Die Kombination intelligenter akustischer Sensorik zur Erfassung von Produktionsdaten mit einer zuverlässigen und sicheren Datenverarbeitung hat das Potential, die automatisierte Prozesssteuerung und Qualitätssicherung zu revolutionieren. Das Fraunhofer IDMT kombiniert seine Kompetenzen auf dem Gebiet der robusten Mikrofonierung, der automatischen Audiosignalanalyse und des maschinellen Lernens zu einem zuverlässigen, luftschallbasierten Prüfverfahren.
Nachrüstbare Lösung zur berührungslosen Qualitätsprüfung
Dank dieses Ansatzes ist kein direkter Kontakt zum Prüfstück oder der Produktionsanlage notwendig, wodurch eine Überprüfung der Prozess- und Produktqualität auch über eine gewisse Distanz hinweg möglich ist. Außerdem kann das Verfahren zur Qualitätssicherung minimalinvasiv in bestehende Anlagen und Prüfprozesse integriert werden. Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens ist die stets zerstörungsfreie Qualitätsüberprüfung fertiger Bauteile. War es bisher in vielen Fertigungsbereichen notwendig, Prüfteile stichprobenartig zu zerstören, um beispielsweise Schweißnähte zu kontrollieren, kann jetzt allein anhand des Klangs des Werkstücks ein möglicher Qualitätsfehler identifiziert werden.
Interaktiver Demonstrator mit Unterhaltungsfaktor
Auf der Hannover Messe 2018 zeigt das Ilmenauer Forschungsinstitut einen neuen, interaktiven Demonstrator, der die Leistungsfähigkeit des akustischen Monitoring-Verfahrens im industriellen Einsatz verdeutlicht. Dafür hat das Fraunhofer IDMT in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff und Strahltechnik IWS angeschlossenen DortmunderOberflächenCentrum DOC das Kugelbahnsystem GraviTrax von Ravensburger so modifiziert, dass ein Schienenabschnitt und einzelne Kugeln mit einem diamantähnlichen Kohlenstoff beschichtet wurden. Diese Diamor-Beschichtung wird typischerweise im industriellen Umfeld für die Beschichtung von Gleitkomponenten verwendet, um die Verschleißbeständigkeit zu erhöhen und die Reibung zu reduzieren.
Am Messestand können die Besucher unterschiedliche Kugeln in Bewegung setzen; zur Auswahl stehen unbehandelte, mit einer polierten und unpolierten Diamorschicht sowie fehlerhafte Exemplare. Sobald die oberflächenveränderten Kugeln die ebenfalls beschichtete Schiene herunterrollen, werden mittels Luftschallanalyse das Material, die Oberflächenbeschaffenheit und mögliche Beschädigungen zuverlässig identifiziert und auf einem Kontrollmonitor angezeigt.
Judith Liebetrau, Projektverantwortliche am Fraunhofer IDMT, erklärt die Idee des Demonstrators: »Wir zeigen damit einen möglichen Anwendungsfall – das akustische Monitoring zur Qualitätsüberwachung im Veredelungsprozess, z.B. von Metallteilen. Dabei eignet sich unser kontaktloses Verfahren hervorragend für die akustische Überprüfung von beweglichen Teilen, wie zum Beispiel Kugellagern«.
Im Geschäftsfeld Industrial Media Applications (IMA) des Fraunhofer IDMT wird die jahrelange Expertise des Fraunhofer IDMT aus den Bereichen intelligente akustische Messtechnik, audiovisuelle Signalanalyse, Machine Learning sowie sicherheitsrelevante Technologien kombiniert, um neue Lösungen zur Anwendung im industriellen Umfeld zu schaffen.
Fraunhofer auf der Hannover Messe: C22, Halle 2
