Gütebewertung

Mehr als nur »gut« oder »schlecht« – Die Gütebewertung von Bauteilen oder Erzeugnissen, vor allem während der Produktion und direkt nach der Herstellung, ist ein zentraler Baustein in der Qualitätssicherung. In den meisten Fällen ist eine 100-Prozent-Kontrolle Voraussetzung für die Abnahme produzierter Teile.

Das Ziel ist, bei einer automatisierten Prüfung alle schlechten Teile, dabei jedoch möglichst wenige oder keine Bauteile, die fehlerlos sind oder »noch« als gut bewertet werden, auszusortieren. Was leicht klingt, ist eine anspruchsvolle Aufgabe, da unterschiedlichste Fehlerarten auftreten können. Allein bei der Zahnradprüfung reicht die Spanne möglicher Fehler von Außen- und Stegrissen unterschiedlicher Größe über an- und abgebrochene Zähne, Lunker und Einschlüsse bis hin zu Fehlstellen. Ein funktionierendes Prüfsystem muss all diese Fehler erkennen.

Güte spielt auch in vielen Bereichen des täglichen Lebens eine große Rolle: Zum Beispiel bei der Verwendung von Tissueprodukten, deren Weichheit ein entscheidendes Kriterium für die Akzeptanz bei den Kunden ist. Ob etwas als weich empfunden wird, ist jedoch subjektiv. Das Fraunhofer IKTS hat ein System entwickelt, mit dem die Weichheit instrumentell bestimmt und damit automatisch nachvollziehbar wird.

Für eine Gütebewertung von Zahnrädern und anderen sintermetallurgischen Bauelementen ist eine automatisierte Klassifikation sinnvoll, die zuverlässig und reproduzierbar arbeitet.

Das Fraunhofer IKTS hat ein System zur Zahnradprüfung entwickelt, das auf der Methode der Klanganalyse basiert. Die Klanganalyse ist als schnelles und kostengünstiges Verfahren hervorragend für eine Prüfung in der Massenfertigung geeignet.

Die Bauteile werden dabei definiert gelagert. Eine angepasste Sensorik regt den Prüfling an und versetzt ihn in Schwingung. In Kombination mit Methoden der KI werden Muster aus dem aufgenommenen Signal gefiltert. Nach einer Anlernphase erfolgt die automatisierte Signalauswertung und damit die Unterscheidung in »Gutteile« und »Schlechtteile«. Das System wurde speziell für den Einsatz in rauer industrieller Umgebung entwickelt und ist zur Einbindung in bestehende Messstrecken geeignet.

Zu den Tissueprodukten gehören alle Erzeugnisse, bei denen Weichheit ein wichtiges Verkaufsargument ist, z. B. Papiertaschentücher, Kosmetiktücher oder Toilettenpapier. Um die subjektiv empfundene Weichheit zu kategorisieren, werden bisher geschulte Testpersonen eingesetzt (Paneltest).

Zur Bestimmung des Weichheitsgrads hat das Fraunhofer IKTS einen neuen Ansatz entwickelt, der auf der Auswertung des Reißgeräuschs basiert. Auf dessen Grundlage kann eine unbekannte Probe bekannten Klassen (»weich«, »mittel«, »hart«), die in Paneltests gebildet wurden, zugeordnet werden.

Das Ergebnis kann die Hersteller der Tissueprodukte in jeder Phase des Produktionsprozesses unterstützen, indem neben einer kontinuierlichen Qualitätskontrolle auch ein gezielter Einsatz chemischer Additive zur Beeinflussung der Weichheit möglich ist.

Für die Klein-, Mittel- und Großserienfertigung von Hohlkörpern, wie von Bechern oder Röhrchen, bietet das Fraunhofer IKTS ein neues, automatisiertes Prüfverfahren an. Dieses basiert auf der Klanganalyse und ist für Prüflinge aus unterschiedlichsten Materialien, wie Metall oder Keramik, geeignet.

Für die Prüfung werden die Teile in einer geeigneten Art und Weise gelagert, im Anschluss automatisiert angeregt und so in Schwingung versetzt. Eine an die Prüfaufgabe angepasste Sensorik bzw. Mikrofontechnik zeichnet die Reaktion auf das Anregungssignal auf. Daraus wird automatisch eine Gut/Schlecht-Bewertung abgeleitet.