Sensorsysteem detecteert machinestoringen op ‘gehoor’

Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Nondestructive Testing IZFP in Saarbrücken hebben een sensorsysteem ontwikkeld dat storingen of onvolkomenheden in systemen en machines snel en betrouwbaar kan detecteren door middel van een akoestische geluidsbeoordeling die vergelijkbaar is met het menselijk gehoor. Het "horende" sensorsysteem AcoustiX is al ingezet door John Deere om de snij-units van maaidorsers te inspecteren.

In het geval dat grote machines of installaties al in bedrijf zijn, kunnen defecten of slecht gemonteerde componenten leiden tot storingen in de machines en dus tot productiestilstand. Daarom is de kwaliteitsborging voorafgaand en na de eindcontrole van installaties of machines van cruciaal belang. Maar welke mogelijkheden bestaan er om zonder al te veel moeite de juiste montage en werking van installaties of machines betrouwbaar te controleren? Fraunhofer IZFP-onderzoekers hebben een inspectieoplossing ontwikkeld die objectieve resultaten oplevert, plus capaciteit voor permanente kwaliteitsbewaking van bewegende of roterende machines en installaties.

Zonder overvloedige kalibratie

Machines en installaties genereren tijdens het gebruik trillingen en dus geluiden. Deze geluiden geven informatie over de kwaliteit, omdat slechte montage of andere defecten vaak leiden tot een verandering van de normale bedrijfsgeluiden. Vaak zijn monteurs met een goed gehoor en veel ervaring vertrouwd met deze ‘inspectietaak'. Het menselijk oor is echter onderworpen aan subjectiviteit: het wordt na verloop van tijd moe en wordt beïnvloed door omgevingsgeluiden. Aan de andere kant moeten de op de markt verkrijgbare oplossingen vaak worden aangepast of gekalibreerd, vooral bij kleine veranderingen in de constructie van de te inspecteren installaties of machines.

Akoestische sensoren

Het AcoustiX-sensorsysteem maakt gebruik van individueel aangepaste akoestische sensoren die rechtstreeks op de machine zijn aangesloten; als alternatief worden microfoons gebruikt voor het contactloos registreren van trillingen of geluiden van machines of installaties. Storingen of onvolkomenheden worden automatisch geanalyseerd en uiteindelijk geregistreerd. Op basis van de signaalbeoordeling zijn gerichte uitspraken over de juiste installatie en functie van de installatie of machine beschikbaar.

Integreren in meerdere systemen

Het ‘hoorsensorsysteem' van de Fraunhofer-onderzoekers is niet alleen ontworpen voor de besturing van snij-units, maar ook voor meerdere industriële toepassingen. Het systeem kan worden gebruikt op alle gebieden waar de eindmontagecontrole of permanente bewaking van de werking van cruciaal belang is, bijvoorbeeld om grote autonoom werkende machines en installaties te controleren of om de kwaliteit van afzonderlijke assemblage-eenheden in testbanken te beoordelen. "De ontwikkeling van onze analysemethoden, de algoritmes, is op nul gesteld. Ze zijn geschikt voor integratie in bestaande inspectielijnen en kunnen worden aangepast aan de individuele behoeften van de klant", legt Matthias Heinrich, wetenschapper bij Fraunhofer IZFP, uit.

John Deere

AcoustiX wordt momenteel gebruikt bij John Deere voor de permanente kwaliteitsbewaking van snij-units van maaidorsers in industriële toepassingen. Het doel van de onderzoekers op middellange termijn is het nauwkeurig lokaliseren van defecten en de gedetailleerde bepaling van het type defect door middel van intelligente algoritmen respectievelijk analysemethoden.