Produkty
04.07.2023
Innowacja spotyka się z miniaturyzacją
W centrum kompetencyjnym w Neubiberg koło Monachium firma Balluff projektuje we współpracy z klientem wysoce precyzyjne inteligentne optoelektroniczne systemy pomiarowe do szerokiego zakresu zastosowań IIoT.
Rok 1989 był rokiem nowego początku i radykalnych zmian. Firma Sensor Technologie München GmbH (STM) z Neubiberg koło Monachium została założona na Uniwersytecie Federalnych Sił Zbrojnych jako "spin-off" oferujący technologię czujników optoelektronicznych w niezwykle małych rozmiarach. W tamtym czasie nic takiego nie istniało. Ekstremalnie małe rozmiary w tym przypadku oznaczały chipy LED o długości krawędzi zaledwie 0,3 do 0,4 mm w małych obudowach o średnicy 2 mm lub połączeniach śrubowych M3. Wraz z profesorem Hansem-Dieterem Ließem, Edgar Melzner opracował technologię, w której diody LED i fotodiody z ciętych wafli są umieszczane na specjalnych nośnikach wraz z tuleją. Za pomocą opatentowanego procesu, soczewka wykonana z optycznej żywicy epoksydowej jest odlewana bezpośrednio na nią - i tak powstały te specjalne czujniki. Proces, który od tego czasu był dalej rozwijany, do dziś wzbudza sensację na rynku.
Od partnerstwa na rzecz rozwoju do integracji
Firma STM i jej 50 pracowników zostało ostatecznie zintegrowanych z Grupą Balluff w 2014 roku ze względu na unikalne portfolio produktów. Wcześniej obie firmy współpracowały już w ramach partnerstwa rozwojowego. Następnie, pod koniec 2020 roku, założyciel Edgar Melzner przeszedł na emeryturę jako kierownik zakładu po bardzo udanych latach rozwoju. Jego następca, dr Michael Greif, konsekwentnie rozwija zakład jako centrum doskonałości. W międzyczasie ponad 100 pracowników produkuje zarówno niestandardowe czujniki optyczne, jak i standardowe produkty optyczne do różnych zastosowań przemysłowych. Dr Michael Greif poświęcił się celowi strukturalnego dostosowania lokalizacji do silnego wzrostu, a jednocześnie utrzymania innowacyjnej siły. Tak więc, nawet dzisiaj, wiele nowych pomysłów na produkty wypływa z naszego centrum kompetencyjnego w Monachium.
W związku z tym Balluff Monachium koncentruje się na dalszym rozwoju niektórych technologii w ramach Grupy Balluff. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu i rozwojowi zorientowanemu na klienta, lokalizacja idealnie uzupełnia sieć produkcyjną i logistyczną, rozwija innowacyjne rozwiązania i wspiera wprowadzanie nowych produktów.
Kierownik zakładu, dr Michael Greif, konsekwentnie rozwija Balluff Monachium jako centrum doskonałości.
Inżynier rozwoju z pasją
Dr Florian Furtmayr, szef działu rozwoju, podsumowuje szczególną cechę procesu: "Nie zaczynamy od gotowych modułów LED, ale tak naprawdę od chipów wykonanych z ciętych elementów waflowych, które kupujemy. Indywidualny projekt i produkcję wykonujemy we własnym zakresie". Obejmuje to również niezbędne wzmacniacze w różnych generacjach technologicznych. Dr Florian Furtmayr jest z zamiłowania fizykiem i uwielbia nowe wyzwania. Wysoki poziom rozwoju i produkcji w zakładzie Balluff w Monachium sprawia, że jest to możliwe.
Wyświetlacz maszyny produkcyjnej podczas procesu hermetyzacji soczewek do produkcji LED.
Modułowa zasada dla większej swobody wyboru
Modułowa zasada zapewnia, że głowice czujników można dowolnie łączyć z innymi modułami technologicznymi. Dzięki zmiennej optyce, klient może wybrać źródło światła według własnego uznania. "Na przykład światło czerwone w zakresie 650 nm lub w zakresie bliskiej podczerwieni 1480 lub 1550 nm. Dwie ostatnie długości fali są pochłaniane przez wodę, więc pomiary cieczy można łatwo przeprowadzić.
Jest to bardzo interesujące dla naszych klientów z branży automatyki laboratoryjnej lub przemysłu farmaceutycznego. Muszą oni analizować media wodne, takie jak krew. Nasza niestandardowa technologia optosensorów doskonale się do tego nadaje", mówi kierownik zakładu dr Michael Greif. Ten fizyk z tytułem doktora wie, o czym mówi, ponieważ już podczas pisania pracy doktorskiej intensywnie zajmował się trudnymi zagadnieniami optyki. Pracuje w zakładzie w Monachium od ośmiu lat i ma wiele kreatywnych pomysłów.
Duże możliwości konfiguracyjne
Oprócz głowicy optycznej potrzebny jest wzmacniacz lub jednostka analizująca. Jest to samodzielny system, który komunikuje się za pośrednictwem kontrolera lub IO-Link z systemem do wizualizacji wyników. "Zasadniczo oferujemy klientowi duże możliwości konfiguracji, składającą się z mocy i położenia chipa, geometrii soczewki, jednostki wzmacniacza i konstrukcji obudowy, w połączeniu z wymaganą długością kabla" - wyjaśnia fizyk.
Uważne słuchanie i umiejętne wyciąganie wniosków
Wspólna praca nad projektem kończy się dopiero wtedy, gdy klienci otrzymują rozwiązanie, które dokładnie odpowiada ich wymaganiom. "Zwykle wiąże się to z pytaniami o geometrię aplikacji: czy jest to geometria światła odbitego czy przechodzącego? I jaka długość fali światła powinna być użyta? Rodzaj przetwarzania sygnału również odgrywa kluczową rolę w rozwiązywaniu zadań pomiarowych" - dodaje kierownik zakładu.
"Szybkość ma znaczenie" to motyw przewodni w tym miejscu
Nowoczesne metody symulacji, takie jak śledzenie promieni i ocena punktów świetlnych w czasie rzeczywistym, pomagają zespołom projektowym przyspieszyć proces projektowania. Dzięki wykorzystaniu druku 3D do opracowywania prototypów, pierwsze wyniki można omówić z klientami już po kilku dniach, a nie miesiącach. W laboratorium odtwarzana jest konfiguracja klienta w celu znalezienia najlepszej kombinacji nadajnika i odbiornika. W zależności od wymagań, opracowywane są zalecenia dotyczące optymalnego ustawienia wzmacniacza, a nawet opracowywane są niestandardowe wzmacniacze.
Około połowa z 230 różnych głowic czujników, które pochodzą z zakładu Balluff Monachium i są produkowane w samodzielnie opracowanych, wysoce wyspecjalizowanych maszynach, można kupić jako towary katalogowe za pośrednictwem sklepu internetowego Balluff. Reszta to rozwiązania niestandardowe. Zapotrzebowanie na te ostatnie wzrosło skokowo w ostatnich latach. Customer Defined Engineering (CDE), który dociera do potencjalnych klientów w bardzo ukierunkowany sposób i fachowo wymienia informacje o ich problemach. Na przykład: Jeśli wymagane są takie właściwości jak odporność na próżnię, to odpowiednim materiałem na obudowę będzie PEEK. A może powinna być ona wykonana z teflonu? "Zawsze znajdujemy się w obszarze konfliktu między CDE a standardowym produktem" - mówi kierownik klastra produktów "Czujniki fotoelektryczne" Christiane Maier, która jako analityk zawsze ma oko na biznes, pomimo wszystkich względów "klient przede wszystkim".
Nowoczesne metody symulacji, takie jak ray tracing, przyspieszają proces projektowania dla zespołów rozwojowych.
Klaster produktów optoelektronicznych Balluff
W firmie Balluff istnieją dwie lokalizacje, w których opracowywane są miniaturowe czujniki optoelektroniczne o najwyższej precyzji ("Product Cluster Photoelectric Sensors"): Neuhausen w siedzibie głównej firmy i Neubiberg niedaleko Monachium. Menedżer produktu udziela kilku wskazówek: "Głównymi atutami lokalizacji w Monachium są krótki cykl produkcyjny i zwinne, zorientowane na klienta metody rozwoju. Idealne połączenie sieci produkcyjnej z lokalizacjami w Chengdu i Veszprém, a w przyszłości w Aquascalientes, z ich procesami dostosowanymi do klas produktów o dużej objętości oraz szczegółową pracą dostosowaną do potrzeb klienta w centrach kompetencyjnych, takich jak w Neuhausen lub Neubiberg, stanowi o sile Balluff ".
