Signalanalyse sichert Qualität im Prozess

Zum Beispiel bei der Herstellung von Wischermotoren: Auf Basis der Rausch- und Spektralanalyse gibt es nun ein Verfahren, das Wischermotoren "In-Line" zuverlässig in kürzester Zeit einstellt und überprüft. Es eignet sich auch für die Justage einer Vielzahl anderer Produkte.

Schematische Darstellung von Schnecke und Zahnrad: links schlechter Kontakt - rechts guter Kontakt Um Fertigungstoleranzen von Bauteilen auszugleichen, verfügen technische Geräte häufig über eine Reihe von Einstellungsmöglichkeiten. Im Idealfall findet die Justage vollautomatisch im Fertigungsprozess statt und ihr Ergebnis wird dort sofort überprüft. "Zwei Voraussetzungen sind für eine erfolgreiche In-Process-Prüfung ausschlaggebend: Eine in den Prozess integrierte Messtechnik sowie eine unmittelbare Auswertung der Daten, für welche sich echtzeitfähige Methoden aus der Signalanalyse anbieten", erklärt Hartmut Eigenbrod vom Fraunhofer IPA. "Für die Herstellung von Pkw-Wischermotoren haben wir ein solches Verfahren entwickelt, das demnächst in die Produktion integriert wird", berichtet er. Die Anforderungen an Wischermotoren sind hoch. Sie müssen zuverlässig und dauerhaft funktionieren, um Autofahrern bei allen Wetterlagen eine gute Sicht zu gewährleisten. Eine zentrale Rolle spielt bei Wischermotoren das Getriebe, speziell der Abstand zwischen Schneckengewinde und Zahnrad: Er sollte spielfrei sein, aber nicht zu fest, um den Strombedarf des Motors möglichst niedrig zu halten. Bisher stellen Werker die Motoren im Anschluss an die Montage außerhalb der Fertigungslinie von Hand ein. Danach wird jeder Wischermotor einzeln manuell geprüft.

Das neue, am Fraunhofer IPA entwickelte automatische Verfahren garantiert eine zuverlässige Einstellung der Motoren in weniger als zehn Sekunden - im laufenden Prozess. Während des Einstellvorgangs wird der Motorstrom mit verschiedenen Verfahren der Signalanalyse - der Spektral- und der Rauschanalyse - überprüft und daraus die Einstellgüte abgeleitet. "Mit der Signalanalyse lassen sich selbst in zeitkritischen Situationen wesentliche Merkmale aus einem komplexen Datenstrom extrahieren. Auf dieser Basis können wir dann Wischermotoren und andere Produkte so einstellen, dass Lebensdauer, Stromverbrauch etc. den optimalen Wert erreichen", erklärt Eigenbrod. Sind Einstellung und Prüfung direkt in den Produktionsprozess integriert, machen sie eine mühsame nachträgliche Prüfung überflüssig, die zudem häufig nur selektiv möglich ist. Im Fall der Wischermotoren enstand in enger Abstimmung mit dem Kunden eine eigenständige, PC-basierte Einstell- und Prüfsoftware, die direkt an die SPS-Steuerung des Fertigungsprozesses angebunden wird.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Phys. Hartmut Eigenbrod, Telefon: +49(0)711/970-1831, E-Mail: hme@ipa.fraunhofer.de
Dipl.-Phys. Jens Pannekamp, Telefon: +49(0)711/970-1829, E-Mail: jep@ipa.fraunhofer.de

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