Industrial Automation

Die moderne Industrie zeichnet sich durch eine zunehmende digitale Vernetzung aller industriellen Prozesse aus. Ob einzelne Maschinen, Industrieroboter oder komplette Fertigungsstraßen – alle Bestandteile einer intelligenten Fabrik benötigen eine robuste, effiziente und zuverlässige Mikroelektronik als Basistechnologie. Winzige, multifunktionale, autarke Sensoren erfassen alle systemisch relevanten physikalischen, chemischen und biologischen Messgrößen und Ereignisse mit ihren räumlichen und zeitlichen Koordinaten. Sie übertragen die Daten an die im Hintergrund arbeitenden Steuerrechner und ebnen so den Weg für die intelligente industrielle Produktion. Intelligente Leistungselektronik ermöglicht im Gegenzug die energieeffiziente Regelung und Steuerung aller Abläufe.  

In dem Geschäftsfeld »Industrial Automation« des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die dafür benötigen mikroelektromechanischen Systeme (MEMS): Sensoren und Aktuatoren sowie Leistungselektronik und Systemintegrationstechnologien für die Industrie der Zukunft.

Exemplarische Anwendungsbeispiele

 

RFID-basierter Brandschutz für Schaltschränke

Eine der wichtigsten Maßnahmen für den Brandschutz ist die Früherkennung. Genau diese gewährleistet das »Electrical Cabinet Monitoring« vom Fraunhofer IMS.

 

360-Grad-Radar für eine sichere Mensch-Maschine-Kollaboration

Der neue Hochfrequenz-Radarscanner erfasst die Umgebung im 360-Grad-Radius mit einer Präzision von unter einem Mikrometer – bei einer Reichweite von bis zu mehreren hundert Metern. Er durchstrahlt auch optisch nicht transparente Stoffe wie Rauch, Nebel, Papier, Kisten oder Kunststoffplatten.

Oberfächenkontrolle

Zeilensensor »xposure« für die optische Inspektion

Der Mehrfach-Zeilensensor ermöglicht Farbaufnahmen mit einer Bildauflösung von 0,05 mm bei einer Transportgeschwindigkeit von 36 km/h.

 

Sensor erkennt frühzeitig Rost an Brücken

Das Fraunhofer IMS hat im Rahmen eines Kooperationsprojektes ein einfaches und robustes Sicherheits- und Überwachungssystem für eine rechtzeitige Erkennung von Korrosion an Stahlbetonbauwerken entwickelt. Die Sensoren erkennen eine beginnende Korrosion des Bewehrungsstahls durch eindringende Ionen so früh, dass das Bauteil rechtzeitig mit einer kostengünstigen Versiegelung geschützt werden kann.

 

Indoornavigation und -ortung

Die RTLS-Lösungen des Fraunhofer IPMS sind für den Einsatz in geschlossenen Gebäuden sowie in unterschiedlichsten Umgebungen wie z.B. Werkhallen, Krankenhäusern oder öffentlichen Gebäuden ausgelegt.

 

ROAD-Server

Das Fraunhofer IPMS bietet einen RFID-OPC-UA-AutoID (ROAD) Server für Industrie 4.0 Umgebungen an. Diese Middleware ermöglicht die einfache Integration von RFID-Readern, RFID-Tags und RFID-Sensorik in komplexe Produktionsumgebungen unabhängig von deren Hersteller.
Einmal auf Basis der OPC-UA-Schnittstelle implementierte Anwendungen können so auch bei Änderung der Reader- oder Transponder-Population unverändert weiter genutzt werden.

 

Akustische Spektroskopie

Die Verwendung von kapazitiven mikromechanischen Ultraschallwandlern des Fraunhofer IPMS kann zu neuen hochkompakten Umweltmesssystemen führen. 

 

MEMS-Scanner für effizientere Laser-Material-Bearbeitung

Die Laser-Material-Bearbeitung ist eine Schlüsseltechnologie in der Fertigung von Qualitätsprodukten. Schnellere Laserstrahl-Ablenksysteme können diese Technologie deutlich verbessern. Fraunhofer ISIT hat die Vorteile der MEMS-Scanner-Technologie auf makroskopische Verhältnisse übertragen. Neuartige Scannerspiegel mit Aperturen bis zu 2 cm erlauben hochdynamische zweiachsige Laserstrahl-Ablenkung für CW-Laser-Leistungen bis zu 500 Watt.