Die Herausforderung: Kostspielige Prozessüberwachung in der Serienfertigung
In vielen Fertigungsprozessen im Maschinenbau, der Elektronikfertigung oder der Prüftechnik müssen Einpress-, Füge- oder Drehmomentverläufe präzise überwacht werden. Häufig kommen dafür spezialisierte Prozesscontroller zum Einsatz. Diese Systeme bieten zwar eine hohe Messgenauigkeit, verursachen jedoch bei größeren Stückzahlen erhebliche Hardwarekosten.
Für ein neues Prüfgerät sollte daher eine wirtschaftlich skalierbare Lösung entwickelt werden, die funktional vergleichbar mit etablierten Systemen ist, jedoch deutlich geringere Kosten pro Einheit ermöglicht. Ziel war eine Plattform, die sich für eine geplante Serienfertigung von bis zu 200 Testgeräten pro Jahr eignet und gleichzeitig genügend Flexibilität für zukünftige Erweiterungen bietet.
Besondere Anforderungen an die neue Lösung waren:
- präzise Messdatenerfassung für industrielle Sensorik
- stabile Integration in bestehende Prüfstandstechnik
- offene Schnittstellen für individuelle Auswertelogik
- skalierbare Architektur für Serienproduktion
- geringere Hardwarekosten im Vergleich zu klassischen Prozesscontrollern
Die Lösung: Modulare Hardware-Integration mit M!OS und Raspberry Pi
Die Systemarchitektur basiert auf einer klaren Trennung zwischen Steuerlogik, Visualisierung und physikalischer Signalerfassung. Dadurch können einzelne Komponenten unabhängig voneinander angepasst oder erweitert werden.
Die wichtigsten Systemkomponenten sind:
Raspberry-Pi-basierter Steuercontroller
Der Controller übernimmt die Hauptsteuerung des Prüfgeräts sowie das Frontend zur Bedienung und Visualisierung der Messdaten.
M!OS Hardware als zentrale I/O-Plattform
Das modulare System dient als Schnittstelle zur Sensorik und übernimmt die Erfassung der Messsignale aus der angeschlossenen Peripherie.
Sensorik und industrielle Messtechnik
Kraft-, Drehmoment- oder Wegsensoren werden direkt über die M!OS-Hardware angebunden.
Softwarelogik für Auswertung und Prozessüberwachung
Die Messdaten werden vom Steuercontroller ausgewertet und für die Prozessüberwachung genutzt.
Die M!OS-Hardware fungiert dabei als Echtzeit-Datenschnittstelle zwischen Sensorik und Steuerrechner. Messwerte werden mit hoher zeitlicher Auflösung erfasst und dem Steuercontroller zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt.
Diese Architektur bietet mehrere Vorteile:
- klare Trennung von Messhardware und Steuerungssoftware
- flexible Erweiterbarkeit der Testsysteme
- einfache Integration in bestehende Automatisierungsumgebungen
Der Ansatz: Skalierbare Prüfstandslösung durch modulare Architektur
Der zentrale Ansatz der Lösung besteht darin, die klassische Funktionsweise eines Prozesscontrollers auf eine modulare Systemarchitektur zu übertragen. Während proprietäre Geräte alle Funktionen in einem geschlossenen System vereinen, verteilt sich die Funktionalität hier auf mehrere spezialisierte Komponenten.
Die Aufgabenverteilung sieht dabei folgendermaßen aus:
- M!OS übernimmt die präzise Datenerfassung der Sensorsignale
- Der Steuercontroller führt die Auswertung und Prozesslogik aus
- Das Frontend visualisiert die Messverläufe für Bediener und Qualitätssicherung
Diese Architektur ermöglicht eine deutliche Reduzierung der Hardwarekosten pro Prüfgerät, ohne Kompromisse bei der Messqualität einzugehen. Gleichzeitig wird eine hohe Flexibilität erreicht, da sowohl die Auswertelogik als auch das Bedieninterface unabhängig von der Messhardware weiterentwickelt werden können. Durch diese modulare Architektur wird eine wirtschaftliche Serienproduktion der Testgeräte möglich und gleichzeitig eine hohe technische Flexibilität gewährleistet.
Technische und wirtschaftliche Vorteile
1. Reduzierung der Hardwarekosten
Durch den Einsatz von M!OS als Modulares Input Output System entfällt die Notwendigkeit für teure, proprietäre Messhardware.
Die klare Trennung von grafischer Steuerungslogik (Raspberry Pi Derivat) und physikalischer Signalerfassung (M!OS) führt zu einer drastischen Reduzierung der Hardwarekosten pro Testgerät.
2. Hochpräzise Sensoranbindung
Trotz der Kostenoptimierung bleibt die hochpräzise Sensoranbindung vollständig erhalten.
M!OS gewährleistet eine stabile, echtzeitnahe Erfassung der Prozessdaten und ermöglicht eine zuverlässige Auswertung von Kraft-, Weg- und Drehmomentverläufen.
3. Skalierbarkeit für die Serienfertigung
Die modulare Architektur von M!OS unterstützt die wirtschaftliche Serienfertigung von bis zu 200 Einheiten pro Jahr.
Die standardisierte Hardwarebasis sorgt für:
- reproduzierbare Qualität
- einfache Integration in bestehende Fertigungsprozesse
- langfristige Wartbarkeit und Erweiterbarkeit
M!OS im Detail: Das flexible I/O-System für Prüfstandstechnik und Hardware-Integration
M!OS ist ein modulares Input-Output-System für industrielle Testautomatisierung, Prüfstandstechnik und Hardwareintegration. Die Plattform wurde speziell für Anwendungen entwickelt, bei denen eine flexible und offene Architektur benötigt wird.
Das System ermöglicht es Automatisierungen zu vereinfachen. Dank offener Schnittstellen kann M!OS in unterschiedlichste Systemumgebungen integriert werden.
Typische Einsatzbereiche sind:
- Prüfstände in Entwicklung und Produktion
- industrielle Testautomatisierung
- Hardware-Integration in Sondermaschinen
- Prototyping und Validierung neuer Produkte
Durch diese Eigenschaften eignet sich M!OS besonders für Engineering-Teams, die eine leistungsfähige, aber wirtschaftliche Plattform für individuelle Testsysteme suchen. In Kombination mit offenen Steuerplattformen entsteht so eine skalierbare Alternative zu klassischen proprietären Prozesscontrollern.
EDU-Lizenz
Für Ausbildung und Studium
- Speziell für Schüler, Studierende und Bildungseinrichtungen
- Voller Funktionsumfang für Lernen, Forschung und Prototyping
- Attraktive Konditionen für den nicht-kommerziellen Einsatz
Einzellizenz
Für den professionellen Einsatz
- Lizenz für den kommerziellen Betrieb pro Gerät
- Ideal für Einzelanwendungen, Tests oder kleinere Installationen
- Flexibel einsetzbar ohne Mindestmenge
Serienlizenz
Für skalierbare Anwendungen
- Entwickelt für größere Geräteflotten und Serienprojekte
- Beliebige Anzahl an Geräten innerhalb einer Lizenzstruktur
- Erweiterbar durch zusätzliche Geräte zu reduzierten Konditionen
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