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01.04.2015

Automatische Prozess- und Monitoring-Lösung für den Drahtzug von Qass

Einblicke in Material und Werkzeug

Automatische Prozess- und Monitoring-Lösung für den Drahtzug (Foto: Qass)

Das fertige Produkt eines Drahtziehers kann schon mal zehn Kilometer lang und mehrere Tonnen schwer sein. Dann ist es unmöglich bis schwierig, den Draht von Anfang bis Ende zu inspizieren. Ein Problem, das viele Drahtzug-Experten kennen. Hinzu kommt fehlerhaftes Vormaterial, das nicht immer im Herstellungsprozess bemerkt wird, jedenfalls nicht mit den aktuellen Standard-Prüfmethoden. Im Ernstfall reklamiert ein Anwender, obwohl der Drahtzieher seinen eigenen Prozess fehlerlos gefahren ist.

Nun erarbeiten drei Unternehmen aus NRW eine Lösung für das Problem: das Drahtwerk Fritz Finkernagel in Altena, der Maschinenhersteller Ernst Koch aus Hemer und die MItarbeiter von Qass aus Wetter (Ruhr), die auf Qualitätsanalyse per Körperschallmessung spezialisiert sind. Ziel der Kooperation ist es, die Drahtzug-Prozesse künftig automatisch zu überwachen, Fehler zu detektieren und den Fertigungsprozess zu optimieren. Das soll durch eine sichere Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit bei mindestens gleich bleibender Qualität erreicht werden.

"Wir sind schon lange auf der Suche nach neuen Methoden zur Qualitätskontrolle", sagt Uwe Packruhn, Technischer Leiter der Fritz Finkernagel Drahtwerk. "Bislang verlassen wir uns auf die visuelle Prüfung am Drahtanfang und -ende sowie die Kraft- und Wirbelstrommessung." Doch diese Methoden seien entweder sehr aufwendig oder störanfällig.

Fertigungsprozesses dreidimensional abbilden

Möglich werden Qualitätssicherung und Prozessoptimierung durch die vollautomatische Analyse hochfrequenter Impulse, die während der Fertigung entstehen. Qass hat dafür das Hoch-Frequenz-Impuls-Messungs}(HFIM)-Verfahren entwickelt. Der Messcomputer Optimizer4D analysiert zu 100 Prozent im Prozess die Körperschall-Emissionen, die durch Werkstück und Maschine gehen. In Abgrenzung zu herkömmlichen Körperschall-Messverfahren wird nicht nur die Amplitude auf Zeit in einem zweidimensionalen Diagramm, sondern auch die Frequenz der Signale bewertet.

Ergebnis ist ein dreidimensionales Abbild des Fertigungsprozesses, das auf dem Bildschirm des Messcomputers angezeigt wird. Es stellt die Messergebnisse auf den Achsen Zeit, Amplitude und Frequenz dar. Einmal auf einen Idealfall eingestellt, lassen sich Abweichungen durch verschlissene Zieh-Werkzeuge, durch Fehler am Vormaterial oder durch falsche Parametrierung im Prozess direkt feststellen.

Dr. Peter-Christian Zinn, Physiker und Qass-Projektentwickler: "Mithilfe des Messcomputers wird der gesamte Vorgang 100-Prozent-im-Prozess und in Echtzeit überwacht. Interessant ist beispielsweise auch die Möglichkeit einer lückenlosen Dokumentation des Herstellungsprozesses, die dabei automatisch entsteht. So etwas ist etwa bei der Rückwärtsbetrachtung vergangener Fertigungsprozesse hilfreich."

Technologie ermöglicht mehr als Prozessüberwachung

"Die Technologie ist ein neuer Ansatz, der es uns erlaubt, in den Prozess sozusagen hineinzuhorchen und die Emissionen des Prozesses zu verstehen", ist sich Uwe Packruhn sicher. Gunther Koch, Leiter Technologie/F&E bei der Ernst Koch GmbH, sieht das ähnlich: "Wir wollen frühzeitig Abweichungen vom Idealprozess erkennen."

"Mit der Körperschallmessung haben wir auch eine Möglichkeit in der Hand, Werkzeugdefekte frühzeitig zu erkennen. Mithilfe der Technik lässt sich das Versagen eines Zieh-Werkzeugs oder ein Schmiermittelabriss feststellen", sagt Uwe Packruhn.

Doch nicht nur die Überwachung, sondern auch die Optimierung des Prozesses ist ein Ziel. "Es geht auch um Prozesssicherheit durch aktive Steuerung und Regelung des Zieh-Prozesses und maßgeblich um die Zieh-Geschwindigkeit. Wir wollen maximale Produktionsgeschwindigkeit bei gleichzeitig stabilem, ruhigem Prozess", sagt Peter-Christian Zinn.

Zurzeit befindet sich das Projekt der drei Firmen in der zweiten Ausbaustufe. Ziel ist eine Standard-Qualitätssicherungslösung für neue Drahtzug-Maschinen. "In einem Probeversuch erkannte das Analysegerät frühzeitig den Verschleiß am Zieh-Werkzeug. Zudem sehen wir die Abweichungen vom Soll-Zustand", sagt Gunther Koch. Man verspreche sich durch das System und dessen Integration in die Maschinensteuerung einen deutlichen Kunden-Mehrwert.

Tim Müßle

Qass GmbH Qualität Automation Systeme Software
www.qass.net
Control, Halle 1, Stand 1221

Unternehmensinformation

QASS GmbH Qualität Automation Systeme Software

Schöllinger Feld 28
DE 58300 Wetter
Tel.: 02335 8020-0
Fax: 02335 8020-20

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