Akustische Maschinenüberwachung

Dosierschneckenüberwachungssystem dsound^® AMS1000

Aufgabenstellung

Zur Risikominimierung von Produktverunreinigungen durch Metallabrieb, die durch Kontakt zwischen Dosierschnecke und Füllrohr entstehen können, soll das Schneckendosiersystem bei der Förderung des Produktes überwacht werden.

Durchführung

Das Dosierschneckenüberwachungssystem dsound^® AMS1000 dient der Überwachung eines Schneckenförderers an einer Schlauchbeutelmaschine zwecks Detektion eines möglichen Metallkontaktes zwischen Dosierschnecke und Füllrohr, um das Risiko der Nichterkennung von Metallkontakt (vor dem Hintergrund sich möglicherweise daraus ergebendem Metallabrieb) bei der Abfüllung zu reduzieren. Dazu wertet das System mittels Körperschallsensor dsound^® USS5-KS/E/K die Schallsignale am Trichter der Schlauchbeutelmaschine aus und leitet im Fehlerwall ein Alarmsignal/Warnsignal an ein übergeordnetes System weiter (z. B. SPS). Über die integrierte Anregeeinheit dsound^® USE01 kann zu Testzwecken ein definierter Impuls am Körperschallaufnehmer des Schallsensors erzeugt werden, um den Fehlerfall zu simulieren und die Funktion des dsound^® USS5-Körperschallsensors sowie des Gesamtsystems zu verifizieren.

Akustische Qualitätskontrolle

Dichtigkeitsprüfung an Filtermembranen

Aufgabenstellung

Über eine akustische Qualitätskontrolle sollen Defekte an den Membranen von Filterelementen geprüft werden. Dabei sollen mittels Luftschallsensor dsound^® USS5-LS mögliche Defekte an den Membranen unter zur Hilfenahme von Druckluft erkannt werden. Die Durchlässigkeit der Membran wird hierzu als Qualitätskriterium herangezogen. Über ein entsprechendes Prüffeld in Kombination mit einem Luftschallsensor dsound^® USS5-LS wird die Qualitätsprüfung der Filtermembranen vorgenommen.

Durchführung

Die Filtermembranen werden der Qualitätskontrolle zugeführt und mittels angeschlossenem Luftschallsensor dsound^® USS5-LS auf Dichtigkeit geprüft. Dabei wird die Membran mit Druckluft beaufschlagt und die vom Luftschallsensor erfasste Menge an vorhandener Druckluft (Druckluftgeräusch) auf der Gegenseite der Membran geprüft. Ist die Membran fehlerfrei, so erfasst der Luftschallsensor im Prüffeld keine markanten Druckluftgeräusche und gibt als Ergebnis der Klangerkennung einen OK-Status aus. Ist die Membran defekt oder die Befestigung der Membran fehlerhaft, empfängt der Lufts challsensor ein markantes Druckluftgeräusch, welches im Ergebnis der Klangerkennung zu einem NIO-Signal führt. Das Ergebnis der Klangerkennung kann über einen Digitalausgang am Schallsensor zur weiteren Nutzung ausgegeben werden. Die gesamte Klangerkennung erfolgt komplett auf dem Schallsensor, so dass für die Qualitätsprüfung kein weiteres Equipment benötigt wird. Durch diese Qualitätskontrolle können auch sehr geringe Defekte an den Membranen der Filter sicher erkannt werden.

Qualitätsprüfung an Hitzeschutzblechen

Aufgabenstellung

Mittels einer akustischen Qualitätskontrolle sollen Hitzeschutzbleche auf Qualitäts- und Produktionsfehler geprüft werden. Dazu wird die Eigenschaft eines Prüflings ausgenutzt, dass zu prüfende Bauteil durch Anregung von außen in Schwingungen zu versetzen und die so erzeugten Resonanzfrequenzen mittels eines Luftschallsensors auszuwerten. Die Anregung des Prüflings erfolgt hierbei mittels magnetischer Anregung über den dsound^® USE01-Exciter und die Aufnahme und Auswertung des erzeugten Klanges wird mittels Luftschallsensor dsound^® USS4-LS durchgeführt.

Durchführung

Die Hitzeschutzbleche werden der Qualitätsprüfung zugeführt und durch den dsound^® USE01-Exciter magnetisch angeregt (ferromagnetischer Werkstoff). Dadurch wird das Bauteil in Schwingungen versetzt und erzeugt Resonanzfrequenzen, welche von dem angeschlossenem Luftschallsensor dsound^® USS4-LS nach vordefinierten Trainings ausgewertet werden. Der Luftschallsensor dsound^® USS4-LS wird dazu mit dem dsound^® USE01-Exciter synchronisiert und kann zeitgleich zur Anregung die Klangauswertung durchführen. Über einen Digitalausgang kann das Ergebnis der Klangerkennung zur weiteren Nutzung ausgegeben werden. Die gesamte Klangerkennung erfolgt komplett auf dem Schallsensor, so dass für die Qualitätsprüfung kein weiteres Equipment benötigt wird. Durch diese Art der Qualitätsprüfung können Herstellungsfehler wie fehlendes innenliegendes Vlies oder Materialfehler erkannt werden.

Qualitätsprüfung an Sinterwerkstoffen

Aufgabenstellung

Mittels einer akustischen Qualitätskontrolle sollen Sinterwerkstoffe auf Qualitätsfehler geprüft werden. Dazu wird die Eigenschaft eines Prüflings ausgenutzt, dass zu prüfende Bauteil durch Anregung von außen in Schwingungen zu versetzen und die so erzeugten Resonanzfrequenzen mittels eines Luftschallsensors auszuwerten. Die Anregung des Prüflings erfolgt hierbei mittels mechanischer Anregung über den dsound^® USE01-Exciter und die Aufnahme und Auswertung des Klanges wird mittels Luftschallsensor dsound^® USS4-LS durchgeführt.

Durchführung

Die Zahnriemenräder werden der Qualitätsprüfung zugeführt und durch den dsound^® USE01-Exciter mechanisch angeregt. Dadurch wird der Prüfling in Schwingungen versetzt und erzeugt Resonanzfrequenzen, welche von dem angeschlossenem Luftschallsensor dsound^® USS4-LS ausgewertet werden. Der Luftschallsensor dsound^® USS4-LS wird dazu mit dem dsound^® USE01-Exciter synchronisiert und kann zeitgleich zur Anregung die Klangauswertung durchführen. Über einen Digitalausgang kann das Ergebnis der Klangerkennung zur weiteren Nutzung ausgegeben werden. Die gesamte Klangerkennung erfolgt komplett auf dem Schallsensor, so dass für die Qualitätsprüfung kein weiteres Equipment benötigt wird. Durch diese Art der Qualitätsprüfung können Materialfehler, Geometriefehler oder auch Risse im Material erkannt werden.

Qualitätsprüfung an Ventilsitzringen

Aufgabenstellung

Für eine neue Motorengeneration werden zwei Arten von Ringen für Benzin- und Gasmotoren aus verschiedenen Materialien produziert. Mit Hilfe einer akustischen Qualitätskontrolle sollten die Ventilsitzringe auf kleinste, fast unsichtbare Materialrisse geprüft werden. Zusätzlich musste verhindert werden, dass Ringe in der Produktionskette im falschen Motorbau landen, also Gas-Ringe im Benzinmotor oder Benzin-Ringe im Gasmotor.

Durchführung

Geprüft werden die Ventilsitzringe nun preiswert und schnell mit Hilfe des dsound^® USS4-LS. Der Prüfling wird dank eines definierten Druckluftimpuls an einer Prallplatte angeregt und während des freien Falls resonierend vermessen. Der Sensor liefert sofort die Aussage ob das Prüfstück Fehler aufweist. Im Vorfeld wurden die Klänge intakter Ventilsitzringe im Sensor eingelernt und nun mit den zugeführten Teilen verglichen. Durch den Speicher ist es möglich, gemischte Prüfstücke zuzuführen oder den Sensor zwischen ihnen umzuschalten, ohne erneutes Training.

Akustische Überwachung von Abfüllanlagen

Dichtigkeitsprüfung von Glasbehältern

Aufgabenstellung

Undichte Behälter sind ein zentrales Thema von Getränkeherstellern, da Undichtigkeiten die Qualität und auch die Haltbarkeit der Produkte beeinflussen. Undichte Behältnisse und die darausfolgenden Reklamationen sorgen für ein schlechtes Image des Herstellers und somit zu Finanzeinbußen. Mit Hilfe einer akustischen Kontrolle sollen schadhafte Gefäße frühzeitig erkannt und aussortiert werden.

Durchführung

Mit dem dsound^® Cap Check, bestehend aus einer magnetischen Anregeeinheit und einem Luftschallsensor mit integrierter Signalanalyse und Auswertung, werden undichte Flaschen mit Metallverschluss präzise und berührungslos erkannt und aussortiert. Das von der Erregereinheit erzeugte Magnetfeld regt den Verschluss zu Schwingungen an, die vom dsound^® USS4-LS ausgewertet werden. Das selbstlernende System kompensiert variierende Behälterabmessungen und Streuungen des Deckelmaterials mit Hilfe digitaler Regler um Abweichungen automatisch auszugleichen und Pseudoausschuss zu minimieren.

Glasprüfung an Abfüllanlagen

Aufgabenstellung

Befüller von Glasflaschen und Behältern in der Lebensmittel- und Getränkebranche müssen stets auf die Unversehrtheit der Behälter achten. Beschädigte Gläser müssen frühstmöglich erkannt werden um die Verunreinigung mit Glassplittern zu vermeiden.

Durchführung

Mit dem dsound^® USS4-LS, der dsound^® USE01m Anregeeinheit und zwei Lichtschranken, dem dsound^® Tap Check, werden beschädigte und fehlerhafte Glasbehälter erkannt und anschließend aussortiert. Der angeregte Körperschall wird an der Oberfläche in Luftschall umgewandelt und somit für den Luftschallsensor messbar. Aus den aufgezeichneten Frequenzen lassen sich Merkmale berechnen, durch die Zustände wie rissig oder beschädigt zugeordnet werden können. Relevante Informationen können bei Bedarf für jede getestete Probe protokolliert werden. Abweichungen kann das System durch digitale Regler automatisch ausgleichen und somit auch den Pseudoausschuss minimieren.

Dichtigkeitsprüfung von Konservendosen

Aufgabenstellung

So wie undichte Flaschen ein zentrales Problem der Getränkehersteller sind, so sind undichte Konserven ein zentrales Problem der Lebensmittelhersteller. Undichtigkeiten beeinträchtigen sowohl die Qualität als auch die Haltbarkeit der Produkte. Auch hier führen Undichtigkeiten und daraus resultierende Reklamationen zu Imageverlust und finanziellen Einbußen. Eine Lösung zur Früherkennung von undichten Konserven musste gefunden werden.

Durchführung

Dichte Konserven stehen in der Regel leicht im Über- oder Unterdruck, dadurch klingt der vorgespannte Boden anders als der einer defekten Dose. Mit Hilfe einer magnetischen Anregeeinheit wird die Konservendose zum Klingen angeregt. Die vom Luftschallsensor dsound^® USS4 aufgenommenen Schallwellen werden im Sensor analysiert und ausgewertet, so dass undichte Dosen berührungslos und präzise erkannt und ausgesondert werden.