„Ich leite ein Projekt zur Entwicklung und prototypischen Umsetzung einer „intelligenten Werkzeugmaschine“, die die Prozessstabilität und den Output im Betrieb optimiert. Dafür benötigen wir eine robuste Dehnungsmessstreifen-Telemetrie mit zusätzlichen MEMS-Sensoren und schnell aufladbarem Akku, die in unsere Schleifmaschine integriert wird.“

Als wir diese Anfrage erhielten, dachten wir: „Super, das ist genau unsere Kernkompetenz!“ Dann sahen wir den verfügbaren Bauraum: Insgesamt kleiner als eine 1 €-Münze! – Zum Glück lieben wir Herausforderungen und realisierten ein integriertes Prozess- und Zustandsüberwachungssystem.

Wir entwickelten eine Telemetrie-Platine zur Datenerfassung (DAQ) und Datenübertragung mit integrierter MEMS 6-DoF-IMU zur Messung von Beschleunigungen, Drehraten und Temperatur (16 Bit, bis zu 6,5 kHz On-Air-Abtastrate) sowie zur Anbindung von 4 Halbleiter-DMS-Vollbrücken (24 Bit, bis zu 1,5 kHz On-Air-Abtastrate).

Darüber hinaus haben wir eine Energieverwaltungsplatine für den Anschluss eines wiederaufladbaren Li-Ion-Akkus entwickelt. Telemetrieplatine, Power-Management-Platine, Li-Ion-Akku und Platine mit Ladekontakten sind in vier winzige Aussparungen der Schleifspindel (jeweils kleiner als 30 x 5 x 8,5 mm³) integriert. Bei Stillstand der Maschine wird eine Spannungsquelle zum Laden des Li-Ion-Akkus mit hoher Ladeleistung (2 Minuten Akkuladung für mehr als 8 Minuten Laufzeit, max. 80 Minuten) autonom über einen Pin angeschlossen. Die Live-Messdaten werden drahtlos mit einer platinenintegrierten Antenne über eine 2,4-GHz-Funkstrecke (nemi Link 2400) an ein nemi Connect-Empfängermodul übertragen.

Vorteile für unseren Kunden:

• Strukturintegrierte Messung von Prozess- und Zustandsdaten
• Überwachung sensibler Parameter durch integrierte Sensoren
• Zuverlässige drahtlose Datenübertragung auch durch Dichtung und Gehäuse hindurch
• Serientaugliches Stromversorgungskonzept
• Autonome, schnelle Batterieladung bei kurzen Maschinenstillstandszeiten ohne Umrüsten der Maschine
• Hohe Messdatenqualität / geringes Rauschen durch Energieversorgung über Akku

Vielen Dank für die erfolgreiche und unkomplizierte Zusammenarbeit an das IFW Hannover und insbesondere an Henning Buhl.

Hier gibt es das PDF zum Use-Case: i4M_UseCase_Condition-Monitoring-einer-Schleifmaschine.pdf (i4m-tech.de)