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Industrielle Automation 2/2018

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Industrielle Automation 2/2018

CONTROL

CONTROL 2018 I MESSE Präziser Spürsinn Hightech-Roboter mit Wärmebildkamera identifiziert Hotspots an schwer zugänglichen Stellen Dipl.-Ing. Manfred Pfadt, Produktmanager Sensorik, Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co.KG, Ortenburg; Péter Fankhauser, Robotics Software Engineer, ANYbotics AG, Zürich Sowohl bei der Überwachung von Maschinen und Prozessen als auch bei Rettungsaktionen von Menschen ist Zeit ein wichtiger Faktor. In beiden Fällen kommt der autonome Roboter Anymal zum Einsatz. In seinem Inspektionskopf befindet sich moderne Technologie, die dem Roboter seine Sinne verleiht. Hierzu zählt eine Wärmebildkamera mit hoher thermischer Empfindlichkeit. Dank ihr kann der Roboter heiße Stellen aufspüren – und frühzeitig Alarm schlagen. Anymal ist ein einzigartiger Roboter von Anybotics, der u. a. der Personensuche dient. Sein Name ist angelehnt an das englische Wort „animal“ – und er bewegt sich auch wie ein Tier. Er hat vier flexible Beine, auf denen seine Technologie gelagert ist, zum Beispiel Akkus für zwei bis vier Stunden lange Operationen oder Sensoren, die ihm 01 Der autonome Roboter kann sich auch in unwegsamem Gelände sicher fortbewegen und auf Hotspots aufmerksam machen Eigenständigkeit verleihen. Die vier Beine und die Mobilität seiner Gelenke, die um 360° gedreht werden können, ermöglichen Anymal zu klettern, springen, rennen, kriechen oder sogar zu tanzen. Daher ist er vor allem für KERNKOMPETENZ LED Beleuchtungen für die Bildverarbeitung +49 7132 99169 0 www.falcon-illumination.de den Einsatz in unweg samem Gelände geschaffen und kann nach Erdbeben eingesetzt werden, wenn verstreute Trümmer den Zugang zu verschütteten Personen erschweren. Auch optisch ist er einem Tier sehr ähnlich. Er gleicht einem Hund und legt durch seine Vielzahl an Sensoren einen präzisen Spürsinn an den Tag. Ob Berg rettung, Bombenentschärfung oder Erd beben – überall dort, wo Menschen schnell und gezielt gerettet werden müssen oder es zu gefährlich ist, Menschen zur Rettung einzusetzen, sind seine Fähigkeiten gefragt. Der Hightech-Roboter wiegt ledig­ 44 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2018 Falcon.indd 1 06.02.2018 14:45:58

lich 30 kg, obwohl er mit innovativer Technologie ausgestattet ist. Er ist voll autonom und wurde u. a. mit Lasersensoren versehen, um sich in seiner Umgebung sicher fortzubewegen. Hindernisse werden dadurch erkannt und Bewegungen in schwierigem Gelände lassen sich planen. Hotspots zuverlässig aufspüren Darüber hinaus verfügt Anymal über moderne Thermografiesysteme von Micro-Epsilon. Im schwenkbaren Inspektionskopf des Roboters sitzt „TIM“, die Wärmebildkamera ThermoImager TIM 160. Sie wird zur berührungslosen Temperaturmessung eingesetzt. Dafür muss sie hohe Anforderungen erfüllen: Sie muss kompakt und leicht sein, um sie auf dem Roboter montieren zu können. Zudem wird vorausgesetzt, dass ihr Aufbau robust und unempfindlich ist und sie somit vor allem durch Wasser und Erschütterungen nicht beeinflusst wird. Der geforderte Temperaturbereich, den die Kamera sicher detektieren sollte, liegt bei - 20 bis + 350 °C und einer Genauigkeit von rund 2 % vom Messwert. Über die Kamera findet der Roboter durch Abscannen seiner Umgebung mit dem Sensor außergewöhnlich heiße Stellen, sog. Hotspots, und kann frühzeitig Alarmsignale ausgeben. Dies ist für Rettungsaktionen erforderlich, aber ebenso in industrieller Umgebung in der Überwachung von Maschinen und Prozessen. Der Inspektionskopf des Anymal verfügt neben der Wärmebildkamera über eine RGB Zoom-Kamera, Mikrofone und einen Gasdetektionssensor. Die Bewegungsfreiheit des gesamten Systems ermöglicht die gezielte Untersuchung schwer zugänglicher Stellen. Péter Fankhauser, Robotics Software Engineer bei Anybotics, zeigt sich zufrieden mit der eingesetzten Wärmebildkamera von Micro-Epsilon: „Der ThermoImager TIM 160 erfüllt unsere Anforderungen und hat uns mit dem einfachen USB-Anschluss und der Verfügbarkeit von Linux-Treibern überzeugt. Die Kamera ist einfach in der Bedienung, schnell einsatzbereit und zeigte sehr gute Ergebnisse.“ Exakte Messwerte zu jeder Zeit 02 Im schwenkbaren Inspektionskopf befindet sich eine Wärmebildkamera, die robust und unempfindlich gegenüber Wasser und Erschütterungen ist Wärmebildkameras erfassen und messen im Gegensatz zu Pyrometern Temperaturen nicht an einem Punkt, sondern auf einer Fläche. Sie arbeiten wie Digitalkameras und verfügen über ein Gesichtsfeld. Durch die Wahl eines passenden Objektivs kann dieses auf die Applikation abgestimmt werden. Im Infrarotbereich kann die Wärmestrahlung nur durch Optiken aus Germanium oder mit Oberflächenspiegeln fokussiert werden. Solche vergüteten Optiken sind immer noch ein erheblicher Kostenfaktor bei Wärmebildkameras. Sie sind als sphärische 3-Linser oder asphärische 2-Linser ausgeführt und müssen für thermometrisch korrekte Messungen, gerade bei Kameras mit Wechselobjektiven, bzgl. ihres Einflusses auf jedes Einzelpixel kalibriert werden. Infrarote Strahlung geht von jedem Körper aus, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt. In einem Detektor wird die Energie der Infrarotstrahlung in elektrische Signale umgewandelt, die dann auf Grundlage der Kalibrierung des Sensors und des eingestellten Emissionsgrades in Temperaturwerte umgerechnet werden. Basierend auf dieser Auswertung kann die gemessene Temperatur auf einem Display angezeigt, als analoges Signal ausgegeben oder über einen digitalen Ausgang auf einem Com puter dargestellt werden. Die Messung erfolgt berührungslos und erlaubt damit schnelle und sichere Temperaturmessungen von bewegten, heißen oder schwer zugänglichen Objekten. Vielseitig einsetzbar Die Wärmebildkameras der Serie TIM 160 sind dank der hohen thermischen Empfindlichkeit für präzise Messaufgaben in Echtzeit konzipiert. Weiterhin bietet das System eine hohe Bildfrequenz von 120 Hz. Der Anschluss erfolgt über eine USB-Schnittstelle, über die auch die Versorgung vorgenommen wird. Der Messbereich erstreckt sich von - 20 bis + 900 °C, optional bis 1 500 °C. Infrarotkameras von Micro-Epsilon sind sehr leicht und robust, sodass sie sich für den Einsatz in industrieller Umgebung oder für die Montage auf Robotern, wie dem Anymal, eignen. Sie prüfen u. a. Wärmedämmungen an Häusern, Verlustleistung elektronischer Baugruppen, spüren Glutnester auf, überwachen Oberflächentemperaturen oder lassen sich in der Medizin zur Untersuchung von Entzündungsherden einsetzen. www.micro-epsilon.de Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung 24. – 27. 04. 2018 STUTTGART Qualität macht den Unterschied. Als Weltleitmesse für Qualitätssicherung führt die 32. Control die internationalen Marktführer und innovativen Anbieter aller QS-relevanten Technologien, Produkte, Subsysteme sowie Komplettlösungen in Hard- und Software mit den Anwendern aus aller Welt zusammen. Messtechnik Werkstoffprüfung Analysegeräte Optoelektronik QS-Systeme / Service www.control-messe.de Veranstalter: P. E. SCHALL GmbH & Co. KG +49 (0) 7025 9206-0 control@schall-messen.de

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