Kabellose WiFi-Temperatur-Messbox für sichere, präzise und flexible Prozessüberwachung bei rotierenden Anwendungen

Für den Einsatz in rotierenden Härteprozessen konzipiert, entwickelte SPIE AUTOMATION eine kompakte, kabellose Messlösung, die zentrale Sicherheits- und Handhabungsprobleme löst und reproduzierbare Ergebnisse unter realen Produktionsbedingungen sicherstellt.

Herausforderung und Zielsetzung

Die Ausgangssituation des Kunden stellte die Entwickler von SPIE AUTOMATION vor eine anspruchsvolle Aufgabe: Gesucht wurde eine Lösung zur präzisen Temperaturmessung eines Prüfnockens innerhalb einer Härtestation. Die bisher eingesetzten Methoden erwiesen sich dabei als unpraktisch und sicherheitstechnisch kritisch, da sich die Messeinrichtung außerhalb der Anlage befand und die Temperaturmessleitungen während des rotierenden Betriebs mitgeführt werden mussten.

Ziel des Projekts war daher die Entwicklung einer kompakten, kabellosen und dampfdichten Temperatur-Messbox. Diese sollte mit zwei Temperatursensoren direkt am Nocken arbeiten, für den Einsatz in rotierenden Anwendungen ohne Verkabelung geeignet sein und die Messdaten im CSV-Format speichern. Zusätzlich war eine kabellose Datenübertragung sowie Bedienung gefordert. Die Temperaturerfassung sollte mit einer Abtastrate von 10 Hz erfolgen. Besondere Herausforderungen ergaben sich durch die Einsatzbedingungen in der Härtestation: aggressives Kühlwasser, entstehender Dampf während des Abkühlprozesses sowie Werkstücktemperaturen von bis zu 1100 °C.

Lösung

Das Projekt wurde durch das erfahrene SPIE AUTOMATION Team realisiert, bestehend aus Spezialisten für mechanisches Engineering, Elektronik- und Softwareentwicklung. Zusammenfassend lässt sich der Entwicklungsprozess in folgende Phasen unterteilen:

Machbarkeitsstudie und Konzeptphase: In einer Proof-of-Concept-Phase wurde geprüft, ob die technischen Anforderungen umsetzbar waren. Erste Prototypen bestätigten die Machbarkeit des kabellosen Temperatur-Messsystems.
Design- und Entwicklungsphase:
- Mechanikdesign: Ein kompaktes Gehäuse wurde entwickelt, das wasser- und dampfdicht ist und den rotierenden Einsatz ermöglicht.
- Elektronik und Software: Modular aufgebaute Elektronikkomponenten wurden integriert, um Entwicklungszeit und Kosten zu reduzieren. Dadurch konnte der Entwurf eines aufwendigen Leiterplattendesigns umgangen werden.
- Datenübertragung: Ein kabelloses WiFi-Modul wurde integriert, das die Messdaten in Echtzeit überträgt.
Herausforderungen und Lösung:
- Rotierende Anwendung: Eine kabellose Verbindung und eine stabile Stromversorgung wurden trotz der rotierenden Umgebung sichergestellt.
- Kollision des Prototyps: Nach Fertigstellung des ersten Gehäuseprototyps stellte der Kunde fest, dass es mit der Anlage kollidiert. Dies erforderte ein Redesign, bei dem der Bauraum um 70 % reduziert werden musste, ohne die Funktionalität einzuschränken.

Nutzen

Die neue WiFi-Temperatur-Messbox bietet zahlreiche Vorteile:

Einfache Handhabung: Die kompakte Box ist einfach zu installieren und zu bedienen.
Erhöhte Sicherheit: Durch das kabellose Design müssen keine Messleitungen in der rotierenden Anwendung mitgeführt werden.
Sicherstellung der Qualität: Durch die zuverlässige Protokollierung des Härteprozesses wird die Produktqualität optimiert.

Der Kunde zeigte sich mit der Lösung sehr zufrieden und lobte insbesondere die hohe Flexibilität und die kompetente Projektumsetzung trotz unerwarteter Herausforderungen.

Diese SPIE AUTOMATION Stärken kamen zum Einsatz

Hohe Flexibilität in der Umsetzung und schnelle Anpassung an individuelle Kundenwünsche
Einfache Unternehmensstruktur für eine unkomplizierte Projektabwicklung
Tiefes Verständnis der spezifischen Kundenprobleme
Lösungsorientierter Ansatz und Zielstrebigkeit
Hohe Innovationskraft

Über unseren Kunden
Unser Kunde ist ein international führender Automobilzulieferer mit Fokus auf innovative Komponenten und Systeme rund um den Antriebsstrang. Mit jahrzehntelanger Erfahrung zählt das Unternehmen weltweit zu den etablierten Partnern der Automobilindustrie und steht für technologisch anspruchsvolle Lösungen.

Branche
Automobilzulieferer

Wir konnten trotz der Herausforderungen und des Redesigns gute Lösungen finden und alle Anforderungen kompromisslos umsetzen. Auch der Kunde hat uns ein gutes Feedback gegeben und ist mit der Lösung sehr zufrieden.

Thomas Strohmaier
Projektleiter Software- und Hardwareentwicklung
SPIE AUTOMATION

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