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21-02-2023 | Verbindungstechnik | Nachricht | Article

Audiotechnologie prüft Steckverbindungen im Automobilbau

Author: Christiane Köllner

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Im Automobilbau werden viele Verbindungen zwischen Einzelkomponenten durch Steckverbindungen zusammengehalten. Ein neuartiges Prüfsystem erkennt anhand des Geräuschs, das bei jedem Steckvorgang entsteht, ob Teile korrekt verbunden sind. 

Bei der Produktion von Automobilen setzen die Hersteller vielfach auf Steckverbindungen. Um zu prüfen, ob die Verbindungen alle korrekt gesteckt sind, hat das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie (IDMT) eine Lösung entwickelt. Eine audiobasierte Technologie analysiert das Klick-Geräusch, das beim Stecken entsteht. Wenn eine Verbindung nicht einrastet, alarmiert eine Fehlermeldung. Das Fraunhofer IDMT präsentiert das akustische Monitoring auf der Hannover Messe 2023 vom 17. bis 21. April 2023.

Das Prüfsystem soll basierend auf dem Geräusch, das bei jedem Steckvorgang entsteht, erkennen, ob Teile korrekt verbunden sind. Zunächst erfassen Mikrofone das Geräusch, dann wird es von Algorithmen analysiert. Schließlich gibt das System positive Rückmeldung oder es sendet eine Warnung – entweder an Mitarbeitende oder automatisierte Roboter-Systeme. Das Feedback an einen Menschen kann akustisch, optisch oder auch taktil, zum Beispiel über Vibration, erfolgen. Ein Roboter bekommt die notwendige Information direkt aus dem Sensorsystem.

"Mit dieser Technologie rücken wir einem Problem bei der Montage von Automobilen zu Leibe", sagt Danilo Hollosi, Gruppenleiter Akustische Ereignisdetektion. "Automobile haben in der Regel mehrere Hundert Steckverbindungen. Wenn bei der Fertigung eine einzige dieser Verbindungen nicht richtig einrastet und der Fehler erst nach der Auslieferung des Autos beim Kunden bemerkt wird, dann muss der Wagen zur Nachbesserung zurück. Das ist ärgerlich für die Besitzerin oder den Besitzer, und die Autohersteller verlieren Zeit und Geld. Bei den niedrigen Margen in der Massenproduktion wird das zum ernsthaften Problem." Hier soll das audiobasierte Monitoring Abhilfe schaffen.

Umgebungsgeräusche werden ausgeblendet

Herzstück der Audiotechnologie des Fraunhofer-Teams sind komplexe Algorithmen. Diese sollen in der Lage sein, in der lauten und dynamischen Umgebung einer Fabrikhalle einzelne Klicks zu isolieren und zu analysieren. "Unser System kann heute sehr nahe beieinander liegende akustische Signale zuverlässig auseinanderhalten und untersuchen", erläutert Hollosi. Die Experten haben auch die Störgeräuschreduktion weiterentwickelt, damit Umgebungsgeräusche wirksam ausgeblendet werden – ohne die Signalqualität des Klick-Geräusches zu beeinträchtigen. Bei Bedarf ließen sich weitere Sensoren für eine noch robustere Erkennung einsetzen.

Die Prüftechnik lässt sich in der Produktion auf verschiedene Weise installieren. Zum einen kann sie Bestandteil der Sensorik in der automatisierten Fabrik sein, zum Beispiel am Arm eines Roboters. Zum anderen könnte eine kompakte Hardware-Box mit Mikrofon und integriertem Mini-PC zur Verarbeitung der Audiodaten an der jeweiligen Arbeitsstation platziert werden. Das Mikrofon ließe sich aber auch in einem Arbeitshandschuh des Werkers integrieren oder mit einer speziellen Smartwatch kombinieren. Für die Industriekunden kann das System beliebig konfiguriert und an individuelle Bedürfnisse angepasst werden.

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