微系统技术

更小、更快、更智能 

微系统技术

微系统技术(MST)是指在微米尺寸范围内的组件的开发与制造。其中应用了微型技术领域的传统与现代工艺。

如果将微机械或微光学元件与微电子组件相结合,便可构成微系统。这些微系统中所包含的结构尺寸远比人头发的直径小许多。

由于自动化技术不断向“更小、更快、更智能”的方向发展,用于具有集成智能性的小型化与分散控制系统的创新传感器与执行器扮演着重要角色。智能系统对物理量,如位置、温度、压力、振动与力度进行可靠测量。

由此,这些系统可以为生产提供运行参数,为质量控制提供支持,或简化生产设备的维护。如果智能传感器能够测量的物理量越多,这些操控系统的效率越高。通过对数据进行评估,流程与系统可以得到优化。由此同样产生出对于开发更灵活、更坚固与更小传感器的驱动力。微系统技术在此方面可谓最佳选择。

微型阀门技术

以微机电系统(MEMS)为基础的已知产品应用于液体定量系统以及其他医疗应用当中。大多数此类阀门由一个静电或热驱动器控制。但是,这些驱动器并不十分可靠,且仅可实现有限的冲程。为了构建可以满足对于坚固性与寿命具有极高典型要求的气动阀门,必须运用微技术与精密技术工艺,这同样可以满足工业自动化应用对于小型化的要求。

因此,费斯托对具有压电弯曲传感器的微型阀门或者紧凑型电磁驱动器展开研究。其中,虚拟设计和模拟(磁场计算或压电弯曲行为)以及原型制造是研究的重点。

传感器

传感器为自动化设备的操作提供重要信息。为此必须以极高精度对包括驱动器流量、压力及位置在内的测量值进行持续感测。

在研究中,科研人员对具有创新功能的传感器予以开发,这些传感器可以通过功能集成继续推进小型化的发展。众多研究项目对用于气动驱动器位置测量的印刷磁场传感器进行了研究。其他研究项目则聚焦薄膜中的柔性电子元件,这些元件安装在例如抓手之上,并可确定夹持力与物体大小。此外,用于压力或力度传感器的电子部件以及用于数据传输的无线装置同样是研究重点。借助最新模拟技术,这一研究项目对传感器磁体组合的规划做出了重要贡献,并可用于设计未来的气动驱动器。

执行器

除了压电与电磁驱动器外,电活性聚合物形式的创新执行器同样获得研究。这些装置具有和电磁体类似的性能特征。它们在原则上类似压电驱动器,这意味着,它们十分高效,而且具有比压电弯曲传感器更高的功率性能。

目前,电活性聚合物的缺点在于其层叠结构,其中的运行电压高达2,000至3,000伏。费斯托在资助项目的框架内对降低上述电压展开研究,以扩大电活性聚合物的应用领域。

摄像技术与图像处理

在工业中,生产流程摄像机的应用愈加频繁。这些摄像机通常用于所谓的“传送带抓取”以及组件与部件的质量控制当中,以对物体进行感测。

在未来,人员与设备在生产中的合作将愈加紧密。在此,摄像机技术——与适当的图像处理算法相结合——将为人机互动提供关键的附加值。因此,在研究中,费斯托在市场现有系统对人机交互要求的满足方面进行了评估,并与研究合作伙伴一起开发了全新的摄像系统。此外,还必须开发能够实现或优化人机合作的算法。