Was ist ein „3D-Touch-Probe“?

3D-Tastköpfe sind Messgeräte, die in industriellen CNC-Maschinen montiert werden.
zum Messen von Länge, Breite und Höhe von Werkstücken in 3 Dimensionen
um die Bearbeitungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen zu verbessern.

Bei den meisten handelt es sich um teure Produkte, die aus Übersee importiert werden.

Der drahtlose 3D-Tastsensor [RC-K3E] von Metrol erreicht eine Wiederholgenauigkeit von 1 μm, die mit herkömmlichen Infrarot-3D-Tastsensoren nicht möglich ist, und kann Signale aus mehreren Richtungen senden und empfangen.

Die Schwächen der drahtlosen Kommunikation, wie beispielsweise Rauschen oder elektrische Störungen in rauen Umgebungen,
wurden überwunden, um einen 3D-Touch-Sensor zu entwickeln, der eine konsistente Kommunikation aus mehreren Richtungen ermöglicht.

Für eine stabile und zuverlässige Kommunikation

Die gängigste Methode zur drahtlosen Kommunikation bei 3D-Touch-Sensoren ist die optische Infrarotkommunikation.
Es wird verwendet, wenn man im Fernsehen die Kanäle wechselt.
Die Infrarotkommunikation funktioniert gut in linearer Richtung, wird jedoch blockiert, wenn sich Objekte im Weg befinden, und kann daher nicht für die Kommunikation über größere Entfernungen genutzt werden.

In den letzten Jahren sind die Formen der Werkstücke komplexer geworden und die Bearbeitungstechnologie vielfältiger.
Die zunehmende Implementierung von 5-Achs-Maschinen oder -Robotern führt wiederum zu einer erhöhten Nachfrage nach drahtlosen Kommunikationsgeräten, die aus mehreren Richtungen funktionieren.

Fernbedienungen funktionieren nur, wenn sie direkt auf den Empfänger gerichtet sind.
Alle nutzen WLAN, weil es weniger stressig und nützlicher ist.

Im Gegensatz zu Büro- oder Haushaltsumgebungen verursachen die Motoren und anderen Maschinen in Fabriken jedoch elektromagnetische Störungen, die eine hochzuverlässige drahtlose Kommunikation unmöglich machen.

Die Ingenieure von Metrol haben sich stets der Herausforderung gestellt, Produkte zu entwickeln, die auch rauen Umgebungsbedingungen standhalten.

Die nächste Herausforderung sollte die Entwicklung einer zuverlässigen drahtlosen Kommunikation sein, die auch unter rauen Umgebungsbedingungen ohne Störungen durch Rauschen funktioniert.

Verschmelzung von Anwendung und neuen Technologien

Die Kommunikation im 2,4-GHz-ISM-Band ist sehr vielseitig und kann von mehreren drahtlosen Systemen genutzt werden, bietet aber für industrielle Anwendungen keine ausreichende Zuverlässigkeit.
Um die Zuverlässigkeit der Kommunikation zu erhöhen, ist es wichtig, ein drahtloses Kommunikationssystem zu entwickeln, das den geräuschvollen Bedingungen in Fabriken standhält.

Daher schlossen sich Maschinenbau- und Kommunikationsingenieure zusammen, um eine drahtlose Kommunikationsmethode zu entwickeln, die unterbrechungsfrei funktioniert.

Es wurde ein Prototyp entwickelt, der die präzise mechanische Technologie herkömmlicher kabelgebundener Tastsensoren nutzt und mit einer durch Simulationen perfektionierten drahtlosen Systemstruktur ausgestattet ist.

Schließlich begannen die präzisen Evaluierungstests der Kommunikationssysteme.

Unsichtbare Hindernisse...?

Einige Tage sind seit Beginn des Evaluierungstests vergangen.
Allerdings traten Fehler häufig um die Mittagszeit an Wochentagen und abends an bestimmten Wochentagen auf.
Gibt es irgendwelche System- oder mechanischen Probleme?

Es war beunruhigend, dass sie immer zeitgleich auftraten.
Bei der Fehlersuche stellten wir fest, dass sowohl die System- als auch die mechanische Seite keine Probleme aufwiesen. Daher kamen wir zu dem Schluss, dass externe Störungen eine Rolle spielen mussten.

Doch was könnte die Ursache für diesen Lärm während der Mittagspause sein?

Während des Mittagessens werden mehrere Mikrowellengeräte gleichzeitig benutzt, um Speisen zu erwärmen.
Um zu testen, ob dies die Ursache war, wurden die Mikrowellengeräte zu einem veränderten Zeitpunkt eingeschaltet...
Wie erwartet, traten Kommunikationsfehler auf.

Störungen durch die Mikrowellen verursachten die Kommunikationsfehler.

Als Hauptursache für die häufigen Fehler am Abend wurde auch vermutet, dass Flugzeuge über dem Luftraum über dem Werk flogen.
Rund um Metrol befindet sich ein großer Luftwaffenstützpunkt, und Flugzeuge und Hubschrauber kreisen über dem Werksgelände.

Optimale Umgebung für Evaluierungstests

Bei der Entwicklung des neuen Produkts musste man das Beste aus der Tatsache machen, dass es sich in einer lärmbelasteten Umgebung befindet, und die Evaluierungstests wurden in einer noch lauteren Umgebung durchgeführt.

Ein Mit Kabel wurde neben dem Produkt platziert und die Signalstabilität des Senders bewertet.

Wenn eine Fehlermeldung angezeigt wurde, haben wir die Daten analysiert und das System neu konfiguriert.
Dass die Tests zufällig in einer besonders lauten Umgebung und nicht in einer regulären Fabrik durchgeführt wurden, trug dazu bei, ein drahtloses Kommunikationssystem mit hoher Zuverlässigkeit zu perfektionieren.

Stärke durch einzigartige Technologie

Das fertige drahtlose Kommunikationssystem integriert internationale Standards und firmeneigene, hochmoderne Technologie.

Da das Funkfrequenzband gemeinsam genutzt wird, kommt es zu Störungen durch externe Signale, was die Kommunikation instabil macht.
Unsere einzigartige Suchtechnologie, die die verwendete Frequenz umschaltet, ermöglicht eine stabile Kommunikation durch das sofortige Erfassen gemischter Informationen.

Darüber hinaus wurde neben der Verbesserung der Signalstabilität der Systemstruktur der internationale Standard ISA100 eingeführt, um die Sicherheit der übertragenen Informationen zu gewährleisten und gleichzeitig die Anzahl der Kommunikationsfehler auf etwa 1/6 der üblicherweise auftretenden Fehler zu reduzieren.

Das Ende ist ein Anfang.

Ein hochzuverlässiges drahtloses Kommunikationssystem, das Signale aus mehreren Richtungen senden kann.
Etwas, das mit Infrarotsignalen ohne Beeinträchtigung durch Objekte im Weg sehr schwierig ist, wurde erreicht und wird aktiv für 5-Achs-Bearbeitungsanlagen, Roboter und große CNC-Maschinen im In- und Ausland eingesetzt.

Durch die Entwicklung eines drahtlosen Kommunikationssystems mit hoher Zuverlässigkeit in Fabrikumgebungen,
Neben einem 3D-Touch-Sensor wurden auch mehrere andere neue Produkte, darunter Luft , entwickelt und zum Verkauf angeboten!