Smart Sensors eröffnen disruptive Perspektiven
Bild: Bei der Werkzeug-Positionskontrolle mit den induktiven Näherungssensoren IMC spart die Datenübertragung über IO-Link den Einsatz entsprechender Analogkarten im Automatisierungssystem (Quelle: Sick AG)
Bild: Die „TwinEye“-Technology des Lichttaster WT16 bietet höchste Funktionssicherheit, da sie Fehlschaltungen durch unebene oder hochglänzende Oberflächen, welche das Licht in unterschiedliche Richtungen spiegeln, sicher vermeidet (Quelle: Sick AG)
Schließlich eröffnen Diagnosefunktionen im Umfeld der digitalen Fertigung die Möglichkeit, durch die Zustandsüberwachung die Verfügbarkeit von Werkzeugmaschinen und Qualität von Bearbeitungsprozessen deutlich zu verbessern. Sensoren wie der bereits genannte CFP Cubic oder auch rotative Motorfeedback- Systeme in Achsantrieben, die neben der Messgröße, für die sie primär entwickelt wurden, zusätzliche weitere Mess- oder Prozessgrößen erfassen können, liegen im Trend – zumal sie die Zusatzfunktion ohne Zusatzkosten bereitstellen, beispielsweise für Big-Data-basierte Predictive-Maintenance-Systeme. Auch Sensoren wie der induktive Näherungssensor IQC mit seinen bis zu vier einzelnen Schaltpunkten oder Schaltfenstern können zu Diagnosezwecken eingesetzt werden: Sie sind in der Lage, Abstände zu messen, als „in Ordnung“ oder „nicht in Ordnung“ zu interpretieren und so bei der Inline-Qualitätskontrolle Toleranzfehler beispielsweise in formenden Prozessen zu erkennen. Die dezentrale Rechenkapazität smarter Sensoren – kombiniert mit ihrer flexiblen Programmierbarkeit – bildet das Fundament einer ganzen Reihe von Smart Tasks, die Werkzeugmaschinen noch flexibler, dynamischer und effizienter machen. Eine dieser typischen Funktionalitäten ist die Hochgeschwindigkeitszählung. So ist es mit induktiven und optoelektronischen Sensoren möglich, Drehzahlen zu erfassen und zu kontrollieren oder Drehrichtungen zu erkennen. Die Signalauswertung findet in den Sensoren statt – zentrale Zählermodule sind nicht erforderlich. An die Steuerung ausgegeben werden keine Impulse, sondern direkt weiterverarbeitungsfähige Drehzahl- oder Geschwindigkeitswerte. Smart Tasks wie die Zeit- und Längenmessung, die dezentrale Entprellung von Sensorsignalen oder Time-Stamp-Funktionen spielen bei Werkzeugmaschinen eine eher untergeordnete Rolle – ganz im Gegensatz zu Themen wie der Werkstückpositionierung durch μm-genaue Abstandsmessung, der Überwachung von Breite, Bahnkantenposition und Oberflächenaussparungen beim Auf- und Abwickeln von Stahl- und Aluminiumcoils und anderen Bahnmaterialien oder der Kontrolle der Werkstückspannung. All diese Funktionen können Smart-Task-fähige, intelligente Sensoren eigenständig ausführen – und sich hierzu auch direkt vernetzen, um Teilapplikationen ohne umfangreiche SPS-Kommunikation autark, schnell, effizient und kostengünstig zu lösen. Edge Computing wird hier quasi wörtlich genommen, die Auswertung findet direkt im Feld statt.
Intelligenz und Kommunikationsfähigkeit – das Nutzenpotenzial von smarten Sensoren ist zum einen inkrementeller Natur – ausgerichtet auf einen schrittweisen Effizienzgewinn für bestehende Aufgabenstellungen, z. B. Parameterdownload für schnelles Umrüsten und einfacher Gerätetausch, Auftragsverwaltung und Condition Monitoring. Spätestens mit den Smart Tasks hat der Innovationsgrad der Smart Sensor Solutions zudem eine radikale Komponente. Mit ihrer dezentralen Intelligenz sind sie in der Lage, neue, höherwertigere Detektionsinformationen zu generieren, sich zu vernetzen und definierte Smart Tasks autark auszuführen. All dies macht die Smart Sensor Solutions von Sick zu einer höchst zukunftsrelevanten Technologie – mit dem Potenzial disruptiver Perspektiven für die weiter fortschreitende Digitalisierung der Fertigung.