Factory Automation
Factory Automation erfordert intelligente Licht- und Sensorlösungen, um die funktionale Sicherheit in einer offenen Arbeitsumgebung zu gewährleisten und die Effizienz sowie die Produktqualität in modernen Fertigungsprozessen zu verbessern. ams OSRAM verfügt über ein umfassendes Portfolio an optischen Lösungen, die unsere Kunden in die Lage versetzen, ihre Produktionsprozesse zu optimieren.
Our solutions for factory automation
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Wie Maschinen sehen lernen
Die optischen Lösungen von ams OSRAM im Bereich Machine Vision lassen Maschinen die Welt klar und deutlich erkennen. Machine Vision hat ein breites Spektrum von Anwendungsfeldern. Ein Beispiel ist die automatische optische Inspektion zur Qualitätssicherung: Die richtige Kombination aus Auflösung, Bildabtastrate pro Sekunde, Global Shutter- oder Rolling Shutter-Technologie sowie passender Szenenbeleuchtung, liefert die gewünschte Bildqualität. ams OSRAM hat mehrere Produktfamilien im Angebot, um den heutigen Bedarf an unterschiedlichsten Machine Vision-Anwendungen und Einsatzgebieten abzudecken.
Eine neuere Anwendung ist die Visualisierung der Umgebung für zunehmend autonome mobile oder stationäre Roboter. Diese profitieren von einer genauen 2D- und idealerweise 3D-Visualisierung der Umgebung und des zu bearbeitenden Objekts. Beleuchtungslösungen im Nah-Infrarotbereich, sowohl mit Flut- als auch mit kontrastreichen Spot-Strahlern und in Kombination mit empfindlichen NIR-Bildsensoren, ermöglicht kompakte, kostengünstige und leistungsstarke 3D-Systeme, die unempfindlich gegenüber unkontrollierten Lichtverhältnissen sind.
ams OSRAM ist führend bei VCSEL-basierten Beleuchtungslösungen und NIR-Bildsensoren mit hoher Quanteneffizienz und verfügt über eines der umfangreichsten Portfolios an Bildsensoren, Lasern, LEDs und ergänzenden optischen Lösungen in verschiedenen Spektren, Kombinationen und Leistungsklassen. Als One-Stop-Shop mit umfassendem Komponentenwissen rund um Kamera- und Sensortechnik im eigenen Haus sind wir Ihr kompetenter Ansprechpartner für alle optischen Aspekte rund um Ihr Machine Vision-System. Dank unseres umfangreichen Partnernetzwerks und unserer einfach zu implementierenden Design-Kits profitieren unsere Kunden zudem von einer schnellen Markteinführung.
Die Bildgebungslösungen von ams OSRAM sind in verschiedenen Auflösungen, Geschwindigkeits- und Integrationsstufen sowie Formaten verfügbar. Dies ermöglicht ein passgenaues Angebot für jede gewünschte Anwendung, von Automatisierungslösungen bis hin zu anspruchsvollen Qualitätskontrollen und Produktionsabnahmen. Unser breit gefächertes Portfolio an Bildsensoren und Beleuchtungen ermöglicht es unseren Kunden, ihre Machine Vision-Lösung genau auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung und die Datenbeschränkungen der fortschrittlichen Algorithmen für maschinelles Lernen, die diesen Systemen zugrunde liegen, abzustimmen.
2D/3D-Sensorik für die Factory Automation
Wie wichtig ist 2D/3D-Technologie für Industrie 4.0? In der Produktions-Automation werden Sensoren eingesetzt, um Effizienz und Qualität moderner Fertigungsprozesse zu verbessern. 2D/3D-Sensortechnologie ist in der Industrie 4.0 unerlässlich, um Kollisionen zu vermeiden und die Interaktion zwischen Mensch und Maschine zu erleichtern. Unsere Technologie versetzt unsere Kunden in die Lage, bahnbrechende Produkte auf der Grundlage aller drei Arten von 3D-Technologie zu entwickeln: Active Stereo Vision (ASV), Structured Light (SL) und Time-of-Flight (ToF). Hinzu kommen einfachere Lösungen mit 2D-Lichtvorhängen, bestehend aus Lichtemittern und den zugehörigen Fotodetektoren.
ams OSRAM bietet ein breites Portfolio an Sensoren, die es unseren Kunden ermöglichen, ihre Produktionsprozesse im Sinne der Industrie 4.0 auf barrierefreie Produktionszellen mit mobilen Robotern umzustellen. Diese offenen und hochgradig kollaborativen Arbeitsumgebungen erfordern in zunehmendem Maße präzise 3D-Sensorik basierend auf den oben erwähnten Technologien (ASV, SL, ToF). Aber auch stationäre Roboter (z. B. Cobots) sind auf fortschrittliche 3D-Sensortechnologie als Ausstattungsmerkmal angewiesen, um ihre jeweiligen Aufgaben zu erfüllen, wie z. B. Pick and Place. Und schließlich muss eine potenziell gefährliche Produktionseinrichtung, die in einem offenen und nicht mechanisch abgegrenzten Bereich betrieben wird, durch entsprechende 2D- oder besser 3D-Sensorlösungen funktionssicher gemacht werden. Die leistungsfähigeren 3D-Sensorlösungen ermöglichen dabei anhand von Algorithmen eine proaktive Bewegungsvorhersage innerhalb von unkritischen Sicherheitszonenverletzungen und können auf diese Weise die Anzahl der auftretenden Fehlalarme begrenzen. Dies trägt zu einer besseren Systemverfügbarkeit bei. Unsere 2D- ebenso wie unsere 3D-Sensoren sorgen dabei stets für eine höhere Produktivität, Sicherheit und Kollisionsfreiheit beim Einsatz von Fabrik- oder Lagertechnik.
Als führender Anbieter innovativer Global Shutter-Bildsensoren mit einer Vielzahl von Auflösungen und fortschrittlichen Beleuchtungstechnologien ermöglicht ams OSRAM eine Bilderfassung ohne Bewegungsartefakte. Schnelle und hochauflösende Kameras der Spitzenklasse, die auf fortschrittlicher Global Shutter-Technologie mit höchster Quanteneffizienz basieren, gewährleisten eine erstklassige Überwachung bei hoher Geschwindigkeit und geringerem Energieverbrauch.
Automatische Identifikation & Datenerfassung
Automatische Identifizierung und Datenerfassung bezeichnen die Fähigkeit, Objekte zu erkennen und einige wichtige Kennzahlen zu ermitteln. Zum Beispiel basieren tragbare AIDC-Scanner, die im Einzelhandel, an Kassenterminals, bei Kurierdiensten und in Lagerhäusern eingesetzt werden, auf linearen Bildsensoren oder 2D-Array-Bildgebern. Ein anderes Beispiel wäre eine fortschrittliche, fest installierte Kamera an einem Hochgeschwindigkeits-Förderband in einem Distributionszentrum, mit der sowohl der QR-Code als auch das Volumen des Pakets erfasst werden.
Die CMOS-Bildsensoren von ams OSRAM lassen sich problemlos in diese Scanner integrieren. Hochgeschwindigkeits-Linienscanner ermöglichen eine 1D-Auslesung oder eine einfache Integration in schnelle Förderbänder. Global Shutter-Bildsensoren mit hoher Quanteneffizienz gewährleisten eine energieeffiziente Auslesung. Diese Global Shutter-Bildsensoren unterstützen zudem 3D-Volumenmessungen.
Die Laserdioden von ams OSRAM sind die ideale Lichtquelle zum Scannen von Barcodes. Mit den neuen grünen Laserdioden profitieren Anwender von einer viermal größeren Helligkeit des grünen Lasers im Vergleich zum roten, ohne auf die guten Eigenschaften des roten Lasers verzichten zu müssen. Die verbesserte Sichtbarkeit eignet sich ideal für Scanner mit größerer Reichweite. Was die Abstandskontrolle anbelangt, so kann die optische Lösung zusätzlich mit präzisen Näherungs- oder Präsenzerkennungslösungen kombiniert werden, die den Autofokus und das kontrollierte Hochfahren des Systems unterstützen, um Energie zu sparen.
Safety
Traditional production environments consist of a mixture of numerous mechanical protection devices, such as safety fences which prevent humans or equipment from getting to close to hazardous or sensitive machines or production steps. In more open and flexible production environments, the required safety function is realized by 2D- or 3D-LiDAR laser scanners or 1D-/2D-LED light curtains. These consist of a separated emitter and receiver unit with an embedded photodetector. Hundreds of LiDAR scanners, light-beam/-curtains and controlled mechanical safety fences can be found in each production environment. Driven by the principles of Industry 4.0, production environments are becoming more open and flexible. LEDs, lasers and matching photodiodes from ams OSRAM can be found in many of the installed devices due to their proven quality and reliability.
In order to reduce the overall scanning complexity, the new trend is towards more advanced 3D-scanning in more open environments, which combine the relevant presence detection measurements within a single sensor. This simplifies scanning architectures and opens new algorithmic opportunities for e.g. motion part prediction. ams OSRAM provides a broad offering of vision based sensing products especially suited for 3D-based sensing. These include high quantum efficiency near-infrared global shutter imagers and pattern projectors. Additionally, ready integrated multi-zone time-of-flight sensors provide high design flexibility at very low-computational overhead for obtaining the required 3D position information.
Functional safety in production environments have aspects beyond just localization and presence detection. Often, hazardous machines operated by humans require dedicated hands-off/on detection. Advanced multi-channel capacitive sensing controllers by ams OSRAM paired with smart proximity sensors can be the basis for a comprehensive safety monitoring system, which allows operation of machines only if the overall status is functionally safe. Safe state can be visually indicated by selecting from a rich set of multi-color LEDs at different form factors, package options and power classes. Innovative status indications could also be realized by projecting a user defined pattern or symbol onto the floor or walls around the monitored production equipment.
Condition monitoring / predictive maintenance
Condition monitoring and predictive maintenance algorithms in combination with machine learning and artificial intelligence give data-driven insights for optimum machine operation and right-time maintenance. Factory automation distinguishes five levels of maintenance. The lowest level is reactive and preventive maintenance, which triggers repair when broken or at fixed intervals, or in the best case, before broken. Condition-based maintenance relies on continuous machine monitoring in order to detect and signal the machine’s deviation from a known-good state as early as possible and trigger the necessary maintenance action. Predictive maintenance adds a look ahead layer on top of the condition monitoring for assessing, how long a machine could be operated before a maintenance action might be needed. It relies on broad sets of statistical data from the past to project the remaining run-time. Machine learning further improves the maintenance prediction and the machine operation by assessing usage patterns in a much wider context. Common to all the different monitoring and prediction algorithms is the necessity of precise machine data provided by smart and accurate sensors.
Existing ams OSRAM sensor portfolio covers broad range of parameters and effectively feeds predictive maintenance algorithms with the data they need. Examples are position sensing for worn-out gear-boxes, optical emitter-detector pairs for detection of dust, dirt, smoke or even mechanical misalignments, highest precision temperature sensors, color sensing for detecting variations in coatings and paints, spectral sensing of detection of moisture or deviations from required material states, capacitive sensing for measurement of film thickness or application of adhesives at the right quantities. Innovative UV-spectral sensing for detection of critical partial discharges inside motors or high-voltage supplies is possible with ams OSRAM sensors. We provide the right sensor function for bringing clarity into the operational status and actual health state of critical machines.