Produktion

Unsere Industrielösungen für die Produktion.

Industrielösungen für die Produktion

Taktile Nahdistanzsensorik

Industrielösungen für die Produktion

Die Entwicklung von Anwendungen für Industrie 4.0, Smart Health, Smart Security und Automotive ist geprägt von einem zunehmenden Einsatz intelligenter interaktiver Systeme. Die sichere sensorische Informationsgewinnung und der Informationsaustausch von Objekten und Oberflächen im Nahdistanz- und Kontaktbereich sind dabei essentiell. Applikationsfelder wie das feinfühlige und präzise Greifen, Handhaben, Orientieren und Positionieren von Objekten in der Robotik, eine erweiterte menschliche Sinneswahrnehmung (Augmented Reality, künstliche Haut) sowie eine 3D-Umgebungserfassung (tiefenaufgelöste Gestenerfassung, kontaktlose Schalter) bedürfen einer hohen Informationsdichte in Echtzeit mit energieeffizienten KI-gestützten Sensornetzwerken.

Den am Markt verfügbaren optischen und kapazitiven Verfahren fehlt die räumlich-kontinuierliche und präzise Erfassung der Umgebung sowie ein kombinierter Taktilmodus. Das Fraunhofer IPMS verfolgt ein multimodales Sensorkonzept für die ultraschallbasierte taktile Nahdistanzüberwachung. Die entwickelte Sensorplattform ermöglicht erstmals die Integration von Taktil- und Proximitysensoren auf einem Chipmodul und bieten somit eine erhöhte Informationsdichte. Die CMOS-kompatiblen kapazitiven mikromechanischen Ultraschallwandler (CMUT) in Kombination mit einer integrierbaren Elektronik bilden die Grundlage kostengünstige und energieeffiziente multimodale Sensoren auf kleinem Bauraum mit hoher Sensitivität und integrierter Signalverarbeitung dem Markt zugänglich zu machen.

RFID-Sensorik für mehr Sicherheit im Schaltschrank

Industrielösungen für die Produktion

Schaltanlagen sind das Herz vieler Industrieunternehmen. Nirgends sonst beginnen und enden mehr Kabelstrecken als in Schaltschränken. Umso mehr Schaden kann es anrichten, wenn die Anlagen ausfallen und zu Stillstand ganzer Produktionsstraßen führen. Unentdeckte Überlastungen, mangelhafte Kühlung oder unsachgemäße Elektroinstallation können zu Effekten wie Störlichtbogen und in schlimmster Konsequenz zur Brandentwicklung führen. Üblicherweise werden regelmäßig thermografische Untersuchungen mit Infrarotkameras durchgeführt, um solchen Thermo-HotSpots im Schaltschrank auf die Spur zu kommen, eine kontinuierliche Temperaturüberwachung ist damit allerdings nicht möglich. Zudem ist die Untersuchung aus Sicherheitsgründen häufig mit dem Abschalten der Anlagen verbunden. RFID-Sensorik ermöglicht die unterbrechungsfreie, drahtlose und wartungsfreie Überwachung an allen Stellen im Schaltschrank. Schraubverbindungen und andere Stellen im Schaltschrank können thermisch überwacht werden. Auch die Anbindung von Feuchtesensoren und anderer Messgrößen kann so realisiert werden.

Unsere Leistungen:

  • Systemkonzepterstellung
  • Modul- und Systementwicklung
  • RFID-Sensor-Tag Entwicklung
  • Antennenoptimierung
  • Systemintegration & -optimierung
  • Cloudintegration

Collaborative Roboter - Sicherheit mit Umgebungserfassung

Industrielösungen für die Produktion

Die Mensch-Roboter-Kollaboration bedarf einem hohen Maß an Sicherheit und Präzision für die Zusammenarbeit auf engstem Raum. Multisensorische Ansätze bieten hierfür ein erweitertes Spektrum an Überwachungsmöglichkeiten und steigern zugleich durch Redundanzen die Zuverlässigkeit. Das Fraunhofer IPMS entwickelt optische und akustische Module und Systeme (LiDAR, akustische Kamera, Ultraschall-Proximity-Sensoren, taktile Sensoren) für die zielsichere Erfassung von Personen, Objekten sowie die Detektion von Texturen und Kraftverteilungen an Oberflächen im Abstandsbereich von einigen Metern bis hin zum Kontakt. Im Vergleich zu bisherigen Systemen, bieten die miniaturisierten Lösungen des Fraunhofer IPMS die Integration und die Kombination der Sensormodule in kompakte Bauräume und auf Oberflächen. Dadurch werden neue Applikationen für das Greifen, Positionieren, dem Kollisionsschutz und der Navigation in den Domänen Service-Robotik, Professional Services sowie Machine Tending ermöglicht.

Li-Fi kontaktlose Verbindung

Industrielösungen für die Produktion

Aktuell werden vorwiegend klassische Verbindungstechniken wie Steckverbinder und Kabelschleppen eingesetzt, um Maschinen und Roboter an die Datenkommunikation anzubinden. Neben mangelnder Flexibilität dieser Lösungen führt der stetige mechanische Kontakt zu Verschleißerscheinungen an den Komponenten. Steckverbinder ermöglichen im Vergleich zur Festverdrahtung, dass Verbindungen auch wieder getrennt werden können – ein großer Vorteil für Reparatur, Wartung und Modernisierung. Allerdings sind die Verbinder in ihren Steckzyklen oft begrenzt, zudem kann häufiges Stecken zu veränderten Übertragungseigenschaften führen. Li-Fi – also die optische Datenübertragung kann als kontaktloser Steckverbinder oder auch als Kabelersatz dienen und überträgt dabei hohe Datenraten im Gigabit-Bereich. Die kontaktlose Verbindungstechnologie ist nahezu verschleiß- und interferenzfrei und eignet sich für den Einsatz in Ex-Schutzbereichen.

Unsere Leistungen:

  • Technologie Consulting
  • Konzeptentwicklung
  • Hardware- und Moduldesign
  • Pilotproduktion

Maschine-zu-Maschine Kommunikation per Licht

Moderne flexible Fertigungslinien mit mobilen Robotern und Werkzeugen, jede Fertigungszelle und Maschine an die Cloud angebunden und miteinander vernetzt. Das sind Industrie 4.0 beziehungsweise M2M Szenarien, die vor allem eines erfordern: sichere und drahtlose Kommunikation. Li-Fi HotSpots nutzen das Spektrum des Lichts anstatt Funk, um Daten zu übermitteln. Im Vergleich zu Funk ist die optische Technologie grundlegend sicherer vor elektromagnetischen Störungen. Es ist abhörsicher und außerdem im Mikrosekundenbereich echtzeitfähig und das bei Datenraten bis 1 Gbit/s. Diese Faktoren prädestinieren die optische Kommunikation für den industriellen Einsatz. Li-Fi kann in Bereichen eingesetzt werden, in denen selbst Industrie WLAN Access Points an ihre Grenzen stoßen.  Die örtliche Diversität erleichtert außerdem die Netzwerkplanung, die aufwändige Antennenplanung  und -ausrichtung ist so nicht mehr notwendig.

Unsere Leistungen:

  • Optik- und Transceiverentwicklung
  • Modulintegration
  • Systemsetup
  • Charakterisierung & Test
  • Pilotfertigung
  • Kundensupport