Telemetrisches Messsystem (TMS) von Kistler – Kabellose Signalübertragung für die industrielle Fertigung

Das telemetrische Messsystem (TMS) von Kistler ermöglicht erstmals eine kabellose und verschleißfreie Signalübertragung zur Prozess- und Werkzeugüberwachung in hochdynamischen Produktionsumgebungen. Durch die direkte Messung von Prozesskräften am Ort des Geschehens steigern Unternehmen Effizienz und Zuverlässigkeit, während gleichzeitig die wachsende Bedeutung kabelloser Sensortechniken im industriellen Markt unterstrichen wird.

Klassische Sensortechnik und ihre Grenzen

In modernen, automatisierten Fertigungsanlagen dominieren verfahrende und indexierende Maschinenkomponenten – von Revolverdrehmaschinen über Rundtisch-Montageanlagen bis hin zu robotergesteuerten Greifern. Klassische kabelgebundene Messtechnik stößt dabei an physikalische und wirtschaftliche Grenzen. Stationäre Messaufbauten können nur begrenzt Daten am Angriffspunkt des Werkzeugs erfassen; stattdessen werden häufig indirekte Messgrößen wie Spindelstrom oder Antriebsleistung ausgewertet, die bei kleinen Kräften oder feinen Dehnungen nicht sensitiv genug sind. Die physische Kabelführung wird zum Schwachpunkt, weil mechanische Belastungen, kontinuierliche Bewegung und enge Biegeradien zu schneller Materialermüdung, Verschleiß von Schleifringen und Kabelbruch führen. Batteriebetriebene Sensoren lösen das Kabelproblem, erfordern jedoch hohen Wartungsaufwand und sind in 24/7-Produktionen oft unpraktisch.

Marktentwicklung für kabellose Sensortechniken

Die industrielle Automatisierung wandelt sich zunehmend in Richtung kabelloser Technologien. Laut einer aktuellen Marktanalyse wird das Volumen für kabellose Sensoren in der Industrie im Jahr 2023 auf etwa 10,5 Milliarden USD geschätzt. Die jährliche Wachstumsrate liegt bei rund 25 % (Quelle: Global Market for Wireless Sensor Networks, Market Research Future, 2023). Diese Entwicklungen verdeutlichen das Potenzial und die Notwendigkeit für innovative Lösungen wie das telemetrische Messsystem (TMS).

Das Telemetrische Messsystem (TMS) von Kistler – Funktionsweise

Das TMS basiert auf einem zweigeteilten System, das Energieversorgung und Datenübertragung voneinander entkoppelt:

• Mobiles Ladungsverstärkermodul 5190A: Wird direkt auf der verfahrenden Maschinenkomponente montiert und ist unmittelbar mit dem piezoelektrischen Sensor verbunden. Es wandelt die im Pikocoulomb-Bereich erzeugten Ladungen in ein robustes, niederohmisches Spannungssignal um, digitalisiert dieses und gewährleistet hohe Signalintegrität selbst unter rauen Bedingungen. Das Modul ist nach IP67 geschützt und für anspruchsvolle Industrieumgebungen ausgelegt.
• Stationäres Basismodul 5290A: Wird am Maschinenrahmen angebracht und übernimmt die Signalkonditionierung sowie die drahtlose Datenübertragung zur Steuerung.

Durch die Kombination beider Module wird die Energieversorgung des Sensors vor Ort sichergestellt, während die Daten kabellos und ohne Batterien an die zentrale Steuerung übermittelt werden. Die kompakte Bauform ermöglicht einen schnellen Wechsel von Sensoren und Werkzeugen, ohne den Produktionsprozess zu unterbrechen.

Kabellose und verschleißfreie Signalübertragung

Das zentrale Versprechen des TMS lautet, dass es eine kabellose und verschleißfreie Signalübertragung ermöglicht. Damit entfallen mechanische Belastungen durch Kabel, Schleifringe und Batteriewechsel – ein entscheidender Vorteil gegenüber herkömmlichen Systemen, die bei verfahrenden Komponenten schnell an ihre Grenzen stoßen.

Vorteile des TMS für die Fertigung

Die Einführung des TMS kann die Fertigung in mehreren Bereichen verbessern:

• Präzisere Prozessüberwachung: Messungen direkt am Angriffspunkt des Werkzeugs liefern hochauflösende Echtzeitdaten im Newton-Bereich.
• Erhöhte Effizienz: Durch frühzeitige Erkennung von Abweichungen lassen sich Taktzeiten optimieren und Wartungsarbeiten vorausschauend planen.
• Verbesserte Zuverlässigkeit: Die verschleißfreie, kabellose Übertragung reduziert Ausfallrisiken, die bei kabelgebundenen Systemen durch mechanische Beanspruchung entstehen.
• Flexibilität: Das mobile Modul kann schnell auf unterschiedlichen verfahrenden Komponenten montiert werden, was die Umrüstzeiten verkürzt.

Risiken und Gegenmaßnahmen

Ein potenzielles Risiko des TMS ist die Abhängigkeit von der Energieversorgung. In kritischen Situationen, etwa bei Stromausfällen, könnte die Leistung des Systems beeinträchtigt werden. Hersteller setzen jedoch auf robuste Energieversorgungskonzepte, um die Betriebsfähigkeit auch unter erschwerten Bedingungen sicherzustellen.

FAQ – Sicherheit der Datenübertragung

Frage: Wie sicher ist die Datenübertragung des TMS?
Antwort: Das TMS von Kistler nutzt robuste Übertragungstechnologien, um Signalverluste oder Störungen zu minimieren.

Fazit

Das telemetrische Messsystem (TMS) von Kistler adressiert die zentralen Schwachstellen klassischer kabelgebundener Sensortechnik und eröffnet neue Möglichkeiten für die Prozess- und Werkzeugüberwachung in der industriellen Fertigung. Durch die Kombination aus kabelloser, verschleißfreier Signalübertragung, hoher Messgenauigkeit und flexibler Montage unterstützt das TMS Unternehmen dabei, Effizienz, Zuverlässigkeit und Produktqualität zu steigern. Gleichzeitig bestätigt die wachsende Marktentwicklung für kabellose Sensortechniken – mit einem geschätzten Marktvolumen von 10,5 Milliarden USD und einer jährlichen Wachstumsrate von 25 % im Jahr 2023 – die steigende Akzeptanz und Relevanz solcher Innovationen. Trotz der Notwendigkeit, die Energieversorgung in kritischen Situationen sicherzustellen, stellt das TMS eine zukunftsfähige Lösung dar, die die digitale Transformation der Fertigung weiter vorantreibt.