RFIDs funken durch Metall

Bei der Fertigung kommt es auf höchste Genauigkeit an – oft zählen hundertstel Millimeter. Sind die Fräser oder Bohrer jedoch abgenutzt, ist es mit der Genauigkeit vorbei. Die Mitarbeiter müssen die Werkzeuge regelmäßig vermessen, bevor sie auf der Bearbeitungsmaschine zum Einsatz kommen.

Um auch kleinste Abweichungen im Rundlauf erkennen zu können, rotieren die Werkzeuge dabei. Bisher ist die Vermessung Handarbeit. Die Bohrer müssen dabei mit einem passenden Adapter in eine Halterung, die Spindel, eingesetzt werden. Sowohl das Werkzeug als auch der Adapter sind mit einer Seriennummer versehen – diese und weitere Daten wie die Abmessungen werden per Hand abgetippt, wobei sich leicht Fehler einschleichen.

Künftig geht das einfacher: Forscher des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg haben im Auftrag der Kelch & Links GmbH aus Schorndorf erstmalig eine Möglichkeit gefunden, RFID-Chips in die metallischen Werkzeuge zu integrieren. Auf Anfrage funken diese kleinen Datenspeicher die benötigten Informationen an ein Lesegerät außerhalb der metallischen Spindel, die das Werkzeug mit dem Adapter aufnimmt. Die Herausforderung dabei: Metall schirmt Strahlung gut ab – das weiß jeder, der einmal versucht hat, in einem Haus aus Stahlbeton mit dem Handy zu telefonieren.

Dasselbe Problem tritt bei den RFID-Chips auf: Stecken sie in Gegenständen aus Metall, dringt ihre Information nicht bis zum Lesegerät durch. »Wir haben den Übertragungsweg unterteilt«, erklärt Dr. Gerd vom Bögel, Gruppenleiter am IMS. »Vom RFID-Chip, der sich im Adapter befindet, übertragen wir die Daten zunächst mit einem Kabel bis an die Grenzfläche zwischen Adapter und Spindel. Hier leiten zwei Antennenspulen die Daten drahtlos an die Spindel weiter – eine Spule befindet sich dabei im Einsatzmodul, die andere in der Spindel. Ebenso überbrücken wir die Grenzfläche zwischen der drehbaren Spindel und dem feststehenden Teil des Messgeräts drahtlos.«

Eine Kleinserie der RFID-Messgeräte ist bereits in Geräten der Kelch & Links GmbH bei ausgewählten Kunden in der Anwendung. Vom Bögel sieht auch weitere Einsatzbereiche: »Das Übertragungsprinzip lässt sich überall dort nutzen, wo Informationen über mehrere Strecken hinweg drahtlos übermittelt werden müssen – etwa in Roboterarmen, die drehbare Gelenke haben.«