Sensoren, industrielle Robotik

Trend

Die Rolle des Sensors in der Entwicklung der Robotertechnik

Erfahren Sie, wie Sensoren die Entwicklung der Roboterautomatisierung vorantreiben helfen.

Einst betrachtete man die Robotik eher als Science Fiction, nicht als Realität.  Diese Ansicht ist dabei, sich zu ändern. Heute spielen Roboter zunehmend eine Rolle in unserem Alltag. Sie düsen durch unsere Wohnungen, um Staub zu saugen, helfen Chirurgen dabei, Operationen mit noch mehr Präzision durchzuführen, schnüffeln verdächtige Pakete für die Strafverfolgung aus und erledigen in der Fabrik alle Arten von Aufgaben für Unternehmen der Automobilbranche, der Elektronikbranche und der industriellen Fertigung.

Herkömmliche Industrieroboter, Logistikroboter, kollaborative Roboter – alle haben ihre Aufgabe, genau wie die Entwickler von Robotern und Konstrukteure. Sie brauchen Lösungen, die eine akkurate, sichere und kostengünstige Bedienung ermöglichen. Mit dem Trend in Richtung „Industrie 4.0” ist der Einsatz von Roboter-, Automatisierungs- und Steuerungssystemen auf der Fabrikfläche alltäglich geworden, da sie den Herstellern ermöglichen, Effizienz, Produktivität und Wirtschaftlichkeit zu steigern. Die Begriffe „Industrie 4.0” oder „intelligente Fabrik ” wurden definiert als die Vermischung von traditionellen Fertigungs- und Industriepraktiken mit der technologischen Welt. Ungeachtet des Namens sorgt dieser Trend für eine komplette Revolution in Fabriken und Fertigung. 

Orangefarbene Leiste

Vier Schlüsseltrends in der digitalen Transformation

Laut einem Artikel im Forbes Magazine gibt es „vier Schlüsseltrends in der digitalen Transformation”, denen die Hersteller große Aufmerksamkeit schenken sollten:  

 

  • Vernetzte Verbraucher, maßgeschneiderte Ergebnisse: Die Kombination aus der Effizienz von Massenanfertigungen und einem wirklich einzigartigen Produkt.
  • Vernetzte Mitarbeiter: Befähigt durch die Informationen, die sie am meisten benötigen.
  • Optimierte Fertigung: Erkenntnisse aus Echtzeitdaten nutzen.
  • Transformierte Produkte: Produktionsmaschinen, die Ausfall- und Wartungsanforderungen voraussagen können, und das alles dank vermehrter Analysen und Daten.

 

Diese vier Trends beruhen alle auf einer wichtigen Basistechnologie: der Sensorik. Bei TE Connectivity (TE) sind wir überzeugt davon, dass mit dem fortschreitenden Bedarf an industrieller Roboterautomatisierung die Sensortechnologie auch in Zukunft die Grundlage für die Datenerfassung sein wird, die dazu beitragen wird, Fertigungshallen in vernetzte, kostengünstige und zuverlässige Anlagen der Zukunft umzuwandeln.

 

TE ist bereit für die Zukunft der Robotik. Wir verstehen, dass die größere Flexibilität und Präzision, die Robotersysteme benötigen, mehr Flexibilität und noch zuverlässigere Konnektivitätslösungen erfordern.  Vom Automobil- und Flugzeugbau über die Pharmaindustrie bis hin zur Logistik und Metallverarbeitung – die neueste Generation von Industrierobotern kann noch komplexere Aufgaben bewältigen. 

 

In diesen Roboterumgebungen können Verbindungen nicht fehlschlagen.  TE bietet zahlreiche Kraft-, Temperatur-, Druck- und Positionssensoren an, die hochgenaue Messungen für eine präzise Bewegungskontrolle und eine akkurate Überwachung von Systemkomponenten zur vorbeugenden Wartung liefern. TE kann Ihnen dabei helfen, die Herausforderungen zu meistern, vor denen Ihre Konstrukteure stehen.

Sensoren für die intelligente Fabrik

Industrielles Internet der Dinge in der intelligenten Fabrik

TE Sensoren sind das Rückgrat des wachsenden industriellen Internets der Dinge, das Tausende von Anwendungen in Hunderten von Branchen bedient. In unserem virtuellen Rundgang durch die angeschlossene Fabrik können Sie sich anschauen, wie das aussieht.

Orangefarbene Leiste

Die Herausforderung: Genauigkeit und Präzision

Während sich die Revolution der Robotik durchsetzt, stellen die meisten Hersteller fest, dass sie genaue und präzise Sensorelemente in Roboterausrüstungen bauen müssen, damit sie ihnen bei der Bewältigung der Herausforderungen des Fabrikwesens helfen. Beispielsweise müssen Sensorsysteme bei kollaborativen Anwendungen nicht nur erkennen, ob ein Mensch in der Nähe ist, sondern auch eine mögliche Kollision zwischen dem Roboter und den Arbeitern in der Nähe verhindern. Ausgeklügelte Sensortechnologien sind eine Kernanforderung, doch die Erfüllung dieser Designanforderungen ist nicht einfach. Die meisten Umgebungen erfordern variable Erfassungsbereiche und Auflösungen, und Fabrikbodenumgebungen können schmutzig, hart und gnadenlos sein, was es schwierig macht, zwischen Menschen und anderen Robotern zu unterscheiden, die in der gleichen Umgebung arbeiten.

Sensor-Highlights

Temperaturmesstechnologie

Kompakte, diskrete NTC-Thermistor-Sensoren mit negativem Temperaturkoeffizient bieten hochpräzise Messungen und hervorragende Langzeitstabilität zum Überwachen der Oberflächentemperatur von Industrieanlagen. Diese NTC-Sensortechnologie verwendet die Widerstandseigenschaften von Keramik‑Metall-Verbundstoffen zur Temperaturmessung. Darüber hinaus sind digitale Temperatursensoren so konzipiert, dass sie hochpräzise sind und Robotersteuerung und Temperaturoptimierung bieten, wo Platzbeschränkungen bestehen. Bei Hochtemperaturprozessen, bei denen die Temperatur in einer Entfernung überwacht werden muss, bietet die Integration von Thermopile-Infrarot-Sensoren (IR) eine berührungslose Temperaturmessung.   

Anisotrope magnetoresistive Technologie

Dank der anisotropen magnetoresistiven Technologie (AMR) und verschiedenen Formfaktoren ermöglicht der KMXP-Positionssensor auch bei hohen Temperaturen in rauen Umgebungen eine hervorragende Präzision sowie zuverlässige und genaue Messungen. Diese Sensoren spielen eine zunehmend wichtige Rolle in zahlreichen industriellen Roboteranwendungen.  Für anspruchsvolle Anwendungen in rauen Umgebungen werden Sensoren benötigt, die auch dann gute Leistung erbringen, wenn sie Öl, Schmutz und Staub ausgesetzt sind. Diese Sensoren werden in zwei verschiedenen DFN-Paketen für mehrfache Orientierungsoptionen angeboten und die Pakete können einfach in fast jeden automatisierten Montageprozess integriert werden.

Orangefarbene Leiste

Herausforderung: Sicheres Arbeiten in Roboteranlagen

Sicherheit hat für Entwickler von Roboterautomatisierungen oberste Priorität. Da Industrieroboter am Arbeitsplatz viele neue Sicherheitsrisiken verursachen können, wird der „Do-No-Harm”-Ansatz umso wichtiger, je mehr diese Roboter für schweres Heben an Montagebändern in der Automobilindustrie und an anderen Orten industrieller Fertigungen eingesetzt werden. Rund um die Robotersicherheit gelten strenge Vorschriften und drohen hohe Sanktionen. Darauf müssen sich die Hersteller vorbereiten, bevor sie Roboter installieren, um die Einhaltung der Vorschriften zu gewährleisten und eine sichere Umgebung für die Arbeitnehmer zu schaffen. Um die Sicherheit der Mitarbeiter zu garantieren, muss das Fertigungspersonal außerdem geschult werden. Wenn Roboterausrüstung implementiert wird, sind die Arbeiter gezwungen, sich ein neues Maß an Fachkompetenz anzueignen. Viele müssen mit der Funktionsweise der neuen Geräte vertraut gemacht werden, während andere Mitarbeiter, die über die entsprechenden Zertifizierungen, Ausbildungen und Erfahrungen mit Robotern verfügen, neu eingestellt werden müssen.

Sensor-Highlights

Piezoresistive Wägezellentechnologie

Ähnlich wie eine digitale Waage das Gewicht messen kann, können piezoresistive Wägezellen Kraft basierend auf der Last messen, die auf den Sensor angewendet wird. Innerhalb einer Werksumgebung können diese Sensoren in Werksfußmatten integriert werden, um zu erkennen, ob sich ein Mensch in der Nähe gefährlicher Fabrikgeräte befindet, und Verletzungen zu verhindern.

 

Wägezellen werden auch in einigen Transfergeräten verwendet, um einen sicheren Transfer von Komponenten und Baugruppen durch das Werk zu gewährleisten. In diesem Fall wären Wägezellen in der Lage, das Gewicht der Last zu bestimmen und einen Fehlerzustand oder eine Fehlerbedingung auszulösen, falls die Last zu schwer oder unausgewogen wäre.

 

Kompakte Druckkraft-Messzelle FX29

Die FX29 ist eine kompakte Druckkraft-Messzelle mit hervorragendem Preis-Leistungs-Verhältnis in einem robusten Sensorgehäuse mit Millivolt-Ausgangssignal oder mit analogem oder digitalem Ausgangssignal.

  1. Kraftmesszelle FX29 (Englisch)

Die FX29 von TE Connectivity (TE) ist eine kompakte Druckkraft-Messzelle mit hervorragendem Preis-Leistungs-Verhältnis in einem robusten Sensorgehäuse mit Millivolt-Ausgangssignal oder mit analogem oder digitalem Ausgangssignal. Schauen Sie sich dieses Video an, um mehr zu erfahren.

Orangefarbene Leiste

Herausforderung: Umstieg auf eine IoT-fähige digitale Infrastruktur

Das industrielle Internet der Dinge (IIoT) bietet ein enormes Produktivitätspotenzial für Hersteller, aber die wahren Vorteile können schwer zu realisieren sein. Industrierobotik fördert von Natur aus die Konnektivität und erweist sich als guter Ausgangspunkt für umfassendere IIoT-Initiativen – sie wird auch zunehmend von Grund auf integriert. TE hat beobachtet, dass Unternehmen sich langsam der Bedeutung von Sensoren bewusst werden und erkennen, wie sie den Ansatz für IIoT-Anwendungen ändern – insbesondere, da Unternehmen die Vorteile der Zusammenlegung traditioneller Betriebsbereiche mit der Informationstechnologie sehen. Viele glauben, dass IIoT das Potenzial hat, die Effizienz zu verbessern und die Produktivität zu steigern. So glauben Branchenanalysten, dass die Kombination aus künstlicher Intelligenz (KI), maschinellem Lernen und kontextuell reichen Echtzeit-Datenströmen, die von IIoT-Sensoren und -Netzwerken bereitgestellt werden, IIoT-Geschäftsszenarien im Jahr 2019 und darüber hinaus deutlich mehr Durchschlagskraft verleihen wird.

Im Zuge der Entwicklung des industriellen Internets der Dinge für die intelligente Fabrik werden immer mehr auf Daten erforderlich – bereitgestellt von Sensoren von TE Connectivity. Einige der größten Fertigungsunternehmen der Welt haben bereits damit begonnen, industrielle Roboter mit IIoT in Produktionsstandorte weltweit zu integrieren und damit ihre Produktivität zu steigern sowie unvorhergesehene Ausfallzeiten durch vorausschauende Wartungssensortechnologien zu reduzieren. Das spart Zeit und Geld. Einige große Automobilhersteller nutzen Tausende von vernetzten Robotern in ihren Fabriken, um Echtzeitdaten über die Roboterleistung zu sammeln. Die angeschlossene Sensortechnologie ermöglicht es ihnen, zu sehen, wann ein Roboter gewartet werden muss, und Leistungsprobleme proaktiv anzugehen, bevor sich das gesamte Montageband abschaltet. In Zukunft werden sie in der Lage sein, die Genauigkeit und Wiederholbarkeit von Robotern in Echtzeit zu überwachen und anzupassen, um die Produktqualität zu verbessern. Die Automobilindustrie ist nicht der einzige frühe Anwender dieses Ansatzes, da die vernetzte Robotertechnologie auch in anderen industriellen Anwendungen wie Industriedruck und Verpackung sowie im medizinischen Bereich, in Lebensmitteldienstleistungen und in der Strafverfolgung wertvoll sein kann.

 

Im Allgemeinen befinden wir uns in den frühen Stadien der vernetzten Robotertechnologie, aber der Wunsch nach mehr Konnektivität besteht. Während sich diese Technologie weiterentwickelt, glauben wir, dass sich diese Systeme in ein prozessnahes adaptives Werkzeug verwandeln werden, das es den Robotern ermöglicht, ihre eigene Leistung zu überwachen und automatisch anzupassen, um maximale Produktivität zu erzielen. Für viele Einrichtungen kommt es einfach darauf an, die Investition zum richtigen Zeitpunkt zu tätigen. Beispielsweise ermöglicht die Kommerzialisierung von Sensoren mit höherer Leistung IIoT in größerem Umfang.  Sensoren, die traditionell Tausende von Dollar kosten, sind jetzt erschwinglicher und kompakter, um eine intelligentere Fabrik zu ermöglichen.  Die Investition wird im Vorfeld mit Fortschritten in der Sensorik, der digitalen Kompensation und Signalkonditionierung sowie der drahtlosen Signalübertragung immer weniger belastend.

 

Und während die meisten das Produktivitätsversprechen darin sehen, betrachten Technik- und Netzwerkmitarbeiter diese Investition aus Sicht der Netzwerksicherheit immer noch als Risiko. Kleinere Proof-of-Concepts (POCs) können entscheidend sein, um Unternehmen eine bessere Möglichkeit zu geben, die damit verbundenen Kosteneinsparungsvorteile und den ROI zu berechnen, dem die erhöhte Effizienz und Produktivität zu Gute kommt. 

 

Sensor-Highlights

Drucksensortechnik

Die Druckmessumformer von TE eignen sich für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen, darunter einige, die an explosionsgefährdeten Orten eingesetzt werden können und über eine Reihe von Produkten mit globalen Zertifizierungen verfügen. Zusätzlich bieten unsere Drucksensoren für die Leiterplattenmontage und unsere medienisolierten Drucksensoren analoge oder digitale Ausgangssignale für eingebettete Designs und OEM-Anwendungen.

IoT-Starttechnologie

Um Unternehmen bei der Implementierung kleinerer POC-Ansätze zu unterstützen, hat TE, wie oben erwähnt, ein Produkt entwickelt, das Herstellern die Möglichkeit gibt, die damit verbundenen Kosteneinsparungen und den ROI zu berechnen, dem die höhere Effizienz und Produktivität zu Gute kommt. Das IoT Start-Toolkit bietet eine komplett erarbeitete Lösung, die Sensorelemente, Elektronik, eine Kommunikationsschnittstelle und drahtlose Funktionen umfasst, die alle in einem benutzerfreundlichen Modul enthalten sind. Genauer gesagt ermöglicht dieses vernetzte Gerät Experimente in Anwendungen des industriellen Internets der Dinge, um das Testen und Auswerten von vernetzten Systemen zu ermöglichen.

 

Dieses innovative Toolkit kann Ingenieuren dabei helfen, mit der Entwicklung von IoT-Anwendungen zu beginnen, und sie dazu befähigen, rasch Daten zu extrahieren und in Echtzeit Erfolge zu erzielen.

 

Kompakter Druckmessumformer M3200 für die Industrie

Der kompakte Druckmessumformer für die Industrie der M3200 Serie mit analogem oder digitalem Ausgang eignet sich zur Messung des Flüssigkeits- oder Gasdrucks, selbst bei schwierigen Medien wie kontaminiertem Wasser, Dampf und leicht korrosiven Flüssigkeiten.

  1. Webinar zum Drucksensor M3200 (Englisch)

Erfahren Sie mehr über den Druckmessumformer M3200 und seine analogen und digitalen Signaloptionen.

Orangefarbene Leiste

Schlussfolgerung

Werden Sie mit der Weiterentwicklung der Robotiklösungen für den IIoT-Markt bereit sein? TE Connectivity bietet Lösungen, mit denen Sie die benötigten Daten mit präzisen Echtzeitmessungen von Druck, Feuchtigkeit, Kraft, Vibration, Temperatur, Position und anderen Faktoren erhalten können – Vorteile, die die Effizienz, Produktivität und Produktqualität in der Fabrikumgebung erhöhen.  TE Sensoren sind das Rückgrat der wachsenden Industrie des industriellen Internets der Dinge, das Tausende von Anwendungen mit Hunderten von Funktionen und Einsatzmöglichkeiten bietet.

 

Das breite Sensor-Portfolio und die umfassende Engineering-Erfahrung von TE ermöglichen es Ingenieuren, ihre IoT-Anwendungen weiterzuentwickeln und kontinuierlich zu innovieren, was letztlich dazu beiträgt, dass Unternehmen gedeihen, Gemeinschaften enger werden und Menschen sich vernetzen.

Sensoranwendungen in der Industrie

TE Connectivity (TE) fertigt innovative Industriesensoren, mit denen Kunden ihre Konzepte in intelligente, vernetzte Systeme umsetzen können.

Orangefarbene Leiste