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Für einwandfreie Verbindungen weltweit

Steckverbindungslösungen sorgen für den sichtbaren Unterschied
Für einwandfreie Verbindungen weltweit

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High-Speed-Datenraten, wie USB 3.0 und HDMI 2.0, kleinste Bauformen und einfache Handhabung: Die Bildverarbeitung im Produktionsprozess stellt hohe Herausforderungen an die Schnittstellen. ODU schildert aus Sicht eines Steckverbinder-Herstellers die Anforderungen sowie die Umsetzungskriterien.

Nach Informationen der ODU GmbH & Co. KG in Mühldorf am Inn

Die europäische Branche der industriellen Bildverarbeitung wuchs 2014 um 16 % im Vergleich zum Vorjahr, zum Abschluss dieses Jahres wird ein Wachstum von weiteren 11 % erwartet: So die Prognosen in der Marktumfrage des VDMA, Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau, zur Jahresmitte. Auch die internationale Nachfrage ist stark, die Branche zählt zu den Wachstumstreibern. Kein Wunder: Die Bildverarbeitungssysteme sind Multitalente, die in industrieller, wie nicht-industrieller Umgebung zur Anwendung kommen. Der Endkunde fordert fehlerfreie Ware in höchster Qualität. Stichprobenkontrollen bieten hier nur eingeschränkte Gewährleistung und minimieren zugleich die Produktionsgeschwindigkeit. Doch das Bildverarbeitungssystem ist integriert im Prozess, misst jedes Werkstück im Fertigungstakt und überprüft die Qualität der Einzelbauteile. „An diesem Punkt rücken die Schnittstellen der Bildverarbeitungssysteme, zum Beispiel die Steckverbindungen, in den Mittelpunkt“, so Günter Rohr, Leiter des Portfoliomanagements ODU. „Sie müssen die Signale und Daten schnell, zuverlässig und verlustfrei übertragen.“ Die einwandfreie Funktion der Vision-Systems ist maßgeblich abhängig von der einwandfreien Funktion der Schnittstelle.
Marktanforderungen begegnen
„Die Anforderungen und Entwicklungen des Marktes bilden im Kern auch die Anforderungen an die verbauten Komponenten ab“, führt Günter Rohr aus. Der VMDA fasst diese Features aus Branchensicht unter verschiedene Schlagwörter zusammen, zum Beispiel der Leistung. Durch die höhere Auflösung der Kameras, ständig steigende Prozessorleistung sowie Mehrprozessortechnologie und hochentwickelte Softwares wächst die Leistungsfähigkeit der Bildverarbeitung ständig an. Und damit die Anforderungen an die Komponenten. Für Steckverbindungen sind High-Speed-Datenraten wie HDMI 2.0 und USB 3.0 gefordert. Bei dem seit 2011 verabschiedetem USB-3.0-Standard beträgt die Datentransfer-Rate 5 GBit/s, bei HDMI 2.0 sind es 18 GBit/s. „Mit unserem ODU AMC High-Density haben wir seit letztem Jahr eine USB 3.0- und HDMI-fähige Schnittstelle im Portfolio“, erklärt Günter Rohr. „Das Produkt war dabei zunächst für den herausfordernden Einsatz in der Militär- und Sicherheitstechnik konzipiert. Die Features eignen sich aber auch für die anspruchsvolle Industrieumgebung.“ In seiner Abmessung zählt der ODU AMC High-Density zu den platzsparendsten Steckverbindern am Markt. Und passt damit auch in kleinste Bauformen und Einbauräume, denn zunehmend finden komplette Systeme in einem sehr kleinen Gehäuse Platz. Auch das IP 68 robuste, für 5000 Steckzyklen geeignete, langlebige Design ist für den Bildverarbeitungsmarkt interessant.
Umsetzungskompetenz beweisen
Diese Eigenschaften machten auch einen weltweit agierenden Kunden aus dem Bereich der Kameratechnik auf die ODU Schnittstelle aufmerksam. So laufen bereits seit letztem Jahr die Design-Ins mit dem ODU AMC High-Density, in diesem Jahr soll das Produkt in Serie gehen. Die Besonderheit in der Umsetzung sind dabei zum einen die hausinterne rechnergestützte Simulation und zum anderen die Prüfverfahren und Prüfmöglichkeiten im Technology-Center am Hauptsitz in Mühldorf. Der Einsatz von Simulationsprogrammen erlaubt es zur Optimierung auf das teure und langwierige Aufbauen von Prototypen zu verzichten. In fast allen Fällen kann bereits mit den ersten Prototypen der Serienstand erreicht werden. Die Übertragungseigenschaften einer neuen Steckerversion werden mit einem vektoriellen Netzwerkanalysator vermessen. Der Abgleich von Rückfluss-, Durchgangs- und Schirmdämpfung, der Laufzeit sowie von Nah- und Fernübersprechen mit den geltenden Normen ist ebenfalls fester Bestandteil im Entwicklungsprozess. USB 3.0 bedeutet für die Schnittstelle jedoch nicht nur die Übertragung von mehr Daten in kürzerer Zeit, sondern auch die Einbindung der Stromversorgung. Zugleich reduziert sich die Größe der Industriekameras laufend weiter. „Aktuelle Bildverarbeitungssysteme weisen teilweise nur noch eine Baugröße von 29 mm auf 29 mm auf“, erklärt Günter Rohr. „Für die Konzeption einer Steckverbindung erhöht sich die Komplexität damit weiter.“ Denn hier ist eine Hybridlösung aus Power und High-Speed gefragt. Die Belegung der Kontakte und die Schirmung der Signalleitungen sind essenziell, um die einwandfreie Übertragung zu garantieren. Hohe Umsetzungskompetenz und weitreichende Erfahrungen sind dafür gefordert. Im Zusammenspiel aus Simulation, Tests und Know-how stellt ODU die Erfüllung des USB 3.0 oder HDMI 2.0-Standards sowie die Leistungsfähigkeit der elektrischen Schnittstelle sicher.
Das passende Portfolio bieten
Neben dieser Leistung stehen laut VDMA zudem die Features Benutzerfreundlichkeit und die leichte Integration ins System im Fokus. Die Steckverbindung muss also noch mehr können, als nur hohe Datenraten zu übertragen. Bei der Verriegelung greifen die Kunden je nach Einsatzfall zu einer Push-Pull Verriegelung oder der Abreißfunktion. Wichtig für den Markt ist hier, dass das Trennen der Verbindung einfach und schnell bei kleinsten Abmessungen der Steckverbindungen durchzuführen ist. Bei der Push-Pull-Verriegelung sichert sich die Steckverbindung von selbst – so bleibt die Verbindung vor ungewolltem Lösen geschützt. Sie öffnet erst, wenn sie es soll: durch einfaches Zurückziehen der Außenhülse am Stecker. Die Steckverbinder mit Abreißfunktion lösen sich per Zug am Kabel, somit können teure Kamerasystem bei unbeabsichtigtem Zug am Kabel geschützt werden. Zu den Kundenwünschen zählt neben der Verriegelungsart auch die leichte Bedienbarkeit der Steckverbindung. „Vor diesem Hintergrund kommt nicht nur der ODU AMC High-Density, sondern auch unser ODU MINI-SNAP zum Einsatz“, schildert Günter Rohr die Synergieeffekte des breiten Portfolios. „Die beiden kleinsten Baugrößen ermöglichen neben einfacher Bedienung, langer Lebensdauer von 5000 Steckzyklen sogar platzsparende Winkelstecker.“ Beide Steckverbindungen, ODU AMC High-Density wie ODU MINI-SNAP, finden so im kompletten System und kleinen Gehäusen Platz in der Fertigung beim Endkunden. Bei der Integration der intelligenten Kameras und Sensoren spielt zudem die Konfektionierung eine entscheidende Rolle.
Ein Kabel zu jeder Steckverbindung
„Wir merken im Kontakt mit unseren Kunden, dass von uns als Hersteller nicht mehr nur die Zulieferung der Steckverbindung gefordert ist“, betont der Leiter des Portfoliomanagements. „Zu jeder elektrischen Verbindung gehört ein Kabel, das das Signal und die Daten verlustfrei überträgt. Damit die Schnittstelle einwandfrei funktioniert, muss auch die Konfektion stimmen.“ Ein Bezug des Steckverbinders inklusive Kabel reduziert mögliche Quellen einer Leistungsminderung. Für den Vision-System-Kunden hat ODU deshalb nicht nur den ODU AMC High-Density eindesignt, sondern liefert die komplette Systemlösung inklusive Kabel, Konfektion und Umspritzung. Auch die Anbindung der Geräteteile, zum Beispiel als Starr-Flex, ist als Teil des Portfolios und der Systemlösung erhältlich. Schon heute stellen sich die ODU-Spezialisten auf diese Komplettlösungen ein. Daneben steht auch in Zukunft die Miniaturisierung im Vordergrund. „Wir erwarten, dass die Anforderungen an die Übertragungsgeschwindigkeit und die Leistung weiter steigen“, ist sich Günter Rohr sicher. „Schon heute entwickeln wir dazu passende Lösungen und behalten den wachsenden Markt und die Kundenanforderungen im Auge. Für einwandfreie Verbindungen weltweit.“ ge

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Mühldorf a. Inn
Michael Gorski
Tel. +49 8631 6156-1560
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