Mit CSvision zur robusten Prozessüberwachung in Echtzeit

Eine Spanne von 250 °C bis 3000 °C: Mit der neuen Quotientenpyrometer-Serie CSvision des Berliner Infrarotspezialisten Optris ist es möglich, die Temperatur von Metallen, Schmelzen oder Keramik berührungslos, sicher und zuverlässig aus unterschiedlichen Entfernungen zu messen.

Bildquelle: Optris GmbH

Bildquelle: Optris GmbH

Infrarotpyrometer müssen großen Ansprüchen gerecht werden: Speziell in der  Metallurgie kommen sie häufig unter widrigen Bedingungen zum Einsatz, in denen sie aber jederzeit zuverlässig Ergebnisse liefern sollen. Oft erschweren Rauch, Dampf oder Staub die freie Sicht auf das Messobjekt und beeinflussen das Messsignal.
Quotientenpyrometer liefern unter diesen Bedingungen trotzdem stabile Messwerte – im Vergleich zu Einkanalpyrometern sogar bei einer verschmutzten Optik oder bei Objekten, die sich innerhalb des Messfeldes bewegen (z.B. Metallstäbe oder –Drähte). Weiterlesen

KI beschleunigt Qualitätskontrolle für MEMS-Sensoren

MEMS-Beschleunigungs-Sensor-Kern mit Milbe zum Größenvergleich. Detektionsstrukturen mit Genauigkeitsanforderungen im sub-µm-Bereich. Die gesamte Funktional-Struktur hat Dimensionen von etwa 1mm. Quelle: Bosch

MEMS-Beschleunigungs-Sensor-Kern mit Milbe zum Größenvergleich. Detektionsstrukturen mit Genauigkeitsanforderungen im sub-µm-Bereich. Die gesamte Funktional-Struktur hat Dimensionen von etwa 1mm. Quelle: Bosch

„Mikro-Elektro-Mechanische-Systeme“ (MEMS) begegnen uns in Form von Sensoren überall: Im Auto aktivieren sie den Airbag, im Smartphone erkennen sie Bildschirm-Drehungen. Die Qualitätsprüfung der Sensoren ist allerdings zeitaufwändig. Forschende des KI-Produktionsnetzwerks am Lehrstuhl für Mechatronik arbeiten gemeinsam mit der Robert Bosch GmbH daran, diesen Produktionsschritt mit Hilfe von künstlicher Intelligenz (KI) zu beschleunigen.

Die Herausforderung

Ein Sensor ist nur wenige Millimeter groß, nahezu atomar feine Strukturunterschiede bestimmen seine Genauigkeit. Äußere Faktoren wie zum Beispiel Temperatur wirken sich ebenfalls auf die Sensoren aus. „Der beste Weg, die Messgenauigkeit zu festzustellen, liegt in der Überprüfung der Konstruktionsgrößen aller im Sensor verbauten Komponenten. Wir sprechen von Strukturgrößen von Milliardstel Metern und Massen von Millionstel Gramm“, verdeutlicht Prof. Dr. Lars Mikelsons, Inhaber des Lehrstuhls für Mechatronik, die Herausforderung. Bisher werden diese Größen mit sehr genauen, aber zeitaufwändigen mathematischen Verfahren überprüft. Bei Stückzahlen im Millionenbereich stoßen diese allerdings an ihre Grenzen, künstliche Intelligenz eröffnet hier neue Möglichkeiten. Weiterlesen

Milliohmmeter für die Inline-Prüfung

Widerstandsmessung im Millisekundentakt

Bild 1: Bis zu 100 Messung je Sekunde bewältigt der RESISTOMAT® 2311 (Urheber: burster)

Bild 1: Bis zu 100 Messung je Sekunde bewältigt der RESISTOMAT® 2311 (Urheber: burster)

Die Widerstandsmessung ist in vielen Bereichen ein wichtiger Faktor in der Qualitätssicherung. Ob Kontaktfahnen von Akkupacks in der Elektromobilität, in Powertools oder der Kommunikationselektronik – Übergangswiderstände im Milliohmbereich geben Auskunft über die Qualität der Punktschweiß-Verbindung und ihrer Hochstromfähigkeit. Ebenso lassen sich schnell und sicher Motoren- oder Relaisspulen testen sowie Schmelzsicherungen, Heizdrahtwendel, Magnetspulen, Steckkontakte und Schalter überprüfen. Für diese wichtigen Aufgaben entwickelte burster präzisionsmesstechnik den RESISTOMAT® 2311, ein hochpräzises Milliohmmeter für schnellste Inline-Messungen in der Fertigung (Bild 1). Mit bis zu 100 Messungen pro Sekunde ist es für eine 100%tige Kontrolle in der Massenproduktion ideal geeignet. Das kompakte Messgerät (110 x 110 x 183 mm) bietet Messbereiche von 20 mΩ bis 200 kΩ bei einer Messgenauigkeit von 0,03 % vom Messbereich. Bis zu 10 individuell einstellbare Material-Temperaturkoeffizienten in Verbindung mit einer Temperaturkompensation im Bereich 0 – 100 °C machen die Messungen temperaturunabhängig. Weiterlesen

Prüfung additiv gefertigter Schaumwerkstoffe

Prüfung additiv gefertigter Schaumwerkstoffe

Bildquelle: Hegewald & Peschke Meß- und Prüftechnik GmbH

Additive Fertigungsverfahren bieten einen beeindruckenden Gestaltungsfreiraum. Basierend auf dreidimensionalen Daten werden dabei viele Lagen feinen Materials übereinandergeschichtet.

Anfangs in erster Linie im Bereich von Kunststoffen im Einsatz, gewinnt die additive Fertigung zunehmend auch in der Metallbranche an Bedeutung.

Mit den Universalprüfmaschinen der inspekt-Serie bietet Hegewald & Peschke optimal abgestimmte Prüfsysteme zur Prüfung additiv gefertigter Komponenten und Schaumwerkstoffe. Dabei können sowohl die Eigenschaften der Materialien als auch der Porenstrukturen der Schäume untersucht werden. Während für Kunststoffschäume eher Kleinlastprüfmaschinen im Bereich 5 oder 10 kN relevant sind, werden Metallschaumstrukturen in der Regel mit Prüfmaschinen bis zu einer Maximallast von 100 kN bzw. sogar 250 kN untersucht. Weiterlesen

Maximale Produktivität ist abhängig von der Lagerauswahl und der Lagerinstallation – Teil 2

Bild: The Timken Company

Vertikale und horizontale Bearbeitungszentren sehen sich unterschiedlichsten Anforderungen ausgesetzt. Durch die Auswahl eines Lagers, das zur Erfüllung dieser Anforderungen konfiguriert ist, sowie durch seine ordnungsgemäße Installation lassen sich sowohl die Produktivität als auch die Leistung verbessern.

Produktivität ist ein Maß dafür, wie effizient wir Inputs in nützliche Outputs umsetzen können. Übertragen auf die Welt der maschinellen Bearbeitung lässt sich die Produktivität eines Prozesses zum Metallabtrag am besten steigern, indem die Zykluszeit reduziert und ungeplante Ausfallzeiten sowie Ausschuss eliminiert werden. Oder anders ausgedrückt: Wenn Sie mehr Produkte zu niedrigeren Stückkosten ausliefern, erhöhen Sie Ihren Gewinn. Weiterlesen

Optimale Leistung eines Bearbeitungszentrums ist abhängig vom Wälzlager – Teil 1

Das richtige Wälzlager optimiert Produktivität und Leistung (Bild: The Timken Company)

Das richtige Wälzlager optimiert Produktivität und Leistung (Bild: The Timken Company)

Vertikale und horizontale Bearbeitungszentren sehen sich unterschiedlichsten Anforderungen ausgesetzt. Durch die Auswahl eines Lagers, das zur Erfüllung dieser Anforderungen konfiguriert ist, lassen sich sowohl die Produktivität als auch die Leistung verbessern.

Es ist noch gar nicht so lange her, dass ein typisches Werk für Automobilmotoren oder -getriebe zahlreiche Maschinen betrieb, von denen jede einem spezifischen und eng definierten Zweck diente. Diese Ansammlung von Einzweckmaschinen wurde in eine Transferstraße integriert, auf der ein unbearbeitetes Werkstück transportiert wurde, wobei jede Maschine einen eng definierten Satz von Fräs-, Bohr- oder Gewindebohrarbeiten ausführte – auch als Arbeitszyklen bezeichnet – die den Rohling in ein Fertigteil verwandelten. Die Spindellager in diesen Maschinen wurden für den jeweiligen spezifischen Arbeitszyklus optimiert. Weiterlesen

Selbstvalidierung von komplexen elektronischen Systemen durch Grey-Box-Modelle

© Fraunhofer IZM Hybride Modelle kombinieren die Vorteile von physikalischen und datenbasierten Modellen.

© Fraunhofer IZM
Hybride Modelle kombinieren die Vorteile von physikalischen und datenbasierten Modellen.

Mischt man schwarz und weiß, entsteht grau – und damit eine neuartige Methode, die es ermöglichen soll, dass sich komplexe elektronische Systeme selbst überwachen. Mit sogenannten Grey-Box-Modellen, an denen Forschende des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM arbeiten, können in Zukunft etwaige Verschleißerscheinungen oder Manipulationen in elektronischen Systemen frühzeitig erkannt werden, bevor es zu einem Ausfall kommt. Erstmals ausgearbeitet und getestet wird das neue Verfahren derzeit am Beispiel von sicherheitskritischen Anwendungen im Automobil- und Bahnbereich. Das Grundprinzip lässt sich aber auch auf viele weitere Einsatzgebiete übertragen. Weiterlesen

Intelligente und flexible 5G-Edge-Cloud-Architektur zur Regelung von Produktionsprozessen

© Fraunhofer IPT Das 5G Edge Computing Device (rechts) mit Vibrationssensor, integriert in einen BLISK-Fräsprozess zur adaptiven Regelung.

© Fraunhofer IPT
Das 5G Edge Computing Device (rechts) mit Vibrationssensor, integriert in einen BLISK-Fräsprozess zur adaptiven Regelung.

Smarte Sensoren, die kabellos am Bauteil angebracht werden, verbessern das Verständnis und die Kontrolle von Produktionsverfahren, sodass sich Prozesse flexibel überwachen und adaptiv regeln lassen. Was nach einer weit entfernten Zukunftsvision klingt, setzt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen bereits um: Gemeinsam mit sieben Industriepartnern haben die Forscherinnen und Forscher eine intelligente und flexible Prozessregelung entworfen, die große Datenmengen verarbeiten und mit 5G- und Cloudtechnologie nahezu verzögerungsfrei übertragen kann. Weiterlesen

Hochreflektierende Spiegel aus dem Tintenstrahldrucker

Farbige, gedruckte Spiegelschicht auf einer Folie. Der Tintenstrahldruck erlaubt die Strukturierung, sodass auch großflächige Logos gedruckt werden können (Foto: Qihao Jin, KIT; DOI: 10.1002/adma.202201348)

Farbige, gedruckte Spiegelschicht auf einer Folie. Der Tintenstrahldruck erlaubt die Strukturierung, sodass auch großflächige Logos gedruckt werden können (Foto: Qihao Jin, KIT; DOI: 10.1002/adma.202201348)

Forschende des KIT entwickeln ein Verfahren, mit dem erstmals Spiegel mit einer Reflektion von mehr als 99 Prozent in variabler Größe gedruckt werden können

Dielektrische Spiegel, auch Bragg-Spiegel genannt, können Licht fast vollständig reflektieren. Damit eignen sie sich für zahllose Anwendungen, etwa in Kamerasystemen, in der Mikroskopie, in der Medizintechnik oder in Sensorsystemen. Bisher mussten diese Spiegel aufwendig in teuren Vakuumapparaturen hergestellt werden. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun erstmalig Bragg-Spiegel in hoher Qualität mit Tintenstrahldruckern gedruckt. Das Verfahren könnte den Weg zu einer digitalen Fertigung von maßgeschneiderten Spiegeln eröffnen. Weiterlesen

Effiziente Qualitätskontrolle mit Machine Learning

Die Palette der Use Cases für Machine Learning in der Industrie ist groß. Gerade im Bereich der Qualitätskontrolle kann man mithilfe von ML Zeit und Geld sparen und den Ausschuss reduzieren. Allerdings ist die Implementierung alles andere als trivial und klappt nicht von heute auf morgen. Genau deshalb gibt es dafür Experten wie AllCloud, die bei der Umsetzung helfen. Weiterlesen