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April 16, 2018

Up in the Cloud(s)

Jump onto an airplane for a few hours and find yourself thousands of miles away: planes take us almost anywhere around the world, and traveling above the clouds is becoming more and more popular. Innovative scanning technology from Pepperl+Fuchs helps ensure that an aircraft is comfortable and, above all, safe.

Frankfurt International Airport, 05:00 am: many passengers on board are still rubbing their eyes—it's been a long flight. The day before, they were all still in Shanghai; today they're back on German soil. Every day, countless people just like them use the skies to travel quickly and easily to other countries and distant continents.

Never before have so many people traveled by plane—whether for business or for pleasure—as they do today. The aviation industry is booming. At major airports across the world, the enormous machines take off in minutes—nearly one per second. They carry everyone and their baggage to all four corners of the world. But people don´t just fly to save time: it is still regarded as the safest mode of transportation there is. To keep it that way, aircraft are strictly controlled and tested on a regular basis. Not even the tiniest component can be faulty, because the consequences of a failure or malfunction in the air can be fatal. This applies to the electronic components that are installed on and in the aircraft in large quantities, as well as to the individual parts of the overall design.

Airplane taking off

By No Means Simple

Before a bird of steel weighing several hundred metric tons can rise into the air, it has to be manufactured with the greatest engineering skill and the highest level of precision. Many conditions must be fulfilled to create the aerodynamics necessary for an airplane to fly at all. For this reason, the design must be error-free and the condition of the aircraft flawless. For instance, external cracks and dents can have a disastrous impact on the aerodynamics of aircraft, and should be avoided at all costs.

The sheer size of an aircraft presents a particular challenge. A single component such as the wing is many meters long and the fuselage even longer still—not to mention the enormous engines. This makes even the assembly of the aircraft components an extremely challenging undertaking, in which millimeter precision is required. Technologies that are capable of scanning the entire height, width, and length of such large components can provide significant support to aircraft manufacturers and maintenance staff in terms of correct assembly, quality control, and regular checks.

Engine of an airplane

The engines of an airplane are enormous.

Nothing Gets Past Us

Pepperl+Fuchs offers the right technology for this task: a combination of several 2-D LiDAR sensors enables accurate detection of the assembly and maintenance halls, as well as the aircraft and components within them. Precisely calibrated, high-precision sensors are positioned at different locations to record the objects from different angles. The data from all of the 2-D LiDAR scanners is combined to form a three-dimensional point cloud, creating a precise digital image. Staff can use this image to recognize exactly how the components are constructed and positioned. This is useful when machines and parts need to be in exactly the right position to avoid collision during assembly of individual components.

But even before the individual parts of an aircraft come together to form a whole, the system of multiple 2-D scanners support the manufacturers and their mechanics. After all, it is not uncommon for the individual components of an aircraft to be manufactured at different locations—the fuselage in Germany and the wings in France or the USA, for example. In order to ensure that the components fit together during the final assembly, the scan data and resulting 3-D image can be compared with plans and models at any time.

On Cloud Nine

The data collected from multi-sensor systems is immediately available in a standard data format on the NeoNeon Cloud provided by the Pepperl+Fuchs subsidiary Neoception. This means that the three-dimensional image of the airplane or its individual parts is available anywhere in the world. This is a decisive advantage in the context of globally distributed production facilities. Now it's not just the manufacturer of the wing that can compare its design with the plan. The locations where the other components are produced also have access to the object scan, and can use the 3-D data for further processing to optimize components, or even form the basis for their own production.

Transferable to Many Areas

What works in aircraft construction can also be useful in many other areas of application. Intelligent multi-sensor systems with scanning technology from Pepperl+Fuchs are not only able to capture large components and entire rooms, but they can precisely scan and capture small objects, large objects, machines, and even people. The 3-D clouds of accumulated data points are immediately available for further processing via the NeoNeon Cloud. They are available all over the world and can be used directly in production, even individually in batch size 1. This allows customer wishes and requirements to be implemented flexibly and puts companies with globally distributed production facilities in a position to optimize plant utilization and increase efficiency.

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Sometimes, scanning technologies can even save projects. Find out more in "The Deadline"!

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3d.aero

Because there are many more aviation tasks waiting to be solved with automation technology and innovative software, Pepperl+Fuchs and Lufthansa Technik have bundled their competencies in the joint venture 3d.aero.

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By |2025-01-13T15:56:28+00:00April 16, 2018|IIoT Applications, Industrial Sensors, Markets + Trends, Technologies + Innovations|Comments Off on Up in the Cloud(s)

16. April 2018

Up in the Cloud(s)

Rein in den Flieger und nur wenige Stunden später tausende Kilometer entfernt wieder aussteigen: Flugzeuge bringen uns rund um die Welt an fast jeden Ort – und das Reisen über den Wolken wird immer beliebter. Innovative Scan-Technologien von Pepperl+Fuchs können dazu beitragen, dass ein Flugzeug nicht nur komfortabel, sondern vor allem sicher ist.

Frankfurt International Airport, 05:00 Uhr am Morgen: Viele Passagiere an Bord der Maschine reiben sich noch die Augen, es war ein langer Flug. Am Tag zuvor waren sie alle noch in Shanghai, heute betreten sie wieder deutschen Boden. Wie ihnen geht es tagtäglich unzähligen Menschen, die den Luftweg nutzen, um schnell und bequem in andere Länder und auf entfernte Kontinente zu reisen.

Noch nie waren so viele Reisende — ob geschäftlich oder privat — jährlich mit dem Flugzeug unterwegs wie aktuell. Die Luftfahrtbranche boomt. An den großen Flughäfen dieser Welt heben die riesigen Maschinen im Minuten-, ja fast im Sekundentakt ab, um Menschen mit Kind und Kegel, Mann und Maus an sämtliche Punkte der Erde zu bringen. Doch es ist nicht nur der zeitliche Aspekt, der die Leute dazu bewegt, mit dem Flugzeug zu reisen: Nach wie vor gilt es als sicherstes Verkehrsmittel der Welt. Damit das so bleibt, werden Flugzeuge streng kontrolliert und regelmäßig überprüft. Nicht das kleinste Teil darf defekt sein, denn die Folgen eines Ausfalls oder einer Fehlfunktion in der Luft können fatal sein. Das gilt für die elektronischen Komponenten, die in und am Flugzeug in großen Mengen verbaut sind, genauso wie für die einzelnen Bauteile der Gesamtkonstruktion.

Flugzeug beim Take-off

In keiner Hinsicht leicht

Bevor sich ein Vogel aus Stahl mit einem Gewicht von mehreren Hundert Tonnen in die Lüfte erheben kann, fließt größte Ingenieurskunst, aber auch höchste Präzision in die Fertigung. Denn viele Bedingungen müssen erfüllt sein, um die Aerodynamik zu erzeugen, die ein Flugzeug überhaupt fliegen lässt. Aus diesem Grund sind die fehlerfreie Konstruktion und ein einwandfreier Zustand der Luftfahrzeuge essenziell. Risse und Beulen im Außenbereich etwa können sich äußerst negativ auf die Aerodynamik eines Luftfahrzeugs auswirken und sind unbedingt zu vermeiden.

Eine besondere Herausforderung stellt dabei vor allem die schiere Größe eines Flugzeugs dar. Schon ein einzelnes Bauteil wie der Flügel ist mehrere Meter lang, der Rumpf noch um ein Vielfaches länger, und die Turbinen beeindrucken schon wegen ihrer beträchtlichen Durchmesser. So wird bereits der Zusammenbau der Komponenten eines Flugzeugs zu einer hoch anspruchsvollen Angelegenheit, bei der millimetergenaue Präzision erforderlich ist. Technologien, die in der Lage sind, solch große Bauteile in ihrer gesamten Höhe, Breite und Länge zu erfassen, können Flugzeugbauer und Wartungspersonal bei der richtigen Montage, der Qualitätskontrolle sowie den regelmäßig durchzuführenden Checks maßgeblich unterstützen.

Flugzeugturbine

Die Turbinen eines Flugzeugs beeindrucken mit gigantischen Durchmessern.

Hier entgeht nichts

Pepperl+Fuchs bietet die passende Technologie für diese Aufgabe: Ein Zusammenspiel aus mehreren 2-D-LiDAR-Sensoren ermöglicht eine genaue Erfassung der Montage- und Wartungshallen sowie der darin befindlichen Flugzeuge und Bauteile. Dazu sind die exakt aufeinander kalibrierten, hochpräzisen Sensoren an unterschiedlichen Stellen positioniert und erfassen die Objekte so aus verschiedenen Blickwinkeln. Die Datenmengen aller 2-D-LiDAR-Scanner werden zu einer dreidimensionalen Punktewolke fusioniert, sodass ein exaktes, digitales Abbild entsteht, anhand dessen das Personal genau erkennen kann, wie die Bauteile konstruiert sind und an welchen Positionen sie sich befinden. Das ist zum Beispiel dann hilfreich, wenn beim Zusammenbau der einzelnen Komponenten Maschinen und Teile exakt positioniert werden müssen, um Beschädigungen durch Kollisionen zu vermeiden.

Doch auch schon bevor die Einzelteile eines Flugzeugs zu einem Ganzen zusammenfinden, kann das System aus mehreren 2-D-Scannern die Hersteller und ihre Monteure unterstützen. Denn es ist nicht unüblich, dass die einzelnen Komponenten eines Flugzeugs an unterschiedlichen Orten gefertigt werden — da kann es passieren, dass der Rumpf in Deutschland entsteht, die Flügel aber in Frankreich oder in den USA. Um sicherzustellen, dass die Komponenten bei der Endmontage zusammenpassen, kann mithilfe der Scandaten und dem daraus erstellten 3-D-Abbild stets ein Abgleich mit Plänen und Modellen stattfinden.

Der Cloud sei Dank

Die von Multi-Sensor-Systemen erfassten Daten stehen in der NeoNeon-Cloud der Pepperl+Fuchs Tochter Neoception in einem Standard-Datenformat unmittelbar zur Verfügung. Das heißt, dass das dreidimensionale Abbild des Flugzeugs oder der einzelnen Teile an jedem Ort auf der Welt abrufbar ist — in Anbetracht global verteilter Fertigungsstätten ist dies ein entscheidender Vorteil. Denn so kann nicht nur der Hersteller des Flügels selbst die Konstruktion mit dem Plan abgleichen. Auch die Fertigungsstandorte der anderen Bauteile haben Zugriff auf den Objektscan und können die 3-D-Daten zur Weiterverarbeitung nutzen, zum Beispiel, um Komponenten zu optimieren, oder sogar der eigenen Produktion zugrunde legen.

Auf viele Bereiche übertragbar

Was im Flugzeugbau funktioniert, ist auch in vielen anderen Anwendungsbereichen hilfreich. Intelligente Multi-Sensor-Systeme mit Scan-Technologie von Pepperl+Fuchs sind nicht nur in der Lage, große Bauteile und ganze Räume zu erfassen, sondern können kleine und große Objekte, Maschinen sowie Menschen präzise scannen und erfassen. Die zu 3-D-Punktewolken verschmolzenen Daten stehen über die NeoNeon-Cloud unmittelbar zur Weiterverarbeitung zur Verfügung. So sind sie überall auf der Welt abrufbar und können zum Beispiel direkt zur Produktion genutzt werden — auch individuell in Losgröße 1. Das ermöglicht zum einen, Kundenwünsche und -anforderungen flexibel umzusetzen, zum anderen sind Unternehmen mit global verteilten Produktionsstätten in der Lage, ihre Anlagenauslastung zu optimieren und so die Effizienz zu steigern.

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Manchmal können Scan-Technologien sogar Projekte retten. Erfahren Sie mehr in „Die Deadline“!

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Weil die Luftfahrt noch viele weitere Aufgaben hat, die darauf warten, mit Automatisierungstechnik und innovativer Software gelöst zu werden, haben Pepperl+Fuchs und Lufthansa Technik ihre Kompetenzen im Joint Venture 3d.aero gebündelt.

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By |2024-11-04T17:29:10+00:00April 16, 2018|IIoT-Anwendungen, Industrielle Sensoren, Märkte + Trends, Technologien + Innovationen|Comments Off on Up in the Cloud(s)
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