Sensorsysteme entwickeln: Projekt MERLIN erstellt Leitfaden für Unternehmen

Das it’s OWL Forschungsprojekt MERLIN hat sein erfolgreiches Ende erreicht. Das Hauptziel dieses Projekts war, einen umfassenden Leitfaden zu erstellen, der kleine und mittlere Unternehmen (KMU) dabei unterstützt, Sensorsysteme erfolgreich zu entwickeln und in der MID-Technologie zu integrieren. Im Folgenden werden die drei wesentlichen Komponenten des Leitfadens vorgestellt:

Ein detailliertes Vorgehensmodell wurde erarbeitet, das den Entwicklungsprozess in einzelne Schritte unterteilt. Dies ermöglicht eine transparente Darstellung des Prozesses anhand konkreter Aufgaben und zu erwartender Resultate. Unternehmen erhalten so eine klare Struktur, um den Entwicklungsprozess effizient und zielgerichtet zu gestalten.

Sensorbaukasten und modulare Softwarearchitektur

Abbildung 2: Der Sensorbaukasten

Zur Unterstützung bei der Entwicklung wurde ein Sensorbaukasten konzipiert. Unternehmen können je nach Anwendungsfall geeignete vordefinierte Funktionsblöcken wählen, und zu einer Gesamtschaltung zusammen führen. Begleitend dazu wurde eine modulare Softwarearchitektur entwickelt, die automatisch lauffähigen Code generiert. Dieser bietet eine Grundfunktionalität, einschließlich Datenaufnahme und -übertragung, und erleichtert somit den Integrationsprozess erheblich.

 

 

Technologiespezifischer Fehlerkatalog

Die Fertigung von MIDs stellt eine besondere Herausforderung dar. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wurde ein detaillierter Fehlerkatalog erarbeitet. Dieser listet mögliche Fehlerbilder in den einzelnen Herstellungsschritten auf, nennt die Ursachen und schlägt wirkungsvolle Gegenmaßnahmen vor. Dieser Katalog dient als unverzichtbares Werkzeug, um potenzielle Probleme zu erkennen und effizient zu beheben.

Besonders erfreulich ist die Tatsache, dass in jedem durchgeführten Pilotprojekt ein funktionsfähiger Prototyp entwickelt und erfolgreich gefertigt wurde. Zudem dienten die Pilotprojekte als Validierungsmöglichkeit für den erarbeiteten Leitfaden.

Zusammen mit der Firma steute wurde eine Dichtigkeitsmessung in einen medizinischen Fußschalter integriert. Eindringende Feuchtigkeit kann somit im laufenden Betrieb detektiert werden, um einen gefährlichen Kurzschluss und möglichen Ausfall des Geräts während einer Operation rechtzeitig detektieren zu können. Die Implementierte Schaltung ist in Abbildung 3 dargestellt.

 

Abbildung 3: Seriennaher Prototyp eines medizinischen Fußschalters mit integrierter Dichtigkeitsmessung

 

Zusammen mit der Firma contech und der Firma Berg Spanntechnik, wurde eine Drehdurchführung eine Werkzeugmaschine näher betrachtet. Dieses Bauteil dient dazu Kühl und Schmierstoffe vom festen stehenden Teil einer Werkzeugmaschine in die sich drehende Spindel zu transportieren.

 

Abbildung 4: MID-Sensor und Auswerte Elektronik zur Flüssigkeitsdetektion in Werkzeugmaschinen

 

Als Hersteller von Elektromotoren ist es für die Firma Lenze von großem Interesse zu erfahren wann die verbauten Lager in den Motoren erneuert werden sollten, ohne die Maschine stoppen und öffnen zu müssen. Hierfür wurde eine Schaltung für die vorausschauende Wartung entwickelt. Defekte oder verschlissene Lager können durch Vibrationen auf dem Motorgehäuse detektiert werden. Bisher mussten Schaltungen aufgeklebt oder aufgeschraubt werden. Mit der MID-Technologie kann die Schaltung nun direkt an der gewünschten Stelle auf dem Gehäuse angebracht werden. Abbildung 5 zeigt die aufgebaute Schaltung.

Abbildung 5: Schaltung zur Detektion verschlissener Lager

 

Das Projekt „MERLIN“ wurde im Rahmen des Spitzenclusters it’s OWL ab März 2021 für 2,5 Jahre mit 1,4 Millionen Euro vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen (MWIKE NRW) gefördert.

 

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