Smart in Force

Mit ihrem innovativen ILA-Messverstärker sorgt GTM für dezentrale Datenerfassung nah am Kraftsensor und bietet damit die Kraft-Messkette der Zukunft. 

In praktisch allen Bereichen von Wissenschaft und Technik sind Messketten als fester Bestandteil von Prüf- und Testverfahren nicht mehr wegzudenken. Dabei ist die Produktion der benötigten Sensoren eine Seite, die andere ist die Entwicklung von Messverfahren und Messeinrichtungen, um Sensoren für konstant präzise Ergebnisse regelmäßig zu kalibrieren.  

Beide Seiten sind die Kernkompetenz von GTM – mit einem Entwicklungs- und Produktionsstandort sowie dem angeschlossenen akkreditierten Kalibrierlabor für Kräfte, Momente und Spannungsverhältnisse. Damit ist GTM in der Lage, die stetig wachsende Nachfrage von hochwertiger Kraft- und Drehmomentmesstechnik und Services „Engineered & Made in Germany“ zu bedienen.  

Vielfältige Anwendungen  

Aufnehmer, Mehrkomponentensysteme, Messeinrichtungen und von GTM entwickelte Verfahren zum Messen und Kalibrieren kommen in Prüfstandsanwendungen in vielen verschiedenen Branchen zum Einsatz. Sie finden sich in der Erforschung und Entwicklung neuer Materialien und Werkstoffe bis hin zu neuen Bauteilen und Strukturen, oder überall dort, wo anspruchsvolle Aufgaben in der Qualitäts- und Prozesskontrolle zu lösen sind. Typische Bereiche sind Transport- und Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Bahn-, Rad- und Schienentechnik, Maschinen- und Anlagenbau oder Lebensmitteltechnik, aber auch Medizin- und Pharmaindustrie. Vom Know-how der Experten profitieren Hersteller von Prüfmaschinen sowie Zukunftsbranchen wie Produzenten von Windkraftanlagen, die Prüfstände von GTM zur Fertigungs- und Qualitätskontrolle einsetzen. 

Bei den Aufnehmern von GTM sind vor allem die Kraftaufnehmer der Serie K eine etablierte Größe. Merkmale sind ein integrierendes Biegeringprinzip, die hohe Präzision, eine lange Lebensdauer bei konstanten und zuverlässigen Messergebnissen und die Typenvielfalt mit über 13 000 Varianten. Das jeweils exakt passende Modell lässt sich mittels eines neu entwickelten Online-Konfigurators mit wenigen Klicks schnell, unkompliziert und individualisiert zusammenstellen. Die stetige Marktbeobachtung, der enge und partnerschaftliche Kundenkontakt und metrologische Innovationen sind weitere Antriebe des gesamten GTM-Teams. Ziele und Stärken sind, Trends zu erkennen, sie zu analysieren und in neue Produkte und Lösungen umzusetzen. 

Ein Beispiel dafür ist der DMS-Messverstärker der ­Serie ILA. Der neuartige Inline-Amplifier digitalisiert die Signale analoger DMS-Sensoren wie Kraftaufnehmer, Drehmomentsensoren oder Wägezellen. Dabei ist er mit einer echten Messrate von 40 kS/s und einer Bandbreite von 2 kHz auch für hochdynamische Test- und Prüfanwendungen sowie anspruchsvolle industrielle automatisierte Anwendungen und Prozesse eine sehr gute Lösung. Einsatzgebiete sind Prüfstände für Material- und Werkstoffprüfung, Komponententests sowie die industrielle Qualitäts- und Prozesskontrolle, und das sowohl für die Neuausstattung als auch für das Retrofitting von Bestandsanlagen. 

Kraftmesstechnik neu gedacht 

Mit seinen vielfältigen Einsatzmöglichkeiten hat der neue ILA-Messverstärker das Potenzial, die klassische Kraftmesstechnik auf ein neues Level zu heben, so ­Marcel Richter, Director Product Management & Marketing von GTM: „Mehr und mehr sehen wir, dass zum einen der klassische Schaltschrank aus dem Fokus rückt bzw. signifikante Kostenreduktionen möglich sind, wenn man den Schaltschrank obsolet machen würde. Zum anderen wandert die hoch performante Messdatenerfassung (DAQ) ebenfalls in Richtung des dezentralen Ansatzes, in Richtung Aufnehmer. Das bedeutet konkret, dass die beiden etablierten Welten – DMS-Messverstärker und Präzisions-Messdatenerfassung – immer mehr miteinander verschmelzen und viele Kunden bereits heute schon neue und innovative Lösungen fordern, um den Weg zu smarteren Lösungen aktiv in Angriff zu nehmen.“ 

Betrachtet man es aus dieser Perspektive, handelt es sich bei dem DMS-Messverstärker der Serie ILA um eine komplett neue Produkt- und Gerätekategorie, die das Beste aus beiden Welten vereint. Noch dazu mit einem herausragenden Preis-/Leistungsverhältnis – ein wichtiges Argument, vor allem für neue Prüfanlagen und anspruchsvolle Applikationen, die neben technischen Innovationen nie den Kostenaspekt aus dem Fokus verlieren dürfen. 

Und es gibt weitere, handfeste Vorteile. Mit einem dezentralen Aufbau der Kraft-Messkette lassen sich kostspielige „klassische“ Messleitungen einsparen. Alle Mess- und Regeltechniker wissen genau, was für eine Herausforderung etwa Frequenzumrichter in Bezug auf EMV-Störungen sein können. Zwar ist der ILA-Verstärker noch immer per analoger Messleitung mit dem jeweiligen Aufnehmer oder Sensor verbunden, doch nicht länger als 1 bis maximal 10 Meter – dezentral in der Maschine, nah an der Messstelle. 

Hinter dem Messverstärker geht es dann einfach und effizient mit handelsüblichen Ethernet-Leitungen zum Netzwerkswitch oder direkt in die Steuerung weiter. Messverstärker und DMS-Aufnehmer bilden so keine untrennbare Einheit und Kunden haben die maximale Flexibilität, sollte ein Tausch der einzelnen Komponenten im Lauf des gesamten Lebenszyklus der gesamten Messkette notwendig sein. 

Weg mit der langen Messleitung 

Damit dieser Ansatz auch in rauen Umgebungsbedingungen zuverlässig funktioniert, besitzt der ILA-Messverstärker IP67-Anschlüsse – sowohl für den M12-Aufnehmer-, als auch für den RJ45-Anschluss für die Steuerung und die Versorgung. Alle Anschlüsse sind auf Plug-and-play ausgelegt, so dass sich Verdrahtungsfehler über den gesamten Lebenszyklus vermeiden lassen und die Installationszeit im Feld signifikant reduziert wird. Aus GTM-Sicht ebenfalls unverzichtbar, um einen dezentralen Ansatz nah am Sensor zu realisieren: Der Messverstärker wird mittels industriellem Power-over-Ethernet (PoE) gespeist. Hierbei wird die EtherCAT-Kommunikation und -Versorgung bis zum ILA über handelsübliche Ethernet-Leitungen (CAT5 und aufwärts) realisiert.  

Als Teil einer Messkette lassen sich die ILA-Messverstärker von GTM auch mit mehreren DMS-Sensoren oder Messketten schnell und einfach kombinieren – pro DMS-Sensor ein Verstärker – und einfach per Plug-and-play als Daisy-Chain verbinden. Selbst DMS-Aufnehmer anderer Hersteller sind hier nicht ausgenommen: aus Kundensicht ein echtes Argument. Die klassische lange Messleitung vom Schaltschrank zu jedem Aufnehmer entfällt somit. Mit Support der EtherCAT-Schnittstelle ist der ILA-Messverstärker zukunftssicher, und das auch für anspruchsvolle Anwendungen der Qualitäts- und Prozesskontrolle. Integrierte Filterfunktionen sowie die Möglichkeit, hochdynamische Messungen per Distributed Clocks (1 µS) auch bei dezentraler Netzwerkstruktur synchron in der Steuerung weiter zu verarbeiten, ­runden das Gesamtpaket ab.  

Das Feedback von ersten Leitkunden, die bereits ILA-Messverstärker im Einsatz haben, ist überaus positiv, so Marcel Richter: „Die Möglichkeit, Anwendungen und Netzwerktopologien neu und dezentral zu denken, findet großen Anklang und ist genau der richtige Schritt in Richtung smarte Kraftmesstechnik. Viele unserer Kunden nutzen diese Chance, um ihre gesamte Anwendung inklusive der Konstruktion neu zu überdenken und dabei Kostenpotenziale zu heben.“  

Wandel auch im Vertrieb spürbar 

„Smart“ ist indes ein weitreichender Begriff, und bei GTM erschöpft er sich nicht nur in Bezug auf die Produkte. Vielmehr überdenkt das Unternehmen auch die Abläufe in den Bereichen Vertrieb und Marketing, denn: „Die klassische Rolle eines Außendienstmitarbeiters verschwimmt zusehends“, erläutert Marcel Richter, „und die cross-funktionale Zusammenarbeit mit Customer Success und Produktmanagement sowie Marketing wird deutlich intensiviert. So gesehen umfasst unser Credo für die Zukunft – Smart in Force – auch, unsere vielfältigen Dienstleistungen auf das nächste digitale Level zu heben, und das vom ersten Kontakt mit unseren Kunden und Partnern.“ 

Vor allem durch die Möglichkeiten des Internets hat sich das Kundenverhalten spürbar geändert: Trifft ein Unternehmen auf Neukunden und Interessenten, sind sie in der Regel schon sehr gut informiert. ­Konsequenterweise spricht dann nichts dagegen, dass Kunden auch selbstständig hochwertige, industrielle Messtechnik wie Kraftaufnehmer individuell konfigurieren und bestellen können.  

Neue Tools wie der Konfigurator für die Kraftaufnehmer der Serie K weisen in genau diese Richtung, in die es in Zukunft gehen wird. Im Konfigurator werden GTM-Kunden intuitiv und effizient begleitet sowie mit zusätzlichen Bildern und Tooltipps unterstützt, um in nur fünf Schritten das genau passend konfigurierte Modell zu erhalten. Inklusive der Möglichkeit, die gewünschte Menge gleich zu bestellen. „Die Resonanz unserer Kunden auf den Online-Konfigurator ist sehr gut, und wir werden den Konfigurator bald für weitere Produkte und Services anbieten“, so Marcel Richter. „Und genau mit ­solchen Maßnahmen und Tools stoßen wir auch für Neukunden das Tor zur GTM-Welt weit auf.“ 

Autorin: Martina Orasmaa, Marketing & Communication Manager bei GTM Testing and Metrology GmbH 

Bilder: GTM GmbH