INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2023
INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2023
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 />
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Sonderteil IndustrialVISION –<br />
Kameras, Software, Objektive & Co.<br />
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Carmen Nawrath<br />
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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 />
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Lösung zahlreicher Messaufgaben<br />
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Eine inspirierende Lektüre<br />
wünscht Ihnen<br />
NEU<br />
Vanessa Sendrowski<br />
Redakteurin<br />
<strong>INDUSTRIELLE</strong> <strong>AUTOMATION</strong><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 />
Anzeigenpreisliste <strong>2023</strong>, gültig ab 01.10.2022<br />
LESERSERVICE<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 />
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Telefon 07621 / 975-01<br />
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Tim Schrodt,<br />
Industriemanager Lebensmittel,<br />
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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 />
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Keller Druckmesstechnik AG<br />
St. Gallerstrasse 119 , CH-8404 Winterthur<br />
Telefon +4152 / 235 25 25<br />
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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
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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 />
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Datentransfer (DMA) in den Host-Speicher<br />
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4 Lanes PCIe Gen 2<br />
• Plattformunabhängig: ARM, NVIDIA, x86<br />
• Standardisiertes GenICam Interface<br />
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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 />
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Cognex Germany<br />
Emmy-Noether-Str. 11, 76131 Karlsruhe<br />
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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/