amoZFerg - Akustisches Monitoring der Bauteilqualität in der zerspanenden Fertigung

Numerische CNC Fräse fertigt Bauteil
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Beschreibung und Projektziele von amoZFerg

 

Qualitätssicherung von Werkstücken und Bauteilen

Falsche Maschineneinstellungen an Bearbeitungsanlagen führen zu schlechter Produktqualität, steigenden Reklamationsansprüchen und häufigen, ungeplanten Stillstandszeiten durch Maschinenstillstände. Erschwerend kommen ein geringer Automatisierungsgrad und ein Mangel an qualifiziertem Personal hinzu, was sich in steigenden Produktionskosten niederschlägt. Die Qualitätssicherung von Werkstücken erfolgt derzeit in mehreren Schritten, die nacheinander ablaufen und eine Vielzahl unterschiedlicher Messgeräte erfordern. Die Auswahl der effizientesten Prüfmethode stellt die Anwender vor eine große Herausforderung, zumal die Produktion zunehmend automatisiert wird. Zuverlässige intelligente Systeme, die die Qualität von Werkstücken und Bauteilen bereits während des Prozesses beurteilen, stehen im Mittelpunkt der Forschung im Projekt amoZFerg. Als Vorreiter auf den Gebieten der akustischen Messtechnik und des maschinellen Lernens aus Audiodaten bringt das Fraunhofer IDMT seine Erfahrungen im Bereich des intelligenten akustischen Monitorings in die Qualitätssicherungsaufgabe ein.

Die Innovation bei der akustischen Qualitätsprüfung in der Zerspanung

Die akustische Überwachung mit Mikrofonen, die beim Schweißen bereits ein erhebliches Anwendungspotenzial gezeigt hat (siehe Projekt »AKoS«), wird nun auch für den Bereich der spanenden Bearbeitung – insbesondere für die Qualitätssicherung von Werkstücken und Bauteilen – erforscht. Mit Mikrofonen werden Schallemissionen aufgenommen, die anschließend mit Hilfe von maschinellen Lernverfahren nach verschiedenen, vordefinierten Fehlerbildern klassifiziert werden. Die Herausforderung für die akustische Analyse liegt dabei im Störschall, der aufgrund der unübersichtlichen Geräuschkulisse in Produktionshallen immer vorhanden ist.

Aufgabenbereich Fraunhofer IDMT

  • Auswahl des akustischen Mess-Setups auf Basis der Raum- und Prozessakustik (Mikrofonierungskonzept)
  • Entwicklung von Machine-Learning Verfahren zur Erkennung und Klassifikation definierter Fehlerbilder der gefertigten Bauteile anhand akustischer Signale

Partner

  • Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM

Förderer

Fraunhofer-internes Förderprogramm 

Laufzeit

Juli 2023 bis Juni 2026

Analyse von Industriegeräuschen – Forschung und Praxis

 

Forschungsprojekt

AKoS

Akustische Kontrolle von Schweißnähten bei sicherheitskritischen Bauteilen im Rahmen der Qualitätssicherung