Témata
Reklama

Senzory s mikroelektronickými moduly

Integrovaná mikroelektronika tzv. inteligentních senzorů umožňuje zdokonalování jejich metrologické charakteristiky, případně ovládání různých funkcí sledovaného objektu či procesu na základě změřených dat.

Rozhodující impulz pro výzkum, vývoj a výrobu různých senzorů vychází z leteckého průmyslu čtyřicátých let minulého století. V první fázi byl přímo využíván měřicí elektrický signál ze senzoru, ve druhé fázi byl tento signál jednoduše elektronicky zpracováván, například připojením senzoru na frekvenční analyzátor nebo v případech měření mechanického kmitání bylo umožněno připojením senzoru na jednoduchý integrační či derivační obvod měření libovolného parametru mechanického kmitání. V současné fázi tzv. inteligentních senzorů s integrovanou, stále častěji digitální mikroelektronikou jsou metodicky zdokonalovány jejich metrologické charakteristiky. Na základě změřených dat mohou inteligentní senzory přímo ovládat různé funkce sledovaného objektu či procesu, například programové spouštění různých regulačních obvodů, výstražných signálů atd. Senzorika zahrnující inteligentní funkce významně zkvalitňuje a zrychluje tempo automatizace. Tento trend samozřejmě zvyšuje i nároky na přesnost a dlouhodobou stabilitu konstrukčního řešení převodu neelektrické veličiny na elektrický signál.
Reklama
Reklama
Reklama

Rozvoj oboru inteligentních senzorů

Na špičkových průmyslových veletrzích v letech 2002, 2003 a 2004 bylo možno sledovat aktuální trendy senzoriky, zvětšující flexibilitu jejího využívání v automatizovaných funkcích rozličných strojů, výrobních zařízení, vědeckých přístrojů atd. Z toho vyplývá, že zvládnutí této techniky na světové úrovni má v současnosti zásadní význam pro konkurenceschopnost nejvýznamnějších průmyslových výrobků, výrobních technologií a přístrojové techniky v různých vědních oborech.

Ze statistického průzkumu konaného v roce 2003 v 750 německých firmách sdružených v Oborovém svazu pro senzoriku (Fachverband für Sensorik) vyplynulo i zaměření zájmu na senzory pro různé neelektrické veličiny: senzory měřící teplotu (20 %), dráhu (18 %), tlak (17 %) a sílu (12 %). Méně často jsou měřeny další veličiny: hmotnost, průtok, úhel natočení, vlhkost, zrychlení, otáčky a sporadicky dalších 15 veličin. Současná senzorika jako součást mikromodulové techniky se při různorodosti výrobků vyznačuje malými sériemi senzorů s nedostatečně flexibilním, tedy neekonomickým řešením mikromodulové techniky. Tento stav je třeba chápat jako přechodný. Změní se realizací rozpracované koncepce "Modulární mikrosystémová technika", zaměřené i k mikrotechnickým výrobkům v malých sériích, čímž poskytne nákladově příznivější řešení než nyní sestavované mikromoduly. Již v současné době staví 80 % oslovených firem své výrobky modulárně a digitální elektronika v senzorice narůstá.

Senzory a jejich informační, regulační a řídicí systémy jsou významně zhodnocovány softwarem. Spolupráce senzorů se softwarem urychluje pokrok moderních technologií a je jedním ze základních rysů informatiky. Takovéto inteligentní systémy jsou používány v plně automatizované produkci složitých strojních součástí, v automatické navigaci dopravních prostředků, v řadě výrobních procesů v chemickém průmyslu atd. Existují například inteligentní vyvažovací stroje, které samy vypočítávají toleranci nevyváženosti rotoru podle příslušné normy ze změřených dat charakterizujících rotor vyvažovaného stroje a jeho provoz. Ve středu zájmu jsou moduly pro mikropočítačovou techniku.

Standardizace mikromodulů

V současné době již mnozí výrobci senzorů vystihli směr dalšího rozvoje oboru, jak vyplývá z rychlého zvětšování výroby modulů a narůstajícího množství různorodých výrobků s automatizovanými funkcemi. Problémy vznikají nutností dodatečného vývoje hardwaru a překonáváním nedostatečné flexibility mikrotechnických výrobků, která je s přibývající integrací elektroniky do senzorů stále důležitější a podstatně ovlivňuje obtížnost řešení. K prosazení flexibilních mikromodulů v senzorice se musí výrobci senzorů sjednotit na všeobecných standardech pro rozhraní a funkce modulů. Jen tak lze dosáhnout u elektroniky pro zpracování měřicích signálů přijatelných nákladů na modulovou techniku vyhovující i různorodým výrobkům. Proto jsou uvnitř informačních sítí vyvíjena standardní rozhraní pro rozdílné elementy senzorových modulů.
Je zřejmé, že značné pokroky senzoriky v současnosti ještě zdaleka nedosahují vrcholu. Vše nasvědčuje, že teprve rozvojem nanotechnologií v blízké budoucnosti dozná výroba inteligentních senzorů dalších kvalitativních změn.

Výroba senzorů neelektrických veličin

Vedle proslulých firem vyrábějících desítky let senzory klasického provedení, určené převážně pro měření ve vývoji a výzkumu strojírenských výrobků a pro jednodušší automatizované funkce strojů, jako jsou Hottinger Messtechnik, Brüel & Kjaer aj., objevily se firmy vyrábějící senzory převážně pro moderní automatizační techniku, např. Balluff, Turck a další. Rychlé zavedení těchto firem na světovém trhu svědčí o tom, že celosvětový rozvoj automatizace je trvalým jevem technického pokroku v průmyslu. Postavení firmy Balluff na českém trhu a přehled jejich hlavních zákazníků, uvedený např. v Technickém týdeníku 8/2004, potvrzuje, že rozvíjející se automatizace zakotvila i v českém průmyslu.

Senzorika a český průmysl

Rychlý rozvoj automatizace způsobuje, že počet firem vyrábějících senzory roste a tradiční firmy působící v tomto oboru zaznamenávají boom s dlouhodobou perspektivou. Pro příslušnou část naší podnikatelské sféry a vysokých škol technického zaměření stojí za úvahu angažovat se ve výzkumu, vývoji a produkci senzorů. Tvrzení, že nelze vstupovat do rozjetého vlaku, není v tomto případě namístě. Příklady z Finska, Švédska, Irska a některých dalších zemí dokazují, že produkci senzorů s mikroelektronikou lze úspěšně zvládnout i se značným zpožděním za podobnou výrobou např. v SRN a USA.
Reklama
Související články
Platforma pro edgecomputing a průmyslový internet věcí

Systém FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) je platforma určená pro propojení provozních zařízení, která umožňuje rychlý a spolehlivý přístup k výrobním datům s cílem využít je k naplnění koncepce chytré, propojené výroby. Dovoluje realizovat edge computing, tedy shromažďovat a zpracovávat data přímo v provozu, nikoliv až v cloudu, a umožňuje tak činit rozhodnutí, která se týkají jednotlivých strojů a zařízení, mnohem rychleji než u cloudových aplikací. Přitom zůstává zachována možnost, nikoliv povinnost, předem zpracovaná data přenášet k centralizovanému zpracování v informačním systému podniku nebo v cloudu. Účelem je nejen monitorovat, ale i aktivně zasahovat do výrobního procesu ve smyslu regulační smyčky se zpětnou vazbou.

Školní robot pro výuku automatizace

Vzdělávání žáků pro život v první polovině 21. století, v naší tzv. industriální civilizaci.

Strojírenská firma sází na kolaborativní aplikaci

FT-Produktion, švédská strojírenská firma se zákazníky z automobilového, stavebního a nábytkářského průmyslu, zvýšila svou produktivitu díky robotickému řešení obsahujícímu dva uchopovače RG2 od společnosti OnRobot. Kolaborativní aplikace pomohla výrobci zvýšit produktivitu, zkrátit dodací lhůty a přijímat objednávky o mnohem větších objemech.

Související články
Roboty řeší nedostatek zaměstnanců v průmyslu

Od svého uvedení na trh v roce 2010 dodala společnost KUKA více než 100 000 robotů řady KR Quantec. Důvodem zájmu o ně je jejich vysoká spolehlivost a univerzálnost s širokým spektrem aplikací.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Doživotní přesnost servopohonů s dutou hřídelí

Požadavky, se kterými se obor pohonné techniky dlouhodobě setkává, jsou velmi různorodé. Kompaktnost a velký výkon se jako klíčové atributy staly standardem v mnoha aplikacích. Zástavbový prostor, který je k dispozici, je stále zmenšován, avšak požadavky na výkon zůstávají buď stejné, nebo se zvyšují. Stále rostoucí globální konkurence vyžaduje trvalou optimalizaci výkonu.

Demystifikace kolaborativních průmyslových robotů

Mezinárodní federace robotiky (IFR, International Federation of Robotics) zveřejnila v prosinci 2018 zprávu nazvanou Demystifikace kolaborativních průmyslových robotů (Demystifying Collaborative Industrial Robots), která se snaží nalézt odpověď na otázku současné a budoucí úlohy kolaborativní robotiky. Níže uvádíme překlad podstatné části zprávy, kterou nám poskytl jeden ze členů IFR - společnost FANUC.

Pro ergonomickou obsluhu strojů

Optimální ergonomie je na pracovišti nezbytná. Stroje nejenže musejí splňovat bezpečnostní požadavky, ale musejí také být navrženy tak, aby jejich obsluha byla co nejsnadnější a bez námahy. Ovládací panely na strojích proto musejí být flexibilní a snadno polohovatelné prostřednictvím systémů nosných ramen.

Když jde o prostor…

Současné trendy směřují k mnohem větší míře využití elektroniky než doposud. To je hlavní, nikoliv však jediný důvod, proč se množí automatizace výroby menších zařízení, jakými jsou například mobilní telefony, tablety i ostatní elektronika. Ale nejde jen o ni, ale i o laboratoře, farmacii apod.

Zerobot - efektivní způsob automatizace

V minulém příspěvku (www.mmspektrum.com/180112) jsme popsali tzv. nulový bod upínání (Zero point systém). Ukazuje se, že při dnešních trendech, kdy automatizace a zejména pak robotizace opět zažívají velkou renesanci, je výhodné spojit Zero point systém a robot. O trendech takového spojení pojednává tento příspěvek.

Automatická obsluha mezioperačního skladu

Důvodem pro nasazení automatu v obsluze skladu polotovarů v jičínském závodě Continental Automotive Czech Republic je speciální klima. Brzdové komponenty z plastů musejí po určitou dobu schnout a dozrávat za přísných teplotních, a hlavně vlhkostních podmínek, které nejsou vhodné pro delší pobyt člověka.

Budoucnost patří spolupráci člověka s robotem

Automatizaci si lze z dnešní výroby jen stěží odmyslet. V mnoha případech jsou její jednotlivé stupně zaváděny plynule. Průmyslové roboty postupně přebírají různé nové úkoly a spolupracují stále těsněji s člověkem. Spolupráce člověk–robot (Human-Robot-Collaboration – HRC) se tak stává nedílnou součástí automatizace.

Vše je uvnitř!

Pokud potřebujete elektrický pohon a uvažujete o tom, zda máte dostatečné kapacity a čas na řešení své aplikace, je na místě uvažovat o elektrickém pohonu EMCA od firmy Festo.

Novinky ve vývoji řídicího systému SandRA

Společnost ZAT každoročně představuje novinky ve vývoji českého řídicího systému SandRA. Nač se zaměří letos? „V roce 2016 jsme se věnovali vývoji a posílení vizualizace a komunikace, letos cílíme na kybernetickou bezpečnost a rozvoj aplikací a služeb směrem k Průmyslu 4.0,“ říká Pavel Kulík, ředitel útvaru Technický rozvoj společnosti ZAT a.s.

Monitoring výroby přinesl vyšší produktivitu

Společnost Kopos Kolín patří mezi tradiční české elektroinstalační podniky působící řadu desetiletí na českém trhu. Firma se před časem rozhodla implementovat do výroby systém Plantyst, který spojuje monitorování technologií a jednoduchý shop floor management do jednoho nástroje. Výsledkem byl výrazný nárůst produktivity a přesné informace o stavu výroby.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit