17. Karlsruher Automations-Treff

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1 RTE Akustik + Prüftechnik GmbH 17. Karlsruher Automations-Treff Akustische Prüftechnik was kann sie? 1

2 RTE Akustik + Prüftechnik GmbH 29 Jahre Erfahrung in akustischer Prüftechnik Internationaler Kundenstamm Ausgewählte Vertriebs- und Servicepartner 16 Mitarbeiter 2

3 RTE Akustik + Prüftechnik GmbH Entwicklung von leistungsfähiger Prüfsoftware Beratung rund um das Thema akustische Prüftechnik Akustisches Engineering (Bemusterung, Analysen, Parametrierung) Prüflösungen für die Industrie Service und Support Software Entwicklung Beratung / Engineering RTE Intelligente Prüflösungen Service & Support 3 3

4 Akustische Prüftechnik- Was kann sie? Subjektiv Objektiv bzw. messtechnisch Wahrnehmung und Beurteilung (aufgrund von Erfahrung und Vergleich) durch den Menschen Hörempfinden physische und psychische Einflussfaktoren Signalerfassungverarbeitung und Klassifikation (nach Einlernphase) durch Prüfsystem Messgrößen, berechnete Merkmale technische Einflussfaktoren Vorteile Erkennen komplexer Geräusche Lernen neuer Geräusch Reproduzierbarkeit Lernfähigkeit Dokumentierbarkeit Automatisierbarkeit bekannter Beurteilungsmaßstab Nachteile keine Absolutbewertung Reproduzierbarkeit 85 % Aussagesicherheit 85 % keine Automatisierung individueller Beurteilungsmaßstab Aufwand bei kleinen Losgrößen identische Prüfbedingungen zwingend komplexe Zusammenhänge nur aufwendig einlernbar 4

5 Akustische Prüftechnik- Was kann sie? Schritte zu einem erfolgreichen Prüfsystem Schritt 1 Quick Look (Kurzanalyse zur Feststellung der grundsätzlichen Eignung) Schritt 2 Produktbemusterung (Prüfung ob und wie qualitätsrelevante Fehler erkannt werden können. Schritt 3 Prozessbemusterung (Prüfung ob die qualitätsrelevanten Fehler auch unter Prozessbedingungen sicher erkannt werden.) Schritt 4 Systemkonzeption und Realisierung, auf Basis der Kundenanforderungen und der Erkenntnisse aus den Bemusterungen. 5

6 Akustische Prüftechnik- Was kann sie? Hauptaufgaben der akustischen Prüftechnik Zerstörungsfreie Prüfung Schnelle, objektive Kontrolle der Produktqualität Stichproben 100 % Kontrolle Durchgängige Dokumentation der Ergebnisse Verbesserung der Produktqualität Überwachung und Verbesserung der Fertigungsprozesse 6

7 Akustische Prüftechnik- Was kann sie? Geräusch- und Funktionsprüfung Prozessüberwachung Materialprüfung 7

8 Akustische Prüftechnik- Was kann sie? Geräusch- und Funktionsprüfung Prozessüberwachung Materialprüfung 8

9 Geräusch- und Funktionsprüfung Prinzip Bauteile werden zur Schwingung angeregt durch externen Antrieb durch den Betrieb Aufnahme der Schwingung mittels Sensor Mikrofon (Luftschall) Körperschallsensor oder Laservibrometer (Körperschall) 9

10 Geräusch- und Funktionsprüfung Prinzip Verarbeitung der Signale Zeitsignalmanipulationen (digitale Filter) Zeitsignalanalyse (Ausschnitte, Triggermöglichkeiten) Benefit 10

11 f[hz] Geräusch- und Funktionsprüfung Prinzip Verarbeitung der Signale Statistische Verfahren Frequenzbänder Frequenztransformation Benefit Eingangssignal Standar d FFT t 11

12 Order Geräusch- und Funktionsprüfung Prinzip Verarbeitung der Signale Ordnungsanalyse (drehzahlnormiert) Eingangssignal N BP Noise [IN] Rot. speed [IN] Order analysis t 0 Rot. speed extraction 12

13 Geräusch- und Funktionsprüfung Prinzip Klassifizierung auf Basis festgelegter Merkmale Ergebnisausgabe und Dokumentation 13

14 Geräusch- und Funktionsprüfung Prinzip Ergebnisausgabe und Dokumentation 14

15 Akustische Prozessüberwachung Schlüsseleigenschaften Schnelle, objektive Prüfung und Auswertung Verknüpfung von verschiedenen Ereignissen Automatisierte Parameterauswahl Geeignet für vollautomatische Prüfung Dokumentation und Rückverfolgbarkeit 15

16 Geräusch- und Funktionsprüfung Typische Anwendungsbereiche Antriebstechnik Getriebe, Lager Haushaltstechnik Medizintechnik Verstelleinrichtungen z.b. Autositze, Laderaumabdeckung Werkzeuge 16

17 Geräusch- und Funktionsprüfung Zusätzliche Funktionsprüfungen Drehzahlmessung Drehmomentmessung Strommessung Spannungsmessung Sonstiges 17

18 Akustische Prüftechnik- Was kann sie? Geräusch- und Funktionsprüfung Prozessüberwachung Materialprüfung 18

19 Akustische Prozessüberwachung Prinzip Systeme oder Maschinenteile Schwingen im Betrieb Aufnahme der Schwingung mittels Sensor Mikrofon Körperschallsensor oder Laservibrometer 19

20 Akustische Prozessüberwachung Prinzip Verarbeitung der Signale Überwachung von Merkmalen Ergebnisausgabe Benefit 20

21 Akustische Prozessüberwachung Schlüsseleigenschaften Schnelle Inline Kontrolle Verknüpfung von verschiedenen Ereignissen Berührungslose Signalaufnahme mit Mikrofon Entscheidung in Echtzeit Schnelle Rückmeldung innerhalb weniger Millisekunden Automatisierte Parameterauswahl 21

22 Akustische Prozessüberwachung Anwendungsbereiche Überwachung von Motoren, Pumpen etc. Überwachung von Geräuschen bei Montagesystemen Überwachung von Produktionsprozessen 22

23 Akustische Prüftechnik- Was kann sie? Geräusch- und Funktionsprüfung Prozessüberwachung Materialprüfung mittels akustischer Resonanzanalyse (AR) 23

24 Akustische Materialprüfung Prinzip Resonanzfrequenzen eines Bauteils sind wie ein Fingerabdruck Externe Anregung Das gesamte Bauteil schwingt mit seinen Resonanzfrequenzen Aufnahme Zeitsignal (e) mittels Sensor (z.b. Mikrofon) Signalverarbeitung 24

25 Akustische Materialprüfung Prinzip Klassifizierung anhand von definierten Merkmalen im Spektrum Ergebnisausgabe und Dokumentation 25

26 Akustische Materialprüfung Beispiel- Zeitsignal eines IO- und eines NIO- Teils Grün= IO-Teil Rot= NIO-Teil Deutlich unterschiedlich in der Abklingzeit und Amplitude 26

27 Akustische Materialprüfung Beispiel- Spektrum eines IO- und eines NIO- Teils Grün= IO-Teil Rot= NIO-Teil Bei NIO-Teil sind viele Frequenzpositionen nicht vorhanden 27

28 Akustische Materialprüfung Schlüsseleigenschaften Objektive, sehr schnelle und wiederholgenaue Prüfung Referenzgestütztes Verfahren Klassifizierung von Produktionsteilen durch Vergleich mit Referenzteilen. Beurteilung des gesamten Prüfobjekts bzw. größerer Bereiche. Trockenes und sauberes Verfahren ohne Chemie und Umweltprobleme. Anwendbar für viele verschiedene Bauteile und Materialien 28

29 Akustische Materialprüfung Einflussgrößen bei der Prüfung Werkstückeigenschaften Material (Gefüge, Risse, Porosität, Dichte etc.) Dimension, Härte etc. Temperatur, Alter (kompensierbar) 29

30 Akustische Materialprüfung Einflussgrößen bei der Prüfung Prüfeinrichtung Werkstückaufnahme Anregung des Bauteils Messort und richtung 30

31 Akustische Materialprüfung Einflussgrößen bei der Prüfung Prozess- und Produktstreuung Chargeneinflüsse Werkstücktoleranzen (Gewicht, Dimension etc.) Maschinen- und Prozessschwankungen Umgebungsbedingungen (Schmutz, Temperatur, Geräusch z.b. durch Druckluft = Weißes Rauschen ) Bearbeitungszustand 31

32 Akustische Materialprüfung Grenzen des Prüfverfahrens Lagerung und Anregbarkeit der Bauteile Defektdetektion nur bei Beeinflussung des Schwingverhaltens möglich (keine Oberflächendefekte) Ermittlung von Defektgrößen und position Zu geringe Trennschärfe zwischen Gut- und Schlechtteilen 32

33 Akustische Materialprüfung Typische Anwendungen Eigenfrequenzmessung und Dämpfung Rissprüfung Materialprüfung (Nodularität, Dichte, Härte etc.) Prüfung der geometrischen Struktur (Größe / Dimension) Prüfung der Verbindungsgüte 33

34 RTE Akustik + Prüftechnik GmbH Wir hören Qualität! 34