Imaging und Sensorik auf der Laser World of Photonics

Sensoren und Imaging-Systeme sind das Nervensystem des Internet-of-Things (IoT). Mehr als 100 internationale Aussteller werden im Schwerpunktbereich Imaging und Sensorik der Laser World of Photonics 2019 ihre Lösungen präsentieren. Darunter ist beispielsweise Dephan aus Moskau mit Photo-Multipliern auf Siliziumbasis, das finnische Nokia-Spin-off Emberion mit seinen Imaging- und Sensorlösungen auf Basis von Graphen und Nanomaterialien und das Braunschweiger Unternehmen Fisens, das faseroptische Sensoren mit Faser-Bragg-Gittern realisiert.

Ohne Sensorik keine Industrie 4.0 – wobei Hersteller immer mehr Intelligenz und Rechenleistung in die Sensoren selbst verlagern, um einer dezentralisierten Rundumüberwachung von Fertigungsprozessen, smarten Gebäuden oder teilautomatisierten, medizinischen Eingriffen den Weg zu ebnen.

Das Verlangen nach mehr Transparenz, mehr Flexibilität und Produktionseffizienz befeuert den Einzug der IO-Link Technologie auf Sensor- und Aktor-Ebene fluidtechnischer Systeme, was sich auch auf der Messe zeigen wird.

Um das erhoffte Szenario weitgehend autark und effizient zusammenarbeitender Maschinen realisieren zu können, braucht es allerdings mehr als einzelne Komponenten mit der Fähigkeit, bidirektional zu kommunizieren. Denn die Aufgabe, flexible, sichere und in jeder Losgröße wirtschaftliche Automationslösungen zu entwickeln, verlangt auch Systemverständnis und Anwendungs-Know-how, wie Christian Ziegler, Manager Marketing & Product Management bei SMC Deutschland, erklärt: „Ein Flickenteppich aus IO-Link-fähigen Komponenten führt in der Regel nicht zu diesem Ziel“. Systemkomponenten müssen auf allen Ebenen der Automationslösung intelligent ineinandergreifen.

In einer Maschine, die unterschiedliche Gebinde in unsortierter Folge greifen soll und dazu kommunikationsfähige Antriebe verwendet, kann das zum Beispiel so aussehen: In dem System lässt sich über ein Ethernetprotokoll ein Kommunikationsknoten steuern. Dieser verfügt wiederum über ein Modul mit IO-Link-Master, der als Schnittstelle zu Sensoren dient. Eine IO-Link-fähige Einheit dient zur Ventilsteuerung. Mit einer solchen Einheit lassen sich je nach Modell verschieden viele Spulen einer Ventilinsel ansteuern. Die Ventilinseln wird aus dazu passenden Magnetventilen aufgebaut. Über ein solches System werden Greifer und Antriebe gesteuert, die ihrerseits permanent ihre Positionsdaten über IO-Link an den Master zurückmelden.

IO-Link-Technologie lässt sich bei Antrieben in vielen Fällen einfach nachrüsten und integrieren. Für Zylinder gibt es zum Beispiel von SMC Positionssensoren, die in die C-Nut der Aktoren eingeschoben werden und dort über einen Magnet-Sensor die Kolbenstellung erkennen. Die Daten werden an den IO-Link-Master gesendet.

Drucksensoren prüfen und melden die Versorgung mit Luft; über Druckregler und den Master wird dann der Druck im System nachgeregelt. Sind in einer solchen Automationslösung zum Beispiel Vakuumgreifer angeschlossen, lässt sich auch die Druckluftsituation im Vakuumbereich anpassen.

Während die Aussteller auf der Messe vom 24. bis 27. Juni 2019 vorwiegend Produkt- und Applikationstrends präsentieren werden, können sich die Messebesucher auch über aktuelle Forschung und zukunftsweisende Anwendungen informieren. So begleitet der World of Photonics Congress 2019 die Ausstellung. Er findet vom 23. Juni bis 27. Juni 2019 im Internationalen Congress Center München statt.

Drei der sieben Teilkonferenzen des Kongresses haben Imaging zum Thema: Die OSA-Konferenz „Imaging and Applied Optics“ behandelt computergestützte optische Sensorik und Bildgebung, mathematische Grundlagen und den Einfluss von Umwelteinflüssen auf bildgebende Verfahren. Daneben widmet sich die „Digital Optical Technologies“ der Spie Europe dem Trendthema Mixed-, Virtual- und Augmented Reality. Und die Spie-Konferenz „Optical Metrology“ wird sich mit dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz und Multimodaler Sensorik sowie mit automatisierter Inline-Inspektion und dem Imaging von Biomaterialien befassen. Insgesamt umfasst der Kongress rund 3000 Lesungen und Präsentationen.

Eine Besonderheit im Rahmenprogramm der Messe zum Imaging ist die Expertenrunde zum Thema „Photonik 4.0“ vom Verband Spectaris. Zu den Teilnehmern gehören Professor Manfred Mayer vom Unternehmen Mayerburg Rechtsanwaltsgesellschaften, Güngör Kara von EOS, Professor Joachim Berlak von Software4solutions und Professor Reinhart Poprawe vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT.

Auf der Messe finden zu den Themen Imaging und Sensorik praxisorientierte Vorträge in drei Hallen statt, die sogenannten Application Panels. Sie konzentrieren sich auf die Bereiche „Biophotonics and Medical Applications / Optical Metrology and Imaging“ (Halle B2), „Lasers and Optics“ (Halle B3) sowie „Lasers Materials Processing“ (Halle A3). Zum Beispiel werden dabei Professor Andreas Tünnermann, Leiter des Fraunhofer Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena, und Jürgen Stuhler, Senior Director Quantum Technologies von Topica Photonics, der künftigen Rolle von Photonen als Quantenobjekte und Informationsträger in der Bildgebung und Kommunikation auf den Grund gehen. Experten der Deutschen Gesellschaft für Lasermedizin und der LMU-München geben Einblicke in die medizinische Praxis mit Virtual und Augmented Reality. Ein anderes Panel unter Beteiligung von PCO und Omicron-Laserage widmet sich den Verfahren in der laserbasierten Lichtmikroskopie.