Akustische Prozesskontrolle

Akustische Prozesskontrolle
Merkmale
  • akustische Prozesskontrolle zur automatisierten Überwachung von Bearbeitungs-, Montage- und Fügeprozessen in der Fertigungslinie oder in manuellen Prüfständen für kleinere Serien
  • ebenso Einsatz zur kontinuierlichen Überwachung von Maschinen und Anlagen sowie für die Zustandsdiagnose von Werkzeug- und Fertigungsmaschinen zur statistischen Prozesssteuerung (Statistical Process Control, SPC) möglich
  • Einsatzbereich sind mechanische Bearbeitungsprozesse wie Bohren, Drehen oder Schleifen, Fügeprozesse wie Reibschweißen, Laserschweißen oder Umformen sowie die überwachte Montage von Leitungen, Rohren und Ventilen oder von Steckverbindern mit mechanischer Rastung

Die akustische Prozesskontrolle ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren zur fertigungsintegrierten akustischen Überwachung von Bearbeitungs-, Montage- und Fügeprozessen. Bei der mechanischen Bearbeitung durch Bohren, Drehen, Schleifen, Sägen, bei Montagevorgängen wie Einpressen oder Einrasten oder bei Fügevorgängen wie z. B. Reibschweißen oder beim Fügen durch Umformung entstehen bei jedem Prozess charakteristische Schwingungen bzw. Geräusche. Durch die Erfassung der akustischen Merkmale bezüglich Frequenz und Schallpegel wird die Körper- oder Luftschallschallsignatur während des Prozesses permanent erfasst, mit der bekannten Schallsignatur von fehlerfrei durchgeführten Prozessen als Referenz verglichen, ausgewertet und ein Prüfentscheid gefällt oder eine Klassifizierung des Prüflings vorgenommen. Ein Prüfsystem umfasst stets anwendungsspezifisch ausgewählte berührende oder berührungslose Schallaufnehmer sowie eine programmierbare Steuer- und Auswerteinheit mit entsprechender Software.

Die Einrichtung der Prozesskontrolle erfolgt durch die Erfassung des typischen Klangspektrums einer Reihe von fehlerfrei ablaufenden Prozessen. Aus diesen Daten wird ein Klangmuster errechnet und als Sollwert definiert sowie die zulässigen Toleranzen bezüglich der Frequenzen und Schallpegel festgelegt.
Die Prozessüberwachung erfolgt durch anwendungsspezifisch ausgewählte Schallaufnehmer. Hierfür werden entweder berührende Beschleunigungssensoren eingesetzt, die z. B. in den Werkstückträger integriert werden und den Körperschall erfassen, oder es kommen berührungslose Systeme wie Mikrophone zur Luftschallerfassung oder Laser- bzw. Ultraschall-Vibrometer zur Körperschallerfassung zum Einsatz.
Die Prozessüberwachung kann einerseits nur während des Fügevorgangs erfolgen, indem z. B. das charakteristische Klickgeräusch beim Einrasten eines Schnellsteckverbinders erkannt wird, andererseits ist auch eine kontinuierliche Überwachung z. B. des Bearbeitungsgeräuschs einer Werkzeugmaschine möglich. Das erfasste Geräusch wird mit dem vorprogrammierten Referenzmuster verglichen. Wenn die Abweichung vom Referenzmuster einen vorgegeben Sollwert überschreitet, wird eine Alarm- oder Fehlermeldung ausgegeben.

Herstellerverzeichnis: Akustische Prozesskontrolle

Prosensys GmbH Sensorsysteme für die Produktion, Bexbach, Germany
RTE Akustik + Prüftechnik GmbH, Pfinztal/ Karlsruhe, Germany