Akustische Qualitätsprüfung 100% zerstörungsfrei

Mit Expertise und innovativer Technik zur eigenen zerstörungsfreien akustischen Qualitätskontrolle

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Die Überprüfung und Sicher­stellung der ge­for­der­ten Produkt­qualität ist ein hohes Ziel von Produktions­verantwortlichen, Qualitäts- und Pro­zess­managern. Die Kunden­zufriedenheit soll hoch und die Reklamations­quote so gering wie möglich sein. Diverse Qualitäts­kontrollen sichern dies innerhalb der gesamten Produktions­kette bis hin zur Fertig­stellung des End­produkts ab. Sie schla­gen sofort "Alarm", wenn das aktuelle Bauteil nicht den geforderten Qualitäts­standards ent­spricht und somit nicht an den Kunden aus­geliefert werden darf.

Nachfolgende Inhalte geben einen Überblick über "akustische Qualitäts­prüfung" - ebenfalls bekannt unter den Begriffen akus­tische Qualitäts­kontrolle, Geräusch­prüfung, Klang­prüfung, Resonanz­analyse oder akus­tische Güte­prüfung. Diese Methoden untersuchen das Klang­muster und Schwingungs­verhalten von Prüflingen und leiten daraus qualitäts­relevante Ent­scheidungen ab. Mit Ihrer Hilfe gelingt es, in Fertigungs­prozessen (in-Line und End-of-Line) eine schnelle und repro­duzier­­bare akus­tische Qualitäts­kontrolle zu realisieren, welche eine zerstörungs­freie 100% Qualitäts­prüfung erlauben.

Geräusch­prüfverfahren in der Serien­fertigung benötigen zunächst ein klares Konzept, den Nach­weis der mess­technischen Mach­barkeit sowie die anschließende Um­setzung. Eine akus­tische Qualitäts­kontrolle kann in wenigen Schritten um­gesetzt werden. Jedoch sind bei allen Schritten - wie die nach­folgenden Inhalte zeigen - viele As­pekte zu beachten. Hinzu kommt, dass der Markt für indus­trielle Mess­technik sehr viel­schichtig und für Unerfahrene oder Themen­fremde nicht leicht zu über­blicken ist.

Mit "Finida Messtechnik" stelle ich Ihnen mein Wissen und meine Erfahrungen zum Thema "akus­tische Qualitäts­kontrolle" zur Verfügung. Ich unterstütze Sie persönlich auf Ihrem Weg zur eigenen 100% akus­tischen Qualitäts­prüfung. Wie genau ich Sie dabei unter­­stützen kann, erfahren Sie im Kapitel "Der Weg zur eigenen akus­tischen Qualitäts­sicherung" oder Sie kontak­­tieren mich am besten gleich direkt über meine Kontakt-Seite.

Patric Gehring

Die akus­tische Qualitäts­prüfung: Be­deutung, Ziele und An­for­derungen

Bereits in den frühen Entwicklungs­phasen von neuen Produk­ten werden mit simu­lativen und experimentellen Werk­zeugen Ur­sachen für Geräusch­ent­wicklung und uner­wünschte Vib­rationen iden­tifi­ziert. Sobald die Ursache ge­funden ist, wird im besten Fall eine kon­struk­tive Abstell­maßnahme um­gesetzt. Dies ist jedoch nicht immer möglich, so dass per se Qualitäts­mängel in der Serien­fer­tigung nicht zu 100% aus­geschlossen werden können. Eine Qualitäts­prüfung wird not­wendig. Je früher diese innerhalb der Wert­schöpfungs­kette fehler­hafte Teile auf­decken kann, umso ge­ringer fallen nach­folgende Fehler­kosten aus.

Ziel der akus­tischen Qualitäts­prüfung ist die Sicher­stellung der de­finierten Produkt­qualität in indus­triellen Fertigungs­prozessen, damit fehler­behaftete Teile nicht an den Kunden weiter­gegeben werden. Aus­sortierte Teile können - je nach Wert­schöpfungs­grad und konstruk­tiven Möglich­keiten - nach­gebessert oder ander­weitig ver­wertet werden. Typische Einsatz­szenarien der akus­tischen Qualitäts­prüfung sind die z.B. die zerstörungs­freie Material­prüfung (Riss­prüfung), Klang­prüfung, akus­tische Resonanz­analyse, Geräusch­prüfung aber auch Funktions­prüfung (Über­prüfung von dyna­mischen Kenn­werten bei trans­latorischen Be­wegungen). Eine Liste von weiteren erfolg­reichen Appli­kationen finden Sie im Kapitel Einsatz­gebiete und An­wendungen der akus­tischen Qualitäts­kontrolle.

An die ein­gesetzten Prüf­methoden und Mess­systeme werden hohe An­for­derungen gestellt. Voll­automa­tisiert sollen diese ob­jektive und wieder­holbare Er­gebnisse über die Qualität des Prüf­lings liefern. Aus Wirt­schaft­lichkeits­gründen ist auf eine zer­störende Stich­proben­prüfung zu ver­zichten. Vielmehr ist der Einsatz von zerstörungs­freien Prüf­methoden anzu­streben, damit eine 100% akus­tische Qualitäts­prüfung reali­siert werden kann. Die Mess­technik muss aus­reichend sensitiv sein, um die ge­wünschten Qualitäts­merkmale detek­tieren zu können. Der Aus­werte­algorithmus, welcher aus den Mess­daten die Qualität des Prüf­lings ab­leitet, sollte gut aus­balanciert sein: weder dürfen fehler­hafte Pro­dukte un­erkannt bleiben und somit in den Markt ge­langen, noch ein hoher Anteil an Pseudo­ausschuss (Aus­sortierung von GUT-Teilen) generiert wird.

Diese An­forderungen kann ein clever auf­einander ab­gestimmtes Konzept bestehend aus Sensorik, Daten­erfassung, Signal­konditio­nierung und Auswerte­software inklusive der Para­metri­sierung leisten.

Kann auch Ihre Qualitätsprüfung vibroakustisch gelöst werden? Kontaktieren Sie mich!

Unterschiede zw. akustische Qualitäts­prüfung, akustische Qualitäts­kontrolle, Geräusch­prüfung und Klang­analyse

Mit Finida Messtechnik habe ich mich auf einen sehr spannenden Teilbereich der industriellen Prüfmethoden spezialisiert: die "Akustische Qualitätsprüfung." Mit dieser Methode können Produktfehler und Auffälligkeiten von Prüflingen anhand ihres Körperschalls (Schwingungen) oder Luftschalls erkannt werden. Die messtechnische Fehlererkennung ist dabei objektiv, reproduzierbar und voll automatisierbar.

Die Deutsche Gesellschaft für akustische Qualitäts­sicherung (DGaQS) hat hierfür Standard­bezeichnungen definiert. Unter dem Begriff "Akustische Qualitäts­sicherung" werden alle akustischen Verfahren zur Sicherung der Qualität von Prozessen und Produkten zusammen­gefasst. Unter "akustisch" werden dabei die Bereiche Luftschall und Körperschall verstanden und meint grundsätzlich Schall und Schwingungen in flüssigen und festen Medien, aber auch in Gasen.

Je nach verwendeter Prüf­technik und Analyse­methode gibt es eine ganze Reihe an weiteren Bezeichnungen für Teil­disziplinen der "akustischen Qualitäts­sicherung", so z.B.:

  1. vibro­akustische Güte­prüfung, schwingungs­technische Güte­prüfung
  2. Geräuschprüfung
  3. akustische Resonanz­prüfung, akustische Resonanz­analyse
  4. Klanganalyse, Klangprüfung
  5. Eigenfrequenzprüfung, Eigen­frequenz­analyse
  6. akustische Qualitätsprüfung
  7. akustische Qualitätskontrolle.

Akustische Qualitätsprüfung, akustische Qualitäts­kontrolle und akustische Güteprüfung werden im technischen Sprachgebrauch oftmals als Überbegriff für Verfahren zur GUT-SCHLECHT-Detektion von Endprodukten, Komponenten und Baugruppen unter zu Hilfenahme von akustischer Messtechnik (Körperschall oder Luftschall) verwendet. Sie dienen der Sicherstellung sowohl von akustischen als auch funktionellen Produkt­eigenschaften.

Geräuschprüfung und Geräuschanalyse

Andere Bezeichnungen wie Geräuschprüfung, Klang­analyse und Klang­prüfung suggerieren dem Leser zunächst den ausschließlichen Einsatz von Luftschall-Messtechnik wie Mikrofone. Selbst­verständlich lassen sich diese Messaufgaben jedoch genauso gut oder auch besser mit Körperschall-Sensoren wie Laser-Doppler-Vibrometer und klassischen Körperschall­aufnehmer umsetzen.

Die Begriffe Geräuschprüfung und Geräusch­analyse werden meist in Zusammenhang mit eigen­erregten Prüflingen verwendet. Eigen­erregt bedeutet, dass durch die vorgegebene Funktion und Betrieb des Prüflings Schwingungen und Schall­abstrahlung entstehen. Typische Beispiele sind Aktoren wie Verbrennungs­motoren und Elektro­motoren und deren angeregten Anbauteile, Getriebe, Lüfter, Elektrowerkzeuge, Ultraschall­werkzeuge, usw. Die Geräusch­prüfung wird in unterschiedlichen Betriebs­zuständen des Prüflings (z.B. in unterschiedlichen Lastmomenten, Drehzahlen, etc.) durchgeführt. Durch diese Prüf­methode können unter anderem Informationen über das Vorhandensein von Bearbeitungs­fehler, Montagefehler, Lagerschäden, Schäden an Zahn­rädern, Unwuchten gewonnen werden. Typische Einsatzgebiete der Geräuschprüfung können Sie weiter unten nachschlagen.

Resonanzprüfung und Klangprüfung

Die akustische Resonanzprüfung, akustische Resonanzanalyse und Klangprüfung erfassen die Schwingungen oder Schallabstrahlung des Prüflings, nachdem dieser zuvor extern erregt wurde. Meist erfolgt die Anregung des Bauteils mittels einem automa­tischen elektro­dynamischen Hammer. Je nach Hammertyp und Hammer­spitze (Tip) lassen sich damit breit­bandige Anregungen bis ca. 20 kHz erreichen. Das Bauteil antwortet auf die breit­bandige Impuls­anregung mit Schwingungen, wobei sich die Schwingungs­amplituden bei den bauteil-spezifischen Resonanz­frequenzen deutlich hervorheben und mit einer Überhöhung antworten. Ausgewertet werden Verschiebungen dieser Resonanz­frequenzen und Veränderungen bei der Dämpfung (Abkling­kurve der Schwingung).

Akustische Qualitätskontrolle: Darstellung der Schwingungsantwort zweier Prüflinge mit unterschiedlicher Qualität

Die Erfassung und Auswertung von Resonanz­frequenzen und Dämpfungen ist ein beliebtes Verfahren in der industriellen akustischen Qualitäts­prüfung. Mit dem Verfahren werden Werkstoffprüfungen und Rissprüfungen umgesetzt. Typische Anwendungen sind die Qualitäts­prüfung von Bremsscheiben, Rohre, Schaufeln von Turbinen- und Verdichterräder, Bauteile aus Keramik, Glas und Metalle. Das Verfahren ist für eine breite Palette von Anwendungs­fällen und Prüflingen anwendbar. Oftmals findet man die Methodik auch unter dem Namen Eigenfrequenz­prüfung oder Eigenfrequenz­analyse wieder.

Akustische Materialprüfung

Die akustische Materialprüfung setzt sich zum Ziel, material­spezifische Qualitäts­mängel wie z.B. Risse, Lunker, Gefügefehler, usw. berührungslos zu detektieren. Im Gegensatz zu den konkurrierenden Verfahren wie Röntgen, Thermografie oder Farbeindring­verfahren arbeitet die akustische Materialprüfung kostengünstig, ohne Strahlen­belastung, sauber, sicher und schnell. Deren Durchführung und Umsetzung verhält sich analog zur akustischen Resonanz­prüfung und Klang­prüfung.

Dynamische Funktionsprüfung

Neben den oben genannten klassischen vibro-akustischen Verfahren, welche den Klang, Körperschall oder das Gesamtgeräusch bewerten und daraus ein Maß für die Qualität des Prüflings ableiten, gibt es weiterhin die dynamische Funktionsprüfung. Bei der dynamischen Funktionsprüfung wird das Bewegungsprofil von Prüflingen in den Größen Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Weg messtechnisch mittels geeigneten Sensoren prozesssicher erfasst. Anschließend erfolgt der Vergleich der aufgenommenen Ist-Größen mit den spezifizierten Soll-Größen. Innerhalb eines Toleranzbandes wird der Prüfling als i.O. gewertet, außerhalb des Toleranzbandes liegt ein Schlecht-Ergebnis vor.

Typische Anwendungen sind Bewegungsprofile von Ultraschall-Aktoren, elektromagnetische Ventile, Kolben, Ankerhub, Auslenkung von Membranen, Zylinder, Stellern, Piezo-Injektoren, Piezo-Aktoren, Force Feedback Systeme, usw.

Funktionsprüfung eines Haptikmodul (Force Feedback System) - Darstellung eines Vibrationprofils mit unterschiedlichen Schwingung-Intensitäten

Welche Nutzen bietet die zerstörungsfreie akustische Qualitätskontrolle?

Im vorigen Kapitel wurden die unterschiedlichen Bezeichnungen und Methoden der zerstörungs­freien akustischen Qualitätsprüfung benannt. So unterschiedlich deren einzelnen Namen sind, so einig sind sich die Verfahren in Punkto Voraus­setzungen und Nutzen. Sind die Voraus­setzungen erst einmal gemeistert, bieten Verfahren wie z.B. die akustische Geräusch­analyse und akustische Resonanz­prüfung interessante Nutzen.

Voraussetzungen

Zunächst sollen jedoch die Voraussetzungen näher begutachtet werden. Bei den genannten messtechnischen Methoden handelt es sich um volumenorientierte zerstörungsfreie Prüfverfahren.

  1. volumenorientiertes Verfahren: komplettes Bauteil wird überprüft
  2. vergleichendes Verfahren: die Entscheidung, ob ein Bauteil i.O. oder n.i.O. ist, wird stets anhand eines Vergleiches getroffen. Als Vergleichswerte können Messdaten eines Referenz-GUT-Teils oder hinterlegte Werte von zuvor definierten Grenzwerten, die nicht unter- oder überschritten werden dürfen, herangezogen werden.
  3. es können nur Qualitätsmängel erfasst werden, welche sich auf die dynamischen Eigenschaften (Eigen­frequenz, Eigen­schwingungs­form und Dämpfung) des Bauteils auswirken.
  4. diese Auswirkungen sind ausreichend groß, so dass sie mit messtechnischen Methoden erfasst werden können
  5. die Identifikation der bauteilspezifischen Eigenfrequenzen und Eigenformen kann hilfreich sein, um den bestmöglichen Messpunkt für eine sensitive Messung des gewünschten Merkmals zu erhalten
  6. Lagerung des Prüflings: die Lagerung kann das Schwingungs- und Klangverhalten des Prüflings beeinflussen
  7. Taktzeit: kurze Taktzeiten erfordern besondere Anforderungen an die Messtechnik. Die berührungslose Messung des Körperschalls (z.B. mit Laser-Doppler-Vibrometer) kann diese erfüllen, da auf Zustellmechaniken - und deren zeitliche Verzögerung - verzichtet werden kann

Die akustische Qualitätsprüfung und ihre Vorteile gegenüber anderen Methoden

Eine akustische Qualitätskontrolle ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, welches sich verschleiß- und wartungsarm und ohne Einsatz von Verbrauchsmittel einsetzen lässt. Unter Zuhilfenahme eines berührungslosen Messverfahrens können zum einen sehr schnelle Taktzeiten realisiert werden. Des Weiteren werden die Prüflinge nicht durch eine zusätzliche Masse in ihrem Schwingverhalten beeinflusst. Dank einer hervorragenden Wiederholgenauigkeit (Reproduzierbarkeit) und dem objektiven Prüfverfahren ist die akustische Qualitätskontrolle ein ideales Tool für Ihre Qualitätsprüfung.

Vorteile der akustischen Qualitätsprüfung (auch akustische Qualitätskontrolle genannt) und Geräuschprüfung sind: Objektive Prüfung, hohe Reproduzierbarkeit, zerstörungsfrei, sauberes Verfahren, schnelle Messung für kurze Taktzeiten, automatisierbar und integrierbar, ungefährlich und preiswert.
  1. Objektive Prüfung - potentielle Fehlerquellen einer subjektiven Prüfung werden damit ausgeschlossen
  2. Hohe Reproduzierbarkeit - identische dynamische Ereignisse liefern identische Messergebnisse
  3. Zerstörungsfreies Prüfverfahren - ermöglicht eine 100 % Prüfung
  4. Volumenorientiertes Messverfahren - funktioniert selbst bei komplexen Bauteilen
  5. Sauberes Messverfahren - kein Einsatz von Verbrauchsmaterialien
  6. Schnelles Messverfahren - kurze Taktzeiten realisierbar
  7. Automatisierbar - integrierbar in Fertigungsprozess
  8. Ungefährlich - kein zusätzlicher Aufwand für Sicherheitsbeauftragte
  9. Preiswert - geringer apparativer Aufwand mit größtenteils Standardkomponenten

Möchten Sie von den Vorteilen einer akustischen Qualitätsprüfung profitieren? Gerne berate ich Sie!

Wie funktioniert die zerstörungsfreie akustische Qualitätsprüfung?

Die akustische Qualitätsprüfung ist ein vergleichendes Verfahren. Es basiert auf der Tatsache, dass identische Prüflinge den gleichen "vibroakustischen Fingerabdruck" haben - sie also identische dynamische Eigenschaften vorweisen. Liegen den Prüflingen jedoch Qualitätsmängel zu Grunde, die sich durch eine Veränderung von Eigenfrequenzen und/oder Dämpfungen bemerkbar machen, können diese Auffälligkeiten im direkten Vergleich mit einem GUT-Muster (Soll-Muster) detektiert werden. Hierzu wird das Schwingverhalten oder die akustische Abstrahlung von Prüflingen über einen entsprechenden Luftschall- oder Körperschallsensor gemessen und daraus qualitätsrelevante Auffälligkeiten abgeleitet.

Die Herausforderung besteht nun darin, diese Qualitätsmängel mittels Messtechnik bestmöglich "sichtbar" zu machen und die nachgeschaltete Software zur Auswertung der Messdaten derart clever auszulegen, so dass alle SCHLECHT-Teile reproduzierbar als n.i.O.-Teile klassifiziert und ausgesondert werden. Ziel ist die 100% akustische Qualitätskontrolle und vollautomatisierte Aussortierung von auffälligen Prüflingen, welchen den zuvor definierten Qualitätsanforderungen nicht genügen.

Zeit-Domäne

Darstellung der Schwingungsantwort im Zeitbereich auf eine impulsartige Anregung. Auf den ersten Blick lediglich Abweichungen im niederfrequenten Bereich zu erkennen.

Rot: Schlechtes (n.i.O.) Bauteil

Grün: Gutes (i.O.) Bauteil

FFT-Domäne

Deutliche Frequenzverschiebungen im Frequenzbereich zwischen 10 kHz und 20 kHz sichtbar.

Rot: Schlechtes (n.i.O.) Bauteil

Grün: Gutes (i.O.) Bauteil

Die akustische Qualitätsprüfung kommt hauptsächlich in der Produktion zum Einsatz, findet jedoch auch bei Forschungs- und Entwicklungsabteilungen Anklang. Die Einsatzgebiete sind:

  1. Wareneingangskontrolle
  2. In-Line-Prüfung
  3. End-of-Line-Prüfung (End-of-Line-Test) von Montage- oder Fertigungslinien
  4. Forschung: wiederkehrende Messaufgaben (Musterbau, Dauerläufer, usw.)

Die Umsetzung der Prüfung kann wie folgt gestaltet sein:

  1. Fertigungsintegriert und vollautomatisch
  2. losgelöst vom Fertigungstakt an einem manuellen Prüfplatz
  3. End-of-Line-Prüfung (End-of-Line-Test) in Montage- oder Fertigungslinien
  4. 100% Prüfung oder Stichproben

Die akustische Qualitätskontrolle kann auf Basis zweier messtechnischer Prinzipien umgesetzt werden. Diese werden in den nachfolgenden Kapiteln näher beschrieben:

  1. Messung des Körperschalls
  2. Messung des Luftschalls

Welche Methode und welche Sensorik für Ihre akustische Qualitätskontrolle die geeignete ist, hängt jeweils vom Messobjekt, Ausprägung der zu detektierenden Fehlerbilder auf das Schwing- bzw. Klangverhalten, Umgebungsbedingungen, Signal-Rausch-Verhältnis, Taktzeit, usw. ab.

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Messprinzip Körperschall - Eigenfrequenz, Eigenmode und Dämpfung

Die Prüfanlage für akustische Qualitätskontrolle kann - unabhängig davon ob eine Geräusch­prüfung, Klang­prüfung oder akustische Resonanz­prüfung angestrebt wird - durch die mess­technische Erfassung des Körperschalls oder des Luftschalls realisiert werden. Je nach Einsatzfall und Anwendung können sowohl der Körperschall als auch der Luftschall vorteilhafte Eigenschaften mit sich bringen. Bei jeder neuen Anwendung ist daher zu prüfen, mit welcher Messmethode die besten Ergebnisse erzielt werden können. In diesem und im nachfolgenden Kapitel werden die Begriffe Körperschall und Luftschall näher erläutert.

Die Ausbreitung von Wellen in Festkörpern wird als Körperschall bezeichnet. Wird eine Struktur von innen oder außen durch dynamische Kräfte angeregt, so breiten sich in ihr Schwingungen in Form von Longitudinalwellen (parallel zur Ausbreitungs­richtung, z.B. wie in Gasen oder Flüssigkeit) und Transversalwellen (senkrecht zur Ausbreitungs­richtung, z.B. La-Ola-Welle im Stadion) aus. Die Ausbreitungs­geschwindigkeit ist dabei abhängig vom Material (Dichte und Elastizität) und kann in entsprechenden Tabellen nachgeschlagen werden.

Körperschall, der sich an der Strukturoberfläche ausbreitet, regt die umgebende Luft zu Schwingungen an (indirekte Schall­abstrahlung). Maßgebend für die Schallabstrahlung ist die senkrecht zur Strukturoberfläche schwingende Komponente. Diese ist abhängig vom Ort, Frequenz und Zeit und der (inneren oder äußeren) Anregung. Weiterführende Informationen sind im Kapitel Messprinzip Luftschall zu finden.

Eigenfrequenz, Eigenmode und Dämpfung

Jede elastische Struktur besitzt bedingt durch deren Bauteil-Charakteristik (Geometrie, Steifigkeit) und Material-Charakteristik (Dichte, E-Modul) ihre eigenen dynamischen Eigenschaften. Diese werden durch Eigen­frequenzen, Eigen­schwingungs­formen und deren Dämpfungen beschrieben. Diese struktur­dynamischen Eigen­schaften kann man sich für die akustische Qualitäts­kontrolle zu Nutze machen.

Eigenfrequenzen, oftmals auch Resonanz­frequenzen genannt, sind Frequenzen, bei denen die Struktur selbst bei kleinen inneren und äußeren Anregungen mit hohen Schwingungs­amplituden antwortet. Eigenschwingungsformen, auch Moden genannt, geben die flächenhafte Verteilung der Schwingungs­amplitude bei diskreten Eigen­frequenzen wieder. Sie veranschaulichen die Lage der Schwingungs­bäuche und die Schwingungs­knoten. Die Mode kann sowohl eine Biege­mode, eine Längsmode oder eine Torsions­mode sein. Bei höheren Eigenfrequenzen vermischen sich die einzelnen Moden­typen und die Anzahl der Schwingungs­­knoten und Schwingungs­­bäuche erhöht sich. Für die akustische Qualitäts­kontrolle bedeutet dies, dass gerade bei gezielten Selektionen im hoch­frequenten Bereich eine vorherige Identifikation der in der Fläche auftretenden Amplituden­­verteilungen z.B. mit einem Scanning Vibrometer sinnvoll sein können.

Die Dämpfung ist ein Maß für das Abkling­verhalten einer Schwingung und wird durch den Dämpfungs­­koeffizienten α angegeben. Je höher die Dämpfung ist, desto kürzer hält die Struktur die Schwingung aufrecht.

Körperschall flächenhaft messen und darstellen

Um Schwingungsmoden messtechnisch erfassen zu können, ist meist ein umfangreiches Messtechnik-Setup von mehreren kontaktierenden Sensoren oder aber die Verwendung eines berührungslosen und somit rückwirkungsfreien Laser-basierten Scanning-Vibrometers PSV-500 notwendig. Mit Hilfe des optischen Doppler-Effekts tastet das Scanning-Vibrometer den Prüfling an mehreren Hunderten bis Tausenden Punkten ab und erfasst so den flächenhaften Körperschall des Prüflings bis in den MHz-Frequenzbereich. Mit dem Scanning-Vibrometer können Schwingformen schneller, hochaufgelöst (in Ort und Amplitude) und ohne Masseeinfluss erfasst und visualisiert werden.

Eine automatisierte 100% akustische Qualitäts­kontrolle wird in nur wenigen Fällen mit einem Setup aus vielen Körper­schall­sensoren umgesetzt. Bei komplexen Geräusch­analysen wie z.B. der bei der Qualitäts­prüfung von Motoren und Getrieben ist der Einsatz von mehreren Sensoren jedoch unabdingbar. Oftmals reichen ein bis zwei, in seltenen Fällen auch bis maximal vier Sensoren zur Erfassung der relevanten Schwingungen aus. Diese Körper­schall­sensoren sollten den Prüfling idealerweise nicht in einem Schwingungs­knoten messen, sondern in einem Schwingungs­bauch. Dadurch können die Schwingungs­amplituden mit einer hohen Sensitivität und einer optimalen Aus­steuerung des Messbereichs erfasst werden, was in einem sehr guten Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) resultiert.

Schwingungen messen Sie optisch und berührungslos mit einem Scanning Vibrometer PSV-500. Eingesetzt werden Scanning Vibrometer für die experimentelle Modalanalyse und Betriebsschwingformanalyse

Scanning Vibrometer PSV-500 (Fa. Polytec GmbH) zur berührungslosen Erfassung von Resonanzfrequenzen und den dazugehörigen Schwingungsformen (Moden)

Im Bereich der zerstörungsfreien akustischen Qualitätsprüfung findet die flächenhafte Erfassung von Schwingungsformen meist dann Anwendung, wenn innerhalb von Machbarkeitsstudien ein oder mehrere ideale Messpunkte identifiziert (nähere Informationen hierzu unter: Schritt für Schritt zur eigenen akustischen Qualitätssicherung) oder aber FE-Simulationen (Finite-Elemente Modelle) mit experimentell gewonnenen Messdaten validiert werden sollen.

Wie findet man den idealen Messpunkt auf dem Prüfling?

Für eine sichere und sensitive Detektion von qualitäts­relevanten Merkmalen ist die Kenntnis der flächenhaften Schwingungs­amplituden­verteilung auf dem Prüfling von Vorteil. Mit dieser Information können die Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche sichtbar gemacht werden. Diese Information kann für die akustische Qualitäts­kontrolle von Bedeutung sein. Die Mess­position von Körper­schall­sensoren sollte nicht in Schwingungs­knoten liegen, sondern in Schwingungs­bäuchen. Damit kann eine deutlich bessere Empfindlichkeit des Messsystems erzielt werden. Da die Verteilung und Ausdehnung von Schwingungs­knoten und Schwingungs­bäuchen von der Frequenz abhängt, ist eine flächenhafte Analyse der Schwingformen (z.B. durch eine Modalanalyse oder Betriebs­schwingungs­analysen) unerlässlich. Mit den richtigen Sensoren kann akustische Qualitäts­kontrolle bis in den hohen dreistelligen khz-Bereich und sogar in den MHz-Bereich realisiert werden.

Für derartige Untersuchungen hat sich die Verwendung eines Laser-Scanning-Vibrometers PSV-500 bewährt. Dieses liefert schnell, berührungslos und mit hoher Ortsauflösung die Körperschallverteilung auf dem Prüfling. Mit der Scanning-Vibrometrie lässt sich die Messstelle für einen Körperschallsensor zur selektiven und sicheren Unterscheidung zwischen i.O.- (in Ordnung) und n.i.O.(nicht in Ordnung)-Bauteilen effizient bestimmen.

Bei sporadischen oder gar einmaligen Unter­suchungen mit dem Scanning-Vibrometer ist eine Anschaffung dieser Mess­technik selten sinnvoll. Um dennoch auf dessen Leistungs­fähigkeit nicht verzichten zu müssen, biete ich Ihnen individuelle Auftrags­messungen und Machbarkeits­studien mit Scanning-Vibrometer an. Je nach Bedarf können diese zur Ermittlung des idealen Messpunkts, aber auch für jegliche Betriebs­schwingungs­analysen und Modal­analysen eingesetzt werden.

Experimentelle Modalanalyse einer Getriebeglocke zur Identifikation der Eigenfrequenzen und des idealen Messpunkts für Körperschallsensoren

Beispiel-Messung: Flächenhafte Darstellung der Schwingungsamplituden (Schwingmode) bei einer bestimmten Frequenz - gemessen mit Laser-Scanning-Vibrometer PSV-500

Messprinzip Luftschall

Körperschall entsteht durch innere oder externe Anregung (eigenerregt oder fremderregt) und breitet sich in der Struktur aus. An der Struktur­oberfläche interagiert dieser mit dem umgebenden Medium. Dabei ist die Schwingungs­komponente senkrecht zur Oberfläche (sogenannte Biege­wellen) dominant für die nachfolgende Schall­abstrahlung. Sie versetzt die angrenzenden Luft­moleküle in Schwingungen, so dass diese lokal komprimiert und wieder verdünnt werden. Dabei entstehen in Ort und Zeit wechselnde Überdruck- und Unterdruck­bereiche. Die aus ihrer Ruhelage ausgelenkten Luft­moleküle stoßen mit benach­barten Molekülen an und übertragen einen Teil der Bewegungs­­energie. Eine Ketten­reaktion beginnt - Schall breitet sich aus. Die Ge­schwin­digkeit, mit der sich der Schall ausbreitet, wird als Schall­geschwindigkeit c bezeichnet.

Die Ausbreitung von Wellen in Festkörpern wird als Körperschall bezeichnet. Wird eine Struktur von innen oder außen durch dynamische Kräfte angeregt, so breiten sich in ihr Schwingungen in Form von Longi­tudinal­wellen (parallel zur Aus­brei­tungs­­richtung, z.B. wie in Gasen oder Flüs­sigkeit) und Transversalwellen (senkrecht zur Aus­brei­tungs­richtung, z.B. La-Ola-Welle im Stadion) aus. Die Aus­breitungs­­geschwindigkeit ist dabei abhängig vom Material (Dichte und Elasti­zität) und kann in entsprechenden Tabellen nachgeschlagen werden.

Die entstandenen Schall­wellen breiten sich vom Ort der Entstehung idealerweise kugelförmig aus. Das Schallfeld der abstrahlenden Fläche kann in ein Nahfeld und ein Fernfeld unterteilt werden. Im Nahfeld interferieren die Schall­wellen in Ab­hängig­keit von Ort und Frequenz sowohl kon­stru­ktiv (Verstärkung) als auch destruktiv (Auslöschung), was zu einem inhomo­genen Schall­feld führt. Dies gilt insbesondere für hohe Frequenzen, bei denen die Wellenlänge sehr klein ist.

Im Fernfeld ist der Einfluss von Interferenz­effekten zu vernachlässigen, so dass von einem homo­genen Schall­feld ausgegangen werden kann. Der Übergang vom Nahfeld ins Fernfeld wird in der Praxis meist näherungsweise bestimmt, da er unter anderem von der Frequenz und der Größe der abstrahlenden Fläche abhängt. Eine vereinfachte Faustformel zur Ermittlung des Übergangs von Nahfeld zu Fernfeld ist: Messabstand ≥ 2 *λMax.

FrequenzWellenlänge
1 Hz340 m
1 kHz34 cm
10 kHz34 mm
20 kHz17 mm

Wellenlänge von Schall in Medium Luft in Abhängigkeit von der Frequenz

Luftschall lässt sich in Form seiner dynamischen Größen Schallschnelle (Luftschallgeschwindigkeit) und Schalldruck mittels Mikrofon erfassen. Die Vielfalt an Mikrofonen ist recht groß, so dass für den jeweiligen Einsatzfall anhand der gegebenen Bedingungen eine entsprechende Auswahl getroffen werden kann.

Die Amplituden und Pegel von Luftschallgrößen nehmen mit zunehmendem Abstand r ab. Während die Feldgrößen des Schall­felds (wie Schalldruck, Schallschnelle und Schallauslenkung) mit 1/r kleiner werden, folgen die Energiegrößen des Schall­felds (Schallleistung, Schallintensität) dem 1/r² Abstandsgesetz.

Meine Vorgehensweise - Der Weg zu Ihrer eigenen akustischen Qualitätsprüfung

Schwingungs- und Geräuschphänomene können manchmal durchaus trivial sein - ein anderes Mal hingegen rauben sie einem den letzten Nerv. Ebenso verhält es sich mit Projekten rund um die Geräuschprüfung, Klangprüfung und akustische Materialprüfung. Es gibt Prüflinge und Fehlerbilder (Qualitätsmängel), deren Umsetzbarkeit in ein messtechnisches Prüfkonzept bereits aufgrund der strukturdynamischen Gegebenheiten oder aber dank jahrelanger Erfahrung gut einzuschätzen ist. Jedoch gleicht keine Geräuschprüfung der anderen, so dass in den meisten Fällen ein individuelles Prüfverfahren entwickelt werden muss. Zunächst werden die Bauteile in Vor­unter­suchungen und Machbarkeits­studien vibro­akustisch analysiert. Erst danach kann abgeschätzt werden, ob das Ziel - eine sichere messtechnische Identifikation und Klassifikation von Fehlerbildern - erreicht werden kann.

100% zerstörungsfreie akustische Qualitäts­prüfung mittels Schwingungs- und Ge­räusch­messtechnik sind meist Prüf­ling-spezifische Einzel­projekte, welche nur durch maßgeschneidert Erarbeitung zum Erfolg gebracht werden können. Ein auf Anhieb funktionierendes Multi-Mess­technik-Tool gibt es leider nicht. Allerdings können Sie sich sehr viel Zeit, Geld und Nerven sparen, wenn Sie auf einen Experten zurückgreifen, der bei der Herangehensweise und Umsetzung von solchen Projekten auf Standards und Routine zurückgreift. Damit die akustische Qualitäts­kontrolle nicht auch Ihren letzten Nerv raubt, unterstütze ich Sie individuell und kompetent.

Erfahrungsgemäß hat sich für mich nachfolgend abgestufte Vorgehensweise bewährt:

1Erstgespräch / Sondierung:

Im ersten Gespräch werden grund­legende Informationen aus­getauscht, um einen klaren Überblick über die Voraus­setzungen und Ziele zu erhalten. Nach­folgend sind einige wichtige Fragen zusammen­gestellt:

  • Was ist die Motivation für eine zerstörungsfreie akustische Qualitäts­prüfung?
  • Welche Qualitäts­beanstan­dungen/-mängel bestehen? Welche sollen durch eine zerstörungs­freie akustische Qualitäts­kontrolle erfasst werden?
  • Welche Verfahren wurden bisher eingesetzt?
  • Welche Abweichungen (z.B. Geometrie, Masse) können an den Produkten auftreten?
  • Welche Wünsche und Gegeben­heiten bestehen für eine spätere Integration der Prüf­vorrichtung?
  • Wie hoch ist die Investitionsbereitschaft?
  • Welche Anforderungen werden an die Taktzeit gestellt?
  • Welche hauseigenen Erfahrungen gibt es zu akustische Qualitäts­kontrolle?
  • u.v.m.

Mit dem Wissen über Ihr eigenes Produkt und meinem Know-How können Ansätze für ein Prüf­konzept erarbeitet werden. Diese theoretischen Ansätze werden im nächsten Schritt in der Praxis erprobt, um die grund­legende Mach­barkeit zu überprüfen.

2Grundlegende Machbarkeitsuntersuchung:

Die Machbarkeitsuntersuchungen werden mit Ihnen zusammen individuell abgestimmt und gestaltet. So können Sie bereits kleinere Kurztests mit nur einer Hand voll Teilen beauftragen. Kurztests bringen schnelle erste Erkenntnisse darüber, ob die zerstörungsfreie akustische Qualitätskontrolle grundlegend einzusetzen ist.

Konkretere und zielführendere Untersuchungen benötigen eine größere Anzahl an Versuchs­teilen, um Einflüsse von unter­schiedlichen Chargen, Gewicht- und Geometrie­veränderungen und natürlich Schwan­kungen bei Fehler­arten und Fehler­stärke erfassen und bewerten zu können. Dieser Mehr­auf­wand ist mit einer zukünftig höheren Prozess­stabilität zu rechtfertigen, da Einfluss­größen in die Merkmals­extraktion miteinbezogen werden können. Zu jeder Machbarkeits­studie liefere ich auf Wunsch einen schriftlichen Bericht.

Die von Ihnen zugesandten Gut- und Schlecht-Teile werden systematisch begutachtet. Es wird ermittelt, wie erfolgreich die auf dieser Seite vorgestellten Methoden für eine industrielle 100% akustische Qualitäts­prüfung Ihrer Bauteile eingesetzt werden können. Durch die mess­tech­nische Analyse der Geräusch- und Schwingungs­signale werden Unterschiede zwischen Gut- und Schlecht-Teilen detektiert. Aus den Mess­daten werden qualitäts­relevante Merkmale extrahiert (Merkmals­extraktion) und anschließend auf Tauglichkeit für eine spätere automatisierte Detektion in Fertigungs­umgebung geprüft.

Oftmals beschränkt sich das Interesse nicht nur auf die einfache Detektion von i.O.-und n.i.O.-Teilen. Bei der Produktion von Gütern und Produkten, deren Wert­schöpfung sehr hoch und der Einsatz von Maschinen und Rohstoffen teuer ist, besteht zusätzlich die Anforderung, unterschiedliche Fehler­bilder erfassen und zwischen diesen unterscheiden zu können. Mit dem Wissen, welches Fehlerbild das aktuelle Bauteil trägt, kann das Produkt zielgerichtet und effizient nach­gebessert werden. Eine erneute akustische Qualitäts­kontrolle zeigt auf, ob die Nach­besserung erfolgreich verlief und das Produkt dem Waren­verkehr wieder zugeführt werden kann.

Bei der Durchführung von Mach­barkeits­studien können unterschiedliche mess­technische Verfahren zum Einsatz kommen: Messung von Luftschall oder Messung von Körper­schall. Für beide Methoden stehen unter­schiedliche sensorische Mess­konzepte zur Verfügung. Jedes von ihnen hat seine messtechnische Daseins-Berechtigung und dement­sprechend Vor- und Nachteile. Die Mach­barkeits­studie kann auch in diesem Punkt von Ihnen individuell mitgestaltet werden. Sofern Sie bereits eine präferierte Mess­methode für die Durch­führung der Tests haben, können Sie diese vorgeben. Andernfalls wird ermittelt, welches Mess­verfahren für Ihre Anwendung und Ihre Vorgaben die best­möglichen Voraus­setzungen bietet. Nachfolgende Check­liste gibt einen kleinen Auszug über die Kriterien, nach welchen das beste Mess­verfahren ausgewählt und getestet wird.

Checkliste zur Auswahl des besten Messverfahrens für die akustische Qualitäts­prüfung:

  • Kundenseitige Präferenzen
  • Berührungsloses oder berührendes Messverfahren
  • Messgröße: Schallpegel, Schwinggeschwindigkeit, Beschleunigung, Weg, …
  • Körperschall-Messung oder Luftschall-Messung
  • Signal-Rausch-Verhältnis
  • Frequenzbandbreite
  • Taktzeit
  • Investitionskosten
  • Umgebungsbedingungen
  • u.a.

Am Ende einer Machbarkeitsstudie können - je nach Vereinbarung - nachfolgende Punkte beantwortet und Empfehlungen für eine akustische Qualitätsprüfung ausgesprochen werden (vorbehaltlich individueller Absprachen und projektspezifischer Abweichungen):

  • Machbarkeit
  • Umsetzbarkeit
  • Empfohlenes Messverfahren
  • Empfohlene Messgröße (Körperschall, Luftschall, Schallpegel, Schwinggeschwindigkeit, Beschleunigung, Weg, …)
  • Empfohlene Sensorik
  • Identifikation idealer Messpunkte für Körperschall-Sensoren (Verwendung von Scanning-Vibrometer)
  • Korrelation der Messgröße mit dem beanstandeten Geräusch
  • Vorschlag über einzusetzende Auswerteverfahren und -algorithmen (Definition der Prüfmerkmale)
  • Vorschlag zu entsprechenden Grenzwerten der Prüfmerkmale
  • Reproduzierbarkeit unter Laborbedingungen (Voraussetzung für Test in Fertigungsumgebung)
  • Je nach Bedarf und Vereinbarung: Untersuchungsergebnisse zu weiteren kundenspezifischen Aufgabenstellungen und Wünschen
  • Lagerung der Prüflinge
  • Auswahl der Anregung
  • u.a.

Im Falle eines positiven Resümees (Machbarkeit gegeben) können wir gemeinsam den nächsten Schritt angehen.

3Feldversuch bei Ihnen im Labor bzw. in Ihrer Fertigungsumgebung

Der Feldversuch ist die letzte große Barriere vor der eigentlichen Realisierung der Prüfanlage. Mit ihm wird die bevorstehende Investition in Messtechnik und Maschine abgesichert. Der Feldversuch erfolgt bei Ihnen im Haus und hat zum Ziel, die zerstörungsfreie akustische Qualitätsprüfung an einer deutlich größeren Anzahl von Prüflingen zu erfassen und automatisiert in GUT und SCHLECHT zu klassifizieren. Die in der Machbarkeitsstudie erarbeiteten Erkenntnisse über die extrahierten Prüfmerkmale und Grenzwerte werden in diesem Praxistest im laufenden Produktionsbetrieb mit all seinen Einflüssen auf die Probe gestellt.

Die Umsetzung des Feldversuchs hängt von verschiedenen Faktoren ab. In vielen Fällen ist es von Kundenseite nicht gewünscht, für einen "einfachen" Feldversuch das gesamte messtechnische Prüfkonzept sofort in die Fertigungs­anlage zu integrieren, da dies in kurzer Zeit nicht möglich oder schlichtweg zu aufwändig ist. Dieser Aspekt wird umso verständlicher, wenn man berücksichtigt, dass der Feldversuch eigentlich dazu gedacht ist, die akustische Prüfmethodik und deren Parametrisierung zu bestätigen. Im Worst-Case kann der Test tatsächlich aufzeigen, dass Schwankungen in Fertigungsprozessen und Toleranzen von Bauteilen einen zu großen Einfluss haben und eine verlässliche GUT-SCHLECHT-Detektion mittels zerstörungsfreier akustischer Qualitätsprüfung nicht möglich ist.

Deshalb weicht man oft auf eine praktikablere Lösung aus. Diese besteht aus einem manuellen Prüfplatz, welcher vom eigentlichen Takt der Fertigung losgelöst und damit flexibler zu betreiben ist. Änderungen und Optimierungen sind jederzeit möglich, ohne dass die Produktion darunter leidet. An diesem Prüfplatz wird die gesamte Messkette bestehend aus Sensorik, Datenerfassung und Auswerte-Software installiert und in Betrieb genommen. Der Anwender wird im Umgang mit dem Messsystem und in der Durchführung der akustischen Qualitätsprüfung geschult, so dass er in der Lage ist, die bevorstehende Messkampagne durchzuführen.

Die aus der Produktion kommenden Bauteile werden - falls noch nicht geschehen - eindeutig durch Seriennummer und Chargennummer identifiziert und gekennzeichnet, um spätere Verwechslungen von Messdaten und Bauteil zu verhindern. Die Bauteile werden einzeln der akustischen Qualitätsprüfung (bzw. Geräuschprüfung) unterzogen und die Messdaten automatisiert abgespeichert. Liegt bereits aus anderer Quelle die Information vor, ob es sich bei dem jeweiligen Bauteil um ein GUT- oder SCHLECHT-Teil handelt, so wird dies ebenfalls der Seriennummer hinterlegt. Sofern es noch keine Referenz-Bewertung zur Qualität des Bauteils gibt, so kann diese auch im Anschluss an die akustische Qualitätsprüfung durchgeführt werden. Sollte die Referenz-Bewertung nur durch ein zerstörendes Prüfverfahren (z.B. Zugversuch) möglich sein, so ist diese zwingend erst nach der akustischen Qualitätsprüfung durchzuführen.

Bei diesem Prozess unterstütze ich Sie mit folgenden Leistung, wobei Sie auch hier Ihr individuelles Leistung-Paket zusammenstellen können:

  • Vermietung von Messtechnik
    • Für den Feldversuch biete ich Ihnen die entsprechende Messtechnik zur Miete an, damit Sie Ihre Versuche kostengünstig und ohne Investitionskosten durchführen können. Dies kann die gesamte Messkette (Sensorik, Datenerfassung, Auswerte-Software) beinhalten oder auch nur Komponenten wie z.B. Laser-Doppler-Vibrometer oder Datenerfassung mit Auswerte-Software für die automatisierte GUT-SCHLECHT-Detektion
  • Inbetriebnahme der Messkette vor Ort
  • Definition und Einrichten der Prüfmerkmale und Grenzwerte in der Auswerte-Software
  • Schulung der Mitarbeiter in das Verfahren der akustischen Qualitätsprüfung und in die Bedienung der Auswerte-Software
  • Analyse der im Feldversuch gesammelten Messdaten
  • Alternativ:
    • Komplette Durchführung der akustischen Qualitätsprüfung an den von Ihnen gesammelten Bauteilen im hauseigenen Labor von Finida Messtechnik

Am Ende des Feldversuchs wird die Entscheidung getroffen, ob die akustische Qualitätskontrolle und das erarbeitete Prüfkonzept umgesetzt wird. Der Feldversuch hat gezeigt, wie gut die zuvor erarbeiteten Prüfmerkmale und Grenzwerte eine reproduzierbare und wiederholbare Klassifizierung ermöglichen.

4Vorbereitungen für die Integration

In den vorherigen Schritten wurde bewiesen, dass die Prüfmesstechnik für eine 100% akustische Qualitätsprüfung eingesetzt werden kann und die Detektion von SCHLECHT-Teilen zuverlässig funktioniert. Im nächsten Schritt werden die Vorbereitungen für die Integration der Prüfmesstechnik in bestehende oder neu aufzubauende Produktions­anlagen getroffen.

Die Datenerfassung und Auswertungssoftware werden meist in einem eigenen Industrie-Messrechner oder Frontend betrieben. Diese stehen in unmittelbarer Nähe zum Prüfplatz oder im nahe liegenden Schaltschrank und sind in der Lage, mit dem Leitrechner/SPS zu kommunizieren.

Über Steuer-und Kommunikationssignale erfährt die Prüfstation, welches Bauteil inklusive Seriennummer und Chargennummer als nächstes gemessen werden soll. Die Information über Serien- und Chargennummer hilft nicht nur der eindeutigen Zuordnung von Messdaten zum Bauteil. In Produktionslinien, auf denen unterschiedliche Produkte hergestellt und geprüft werden, ist anhand der Seriennummer eine automatische Typen-Identifikation einzurichten. Die akustische Qualitätskontrolle kann somit Prüf-Typ spezifisch programmiert werden, so dass je Prüf-Typ eigene Auswerteverfahren, Fehlerklassen und Grenzwerte hinterlegt werden können. Seriennummer und Typenkennung können auch durch einen Bar-Code-Scanner eingelesen werden. Des Weiteren teilt die SPS der Prüfmesstechnik mit, wann das Bauteil in der richtigen Position ist und die eigentliche Messung gestartet werden kann.

Die Prüftechnik ihrerseits kommuniziert mit der SPS,

  • ob das Bauteil i.O. oder n.i.O. ist
  • welcher Fehlerklassen das SCHLECHT-Teil entspricht (z.B. Defekt Zahnrad 2, hohe Unwucht, o.ä.), um daraus Fehler-spezifische Nachbesserungen einleiten zu können
  • wann die Drehrichtung von Prüflingen geändert werden soll (z.B. bei Motoren, Aktoren und Getrieben - gegen den Uhrzeigersinn ccw oder mit dem Uhrzeigersinn cw)

Nachfolgend finden Sie einen gekürzten Auszug meiner Checkliste. Diese beinhaltet eine Aufstellung der zu treffenden Vorbereitung für die Implementierung der akustischen Qualitätsprüfung in die Produktionslinie.

  • Wer übernimmt die Integration der Prüftechnik?
    • hauseigener Sondermaschinenbau/Konstruktionsabteilung
    • Externer Maschinenbauer/Integratoren
  • Definition der Kommunikationsschnittstellen zwischen Messrechner und Leitrechner/SPS
  • Definition der zu übertragenden Inhalte zwischen Messrechner und Leitrechner/SPS
  • Einbausituation und Platzbedarf (dieser Punkt wurde bereits bei der Auswahl des idealen Messverfahrens berücksichtigt)
  • Positionierung des Messrechners, Sensorik, Monitor und Eingabegeräte
  • Lagerung der Prüflinge
  • An- und Abtransport der Prüflinge
  • Entkopplung der Prüflinge von Umgebungseinflüssen (bei Schallmessung mit Hilfe von Schallschutzkabinen, bei Körperschallmessung durch Anheben des Prüflings samt Werkstückträger)
  • Zusätzliche Visualisierungshilfen über aktuelles Prüfergebnis (rote und grüne Signalleuchte)

Sie entscheiden nun, wer die akustische Qualitätskontrolle inklusive Hard- und Software in die Produktionsanlage integriert. Idealerweise haben Sie einen hauseigenen Sondermaschinenbau, der Ihre bisherigen Fertigungs- und Montagelinien selbst umgesetzt hat oder Anpassungen an bestehenden Linien durchführen kann. Für diese Abteilung wird es ein Kinderspiel sein, das erarbeitete Prüfkonzept für die akustische Qualitätskontrolle in die Produktionsanlage zu integrieren.

Sollten Sie keinen eigenen Sondermaschinenbau oder themenverwandte Abteilungen haben, ist dies noch lange kein Beinbruch. Aus meinem persönlichen Netzwerk nenne ich Ihnen gerne Kontakte zu Maschinenbauer und Integratoren, so dass Sie Ihre eigene 100% akustische Qualitätsprüfung bzw. Funktionsprüfung schnellstmöglich realisieren können.

Gefällt Ihnen diese Vorgehensweise? Dann lassen Sie uns Ihr Projekt anpacken! Ich freue mich darauf.

Typische Einsatzgebiete und Anwendungen der Klangprüfung, Geräuschanalyse und akustische Qualitätsprüfung

Die akustische Qualitätskontrolle umfasst ein sehr weiteres Anwendungsspektrum. Aufgrund ihrer einfachen Integration und Flexibilität ist sie über viele Branchen hinweg weit verbreitet. Nachfolgend finden Sie eine lose Zusammenstellung von Produkten (Prüflingen), bei welchen Verfahren wie die Geräuschprüfung, akustische Resonanzprüfung oder akustische Materialprüfung zum Einsatz kommen.

Typische Einsatzgebiete:

  1. Lüfter, Ventilatoren, Turbinen- und Verdichterräder
    1. Be- und Entlüftung
    2. Kälte- und Klimatechnik
    3. IT-Technik: Laptop, Server, Rechenzentren
    4. Lagerschäden
    5. Unwuchten
    6. Schaufeln
    7. Wärmepumpe
  1. Elektromotoren
    1. Elektrowerkzeuge
    2. elektrische Parkbremse
    3. E-Maschine
    4. Fensterhebermotor
    5. Gurtstraffer
    6. Klappenstellmotor
    7. Lagerschäden
    8. Scheibenwischermotor
    9. Schiebedachmotor
    10. Sitzversteller
  1. Haptik
    1. Haptische Displays
    2. Mittelkonsole Bedienelemente
    3. Lenkrad-Bedienelemente
    4. Oberflächenwellen
    5. Piezoaktoren
    6. Unwuchtmotoren
  1. Verbrennungsmotoren
    1. Aggregate
    2. Anbauteile
    3. Endprüfung
    4. Piezoeinspritzventil
  1. Getriebe (im geschleppten Betrieb)
    1. Lagerschäden
    2. Schäden an Zahnrädern
    3. Verzahnungsgeräusche
  1. Bremsen
    1. Bremsbeläge
    2. Bremsscheiben
    3. Bremssattel
    4. Bremssattelhalter
  1. Piezoaktoren
  1. Ultraschallwerkzeuge
    1. Ultraschall-Sonotrode
    2. Elektrische Zahnbürste
    3. Scaler
  1. Kugellager
    1. Defekte Kugeln
    2. fehlerhafte Laufbahnen
    3. Verunreinigungen
  1. Pumpen
  1. Kompressoren
  1. Weiße Ware (allgemein)
    1. Geschirrspüler
    2. Kühlschrank
    3. Dunstabzugshaube
    4. Waschmaschine
    5. Staubsaugermotor
    6. Küchenmaschine
    7. Kaffeeautomaten
  1. Materialprüfung
    1. Keramiken
    2. Gläser
    3. Rohre aus Edelmetallen und Halbmetallen
    4. Bremsscheiben und Bremskomponenten
    5. Rissdetektion
    6. materialspezifische Kennwert-Ermittlung
  1. Detektion von:
    1. Bearbeitungsfehler
    2. Montagefehler
    3. Lagerschäden

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