

ALLES DRIN<br />

Optik, Kamera,<br />

Beleuchtung<br />

und Software<br />

Oberflächen, einschließlich glänzender, reflektierender<br />

Oberflächen. Durch die Kombination<br />

dieser Technologie mit Edge-Computing-Plattformen<br />

können Unternehmen<br />

ihre Rückverfolgbarkeitsprozesse auf die<br />

nächste Stufe heben, indem sie zentralisierte,<br />

Cloud-basierte Analysen direkt neben<br />

den Produktionslinien und Logistikprozessen<br />

nutzen. Die von Barcode-Scannern in der gesamten Anlage<br />

gesammelten Daten helfen dabei, mögliche Probleme wie fehlgelesene<br />

Barcodes zu erkennen und verstehen. So lassen sich<br />

Lösungsmaßnahmen schneller ergreifen.<br />

RESSOURCENENGPÄSSE ÜBERWINDEN<br />

Um auch in Zeiten schwieriger Marktbedingungen und Wettbewerbsdrucks<br />

sowie des Personalmangels zu bestehen, ist der Einsatz<br />

von Technologien zur Automatisierung von Inspektionen<br />

und zur Rückverfolgbarkeit ein entscheidender Faktor. Eine<br />

Schlüsseltechnologie für Unternehmen jeder Art und Größe ist<br />

dabei die industrielle Bildverarbeitung, deren Anwendungsgebiete<br />

sich durch die Verwendung von KI-basierten Tools deutlich<br />

erweitert haben. Sie ermöglicht es, Fertigungs- und Logistikprozesse<br />

effizienter zu gestalten sowie die Qualität zu verbessern.<br />

Zudem können Fehler im Produktionsprozess früh erkannt und<br />

so die Verschwendung der für die Herstellung eingesetzten Ressourcen<br />

und Energie reduziert werden.<br />

Bilder: Cognex<br />

www.cognex.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Cognex Germany<br />

Emmy-Noether-Str. 11, 76131 Karlsruhe<br />

Telefon 0721 / 958-8052<br />

02<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 47


MIT INDUSTRIEKAMERAS KLEINSTE FEHLER<br />

AN DER PIPETTENSPITZE ERKENNEN<br />

AUTOMATISIERT<br />

INSPIZIEREN<br />

Sie kommen in der Medizintechnik und in Laboren weltweit zum Einsatz, um<br />

Flüssigkeiten genau dosiert abzugeben und anschließend untersuchen zu<br />

können: Pipetten. Deren Spitzen müssen sehr strenge Qualitätsanforderungen<br />

einhalten, um fehlerhaften Messergebnissen in der Medizintechnik zu<br />

vermeiden. Industriekameras ermöglichen Pipettenspitzenherstellern eine<br />

hochgenaue und dabei wirtschaftliche Inspektion von Pipettenspitzen.<br />

Die Produktion solcher Pipettenspitzen, die in der Regel<br />

aus Kunststoff bestehen, erfolgt häufig in vollautomatisierten<br />

Spritzguss-Prozessen, die rund um die Uhr ohne<br />

Pause laufen. Die Produktionsgeschwindigkeiten liegen<br />

dabei so hoch, dass eine 100%-Kontrolle aller hergestellten Teile<br />

technisch zwar machbar wäre, wirtschaftlich aber nicht zu rechtfertigen<br />

ist. Markus Urban, einer der Geschäftsführer von Ziemann<br />

& Urban aus dem bayerischen Moosinning: „Als Kompromiss haben<br />

wir daher unsere Anlagen so flexibel ausgelegt, dass sie zyklisch<br />

isolierte Messungen durchführen und je nach Kundenwunsch<br />

zum Beispiel einmal pro Stunde ein komplettes Tray<br />

hochgenau überprüfen können.“ Anwender haben dabei laut<br />

Urban die Wahl, wie sie ihr System gestaltet haben wollen: „In der<br />

Standardausführung werden die Trays mit 64 oder sogenannte<br />

QC-Trays mit bis zu 96 Pipettenspitzen manuell in die Prüfanlage<br />

eingelegt. Auf Kundenwunsch können wir das System jedoch auch<br />

als komplett automatisierte Variante realisieren, so dass die Prüfanlage<br />

fest in die Produktionslinie integriert ist.“<br />

Die Prüfobjekte weisen je nach Hersteller und Anwendungszweck<br />

eine erhebliche Varianz auf: Die Länge liegt üblicherweise<br />

zwischen 20 und 120 mm, der Durchmesser kann im Bereich von<br />

0,5 bis 2,5 mm schwanken, und bei den Farben kommen am häufigsten<br />

Transparent oder Schwarz zum Einsatz. „Der Aufwand,<br />

diese Bandbreite mit automatisierten Systemen abzudecken, ist<br />

für ein Einwegprodukt erheblich. Aufgrund des Einsatzfeldes im<br />

Medizinbereich ist er aber aus unserer Sicht absolut erforderlich,<br />

um die Inspektion dieser essenziellen Bauteile wirtschaftlich zu<br />

realisieren“, unterstreicht Urban.<br />

VERMESSUNG VON DURCHMESSERN BEI<br />

GENAUIGKEITEN KLEINER ALS 1ΜMIKROMETER<br />

Die Lösung, die Ziemann & Urban für diese anspruchsvolle Aufgabenstellung<br />

entwickelt hat, ist modular, um die unterschiedlichen<br />

Vorstellungen der Pipettenspitzenhersteller aus aller Welt<br />

abdecken zu können. Deren Anforderungen liegen bei der Vermessung<br />

von Durchmessern, Graten und Taumelkreisen zum<br />

Teil bei Genauigkeiten von kleiner als 1 μm, daher setzt das Unternehmen<br />

auf hochwertige Bildverarbeitung: Je nach Wunsch<br />

können Kunden zwischen verschiedenen Ausführungen mit<br />

zwei bis neun Kameras wählen, um die Qualitätsmerkmale zu<br />

überprüfen. Die gebräuchlichste Variante arbeitet dabei laut<br />

Urban mit sechs Kameras: „In dieser Zusammenstellung inspiziert<br />

eine Kamera die Pipettenspitzen von oben, eine von unten<br />

und vier von der Seite, wobei die untere Kamera in der Höhe verfahrbar<br />

angelegt ist, um verschiedene Pipettenlängen abdecken<br />

zu können.“ Optional können mit weiteren Kameras zudem die<br />

Messung der absoluten Länge der Pipettenspitzen sowie ihres<br />

Taumelkreises inklusive einer 3D-Berechnung als Stereosystem<br />

realisiert werden.<br />

Schon seit einigen Jahren vertraut Ziemann & Urban dabei auf<br />

Industriekameras der EXO-Serie von SVS-Vistek. „Diese Kameras<br />

verfügen für diese Anwendung über eine hervorragende Sensor-<br />

Auflösung und ein gutes Preis-Leistungsverhältnis. In Kombination<br />

mit der perfekten Gehäusegröße und der bewährten Stabilität<br />

der EXO-Kameras haben wir die optimale Wahl für unsere Prüfautomaten<br />

gefunden: Wir setzen dort Modelle mit GigE Vision-<br />

48 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


Schnittstelle, Auflösungen bis 25 MP und C-Mount-Objektivanschluss<br />

für die passenden Optiken ein.“ Darüber hinaus bietet<br />

SVS-Vistek die EXO-Kameras auch mit den Schnittstellen USB3<br />

und Camera Link, M42-, MFT-Mount und EF-Mount-Adapter sowie<br />

mit Auflösungen von 1,6 bis 31,4 MP an.<br />

VERFÜGBARE SENSOREN BIETEN SICHERHEIT<br />

UND SCHÜTZEN ENTWICKELTE DESIGN-INS<br />

Laut Senior Key Account Manager Christian Berg verfügen die<br />

eingesetzten EXO-Kameras über einige Eigenschaften, die sie für<br />

Applikationen wie diese Pipettenspitzenprüfung besonders prädestinieren:<br />

„Diese Kamera-Serie basiert auf den hochwertigen<br />

Sony Pregius S-Sensoren, die neben ihrer bekannt hohen<br />

Bildqualität ein momentan besonders wichtiges Merkmal aufweisen:<br />

Sie sind sowohl kurzfristig als auch auf lange Sicht gut<br />

verfügbar. Das gibt Anwendern im industriellen Umfeld die nötige<br />

Sicherheit und schützt entwickelte Design-Ins.“ Die robuste<br />

Bauweise und das ausgeklügelte Thermomanagement der gerade<br />

mal 50 × 50 mm großen EXO-Kameraserie tragen laut Berg ebenfalls<br />

dazu bei, dass Anwendungen mit der gewünschten Zuverlässigkeit<br />

über einen langen Zeitraum problemlos funktionieren.<br />

Die engen Toleranzen der Pipettenspitzen erfordern Auflösungen<br />

im niedrigen µm-Bereich, die nur durch den Einsatz hochwertiger<br />

telezentrischer Beleuchtungen und Optiken ohne perspektivische<br />

Verzerrung erreichbar sind. „In dieser Anwendung<br />

haben wir ein relativ kleines Sichtfeld von nur 5,8 × 5,8 mm und<br />

arbeiten mit telezentrischen Objektiven“, so Urban. „Unter Verwendung<br />

geeigneter telezentrischer Beleuchtungen konnten wir<br />

die Erkennung von Fehlergrößen bis zirka 1,7 µm realisieren und<br />

damit die Anforderungen unserer Kunden klar einhalten.“<br />

Je nach Kundenwunsch und Aufgabenstellung können die Prüfautomaten<br />

mit zwei bis neun Kameras bestückt werden<br />

FLEXIBEL DURCH EINE BEDARFSORIENTIERT<br />

SKALIERBARE AUSSTATTUNG<br />

Mit Hekuma hat Ziemann & Urban einen Vertriebs- und Automatisierungspartner<br />

mit gutem Marktzugang in die Medizin-Industrie<br />

gefunden, die von der Qualität der Pipettenspitzenprüfer des<br />

Unternehmens überzeugt sind. Hekutip QC Assistant heißen die<br />

Anlagen, die Ziemann & Urban für Hekuma produziert und die<br />

weltweit zum Einsatz kommen können.<br />

„Anwender betonen häufig die große Flexibilität unserer Anlagen,<br />

die eine bedarfsorientiert skalierbare Ausstattung zur Verarbeitung<br />

und Prüfung von Pipettenspitzen und vergleichbaren<br />

Einwegprodukten aus unterschiedlichen Produktionslinien ermöglichen“,<br />

berichtet Urban. „Dazu tragen auch die vielseitigen<br />

Kameraoptionen der EXO-Serie von SVS-Vistek bei, die wir bei<br />

der Entwicklung ganz nach Kundenwunsch integrieren können.“<br />

Dass die wichtige Rolle der Bildverarbeitung in diesen Anlagen<br />

durch Industriekameras von SVS-Vistek übernommen wird, ist<br />

dabei laut Urban kein Zufall: „Wir wählen unsere Partner sehr bewusst<br />

aus und haben bei den ersten Recherchen vor vielen Jahren<br />

mehrere Kamerahersteller intensiv unter die Lupe genommen.<br />

Die technischen Merkmale der Kameras von SVS-Vistek haben<br />

uns damals ebenso überzeugt wie die kompetente Beratung des<br />

Unternehmens. Aktuell ist zudem das Thema Lieferzeiten extrem<br />

wichtig. Hier ist SVS-Vistek durch seine hohe Fertigungstiefe<br />

weniger von Zulieferern abhängig als andere Kamerahersteller.<br />

Im Rückblick sind wir daher sehr froh über unsere vor Jahren getroffene<br />

Entscheidung bezüglich unseres Kameralieferanten.“<br />

Bilder: Aufmacher und Porträt SVS-Vistek; Bild rechts oben Ziemann & Urban<br />

www.svs-vistek.com<br />

Die eingesetzten EXO-Kameras sind mit ihren<br />

hochwertigen Sony Pregius S-Sensoren, ihrer<br />

hohen Bildqualität und ihrer Robustheit für<br />

Applikationen wie die Pipettenspitzenprüfung<br />

bei Ziemann & Urban besonders prädestiniert.<br />

Christian Berg, Senior Key Account Manager,<br />

SVS-Vistek<br />

UNTERNEHMEN<br />

SVS-Vistek GmbH<br />

Ferdinand-Porsche-Str. 3<br />

82205 Gilching<br />

Telefon 08105 / 3987-60<br />

E-Mail: info@svs-vistek.com<br />

AUTOR<br />

Peter Stiefenhöfer, Inhaber,<br />

PS Marcom Services, Olching<br />

www.industrielle-automation.net <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 49


HIGH-SPEED-KAMERA FÜR<br />

VIELSEITIGE PRÄZISIONSANALYSEN<br />

Moderne Ultra Highspeed-Kameras leisten<br />

Herausragendes. Lesen Sie, was heute in der<br />

Forschung, Entwicklung, Automatisierung und<br />

Qualitätssicherung möglich ist. Dazu zählt die<br />

Analyse von blitz schnellen Ereignissen wie die<br />

Flügelbewegung von Insekten.<br />

Hochgeschwindigkeitskameras bieten heute Möglichkeiten<br />

der Bildaufnahme und Anlayse von Ereignissen unterschiedlichster<br />

Art, die vor einiger Zeit noch unerreichbar<br />

schienen. Dabei sind Videoaufnahmen in Zeitlupe,<br />

wie die des Taubenschwänzchens im Schwirrflug nahezu<br />

spektakulär. Eine, die in dieser Liga mitspielen kann, ist die neue<br />

Ultra Highspeed-Kamera Phantom T4040, die mit 4,2 MP Bildauflösung<br />

sporadische Ereignisse im Bereich von Millisekunden<br />

vollständig erfasst. Möglich ist damit beispielsweise die Erfassung<br />

der Größe und Geschwindigkeit von Aerosol-Tröpfchen.<br />

DIE TECHNIK DAHINTER<br />

Das Unternehmen High Speed Vision verfügt über langjährige Erfahrung<br />

in der Entwicklung, Beratung und Marketing von professionellen<br />

High Speed Kameras und Software. Dazu zählt auch die<br />

neue Phantom. Wir geben einen Einblick in die Technik und in<br />

neue Anwendungsfelder. Der für den Kamerahersteller Vision<br />

Research entwickelte rückseitig beleuchtete 12-bit CMOS-Bildsensor<br />

steigert laut High Speed Vision die Effizienz des einzelnen<br />

Bildpixels. Dies ermöglicht eine hohe Bildqualität und erhöht<br />

den Datendurchsatz auf bis zu 40 GP/s. Bei einer maximalen<br />

Bildauflösung von 2560 × 1664 px werden 9.350 Bilder/s erreicht,<br />

bei reduzierter Bildauflösung sind bis zu 444.000 fps möglich. Die<br />

hohe Quanteneffizienz des einzelnen Pixels von über 90 Prozent<br />

stellt sicher, dass der Sensor auch bei schlechten Lichtverhältnissen<br />

Bilder hoher Qualität liefert, und das Signal-Rausch-Verhältnis<br />

deutlich minimiert. Dies reduziert aufwendige Beleuchtung<br />

und ermöglicht auch den Einsatz bei normalem Tageslicht. Die<br />

BSI-Technologie erschließt eine Lichtempfindlichkeit ISO für<br />

Mono von 12.500 bis 64.000, Color 3.200 bis 16.000. Eine weitere<br />

Steigerung ermöglicht der Binned Mode. Standardmäßig bietet<br />

die Kamera Belichtungszeiten von minimal 1 µs, und 250 ns in<br />

der Fast-Option.<br />

NEUE ANWENDUNGSFELDER UND MÄRKTE<br />

Die 4,2 MP Bildauflösung erschließt viele neue Anwendungsfelder<br />

in allen Branchen, bei denen die untersuchten Motive einen<br />

hohen Detailgrad erfordern zum Beispiel auch Objekte, die sich<br />

schnell über ein größeres Aufnahmefeld bewegen. Die höhere digitale<br />

Bildkorrelation – präzise Wiedergabe der Form, Größe und<br />

Position der Partikel – profitiert von der gesteigerten Auflösung.<br />

Der Anwender kann extreme Zeitdehnung in Kombination mit<br />

detaillierten Objektdaten über ein großes Aufnahmefeld für viele<br />

unterschiedliche objektive Analysen sammeln. Bei kleinen Aufnahmefeldern<br />

von wenigen Quadratzentimetern ermöglicht dies<br />

eine genaue Erfassung kleinster Partikel mit Bewegungsdifferenzen<br />

im Bereich von 0,001 mm. Die Bandbreite der Anwendungen<br />

reicht von detaillierten biomechanischen Untersuchungen der<br />

Flügelbewegung von Insekten bis hin zur qualifizierten High-<br />

Tech-Welt der Mikrochip-Entwicklung und -Fertigung.<br />

Die Kamera ist mit umfangreichem Zubehör und zahlreichen<br />

Funktionen wie externer und interner Trigger für das exakte Erfassen<br />

von sporadischen Ereignissen ausgestattet. Die 10 Gbit<br />

Ethernet Schnittstelle ermöglicht einen schnellen Download aus<br />

dem integrierten Speicher. Die im Lieferumfang enthaltene neue<br />

Version 3.8 der PCC-Steuersoftware bietet viele parametrierbare<br />

Videofunktionen. Integriert sind weitere wichtige Messfunktionen<br />

von Zeit, Position, Distanz, Geschwindigkeit und andere.<br />

Bild: Hintergrund manfredxy – stock.adobe.com, Kamera High Speed Vision<br />

www.hsvision.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

High Speed Vision GmbH<br />

Pforzheimer Straße 128a, 76275 Ettlingen<br />

50 <strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong> <strong>2023</strong>/05 www.industrielle-automation.net


THERMOGRAFISCHE INSPEKTION<br />

LEICHT(ER) GEMACHT<br />

Teledyne Flir stellt die Flir E8 Pro für thermografische<br />

Inspektionen vor. Das Gerät verfügt über einen größeren<br />

3,5“-Touchscreen, eine verbesserte Bildschirmauflösung<br />

von 640 × 480 Pixeln und Cloud-Konnektivität. Flir E8 Pro<br />

bietet scharfe Details im Infrarot- und im sichtbaren<br />

Bereich. Das patentierte Multi-Spectral Dynamic Imaging<br />

(MSX) von Flir kombiniert eine 5 MP-Digitalkamera mit<br />

einer leistungsstarken Wärmebildkamera. Über den Touchscreen kann der<br />

Anwender Aufnahmen über WLAN freigeben, inklusive Anmerkungen auf<br />

dem Bildschirm. Die Bilder lassen sich dann direkt in die Flir Ignite Cloud<br />

hochladen. „Im Rahmen wirksamer Programme für die vorausschauende<br />

Wartung und Zustandsüberwachung brauchen Inspektoren, die die Thermographie<br />

verwenden, benutzerfreundliche tragbare Wärmebildkameras mit<br />

Verbindung zur Cloud, um Probleme<br />

schnell zu lokalisieren und diese Daten<br />

für weitere Analysen mühelos an<br />

ALLES DRIN Kollegen und Kunden weiterzugeben“, so<br />

Optik, Kamera,<br />

Rob Milner, Global Business Develop-<br />

Beleuchtung<br />

ment Director.<br />

und Software<br />

www.teledyneflir.com<br />

KAMERABASIERTES SCHUTZSYSTEM FÜR DYNAMISCHES<br />

MUTING AN ABKANTPRESSEN<br />

Pilz bietet für das kamerabasierte Schutzsystem PSENvip 2 zur Absicherung<br />

von Abkantpressen einen neuen, zertifizierten Funktionsbaustein für das<br />

dynamische Muting an. Mit diesem lässt sich das Muting-Verfahren an<br />

Abkantpressen bzw. Gesenkbiegepressen nun wesentlich einfacher konfigurieren<br />

und umsetzen. SENvip 2 beschleunigt damit die Inbetriebnahmen<br />

solcher Pressen und ermöglicht produktivere und zugleich sichere Prozesse<br />

im Bereich Umformtechnik. Das kamerabasierte Schutzsystem PSENvip 2<br />

bietet als Komplettlösung im Automatisierungssystem PSS 4000 gemäß<br />

EN ISO 12622 höchste Sicherheit für Gesenkbiegepressen<br />

und eignet sich sowohl für<br />

Neumaschinen als auch für ein Retrofit. Mehr<br />

zu den Leistungsmerkmalen des Lösungspakets<br />

von Pilz und wie Sie maximale Produktivität<br />

bei einfacher Handhabung sowie einen<br />

effizienten Abkantprozess realisieren,<br />

erfahren Sie über die Website des Anbieters.<br />

www.pilz.com<br />

OPTIKKONFIGURATOR ERWEITERT<br />

Excelitas Technologies stellt MachVis 5.4 vor, eine neue und um zahlreiche<br />

Inhalte erweiterte Version seiner Software zur Auswahl und Konfiguration<br />

von Objektiven und optomechanischen Bildverarbeitungssystemen. Bei der<br />

neuen Version sind jetzt alle wissenschaftlichen Kameras von PCO, Produktneuheiten<br />

wie das Industrieobjektiv Linos d.fine HR-M sowie verschiedene<br />

Fokussier- und Montageelemente integriert. Die kostenlose Software<br />

berechnet anhand Objektgröße, Arbeitsabstand, Sensorgröße und Kameraanschluss<br />

die optischen Parameter, schlägt passende Objektive und Zubehör<br />

vor und generiert Unterlagen für Optikentwicklung und Einkauf. Excelitas<br />

hat zudem die Bedienung vereinfacht und die der Auswahl zugrundeliegenden<br />

Algorithmen überarbeitet.<br />

www.excelitas.com<br />

Endless new<br />

Possibilities<br />

FXO series<br />

up to<br />

671<br />

fps<br />

Outstanding image quality and the latest<br />

interfaces in a small housing<br />

> CXP-12, with 1 or 2 Connections delivers low latency and<br />

High-Speed<br />

> 10GigE for economical bandwidth and easy integration<br />

> Integrated 4-channel I/O Controller<br />

> LUT, Binning, ROI<br />

> -10°C to 60°C operating temperature<br />

> Also available with UV image sensor, spectral sensitivity<br />

from 200 to 800 nm, or SWIR Image Sensor from 400 to 1700nm.<br />

Inspect with<br />

High-Speed<br />

EoSens ® series<br />

up to<br />

21.0<br />

MP<br />

up to<br />

24.6<br />

MP<br />

up to<br />

13,819<br />

fps<br />

EoSens ® 10 and EoSens ® 21 with up to<br />

13,819 fps or up to 21 MP Resolution<br />

> Scalable CXP-12 Interface with 1, 2 or 4<br />

connections<br />

> High sensitivity and excellent image quality<br />

> Precise triggering<br />

> FPN Correction<br />

+49 8105 3987-60<br />

info@svs-vistek.com<br />

www.svs-vistek.com<br />

1 connection<br />

2 connections<br />

50 mm<br />

4 connections<br />

CAMERA<br />

HOUSING<br />

50 mm<br />

SVS-Vistek GmbH<br />

Ferdinand-Porsche-Str. 3<br />

82205 Gilching<br />

Germany


—<br />

Gemeinsam die<br />

Energieeffizienz erhöhen<br />

Um den Klimawandel zu bekämpfen, müssen wir Energie effizienter nutzen. Das hat<br />

Vorteile, die weit über den Klimaschutz hinausgehen. Energieeffizienz trägt zu sauberer<br />

Luft und sauberem Wasser, aber auch zu einer besseren Gesundheit der Bevölkerung<br />

und zu wirtschaftlicher Entwicklung und Wachstum bei. So halten wir die Welt in Bewegung<br />

und sparen dabei jeden Tag Strom. Machen Sie mit und lassen Sie uns gemeinsam<br />

die Energieeffizienz erhöhen.<br />

energyefficiencymovement.com/de/

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