Aufrufe: 0 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 30.10.2026 Herkunft: Website
In der automatisierten Automobilelektronikfertigung ist eine zuverlässige Vorrichtungsidentifizierung von entscheidender Bedeutung, um die Rückverfolgbarkeit der Produktion aufrechtzuerhalten und eine genaue Prüfdatenerfassung sicherzustellen.
In diesem Projekt betreibt ein Hersteller von Automobilelektronik eine vollautomatische Testlinie für Bildschirme im Fahrzeug. Die Produktionslinie besteht aus sechs Teststationen, darunter Vibrationstests, elektrische Leistungstests, Touchscreen-Tests und Weißabgleichkalibrierung.
Wiederverwendbare Metallvorrichtungen transportieren Bildschirme zwischen Stationen. Jede Vorrichtung muss automatisch identifiziert werden, damit Prüfergebnisse und Prozessparameter dem richtigen Produktionsträger zugeordnet werden können.
Um dies zu erreichen, implementierte Superisys ein industrielles HF-RFID-Identifikationssystem mit dem Lesegerät RF-HZ50L-TP und dem Anti-Metall-RFID-Tag RF-HZMTY300M-2K.
Diese Fallstudie konzentriert sich auf die Hardwareauswahl, Installationskonfiguration, Kommunikationsarchitektur und Integrationsüberlegungen hinter der RFID-Implementierung.
Die Produktionsumgebung stellte mehrere technische Anforderungen für die RFID-Integration dar.
1. Identifizierung von Metallvorrichtungen
Die RFID-Tags mussten direkt unter Metallbefestigungen installiert werden. Bei herkömmlichen RFID-Tags kann es zu Leistungseinbußen kommen, wenn sie direkt auf Metalloberflächen montiert werden.
Um in dieser Installationsumgebung eine zuverlässige Identifizierung zu gewährleisten, war daher ein industrieller Anti-Metall-RFID-Tag erforderlich.
2. Begrenzter Installationsraum
Die RFID-Lesegeräte mussten im Inneren der Testausrüstung installiert werden und auf die Unterseite der Vorrichtungen gerichtet sein.
Da der verfügbare Installationsraum begrenzt war, waren die Abmessungen des Lesegeräts, die Montageposition und die Kabelführung wichtige Faktoren.
3. Genaue Identifizierung an jedem Arbeitsplatz
Die Produktionslinie umfasst sechs Prüfstationen. Jede Station muss das Gerät identifizieren, das an der vorgesehenen Position ankommt.
Die RFID-Konfiguration muss dazu beitragen, eine unbeabsichtigte Identifizierung von in der Nähe befindlichen Vorrichtungen oder benachbarten Arbeitsplätzen zu verhindern.
4. SPS- und Gerätekommunikation
Der RFID-Leser musste mit dem vorhandenen Anlagensteuerungssystem kommunizieren, ohne dass größere Änderungen an der Architektur der Produktionslinie erforderlich waren.
Ethernet-Kommunikation und Modbus TCP-Unterstützung waren wichtige Auswahlkriterien.
5. Industrielle Umweltanforderungen
Die Ausrüstung wird in einer Produktionsumgebung mit Metallstrukturen, mechanischen Vibrationen und potenzieller Staub- und Ölverschmutzung betrieben.
Die RFID-Hardware benötigte daher geeignete Industrieschutz- und Betriebstemperaturspezifikationen.
Für diese Anwendung wählte Superisys ein 13,56-MHz-HF-RFID-System, das ISO 15693 unterstützt.
Der Hauptaspekt war die erforderliche Nahbereichsidentifikation zwischen jedem Lesegerät und dem unter der Vorrichtung installierten RFID-Tag.
Im Vergleich zu Identifikationsanwendungen über große Entfernungen erforderte dieser Aufbau eine kontrollierte, örtliche Ablesung an einem festen Arbeitsplatz.
Zu den Hauptgründen für die Wahl von HF RFID gehörten:
Kontrollierter Lesebereich: Die Nahbereichserkennung trägt dazu bei, unbeabsichtigte Lesevorgänge von Geräten in der Nähe zu verhindern.
Kompatibilität mit Metallmontage: Für die Installation an der Metallhalterung kann ein Anti-Metall-RFID-Tag verwendet werden.
Industrielle Kommunikation: Ethernet und Modbus TCP unterstützen die Integration mit industriellen Steuerungssystemen.
Kompakte Installation: Das Lesegerät kann im Inneren des Prüfgeräts direkt unter der Identifikationsposition der Vorrichtung installiert werden.
Die Auswahl von HF RFID basierte auf dem tatsächlichen Installationsabstand, der Vorrichtungsstruktur und der Anordnung des Arbeitsplatzes und nicht nur auf der Maximierung der Lesereichweite.
Der RF-HZ50L-TP ist ein industrieller HF-RFID-Leser, der für automatisierte Identifikationsanwendungen entwickelt wurde.
Technische Spezifikationen
Betriebsfrequenz: 13,56 MHz
RFID-Protokoll: ISO 15693
Leseabstand: 0–80 mm
Kommunikationsschnittstelle: Ethernet
Kommunikationsprotokoll: Modbus TCP
Schutzart: IP67
Technische Überlegungen
Installiert im Prüfgerät, direkt unter dem Positionierungsbereich der Vorrichtung.
Bietet Nahbereichsidentifizierung für lokalisierte Workstation-Lesung.
Unterstützt Ethernet-Kommunikation über Modbus TCP.
Die Schutzart IP67 unterstützt die Installation in anspruchsvollen Industrieumgebungen.
An jeder der sechs Teststationen ist ein Lesegerät im Einsatz.
Das Lesegerät kommuniziert mit dem Anlagensteuerungssystem und stellt Vorrichtungsidentifikationsdaten für die anschließende Verwaltung des Produktionsprozesses bereit.
Der RF-HZMTY300M-2K ist ein industrieller HF-RFID-Tag zur Identifizierung von Metallvorrichtungen.
Technische Spezifikationen
Speichertyp: FRAM
Speicherkapazität: 2.000 Byte
Gehäusematerial: PPS
Schutzart: IP67
Betriebstemperatur: -40 °C bis +70 °C
Montage: Schraubmontage
Installation: Geeignet für Metalloberflächen- und Unterputzanwendungen
Technische Überlegungen
Wird mit mechanischen Befestigungselementen unter der Metallhalterung installiert.
Bietet eine eindeutige UID zur individuellen Geräteidentifizierung.
FRAM unterstützt wiederholte Lese-/Schreibvorgänge und eignet sich für Anwendungen, die häufige Datenaktualisierungen erfordern.
PPS-Gehäuse und IP67-Schutz unterstützen industrielle Einsatzbedingungen.
Die eindeutige UID wird als primäre Identifikationsreferenz für jedes Gerät verwendet.
Die Installationskonfiguration basiert auf dem vorhandenen Vorrichtungspositionierungsmechanismus.
Reader-Installation
Jeder RF-HZ50L-TP-Leser wird in der entsprechenden Prüfstation montiert und weist auf das RFID-Tag, das an der Unterseite der Vorrichtung installiert ist.
Das Lesegerät und das Tag sind so positioniert, dass ein kontrollierter Identifikationsbereich entsteht, wenn das Gerät seine vorgesehene Position erreicht.
Tag-Installation
Der Tag RF-HZMTY300M-2K wird mechanisch unter der Metallhalterung befestigt.
Die Einbauposition wird so gewählt, dass der erforderliche Leseabstand und die Ausrichtung zum Lesegerät eingehalten werden.
Sechs-Stationen-Bereitstellung
Die Produktionslinie nutzt sechs unabhängige RFID-Identifikationspunkte, wobei an jeder Prüfstation ein Lesegerät installiert ist.
Diese Konfiguration ermöglicht es jeder Station, das Gerät bei seiner Ankunft lokal zu identifizieren.
Der endgültige Montageabstand und die Ausrichtung sollten anhand der tatsächlichen Vorrichtungsstruktur und Geräteanordnung validiert werden.
Der RF-HZ50L-TP kommuniziert mit dem Gerätesteuerungssystem über Ethernet und Modbus TCP.
Der Integrationsprozess kann in folgende Schritte unterteilt werden:
Schritt 1 – Positionierung der Vorrichtung
Die den Bildschirm tragende Vorrichtung erreicht eine Prüfstation und wird im vorgesehenen Identifikationsbereich positioniert.
Schritt 2 – RFID-Tag-Identifizierung
Der RF-HZ50L-TP-Leser identifiziert den ISO 15693-Tag und erhält seine eindeutige UID.
Schritt 3 – Datenkommunikation
Das Lesegerät übermittelt die Identifikationsinformationen über die Ethernet-Verbindung mithilfe von Modbus TCP an das Gerätesteuerungssystem.
Schritt 4 – Produktionsdatenzuordnung
Die SPS oder übergeordnete Produktionssoftware verwendet die Vorrichtungs-UID als Identifikationsreferenz und ordnet sie dem entsprechenden Prüfprozess zu.
Schritt 5 – Aufzeichnung der Inspektionsergebnisse
Nach Abschluss des Prüfvorgangs zeichnet das Steuerungssystem das Prüfergebnis und relevante Prozessparameter anhand der Vorrichtungsidentität auf.
Schritt 6 – Nächster Arbeitsplatz
Wenn sich die Vorrichtung zur nächsten Station bewegt, wird sie vom entsprechenden RFID-Lesegerät erneut identifiziert, sodass das Produktionssystem weiterhin Prozessinformationen sammeln kann.
Die resultierende Datenstruktur kann wie folgt dargestellt werden:
Geräte-UID → Arbeitsplatz-ID → Prüfergebnis → Prozessparameter → Produktionsdatensatz
Die RFID-Hardware sorgt für Identifikation und Kommunikation. Die Inspektionslogik, Datenzuordnung, Produktionsstatistiken und die Verwaltung historischer Aufzeichnungen werden von der SPS des Kunden und/oder der übergeordneten Software verwaltet.
Bei der Integration von RFID in automatisierte Fertigungsanlagen sollten beim Systemdesign und bei der Inbetriebnahme mehrere Faktoren bewertet werden.
1. Leseabstand und Ausrichtung
Der Abstand zwischen Lesegerät und Tag hat direkten Einfluss auf die Identifikationsleistung.
Die Installation sollte anhand der tatsächlichen Halterung, Montagestruktur und Betriebsposition getestet werden, anstatt sich nur auf die nominelle Lesereichweite des Lesegeräts zu verlassen.
2. Metallinterferenz
Metallstrukturen können die RFID-Leistung beeinflussen.
Für eine zuverlässige Identifizierung sind die Verwendung eines speziellen Anti-Metall-Tags und die Validierung seiner Montageposition wichtig.
3. Interferenzen benachbarter Workstations
Wenn mehrere RFID-Lesegeräte entlang derselben Produktionslinie installiert sind, sollten deren Lesebereiche ausgewertet werden.
Die Positionierung des Lesegeräts, das Identifikations-Timing und die Steuerlogik der Arbeitsstation sollten so gestaltet sein, dass unbeabsichtigte Lesevorgänge von benachbarten Vorrichtungen minimiert werden.
4. SPS-Kommunikation und Datenzuordnung
Vor der Inbetriebnahme sollten Ingenieure die Modbus TCP-Kommunikationskonfiguration, die Leseradressierung, die Datenzuordnung und den UID-Erfassungsprozess überprüfen.
Jeder Leser sollte entsprechend der Gerätenetzwerkarchitektur zugewiesen und verwaltet werden.
5. Produktionszyklus und Auslöselogik
Der Identifizierungsprozess sollte mit der Positionierung der Vorrichtung und dem Produktionszyklus koordiniert werden.
Ingenieure sollten sicherstellen, dass die RFID-Identifizierung innerhalb der verfügbaren Stationszykluszeit abgeschlossen ist und dass das Steuerungssystem die korrekte Vorrichtungs-ID verarbeitet, bevor sie Inspektionsergebnisse aufzeichnen.
Durch die Integration der industriellen HF-RFID-Identifizierung in die sechs Prüfstationen etablierte der Hersteller einen automatischen Vorrichtungsidentifizierungsprozess in der gesamten Produktionslinie.
Das System unterstützt:
Automatische Vorrichtungsidentifikation: Jede Vorrichtung wird anhand ihrer eindeutigen RFID-UID erkannt, ohne dass ein manuelles Barcode-Scannen erforderlich ist.
Inspektionsdatenzuordnung: Das Steuerungssystem kann Inspektionsergebnisse und Prozessparameter mit der entsprechenden Vorrichtung verknüpfen.
Statistiken zur Vorrichtungsauslastung: Produktionssoftware kann Gesamtinspektionen, qualifizierte Produkte und fehlerhafte Produkte für einzelne Vorrichtungen berechnen.
Rückverfolgbarkeit der Produktion: Prüfprotokolle verschiedener Stationen können über das Produktionsmanagementsystem des Kunden verwaltet und abgerufen werden.
Reduzierte manuelle Dateneingabe: Die automatische Identifizierung reduziert die Abhängigkeit von der manuellen Vorrichtungsregistrierung und der Aufzeichnung von Prüfdaten.
Die gleiche HF-RFID-Hardwarekonfiguration kann für andere Fertigungsanwendungen in Betracht gezogen werden, die eine Vorrichtungsidentifizierung aus nächster Nähe und eine Verfolgung des Produktionsprozesses erfordern.
Mögliche Anwendungen sind:
Montage und Prüfung von Automobilelektronik
Herstellung von Automobilkomponenten
Produktion von Displays für Unterhaltungselektronik
Herstellung von Lithiumbatterien
Industrielle Vorrichtungs- und Palettenverfolgung
Automatisierte Montage- und Inspektionsgeräte
Eine zuverlässige RFID-Integration in der automatisierten Fertigung erfordert mehr als die Auswahl eines Lesegeräts mit geeigneter Kommunikationsschnittstelle.
Leseentfernung, Bedingungen für die Tag-Montage, Metallinterferenzen, Positionierung der Arbeitsstation, SPS-Kommunikation und Produktionszyklus-Timing müssen alle beim technischen Entwurf berücksichtigt werden.
Mit dem industriellen HF-RFID-Lesegerät RF-HZ50L-TP und dem Anti-Metall-RFID-Tag RF-HZMTY300M-2K bietet Superisys eine industrielle Identifikationshardwarekonfiguration für die Vorrichtungsverfolgung in der Automobilelektronikproduktion.
Superisys ist auf industrielle LF-, HF- und UHF-RFID-Lesegeräte, Antennen und Tags für die Fertigungsautomatisierung und industrielle Identifikation spezialisiert.
