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1 trends in automation Das Kundenmagazin von Festo Im Fokus Zeit Rückblicke, Einblicke, Ausblicke Inspiration Wächter der Zeit Interview mit Prof. Dr. Ullrich von der PTB in Braunschweig Impulse Einfach mehr Zeit Mehr Produktivität mit Festo Engineering Tools Synergien Waschgigant Festo Komponenten bringen Reinigungsanlage auf Touren

2 Sie wollen einfach positionieren. Sie fordern optimale Performance. Wir liefern Ihnen das komplette System. Sicherheit Einfachheit Effizienz Kompetenz So einfach wie nie zuvor. Und deutlich günstiger als konventionelle elektrische Positioniersysteme: Elektrozylinder EPCO und Motorcontroller CMMO-ST. Mit nur einem Typcode bestellen, auspacken und loslegen.

3 Aetas volat Die Zeit fliegt schnell dahin Liebe Leserinnen und Leser, tut sie das? In unserer subjektiven Wahrnehmung empfinden wir eine sich verändernde Geschwindigkeit der Zeit. Bei einer langweiligen Aktivität bleibt die Uhr gefühlt stehen und vice versa. Der Blick in die Vergangenheit zeigt jedoch das umgekehrte Bild: Eine ereignisreiche Zeitdauer erscheint aufgrund der vielen gespeicherten Eindrücke als lang, wobei die ereignisarme Zeitdauer nur als kurzer Moment im Gedächtnis bleibt. Gemäss dem griechischen Philosophen Aristoteles ist die Zeit das Mass jeder Bewegung. Sie entspricht der Wahrnehmung von Veränderungen. Die Abfolge von Ereignissen ergibt die gefühlte Geschwindigkeit und Richtung der Zeit. Ist die Zeit nur eine Abfolge von Ereignissen, so ergibt sich deren Relevanz weitestgehend aus der Interaktion mit anderen Menschen. Mittels einer Einigung auf einen gemeinsamen Zeitstrahl können Aktivitäten geplant und koordiniert werden. Entsprechend ist es unser Bestreben gemeinsam vorwärts zu kommen, was Zeit notwendig macht. Basierend auf dieser Überlegung kann Zeit nicht schnell genug fliegen. Roger Rohrer, Leiter Vertrieb & Marketing Bei der hohen Geschwindigkeit ist es wichtig, gleichzeitig auf dem gleichen Punkt des Zeitstrahls zu stehen. Um diesen objektiven Zeitpunkt zu finden, nutzen wir die Uhr. Dabei ist die Genauigkeit entscheidend, bedenkt man, dass nach drei Sekunden Gegenwart das Erlebte bereits Vergangenheit ist. Lesen Sie mehr zur Genauigkeit heutiger Uhren auf Seite 8 im Interview mit Prof. Dr. Ullrich, Präsident der Physikalisch- Technischen Bundesanstalt in Braunschweig. Wir von Festo freuen uns darauf, unseren Zeitstrahl mit Ihrem zu koordinieren und gemeinsam als Partner erfolgreich am Markt zu agieren. Ihr Roger Rohrer

4 Im Fokus Zeit Die Kalenderuhr im TechnologieCenter von Festo zeigt die Zeit absolut präzise an. Viele Unternehmen verlieren Zeit in der Entwicklung, der Produktion, der Logistik und im Management. Die neueste Ausgabe von trends in automation könnte Ihnen dabei helfen, Zeit mit anderen Augen zu sehen. Gut informiert und inspiriert finden Sie Zeitlecks und beheben sie dauerhaft. trends in automation Editorial 3 Panorama 6 Festo weltweit 45 Didactic 47 Soft Stop 49 Infoservice/Impressum 50 Kennziffer-Service Die Broschüren können Sie jetzt online anschauen oder herunterladen unter Gewünschte is Nummer ankreuzen. Fertig! 8 Unsere Fontäne-Atomuhren zählen zu den genauesten der Welt. Inspiration Wächter der Zeit Prof. Dr. Joachim H. Ullrich ist Präsident der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig. Wie hier die (Atom-)Uhren ticken, erzählt er im Interview Kompass BionicOpter: Leichtbaukonstruktion mit intelligenter Kinematik. Leichter Luftakrobat Die perfekte technologische Nachbildung der Libelle, der BionicOpter, bewegt sich mit spielerischer Leichtigkeit durch die Lüfte. 12 Am Puls der Zeit Festo kann auf eine lange Firmengeschichte zurückblicken und war in den Anfängen der Pneumatik schon am Puls der Zeit. Werfen Sie einen Blick in die Festo Galerie. 16

5 trends in automation Inhalt Technologiemesse SINDEX: Eine Erfolgsgeschichte wird fortgesetzt. Impulse Schneller am Markt Durchdachte Lösung: Der Elektrozylinder EPCO aus der Optimized Motion Series zeigt, wie man entlang der Wertschöpfungskette bis zu 70 Prozent Zeit einsparen kann. 20 Einfach mehr Zeit Produktivität steigern: Elektronischer Katalog, Engineering Tools und Online Shop sind perfekt aufeinander abgestimmt. 22 Leckageortung in der Praxis Der Druckluft auf der Spur: Bei Tate & Lyle haben die Festo Experten für Energieeffizienz Verluste von 6000 l/min aufgedeckt. 24 Erfolgsgeschichte wird fortgesetzt Patrick Sägesser ist Messeleiter der BERNEXPO AG. Im Interview verrät er das Erfolgsrezept und die zukünftige Ausrichtung der Technologiemesse SINDEX USA: Für 2013 rechnen Analysten mit einem Wachstum der Industrieproduktion von bis zu 3 Prozent. Synergien Der Blick nach vorn USA: Nach krisenbedingten Absatzeinbussen, gibt der Import-Export-Motor insbesondere dem Maschinen- und Werkzeugbau Anlass zu Optimismus. 28 Waschen, spülen, trocknen 600-kg-Waschtrommel: Hochwertige Komponenten von Festo bringen die 2-Kammer-Reinigungsanlage von Höckh auf Touren. 34 Die Zeitsparmaschine Perfektes Zusammenspiel: In nur 1,5 Sekunden überprüft die Hochleistungskontrollvorrichtung von Wörgartner Schweissnähte mit Automatisierungstechnik von Festo. 38 Clever geklappt Gewürzdeckel mit Pfiff: Der vollautomatisierten Spoonkler -Produktion hilft ein elektrisches Handling von Festo auf die Sprünge. 40 Kühle Köpfe für mehr Effizienz Die Aerne Engineering AG hat eine Kaschieranlage für Verdampferrohre realisiert. Automatisierungstechnik von Festo macht die Anlage besonders effizient. 42

6 Foto: George Steinmetz Photography

7 trends in automation Panorama 6 7 Spuren der Vorzeit Wenn sich der bekannte Naturfotograf George Steinmetz für eine GEO-Reportage in die Antarktis aufmacht, dann bringt er Fotos wie diese mit: Tiefblaues Eis bedeckt seit Jahrtausenden die Seen auf der Olympus Range. Dieser Teil des transarktischen Gebirges liegt in der kältesten und entlegensten Wüste der Welt, ein Gebiet grösser als Europa. Die so genannten Dry Valleys mitten im Gletschermeer sind seit Millionen von Jahren schneefrei geblieben. Wissenschaftler zählen diese Biotope zu den extremsten Ökosystemen der Welt. Und nur ausgewählte Forscherteams haben Zugang zu den faszinierenden Trockentälern. Nirgendwo sollen sich die Spuren der Vorzeit so gut erhalten haben wie hier. So stiessen vor Jahren Geologen auf fossile Reste von Moosen, die nur in einer Tundralandschaft existiert haben können. Und das wäre vor 13 Millionen Jahren gewesen!

8 Interview Wächter der Zeit Joachim Ullrich ist Präsident der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig. Hier ticken Uhren, die zu den genauesten Uhren der Welt zählen. Wie sie funktionieren, was es mit der Weltzeit auf sich hat und wozu es gut ist, eine Sekunde auf sechzehn Stellen hinter dem Komma genau zu bestimmen, erklärt der Physiker im Interview. trends in automation: Herr Professor Ullrich, die Physikalisch- Technische Bundesanstalt ist bekannt für ihre genauen Uhren und so gesehen eine Instanz in Sachen Zeit. Doch was ist eigentlich Zeit? Prof. Dr. Joachim H. Ullrich: Dies ist eine sehr vielschichtige Frage. Wir Physiker machen es uns einfach und definieren Zeit über vorhersagbare, wiederkehrende Prozesse, zum Beispiel über die Erdrotation oder ein Pendel. Bereits vom Nobelpreisträger und PTB-Kurator Albert Einstein ist diese sehr pragmatische Definition überliefert. Danach ist Zeit, was man an der Uhr abliest. Seit Einstein wissen wir jedoch auch, dass Zeit relativ ist, zum Beispiel dass sie langsamer fliesst, wenn wir in Bewegung sind oder uns in einem Schwerefeld befinden. Relativ ist auch die menschliche Wahrnehmung von Zeit. Noch einmal frei nach Einstein: Zwei Minuten in Gesellschaft eines netten Mädchens scheinen sehr kurz zu sein, während sich zwei Minuten auf einem heissen Ofen unendlich lange anfühlen können. Darüber hinaus gibt es viele offene Fragen, zum Beispiel ob Zeit einen Anfang oder ein Ende hat und wie lange eigentlich Gegenwart in der menschlichen Wahrnehmung dauert. Auch die biologische Uhr und kulturelle Besonderheiten im Umgang mit der Zeit sind hochinteressante, aktuelle Themen der Wissenschaft. Wie lässt sich Zeit messen? Ullrich: Mit einem Pendel zum Beispiel. Dabei gilt, je kürzer das Pendel ist, desto schneller schwingt es und desto genauer lässt sich damit die Zeit messen. Noch präziser sind Quarzuhren, in denen ein Kristall mit elektrischer Spannung zum Schwingen gebracht wird. Über Mal schwingt er in der Sekunde. Die genauesten Uhren sind im Moment die Atomuhren, auch wenn darin die Atome selbst nicht schwingen. Stattdessen nehmen wir elektromagnetische Strahlung zu Hilfe, genauer gesagt Mikrowellen. Sie schwingen noch viel schneller als ein Quarzkristall, nämlich etwa neun Milliarden Mal je Sekunde. Mit der Mikrowellenstrahlung regen wir Elektronen von Caesium-Atomen an. Und weil das nur funktioniert, wenn die Strahlung eine ganz bestimmte Schwingungsfrequenz hat, können wir darüber den Wert einer Sekunde definieren und auch sehr genau bestimmen. Wir müssen natürlich stetig kontrollieren, dass wir den richtigen Takt vorgeben und die Elektronen auch wirklich anregen. Dazu schicken wir die Caesium-Atome in einem horizontalen Strahl zunächst durch Magnet- und Mikrowellenfelder und zählen dann, mit einem geschickt positionierten Detektor, nur Atome mit angeregten Elektronen. In unseren beiden genauesten Uhren, der CSF1 und CSF2 (s. Bild rechts, Red.), haben wir eine andere Anordnung und schiessen die Caesium-Atome wie eine Fontäne senkrecht nach oben durch das Mikrowellenfeld. Dann durchlaufen sie das Feld beim Herunterfallen noch ein zweites Mal. Mit diesen Atomuhren können wir die Sekunde auf 16 Stellen hinter dem Komma genau bestimmen. So genau müssen Armband- oder Bahnhofsuhren sicher nicht gehen. Wofür braucht man die hohe Präzision? Ullrich: Ungenauigkeit sammelt sich an und zwar relativ schnell. Deshalb können wir nur mit sehr genauen Uhren auch langfristig eine hohe Genauigkeit gewährleisten. Darüber hinaus spielt die exakte Zeitmessung vor allem für wissenschaftliche Themen eine Rolle. Eines unserer Schwerpunktthemen in der PTB ist zum Beispiel die Frage, ob Naturkonstanten wie die sogenannte Feinstrukturkonstante, in die u.a. die Lichtgeschwindigkeit und das Planck sche Wirkungsquantum eingehen, wirklich konstant sind. Es gibt Hinweise darauf, dass dies nicht der Fall ist. Sollte sich der Verdacht erhärten, würde dies weitreichende Folgen haben, denn viele Gesetze und Modelle basieren auf Naturkonstanten. Dass genaue Messungen manch sicher geglaubte Annahme torpedieren können, haben

9 trends in automation Inspiration 8 9

10 Informationen aus erster Hand: Prof. Dr. Joachim H. Ullrich im Interview. Zeitforscher übrigens schon in den Dreissigerjahren erfahren, als die Sekunde noch als Bruchteil der Erdrotation definiert war. Damals wurden hier an der PTB die genauesten Quarzuhren ihrer Zeit in Betrieb genommen. Die Forscher stellten fest, dass sich die Erde immer langsamer und insbesondere auch unregelmässig dreht und nicht, wie für die damalige Zeitdefinition vorausgesetzt wurde, stets mit gleicher Geschwindigkeit. Gibt es auch praktische Anwendungen für Atomuhren? Ullrich: Atomuhren ticken zum Beispiel auf Ortungssatelliten für das amerikanische GPS-System oder das russische GLONASS Zur Person Prof. Dr. Joachim Ullrich Joachim Ullrich ist seit 2012 Präsident der Physikalisch- Technischen Bundesanstalt in Braunschweig, das nationale Metrologie-Institut Deutschlands. Davor war er Direktor des Heidelberger Max-Planck-Instituts für Kernphysik und leitete dort die Abteilung Experimentelle Mehrteilchen-Quantendynamik. Er ist nicht nur als PTB- Präsident international anerkannt, sondern auch als Experte für Quantenphysik und für Experimente an Freie- Elektronen-Lasern, zum Beispiel am DESY in Hamburg oder am SLAC National Accelator Laboratory in Stanford, USA. Für seine Arbeit erhielt er mehrere Auszeichnungen, darunter der Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Förderpreis der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Philipp Morris Forschungspreis. und auch für die ersten Satelliten des europäischen Galileo. Diese Systeme ermitteln Standorte über Signallaufzeiten zwischen Satellit und Erde und brauchen deshalb sehr genaue Zeitangaben. Auch Geodäten wollen demnächst mit Uhren im All messen. Damit kann man die relative Position von zwei Satelliten hochgenau vermessen und über deren Veränderung auf das Schwerefeld der Erde schliessen und dieses somit vollständig kartieren. Mit ähnlichen Messungen auf der Erde und noch genaueren Uhren könnten in Zukunft sogar unterschiedliche Massenverteilungen detektiert und damit auch Bodenschätze aufgespürt werden. An solchen Themen arbeiten wir gerade gemeinsam mit vielen Forschern im Exzellenz-Cluster QUEST der Leibniz Universität Hannover. Haben die Uhren auf den Satelliten die gleichen komplexen Aufbauten wie die Atomuhren der PTB? Ullrich: Sie funktionieren nach dem gleichen Prinzip, sind aber sicher etwas kompakter und müssen nicht ganz so genau sein. Durch die bisherige Signalübertragung kommt es ohnehin zu kleineren Abweichungen. Man kann Atomuhren für viele Zwecke heutzutage einfach kaufen. Sie kosten zwischen einigen 100 und ca für Anwendungen auf der Erde für Satellitenanwendungen sind sie deutlich teurer und laufen dank ausgereifter Technik in der Regel über viele Jahre wartungsfrei. Sie sagen, die Technik gilt als ausgereift. Kann eine Atomuhr, wie sie zum Beispiel hier an der PTB steht, trotzdem ausfallen? Ullrich: Grundsätzlich ist das natürlich möglich, aber wir haben Reserven. Alleine in der PTB ticken vier primäre Atomuhren als unser Beitrag zur Weltzeit. Und um beispielsweise die Zeit für Funkuhren zu liefern, die über einen Langwellensender in Mainflingen bei Frankfurt versendet wird, stehen vor Ort noch einmal drei weitere Atomuhren, die regelmässig mit den PTB Uhren abgeglichen werden.

11 trends in automation Inspiration Wären unsere neuen optischen Uhren so alt wie das Universum, würden sie heute um weniger als zehn Sekunden falsch gehen. Joachim H. Ullrich, PTB Braunschweig Wie wird sichergestellt, dass die Uhren überall auf der Welt richtig gehen? Ullrich: Es gibt, wie eben schon erwähnt, die sogenannte Weltzeit, die für 24 Zeitzonen gilt und von ungefähr 400 Atomuhren weltweit bestimmt wird. Die Uhren werden miteinander verglichen und es wird ein Mittelwert gebildet. Dabei werden weniger genaue Uhren weniger gewichtet als genauere Uhren. Zum Schluss wird geprüft, ob dieser Wert mit den besten Uhren der Welt übereinstimmt, zu denen auch unsere Atomuhren an der PTB zählen. Die so bestimmten Werte gibt das internationale Büro der Meterkonvention, das BIPM, welches seit 1875 im französischen Sèvres bei Paris beheimatet ist, als Weltzeit heraus. Das passiert zurzeit einmal im Monat. Wichtig ist dabei auch, dass alle Atomuhren auf eine Höhe bezogen werden, weil die Zeit eben auch, nach Einstein, vom Schwerefeld abhängt. Wie lange wird die aktuelle Zeitdefinition voraussichtlich noch gültig sein? Ullrich: Sicher noch einige Jahre, aber die nächste Generation Uhren ist schon in Sicht. Diese sogenannten optischen Uhren werden vermutlich mindestens hundertmal genauer sein als die besten Atomuhren heute. Sie funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip. Die Strahlung, mit der wir hier Elektronen anregen, hat allerdings eine mal höhere Schwingungsfrequenz und liegt im sichtbaren Bereich. Statt mit Mikrowellenstrahlung laufen die optischen Uhren deshalb mit Licht aus hochpräzisen Lasern. An der PTB haben wir schon heute zwei verschiedene optische Uhren, die beide ungefähr zehnmal genauer sind als unsere Atomuhren. In den nächsten Jahren werden wir aber weltweit erst einmal unterschiedliche optische Uhren vergleichen und beobachten müssen, ob und mit welcher Unsicherheit sie alle gleich ticken. Solange wird es auch mindestens noch dauern, bis man die Definition einer Sekunde den neuen technischen Möglichkeiten anpasst. Welche Rolle spielt die Zusammenarbeit mit internationalen Partnern bei solchen neuen Entwicklungen? Ullrich: Wir Metrologen arbeiten seit der Unterzeichnung der Meterkonvention im Jahr 1875 international sehr eng und konstruktiv zusammen, was ich als sehr angenehm empfinde. Aber natürlich gibt es auch Konkurrenz. Am Ende des Tages will schliesslich jeder die beste Uhr haben. Was das betrifft, sind wir recht erfolgreich. Unsere Fontänen-Atomuhren zählen zu den genauesten Uhren der Welt. Und im Bereich der optischen Uhren liefern wir uns gerade ein freundschaftliches Kopf-an- Kopf-Rennen mit unserem Partnerinstitut, dem National Institute of Standard and Technology, kurz NIST, in den USA. Sie beschäftigen sich beruflich sehr intensiv mit dem Thema. Beeinflusst das auch Ihr ganz persönliches Verhältnis zur Zeit? Ullrich: Ich empfinde Zeit als ein extrem wertvolles Gut. Deshalb versuche ich, sie optimal zu nutzen. Ich arbeite zum Beispiel unterschiedliche Aufgaben, die intensive Konzentration verlangen, möglichst blockweise ab und werde dann dabei auch nur ungern unterbrochen, weil es die Arbeit höchst ineffizient macht, wenn man immer wieder von vorne anfangen muss. Deshalb mache ich mich in solchen Arbeitsphasen, meist frühmorgens oder am Wochenende, auch von Handy und Internet relativ unabhängig. Das Schwierigste ist, die berufliche Zeit mit der Zeit für die Familie in Einklang zu bringen. Das liegt wohl auch ein bisschen daran, dass ich meine Arbeit so gerne mache und sie oft gar nicht als Arbeit empfinde. Dann vergesse ich schon mal die Zeit.

12 BionicOpter: Libellenflug technisch umgesetzt Leichter Luftakrobat Mit dem BionicOpter hat Festo einen weiteren Meilenstein auf dem Gebiet der Bionik gesetzt: die perfekte technologische Nachbildung der Libelle. Dank konsequenter Leichtbauweise, Funktionsintegration und Condition Monitoring bewegt sich der BionicOpter mit spielerischer Leichtigkeit durch die Lüfte.

13 trends in automation Kompass Libellen haben sich im Laufe ihrer 300 Millionen Jahre langen Evolutionsgeschichte hoch spezialisiert; ihre Flugtechnik ist einzigartig. Sie bewegen sich mühelos in alle Richtungen im Raum, bleiben frei in der Luft stehen und segeln ohne jeden Flügelschlag. Dank ihrer beiden voneinander unabhängigen Flügelpaare können sie abrupt abbremsen und wenden, schnell beschleunigen und sogar rückwärts fliegen. Kaum anzunehmen, dass die hochkomplexen Flugeigenschaften der Libelle technisch nachzubilden wären. Doch den Entwicklern des Bionic Learning Network, einem Verbund von Festo mit namhaften Hochschulen, Instituten und Entwicklungsfirmen, ist dies jetzt in Perfektion gelungen. Mit dem BionicOpter beherrscht erstmals ein Modell mehr Flugzustände als Hubschrauber, Motor- und Segelflugzeuge zusammen. Konsequenter Leichtbau Die künstliche Libelle ist ein echtes Leichtgewicht. Bei einer Spannweite von 63 cm und eine Körperlänge von 44 cm wiegt sie gerade einmal 175 g. Zu verdanken hat dies der BionicOpter einer konsequenten Leichtbauweise. Seine Flügel bestehen aus einem feinen Kohlefaserrahmen und einer hauchdünnen Folienbespannung. Die Struktur des Gehäuses und der Mechanik aus elastischem Polyamid und Terpolymer sorgt für ein sehr flexibles, ultraleichtes und dennoch robustes Gesamtsystem. Auf engstem Raum beherbergt der Brustkorb die Batterie, acht Servomotoren, einen leistungsstarken ARM-Mikrocontroller sowie Sensoren und Funkmodule. Miniaturisiert und integriert Neben dem Leichtbau ermöglicht sein hoher Grad an Funktionsintegration das einmalige Flugverhalten des BionicOpter. Für die künstliche Libelle bedeutet dies, dass Bauteile wie Sensorik, Aktorik und Mechanik sowie Kommunikations-, Steuerungs- und Regelungstechnik auf engstem Raum verbaut und aufeinander abgestimmt wurden. Auf diese Weise veranschaulicht Festo die Möglichkeiten und Perspektiven der Funktionsintegration im Miniaturformat. Die ferngesteuerte Libelle kommuniziert kabellos in Echtzeit und tauscht permanent Informationen aus. Sie führt unterschiedlichste Sensorauswertungen zusammen, erkennt selbstständig komplexe Ereignisse und kritische Zustände. Intelligente Kinematik Um das Flugobjekt zu stabilisieren, werden während des Flugs permanent die Daten von Flügelposition und Flügeldrehung in Echtzeit erfasst und ausgewertet. Mithilfe der Inertialsensorik lassen sich die Beschleunigung und der Neigungswinkel des BionicOpter im Raum messen. Die integrierten Lage- und Beschleunigungssensoren erkennen Geschwindigkeit und Raumrichtung des Libellenflugs. Zusätzlich zur Steuerung der Schlagfrequenz und der Verdrehung kommt in jedem Flügel eine Amplitudensteuerung zum Einsatz. In Kombination lassen sich so alle vier Flügel individuell in Schubrichtung und Schubstärke einstellen, sodass die ferngesteuerte Libelle nahezu jede Lageorientierung im Raum einnehmen kann. Mit ihrer intelligenten Kinematik gleicht sie Flugvibrationen aus und sichert indoor wie outdoor einen stabilen Flug. Faszinierender Flugkünstler Libellen gehören zu den elegantesten und zugleich gewandtesten Flugakrobaten unter den Insekten. Die Fähigkeit, ihre beiden Flügelpaare auch unabhängig voneinander bewegen zu können, ermöglicht es ihnen, abrupte Richtungswechsel zu vollziehen, in der Luft stehen zu bleiben oder wie einige der insgesamt über 5600 bekannten Arten auch rückwärts zu fliegen. Ihre Flügelspannweite beträgt zwischen 20 und 110 mm. Grosslibellen erreichen ohne Rückenwind Geschwindigkeiten von bis zu 50 km/h.

14 Frei beweglich: Auch die aufwendigsten Flugmanöver lassen sich einfach und intuitiv bedienen. Per Smartphone steuern Wie ihr natürliches Vorbild fliegt der BionicOpter mit seiner ausgeklügelten Schlagflügelkonstruktion in alle Raumrichtungen und schwebt wie ein Hubschrauber auf der Stelle. All diese Manöver lassen sich einfach per Smartphone ausführen. Die Fernsteuerung überträgt dabei lediglich die Signale, wohin sich der BionicOpter mit welcher Geschwindigkeit bewegen soll. Alle in der Mechanik einstellbaren Parameter berechnet der Mikrocontroller auf Basis der von ihm erfassten Flugdaten und der Vorgaben des Piloten. Anhand der Parameter steuert der Prozessor die acht Servomotoren an und setzt die Bewegung mittels Schlagfrequenz, Schwenkeinrichtung und Amplitudensteuerung um. Dreizehn Freiheitsgrade Seine einmaligen Flugmanöver ermöglichen dem BionicOpter dreizehn Freiheitsgrade. Ein Motor im unteren Teil des Gehäuses übernimmt den Antrieb für die gemeinsame Schlagfrequenz der vier Flügel (1. Freiheitsgrad). Wie bei der echten Libelle lassen sich die Flügel des BionicOpter von horizontal auf vertikal schwenken. Dabei wird jeder der vier Flügel von einem Servomotor individuell angesteuert und bis zu 90 Grad verdreht Von der Natur inspiriert: Das komplexe Flügelschlagprinzip der Libelle erstmals technisch realisiert im BionicOpter von Festo. Betriebssicher: Flugstabilität durch permanente Datenerfassung und Diagnose in Echtzeit.

15 trends in automation Kompass (2., 3., 4., 5. Freiheitsgrad). Vier Motoren an den Flügelgelenken steuern die Amplituden der Flügel. Durch eine Linearverschiebung in der Flügelwurzel wird die integrierte Kurbelmechanik stufenlos so eingestellt, dass der Ausschlag zwischen ca. 80 und 130 Grad variiert (6., 7., 8., 9. Freiheitsgrad). Das Schwenken der Flügel bestimmt die Schubrichtung. Mit der Amplitudensteuerung lässt sich die Stärke des Schubs regulieren. Hinzu kommen vier weitere Freiheitsgrade in Kopf und Schwanz. Hierfür sind im Körper der Libelle vier elektrische Muskeln aus Nitinol verbaut. Die sogenannten Shape Memory Alloys (SMAs) ziehen sich bei Wärme zusammen und dehnen sich beim Abkühlen wieder aus. Durch Stromzufuhr erhält man so eine ultraleichte Aktorik, die den Kopf horizontal und den Schwanz vertikal bewegt (10., 11., 12., 13. Freiheitsgrad). Wegweiser für morgen Im Zusammenspiel aus Leichtbauweise, Funktionsintegration und Condition Monitoring ist der BionicOpter nicht nur ein faszinierendes Fluggerät, er verfügt auch über die Kernelemente zukünftiger Produktionsverfahren, bekannt unter dem Namen Industrie 4.0. Die künstliche Libelle veranschaulicht im Kleinen die Entwicklungsmöglichkeiten heutiger zentraler Fabriksteuerungen hin zur dezentralen, hocheffizienten Selbstorganisation. Viele Aufgaben, die heute noch der zentrale Leitrechner innehat, sollen in Zukunft von Komponenten selbst übernommen werden. Das einzelne Werkstück bestimmt autark, welche Leistungen es von der Fabrikanlage abrufen wird. Aus dieser digitalen Veredelung resultieren zunehmend intelligente Produkte, die den Produktionsprozess dank erhöhter Funktionalität auf kleinstem Bauraum von der autarken Energieversorgung bis hin zu Condition Monitoring aktiv unterstützen können. So ist der BionicOpter weit mehr als ein weiterer Meilenstein der Bionik, er ist ein Wegweiser für die Entwicklung zukünftiger industrieller Produktionstechniken und veranschaulicht eindrucksvoll, was diese zu leisten im Stande sein werden. Erleben Sie den BionicOpter live auf der SINDEX vom September 2014 in Bern! Bewegte Bilder: Einfach QR-Code scannen und das Video anschauen. Individuell angesteuert: Mit den neun Freiheitsgraden der Flügel lässt sich jeder von ihnen gezielt einstellen und bewegen. Ultraleicht gebaut: Minimales Eigengewicht, trotz einer Vielzahl an Bauteilen und Funktionen.

16 Meilensteine der Festo Geschichte Am Puls der Zeit Innovative Produkte Die ersten Jahrzehnte 1925 Gründung durch Albert Fezer und Gottlieb Stoll 1927 Konstruktion der ersten Holzbearbeitungsmaschine 1933 Aus Fezer & Stoll wird Festo 1939 Erster eigener Fabrikneubau in Esslingen 1952 Handschleifgerät mit dem Markenzeichen Rutscher wird Verkaufsschlager 1955 Start des neuen Geschäftsfeldes Festo Pneumatic 1955 Erster Zylinder aus eigener Produktion 1956 Verkaufsstart mit erstem Katalog 1966 Markteinführung der pneumatisch-hydraulischen Vorschubeinheiten ZYD, XYR und ZYZ 1976 Start der Elektronikentwicklung 1980 Erste frei programmierbare elektronische Steuerung FPC 606 wird auf der Hannover Messe gezeigt 1981 Tigerventil wird Welterfolg 1987 Erfindung Ventilinsel Typ 01, der ersten weltweit 1996 Erste kompakte Ventilinsel CPV 2000 Neues Antriebskonzept pneumatischer Muskel 2002 Wartungseinheit Reihe MS 2003 Hochgeschwindigkeitsgreifer HSP 2004 CPX Terminal 2005 Start der elektrischen Antriebe Heute: Komponenten, Kundenlösungen und 100 Patente jährlich

17 trends in automation Kompass Aus- und Weiterbildung 1963 Erstes Kundenseminar, erster Film über Pneumatik in Europa 1965 Gründung Geschäftsfeld Lehrmittel und Seminare 1967 Beginn des Lehrmittelverkaufs 1976 Name Festo Didactic wird eingeführt 1990 Gründungsmitglied der World Skills 1994 Start Beratungsdienstleistungen Heute: pro Jahr weltweit mehr als Seminarteilnehmer, rund 2900 Seminare/ Workshops in 39 Sprachen, Ausrüster von über Bildungseinrichtungen Messen/Expotainer 1948 Erste europäische Messe in Basel/Schweiz 1950 International Trade Fair in Chicago/USA 1960 Erster eigenständiger Messeauftritt von Festo Pneumatic zur Hannover Messe 1970 Mobile Messe/Expotainer kommt zum Kunden 1978 Erste Atlantik-Überquerung des Expotainer Heute: jährlich über 100 Messeteilnahmen weltweit

18 Standorte Deutschland 1962 Gründung neuer Produktionsstätte in Esslingen-Berkheim 1968 Start Produktion in St. Ingbert-Rohrbach 1994 Festo Lernzentrum Saar 2001 Eröffnung TechnologieCenter, Esslingen-Berkheim Heute: Stammhaus in Esslingen-Berkheim Customer Service Center, St. Ingbert-Rohrbach Zylinder Produktionswerk, St. Ingbert-Rohrbach Elektronikfertigung, Ostfildern-Scharnhausen Festo Didactic, Denkendorf Bionik-Projekte 2006 Airacuda, Robotino, b-ionic Airfish 2007 Aqua_ray, Air_ray, Airic s_arm, AirJelly, AquaJelly, AirArm 2009 AirPenguin, AquaPenguin, Bionic Tripod mit FinGripper 2010 Bionischer Handling-Assistent, Bionic Tripod, SmartBird, OptoFluidic, ExoHand, SmartInversion, NanoForceGripper, BionicOpter, Wave Handling, LearningGripper Mehr Informationen zu allen Projekten:

19 trends in automation Kompass Heutige Produktionsstandorte im Ausland Bangalore (Indien) Biel (Schweiz) Budapest (Ungarn) Ceska Lipa (Tschechische Republik) Jinan (China) São Paulo (Brasilien) Shanghai (China) Simferopol (Ukraine) Sofia (Bulgarien) Produktionsfläche weltweit: ca m² Aktuell im Bau Das modernste Werk des globalen Produktionsverbundes von Festo entsteht nur sieben Kilometer vom Stammhaus entfernt. In der Technologiefabrik werden hohe Ansprüche an modernste Produktionstechnologie umgesetzt. Ausserdem ab Ende 2014: Automation Centre, Esslingen-Berkheim. Mehr Infos: Einfach QR-Code scannen und das Video anschauen oder

20 Zeitgewinn mit der Optimised Motion Series Schneller am Markt Wie viel Zeit man durch Automatisierungsmodule sparen kann, wird deutlich, wenn man die Prozesse entlang der Wertschöpfungskette zerlegt. Der Elektrozylinder EPCO aus der Optimised Motion Series hilft beispielsweise dabei, Projektierung, Beschaffung und Inbetriebnahme deutlich zu verkürzen. Bevor ein Automatisierungsmodul Teil einer Maschine oder Anlage wird, hat es viele Stationen seiner Wertschöpfungskette durchlaufen. Unter dem Faktor Zeit lässt sich diese Kette in folgende Glieder zerlegen: Entwicklungs- und Konstruktionszeit, Projektierungs-, Auswahl- und Auslegungszeit, Bestell- und Beschaffungszeit sowie Inbetriebnahme- und Montagezeit. Bei der Optimised Motion Series ist der Zeitgewinn am grössten bei der Projektierungs-, Bestell- und Inbetriebnahmezeit. Die Zeitersparnis in der Konfiguration erreicht dabei bis zu 70 Prozent. Time to Market verkürzen Um auf schwer umkämpften Märkten immer die Nase vorn zu haben, kann es entscheidend sein, die richtigen Automatisierungsmodule schneller als der Wettbewerb in seiner Maschine und Anlage in Betrieb zu nehmen. Time to Market heisst hier das Stichwort. Je kürzer diese ist, desto grösser der Wettbewerbsvorsprung, den Maschinen- und Anlagenbauer ihren Kunden sichern. Nicht umsonst heisst ein Bonmot der Managementlehre: Nicht die Grossen fressen die Kleinen, sondern die Schnellen die Langsamen. Unternehmen, die Zeiten für Entwicklung und Konstruktion minimieren, ermöglichen ihren Kunden, Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Bei Festo beispielsweise sind Entwicklungsprojekte dem so genannten Critical Chain Process Management unterworfen. Dabei überprüfen die Entwicklungsingenieure kontinuierlich, an welchen Stellen im Neuheitenentstehungsprozess noch Entwicklungszeit und Kosten eingespart werden können. Schnell zu konfigurieren Grosse Fortschritte bei der Einsparung von Zeit spüren Maschinen- und Anlagenbauer in puncto Projektierungs-, Auswahl- und Auslegungsprozessen, aber auch hinsichtlich Bestell- und Beschaffungsvorgängen, wenn die Wahl beispielsweise auf den Elektrozylinder EPCO fällt. Ausgestattet mit einem Typ- Code, ist der Elektrozylinder einfach zu konfigurieren und kann sicher in der richtigen Grösse und Kombination bestellt werden. Der Anwender erhält nicht nur den Elektrozylinder selbst, sondern

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