lösungen zur end-of-line prüfung und

LÖSUNGEN ZUR END-OF-LINE
PRÜFUNG UND
SCHADENSFRÜHERKENNUNG
ANOVIS – LÖSUNGEN ZUR END-OF-LINE PRÜFUNG UND SCHADENSFRÜHERKENNUNG
LÖSUNGEN FÜR DIE FOR END-OF-LINE
PRÜFUNG
VERBRENNUNGSMOTOREN
ANOVIS prüft vollautomatisiert im Kalttest und Heißtest, bei Diesel- und Ottomotoren.
Unsere umfangreichen Erfahrungen haben wir an Pkw-Motoren gewonnen. Zwischenzeitlich haben wir unsere
Lösung erfolgreich auf Nutzfahrzeugmotoren übertragen. Wir haben Erfahrungen mit Motoren von drei bis
zwölf Zylinder, von einem bis fünfzehn Liter Hubraum.
Beispiele für unsere prozesssichere Fehlererkennung unter Serienbedingungen sind:

Unwuchten (Kurbelwelle, Ausgleichswelle, Turbolader)

Fehler an Verzahnungen (Zahneingriff, Zahnbeschädigungen)

Fehler an Kettentrieben (Kettenheulen, Zahnbeschädigungen, Kettenspanner)

Fehler an Nockenwellen (Rattermarken, Beschädigungen an Laufflächen)

Fehler im Ventiltrieb (atypisches Ventilklappern, Kipp-/ Schlepphebelgeräusche)

Untypische Geräusche (Kolben, Turbolader)

Fehler an Öl- und Hochdruckpumpen

Fehlende Pleuellagerschale

Zusatznutzen: Prüfstandsüberwachung, z.B. der Antriebs- und Bremsaggregate sowie Lager
Im Bild unten ist der Ausschnitt eines Kaltteststands im EoL-Prüffeld zu sehen. Parallel zum Funktionstest werden Schwingungssignale aufgezeichnet und analysiert.
Als Sensoren werden am abgebildeten Prüfstand zwei Laservibrometer verwendet, um auch an messtechnisch
günstigen, aber wegen der Motorkonstruktion "verbauten" Stellen messen zu können. Andere Prüfstände sind
mit Beschleunigungsaufnehmern an zustellbaren Tastspitzen ausgestattet. Zunehmend werden Mikrofone zur
Geräuscherfassung genutzt, um Geräusche von Kettentrieben oder Turbolader besser beurteilen zu können.
Relevant sind wegen den einstellbaren Motordrehzahlen am Prüfstand Frequenzen bis 10 kHz; damit wird bei
einer Motordrehzahl von 1.500 min-1 die 400-ste Ordnung gemessen.
Durch die Messung direkt am Motor können wir auch energiearme "leise" Fehler prozesssicher erkennen.
Zu unseren Kunden für die EoL-Prüfung von Motoren zählen
wir:
AUDI Györ (H)
BMW Hams Hall (GB)
BMW Landshut (D)
BMW München (D)
BMW Steyr (A)
Daimler Bad Cannstadt (D)
Daimler Nutzfahrzeuge Mannheim (D)
Daimler Untertürkheim (D)
General Motors - OPEL Kaiserslautern (D)
MAN Nutzfahrzeuge Nürnberg (D)
Porsche Stuttgart-Zuffenhausen (D)
Volkswagen Chemnitz (D)
Volkswagen Salzgitter (D)
Volkswagen Shanghai (PRC):
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ANOVIS – LÖSUNGEN ZUR END-OF-LINE PRÜFUNG UND SCHADENSFRÜHERKENNUNG
GETRIEBE
ANOVIS prüft vollautomatisiert in der Produktion von Automatik-, CVT- und Handschalt-getrieben.
In der Getriebeprüfung wird seit vielen Jahren die automatisierte Geräuschprüfung durchgeführt. Es werden
sowohl Geräusche (Luftschall) als auch Vibrationen (Körperschall) gemessen und ausgewertet. Je nach Zielsetzung und den eingesetzten Auswerteverfahren werden individuelle Sensorkonzepte umgesetzt, unterschiedliche Anforderungen an den Prüfstand und die Umgebungsbedingungen gestellt.
Beispiele für unsere prozesssichere Fehlererkennung unter Serienbedingungen sind:

Fehler an Verzahnungen (Zahneingriff, -beschädigungen)

Unwuchten (Zahnräder, Wellen, Kupplungen)

Fehler an Wellen (Rattermarken, Beschädigungen an Laufflächen)

Fehler an Wandlern (Rattermarken/ Facetten, Beschädigungen an Laufflächen)

Fehler in der Ölversorgung (Beschädigung der Laufflächen oder des Pumpengehäuses)

Lagerfehler (Beschädigungen und Welligkeiten auf Laufflächen)

Untypische Geräusche (z.B. Rassel- oder Rattergeräusche)

Zusatznutzen: Prüfstandsüberwachung, z.B. der Antriebs- und Bremsaggregate sowie Lager
Als Sensoren verwenden wir Mikrofone und / oder Beschleunigungsaufnehmer mit Tastspitzen. Relevant sind
Frequenzen bis 10 kHz, in Einzelfällen bis 20 kHz. Entsprechende Sensoren stehen zur Verfügung.
Wir messen bevorzugt auf dem Getriebe, um auch energiearme, "leise" Fehler sicher erkennen zu können.
Links ist ein Ausschnitt eines CVT-Getriebe-prüfstands im
EoL-Prüffeld abgebildet. Parallel zum Funktionstest werden
Körperschallsignale aufgezeichnet und analysiert.
Das Bild unten zeigt eine Prüfzelle für ein
Automatikgetriebe. Wegen der Messung des Luftschalls mit
Auswertung des Schallpegels ist die Prüfzelle gegen akustische Umgebungsgeräusche geschützt.
Zu unserem Kundenkreis zur EoL-Prüfung von
Getrieben gehören u.a.:
Batavia Transmissions (FORD) Batavia (USA)
Punch Powertrain Sint Truiden (B)
Punch Powertrain (PRC)
Skoda Mlada Boleslav (CZ)
ZF Getriebe Saarbrücken (D)
ZF Getriebe Brandenburg (D)
ZF Passau (D)
ZF Transmissions Shanghai (PRC)
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ANOVIS – LÖSUNGEN ZUR END-OF-LINE PRÜFUNG UND SCHADENSFRÜHERKENNUNG
ELEKTROMOTOREN
ANOVIS prüft vollautomatisiert in der Produktion von Antriebs- und Stellmotoren sowie den zahlreichen Anwendungen für Baugruppen mit motorischen Antrieben, z.B.
… Automotive Anwendungen: Verstellbare Abdeckungen, Bedieneinheiten, Fensterheber, Klimageräte, Komplettfahrzeuge, Lenksäulenverstellung, Lenksysteme, Sitzstrukturen, (Zentral-) Verriegelungen,.
... in weiteren Branchen: Weiße Ware (z.B. Waschmaschinen), Elektrotechnik (Schalter/Relais)
Beispiele für unsere prozesssichere Fehlererkennung unter Serienbedingungen sind:

Unwuchten (Wellen, Zahnräder, Antriebsstrang)

Fehler an Verzahnungen (Zahneingriff, -beschädigungen)

Fehler an Wellen (Rattermarken, Beschädigungen an Laufflächen)

Lagerfehler, Pumpenfehler

Riementriebgeräusche

Relaisschalten

(Um-) Schaltgeräusche

Untypische Geräusche

Zusatznutzen: Prüfstandsüberwachung, z.B. der Antriebs- und Bremsaggregate sowie Lager
Als Sensoren verwenden wir Mikrofone und / oder Beschleunigungsaufnehmer mit Tastspitzen. Relevant sind
Frequenzen bis 10 kHz, in Einzelfällen bis 20 kHz. Entsprechende Sensoren stehen zur Verfügung.
Im Bild links ist eine voll automatisierte Prüfzelle für Lenkhilfemotoren dargestellt. Ein Roboter führt das Teilehandling durch. In der
Prüfzelle sind mehrere Prüfnester integriert, die voneinander unabhängig arbeiten.
Das Bild unten zeigt den Ausschnitt eines Lenkhilfemotors im EoLPrüffeld. Parallel zum Funktionstest werden Schwingungssignale
über Tastspitzen aufgezeichnet und analysiert.
Zu unserem Kundenkreis bei der EoL-Prüfung von
Elektromotoren zählen wir u.a.:
AMK Kirchheim/Teck (D)
Behr Bad Neustadt (D)
BSH Berlin (D)
IMS-Morat Donaueschingen (D)
Siemens München (D)
Siemens VDO (D)
STIWA Attnang (A)
ThyssenKrupp-Presta (D, F, USA)
Volkswagen Dresden (D)
Weber Dillenburg (D)
ZF Lenksysteme Bietigheim (D)
ZF NACAM Bremen (D)
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LÖSUNGEN ZUR DAUERLAUFÜBERWACHUNG
SCHADENSFRÜHERKENNUNG
ANOVIS-SFE ist unsere patentgeschützte Lösung zur Schadensfrüherkennung am Dauerlaufprüfstand von
Motoren und Getrieben. Ziel der Schadensfrüherkennung ist die Schnellabschaltung des Prüfstands bei Auftritt
eines Fehlers. Folgefehler am Prüfling sowie Beschädigungen am Prüfstand sollten dadurch vermieden werden. Ein hohes Maß an Prozesssicherheit bei gleichzeitig geringem Parametrieraufwand ist am Prüfstand gefordert
EDD characteristic
ANOVIS-SFE kennzeichnen die folgenden wesentlichen Eigenschaften:

Analysatorfunktionen zur Visualisierung, Nachverarbeitung, Audiowiedergabe

Zeitsignalspeicherung zur späteren Offline-Analyse

Skalierbare Anzahl von Messkanälen bis maximal 75 kHz

Einfacher Anschluss marktgängiger Schwingungs- und Geräuschsensoren

Einfache Anbindung an die Prüfstandssteuerung
PITTING-FRÜHERKENNUNG AM VERSPANNUNGSPRÜFSTAND
Pitting (Grübchen) sind Oberflächenfehler, die sich durch Herausbrechen von oberflächennahen Bereichen an
belasteten Zahnflanken darstellen. Bei Dauerlaufversuchen am Verspannungsprüfstand ist es das Ziel, einsetzendes Pitting zu detektieren und möglichst in Abhängigkeit flächenorientierter Schadenskriterien den Prüflauf
(typisch einige Wochen) zu stoppen.
Mit dem O.H.M.-Verfahren gelingt es, entstehendes Pitting
zu detektieren, kurz bevor ein erstes Herausbrechen von
Zahnflankenmaterial sichtbar wird. Die Einstellung der
Schadenskriterien zum Abbruch des Dauerlaufs erfolgt
empirisch.
Das O.H.M.-Verfahren wertet Körperschallsignale, die
synchron mit der Wellendrehzahl erfasst werden, unter
Einsatz statistischer Methoden aus. Wesentlich ist die
selbstständige Adaption des Verfahrens auf das jeweilige
Messszenario, so dass aufwendige Kalibrierung oder Referenzmessungen nicht erforderlich sind. Der erforderliche Messaufbau ist einfach an bestehende Verspannungsprüfstände nachzurüsten.
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SYSTEMKONZEPTE FÜR DIE LÖSUNGEN
ÜBERSICHT SYSTEMKONZEPT
Schwingungsanalyse unterstützt bei der automatisierten End of Line-Prüfung (EoL). Dabei können aus wenigen
Sekunden Messzeit Montage- und Komponentenfehler sowie sonstige (Geräusch-) Auffälligkeiten an Verbrennungsmotoren, Getrieben oder Elektromotoren erkannt werden: Objektiv, reproduzierbar und prozesssicher.
Die Schwingungsanalyse ist als ergänzendes Mess- und Prüfverfahren anerkannt. Der große Erfolg in der Erkennung relevanter Fehler, die mit den traditionellen Verfahren nicht zugänglich sind, bestätigt die Richtigkeit
des Ansatzes.
Verschiedene Analyseverfahren für Zeit- und Frequenzbereichsauswertungen sind verfügbar. Unser ANOVISSystem unterstützt verschiedene Ansätze zur Einbindung in den Prüfstand bei unterschiedlichen Anforderungen an den Bediener. Schwerpunkt in der Analyse stellt häufig die Ordnungsanalyse dar, mit der es gelingt,
drehwinkelsynchrone, periodische Vorgänge möglichst genau zu bewerten und die Fehlerdiagnose zu unterstützen.
Bei der Auswahl eines “geeigneten” Systems sind die anwenderspezifischen Randbedingungen zu klären. Aspekte der Organisation, Personalverfügbarkeit, technischen Ausbildung und des Fertigungsprozesses sind zu
berücksichtigen, damit das „richtige“ Systemkonzept für den Betreiber des Prüfstands ausgewählt wird. Wir
verstehen es als unseren Beratungsauftrag, Ihnen die verschiedenen Ansätze mit ihren Vor- und Nachteilen zu
erläutern.
Die verschiedenen Systemkonzepte setzen die gleichen Hardware- und Softwaremodule (insbesondere gleiche
Analyseverfahren) ein, sind unabhängig von den eingesetzten Sensoren, unterscheiden sich aber wesentlich in
der Konfiguration des Systems. Im Vordergrund der Auswahlkriterien stehen Fragen z.B. zur Systembedienung, Grenzkurvenberechnung und –pflege, Kosten. Nachfolgend finden Sie einen kurzen Überblick zu den
verschiedenen Ansätzen, die später in der Broschüre eingehender vorgestellt werden.
ANOVIS-lite, der “intelligente Sensor”. ANOVIS wird als Messkanal am Prüfstand eingesetzt. ANOVIS berechnet für definierte Prüfphasen Messwerte und Messkurven. Diese werden an die Messsoftware des Prüfstands
übertragen und analog wie z.B. Drehmomentkurven visualisiert und ausgewertet. Der Betreiber benötigt keine
Kenntnisse zur Bedienung von ANOVIS, stellt seine Grenzkurven mit der Prüfstandssoftware ein, mit der er die
übrigen Messkurven auch auswertet.
ANOVIS-Chameleon, die “Black box”. ANOVIS wird als selbst lernendes System am Prüfstand eingesetzt. Die
Gütekriterien sind voreingestellt, Grenzkurven werden automatisch erzeugt und gepflegt. ANOVIS überträgt
das Bewertungsergebnis inklusive Auffälligkeitsinformation an den Prüfstand. Der Betreiber benötigt keine
Kenntnisse zur Bedienung von ANOVIS.
ANOVIS-professional, der Analysator. ANOVIS berechnet und wertet die eingerichteten Gütemerkmale aus.
Das Bewertungsergebnis inklusive Auffälligkeitsinformation wird an den Prüfstand übertragen. Der Betreiber
hat die Möglichkeit, direkt am Prüfstand Änderungen an der Systemkonfiguration und –parametrierung durchzuführen sowie Messkurven, Statistiken etc. darzustellen. Der Betreiber benötigt Kenntnisse in der Signalverarbeitungstheorie sowie Systembedienung.
ANOVIS-portable, das tragbare System. Sofern ein ANOVIS-System an unterschiedlichen Prüfständen eingesetzt werden sollte, kann es einfach als portables System, z.B. als Notebook mit Hutschienenmodul (siehe
später die Hardwarebeschreibung), ausgeführt werden. Voraussetzung für automatisierte Prüfläufe ist, dass die
Steuerschnittstelle verfügbar ist. Der „Rest“ steckt in den Konfigurationsdateien, egal ob Lite, Chameleon oder
Professional.
ANOVIS-mobile für Fahrzeugmessungen. In der Funktionalität entspricht ANOVIS-mobile dem ANOVISprofessional, die Hardwareausführung ist der speziellen Einsatzbedingung angepasst.
Alle Systemkonzepte nutzen Konfigurations- und Parametrierdaten, in denen u.a. die Mess- und Prüfvorschriften enthalten sind. Die Ausarbeitung dieser Prüfvorschriften ist wesentlich für den Erfolg der Prüfung und kann
vom geschulten Betreiber oder von Saab Medav Technologies geliefert und optimiert werden. Für die vorgenannten Prüfstandslösungen haben wir entsprechende Konfigurationen parat.
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SENSORKONZEPTE
AUF EINEN BLICK
Bei allen anstehenden Aufgaben zur Messung von Schwingungen ist das im Einzelfall zweckmäßige Sensorkonzept zu klären. Am EoL-Prüfstand wird üblicher Weise eine vergleichende Prüfung durchgeführt. Hieraus
ergeben sich Freiheitsgrade in der Auswahl der Sensoren. Hier sollten kurz einige Aspekte zu Sensoren angeführt werden, die bei der Auswahl zu beachten sind
Sensor
Physikalische
Messgröße
Sinnvolle Band- Kalibrierung
breite
Mikrofon
Druck
10 bis 20 kHz
Mit Pistonphon
Vorteilhafter
Sensor
Misst das vom Menschen wahrgenommene Geräusch
Teilweise Fremdgeräuschunterdrückung erforderlich
Marktgängig
Zahlreiche
Fehler verursacht
Typen auf dem verfügbar
wenig Vibration aber
Markt verfügbar
Automatisiert
viel Geräusch, z.B.
oder manuell
Riementrieb
durchführbar
Tastspitze
(berührend
messen)
Schwingbeschleunigung
Varianten bis
10 kHz verfügbar und erprobt
Mit Shaker
Marktgängig
verfügbar
Automatisiert
oder manuell
durchführbar
Laservibrometer
Schwinggeschwindigkeit
(berührungslos (durch Differentiation
messen)
Umrechnung
in Schwingbeschleunigung)
10 bis 20 kHz,
verschiedene
Typen auf Markt
verfügbar
Nicht
erforderlich
da primär
kalibriert
(Wellenlänge
des Lasers).
Motoren, Getriebe,… Zuführung des
Sensors.
Allgemein dort, wo
Zugänglichkeit an
Massenrückgünstiger Messstelle
kopplungen durch
berührende Messung muss gegeben sein.
unkritisch ist.
Wegen Massenrückkopplung ungünstig
Kostengünstig
bei sehr leichten
Bauteilen
Bei schlechter
Zugänglichkeit an
günstiger Messstelle
kann in bis zu
2 Meter Entfernung
gemessen werden.
Ursachen dazu können z.B. sein: Kein
Platz für Zuführeinheit
der Tastspitze am
Prüfstand in Transferstraßen oder am
„verbauten“ Motor
Oberflächenanforderung (bearbeitete
Fläche)
Exakte Ausrichtung
des Lasers auf
Messstelle und
definierten Abstand
Zusatzmodul von
SMT zur Prozesssicherheit erforderlich
Vergleichsweise teuer
Allgemein dort, wo
Massenrückkopplung
kritisch ist.
Wir setzen die aufgeführten, marktgängigen Sensoren in großer Anzahl an Prüfständen ein. Die Messungen
erfolgen prozesssicher. Wir decken alle Anforderungen von Betreibern ab.
Neben den in der Tabelle aufgeführten Sensoren verwenden wir Beschleunigungsaufnehmer, die fest an den
Prüfstand bzw. an dessen Komponenten verschraubt werden. Ziel dabei ist eine Prüfstandsüberwachung, z.B.
von kritischer Lager und Wellen.
Da jeder Messkanal bei ANOVIS für sich kalibriert wird, unterstützt ANOVIS eine Mischkonfiguration von Sensoren. ANOVIS stellt zusätzlich für die einzelnen Messkanäle softwaremäßig einstellbar ICP-Stromversorgung
zur Verfügung.
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SYSTEMTECHNIK
ANOVIS – ATTRAKTIVITÄT DURCH VIELSEITIGKEIT
ANOVIS (Acoustic NOise and VIbration Signal analyzer) ist bereits seit Jahren in den Markt ein-geführt. Die
hohe Anzahl von gelieferten Systemen erfüllen bei vielen Kunden aus verschiedenen Branchen rund um die Uhr
hohe Anforderungen an Verfügbarkeit und Flexibilität. Wir engagieren uns in der permanenten Weiterentwicklung von Hardware, Software und vor allem von Analyse-funktionen. Heute bieten wir auf der Basis unserer
Systemplattform ANOVIS unterschiedliche Systemapplikationen zur Online- und Offline-Analyse von Schwingungssignalen, Luftschall und Körperschall.
Durch zunehmendes Zusammenrücken von Forschung und Entwicklung (FuE), Qualitätssicherung (QS) und
Produktion erweist es sich als effizient, für die verschiedenen Arbeitsschwerpunkte möglichst das gleiche
Messsystem zu verwenden. Diese Forderung ist aufgrund unterschiedlicher Randbedingungen nur schwer
erfüllbar. Ein universelles Analysesystem, das Entwickler benötigen, kann Systembetreuer in der Produktion
überfrachten. Das Messsystem für die Produktion mit vordefinierten Mess- und Bewertungsfunktionen kann die
erforderliche Flexibilität für die Entwicklung nicht bieten. Zudem erfordert der Umgang mit komplexen Universalsystemen eine Spezialistenausbildung, was in der heutigen Produktionsumgebung für die Schwingungsanalyse häufig nicht unterstützt wird
Test bench system
QA laboratory
system
Endurance run monitoring
performance testing
early detection of damage
Mobile system
Durch Verwendung einer einheitlichen Systemplattform, die für die einzelnen Funktionalbereiche zu zugeschnittenen Lösungen konfiguriert werden, gelingt es mit ANOVIS besonders gut, deren Zusammenarbeit zu fördern,
Daten und Ergebnisse einfach auszutauschen, Arbeitszeiten und Aufwand zu reduzieren. Die Beachtung individueller Anforderungen ist es, was unser ANOVIS-System für die verschiedenen Anwender so attraktiv macht.
Am Prüfstand werden bevorzugt die ANOVIS-lite- oder ANOVIS-Chameleon-Konfiguration eingesetzt. ANOVIS-professional Analysator ist für Laborauswertungen, z.B. zum Einrichten der Prüf-vorschriften, und für das
Mobilsystem erforderlich.
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ANOVIS – LÖSUNGEN ZUR END-OF-LINE PRÜFUNG UND SCHADENSFRÜHERKENNUNG
Wir liefern unsere Systeme sowohl im Rahmen von „Lösungen“ inklusive Sensorik, Automatisierung und Einrichtung von Prüfvorschriften als auch als „Werkzeug“. OEM-Anwendern steht die komplette Systemtechnik
offen.
ANOVIS ist in Hardware und Software modular aufgebaut und wird für einzelne Applikationen konfiguriert. Das
Softwarekonzept wird nachfolgend erläutert
Analysator
Datei
Basisapplikation
Mikrofone, Laservibrometer,
Beschleunigungsaufnehmer
Temperaturfühler,
Drehmomentaufnehmer, ...
SRD
Drehzahl
Prüfstandssteuerung
applik.spezifisch
systemspezifisch
TeCo -Test bench Control
Sprachsteuerung
Die Basisapplikation stellt den mathematischen Kern des Systems dar. Sie beinhaltet die verschiedenen Analyse- und Bewertungsverfahren. Die einzelnen Verfahren sind als separate, verschaltbare Module, wir nennen sie
Flowlets, verfügbar. Der für die jeweilige Aufgabe benötigte Funktionsumfang wird durch Verschalten geeigneter Flowlets realisiert (Konfiguration). Konfigurationen werden in Setup-Dateien gespeichert. Beispiele für typische Funktionsumfänge sind: Einkanalige FFT-Analyse mit Auswertung ausgewählter Frequenzlinien über
Schwellwerte; zwei-kanalige Ordnungsanalyse mit Auswertung verschiedener Pegelverläufe über Grenzkurven,
bezogen auf drei verschiedene Bezugswellen. Es können beliebig viele Auswertungen parallel konfiguriert werden.
Die auszuwertenden Signale werden entweder online über die Signalerfassungshardware SRD (Signal Recording Device) erfasst oder stehen offline als Dateien zur Verfügung. Es können Schwingungssignale (Luftschallund Körperschallsensoren), Triggersignale (z.B. Drehzahl) und Betriebsdaten (z.B. Temperatur- und Drehmomentsignale) erfasst und analysiert werden.
Sowohl mit SRD erfasste Signale (Rohdaten) als auch Analyseergebnisse können in Dateien gespeichert werden. Es werden neben ANOVIS-Formaten auch CSV-, XML-, MATLAB- und zur ASAM-Unterstützung ATFXDatenformate sowie das WAV-Format für eine Audiowiedergabe am PC unterstützt.
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Die konfigurierten Auswerteverfahren werden über nutzerfreundliche Dialoge parametriert. Diese Parameter
sind ebenfalls in den Setup-Dateien abgelegt.
Zur Parametrierung und Konfiguration von ANOVIS ist das Analysatormodul erforderlich. Für den sicheren Umgang mit dem Analysatormodul ist eine Schulung zur Bedienung des Systems erforderlich. Wer eigene Analyseverfahren konfigurieren möchte, benötigt Kenntnisse zur digitalen Signalverarbeitung. Das Analysatormodul
unterstützt die Visualisierung von Messkurven, Auswerteergebnissen, Betriebszuständen und die Parametereingabe. Die verschiedenen Kurven- und Ergebnisdarstellungen werden ebenfalls konfiguriert und in SetupDateien gespeichert. So können Standarddarstellungen für unterschiedliche Messaufgaben definiert werden.
Mit dem Analysator können online und offline umfangreiche Frequenz- und Zeitbereichsanalysen durchgeführt
werden. Der Analysator ist Hilfsmittel zur Erstellung von Prüfprogrammen und Ausarbeitung von Berichten und
Präsentationen. Die Bedienung orientiert sich an typischen Windows-Applikationen.
ANOVIS-Konfiguration (Bild):
Die aktuellen Konfigurationen für Signalverarbeitung und Viewer werden
als Menübaum dargestellt. Die Informationen sind in einer Setup-Datei
enthalten.
Im ANOVIS-System enthalten und in der Praxis bewährt hat sich die
dateiorientierte Ablage in strukturierte Dateiverzeichnisse, z.B. nach
Produktgruppe – Produktvariante – Kalendertag – Schicht. Gespeichert
werden können Ergebnisse und die Rohdaten (Zeitsignale). Die Datensicherung kann als „Ringspeicher“ (z.B. die letzten 30 Tage, dann löschen) realisiert oder zur (automatisierten) Archivierung ausgelegt werden.
Typischer Weise werden Setups, Messdaten und Ergebnisse von einem
übergeordneten Datenbanksystem verwaltet. Diese „Produktionsdatenbank“ ist häufig bereits in den Werken eingeführt. Wir können über den
TeCo die Datenübergabe an den Leitrechner oder direkt an den Datenbankserver unterstützen. Zunehmend wird die Ablage und Archivierung
von Rohdaten gefordert.
Als TeCo (Testbench Control) bezeichnen wir die Softwareschnittstelle
zwischen ANOVIS und einer externen Steuerung. Für den Prüfstandsbetrieb ist die automatisierte Datenerfassung und Auswertung erforderlich. Das Protokoll zum Laden einer typabhängigen Prüfvorschrift, die
Steuerung von Messphasen sowie die Übergabe von Messdaten werden mit dem Kunden individuell vereinbart. Die physikalische Schnittstelle wird festgelegt. Typischer Weise erfolgt die Kommunikation über
TCP/IP, UDP, RS232, SPS, Profibus oder weitere Schnittstellen, die
standardmäßig von PCs unterstützt werden, oder über Fernsteuerkommandos
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Zur Unterstützung neuer Protokolle und Schnittstellen sind nur geringfügige Implementierungsaufwendungen
zu erwarten, da das System zwischen „Systemschicht“ und „Applikations-schicht“ unterscheidet. Die Applikationsschicht übersetzt das Anwendungsspezifische in die verallgemeinerte systeminterne Struktur.
Ergebnisdarstellung:
Ergebnisse von Prüfvorschriften können als Grafiken oder
Zahlenreihen mit Anzeige der Grenzverletzung dargestellt
werden
Viewer Konfiguration:
Die Darstellung von Ergebnissen, Statuszuständen
und Grafiken erfolgt in Viewern. Diese werden über
Panels konfiguriert.
Sonagrammdarstellung (links):
Bei Sonagrammdarstellungen können Bereiche
über Cursor angegeben werden, über die zugleich
Pegelverläufe und Spektren ermittelt werden.
Für das Mobilsystem besteht eine Sprachsteuerschnittstelle, die eine Fernsteuerung des ANOVIS-Systems
unterstützt. Zudem werden aktuelle Messwerte über Sprache ausgegeben.
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Mit der Auswertung der Messdaten wird begonnen, sobald ausreichend Messdaten verfügbar sind. Die Ergebnisse werden wahlweise zum Ende einer Messphase oder zum Ende der gesamten Prüfung an den Steuerrechner übergeben.
Während der laufenden Messung werden Zustandsgrößen wie Drehzahlen oder die Aussteuerung der Sensorkanäle angezeigt.
Für die Bestimmung von Grenzwerten und -kurven stehen verschiedene statistische Hilfsmittel zur Verfügung.
Nach Auswahl der Datenbasis werden die entsprechenden Messkurven geladen. Über einfache Einstelldialoge
werden Grenzkurven über die gesamte oder Teilbereiche der Bezugsachse berechnet. Toleranzverletzungen
werden direkt angezeigt.
Grenzkurvenberechnung - Einstelldialog:
Über Einstelldialoge werden obere und untere Grenzkurven nach unterschiedlichen Standardverfahren eingestellt.
Diese können einfach verfeinert werden.
Grenzkurvendarstellung und -auswertung:
Im entsprechenden Viewer werden die Grenzen
(grau) sowie aktuelle Messkurven (gut <-> blau;
schlecht <-> rot) dargestellt. Automatisch werden
Grenzverletzungen ausgewertet und angezeigt.
Besondere Unterstützung zur Einrichtung von Grenzwerten und –kurven erfährt der Anwender des Chameleon-Verfahrens. Das Chameleon-Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass:

die oben dargestellte Einrichtarbeit für Auffälligkeitsgrenzen automatisiert wird,

eine Adaption von Toleranzen etc. an die aktuelle
Prozessentwicklung automatisch erfolgen kann,

die Adaption dokumentiert wird,

es einige Realisierungsvarianten für die Adaptionsregeln gibt (feste Grenzen,
feste Toleranzbreiten, maximale
Adaptionsbereiche, ..., für jede einzelne Größe)
sowie Freigaberoutinen.
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ANOVIS-SRD - HARDWAREMODULE FÜR DEN
STATIONÄREN EINSATZ
ANOVIS-SRD ist für Prüfstandslösungen konzipiert und berücksichtigt die dort gegebenen Anforderungen:
Flexibilität in der Skalierbarkeit von Messkanälen - auch für hohe Bandbreiten, Unterstützung verschiedener
Maschinenschnittstellen, hochgenaue Tachoerfassung für Ordnungsanalyse (digitales Resampling) und mechanische Ausführungsvarianten zur Hutschienenmontage oder als 19“-Einschub.
Die Konfiguration der Hardwareparameter erfolgt über Software. An der SRD befinden sich keine Bedienelemente.
ANOVIS-Systeme werden applikationsspezifisch aus vorhandenen Hardware- und Software-modulen zusammengesetzt. Dadurch können wirtschaftliche Lösungen ohne Entwicklungsrisiken innerhalb kurzer Projektlaufzeiten realisiert werden.
Ein komplettes System beinhaltet die abgesetzte Signalerfassungseinheit ANOVIS-SRD und einen Mess-PC.
Die erforderliche Anzahl von Signal- und Triggerkanälen kann auf ANOVIS-SRD modular in Zweierschritten
zusammengestellt werden. Zusatzmodule bieten Schnittstellen zur Peripherie oder unterstützen kostengünstige, fest verdrahtete Lösungen zur Ressourcenteilung oder bei Variantenfertigung.
ANOVIS-SRD wird über einen freien Netzwerkanschluss (Ethernet) an einen Windows-PC angeschlossen. Unterstützt werden Windows-Betriebssysteme. Der PC ist entweder ein vorhandener Mess- oder Leitrechner am
Prüfstand oder ein separater PC.
SPS,
PLC, Profibus,
Profibus
TCP/IP, …
TCP/IP, ...
COM – Kommunikationsmodul, mindestens
1 Modul erforderlich
BAM – Basismodul
mit je 2 Analog- und
Triggereingängen,
modular skalierbar
OPD – Betriebsdatenerfassungsmodul, optional
DIM – Digital-In-Modul, optional
Ethernet
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MUX – MultiplexBaugruppe, optional
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Technische
Parameter für
Grundsystem
BAM – Basismodul, maximal 7 Module (synchron) je COM
2 Schwingungskanäle synchron; 24 Bit Auflösung; Abtastrate zwischen 3.2 kHz
und 192 kHz; DC – 75 kHz Bandbreite je Kanal; Antialiasingfilter; Eingangsspannungsbereiche ±10 mV (SNR > 60 dB), ±20 mV (> 65 dB), ±50 mV, ±100 mV (je
> 75 dB), ±200 mV, ±500 mV, ±1 V, ±2 V, ±5 V, ±10 V (je > 85 dB); DC- oder
AC-Kopplung mit Hochpass 75 Hz oder 150 Hz; zuschaltbare ICP-Stromquelle
+5mA, per LED signalisiert, ICP-Fehlersignalisierung per LED (Sensor kurzgeschlossen, kein Sensor angeschlossen);
2 Drehzahlkanäle, 10 Bit Auflösung, 48 MHz Abtastrate, Eingangsspannungsbereich 42V; DC-Kopplung; Tiefpässe 6 kHz,
60 kHz, 20 MHz; TTL-Ausgang; Triggerschwellen und –flanken einstellbar, LEDStatusanzeigen;
COM – Kommunikationsmodul
Ethernet-Schnittstelle, 10/100 MBit, UDP, TCP/IP, frei konfigurierbar; RS 232Ausgang; 8 MByte Echtzeitspeicher
Technische
Parameter zu
optionalen Modulen
OPD – Betriebsdatenerfassungsmodul
8 Kanäle, 12 Bit Auflösung, spannungsfest 230 V AC; Bandbreite
1 kHz (je Kanal); Eingangsspannungsbereiche ±1 V, ±10 V (SNR > 60 dB); DCoder AC-Kopplung mit Hochpass 20 Hz; LED-Statusanzeigen
DIM - Digital-In-Modul
16 Eingangskanäle, TTL, HTTL, spannungsfest 1000 V AC; Triggerschwelle einstellbar (8 Bit), 3.2 kHz Abtastfrequenz;
LED-Statusanzeigen
MUX – Multiplexermodul
2 mal 4 auf 1 Umschalter für Schwingungs-, Tacho- oder Betriebsdatenkanäle;
Umschaltung erfolgt paarweise
Mechanik
Ausführungen in Gehäusen zur Hutschienenmontage (Bild) oder als
19“-Einschub 3HE; jeweils ohne
Lüfter; staubdicht
Stromversorgung, Strom- 19“-Einschub: 110 - 230 V 50-60 Hz
verbrauch
Hutschienenmodul: 24 V extern
Typisch 570 mA bei Zweikanalsystem
Umweltbedingungen
Umgebungstemperatur: 0-40 °C
Schutzart: IP50/52 (frontseitig bei Verwendung von Abdeckkappen an den freien
Buchsen)
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ANOVIS – LÖSUNGEN ZUR END-OF-LINE PRÜFUNG UND SCHADENSFRÜHERKENNUNG
ANALYSE- UND AUSWERTUNGSFUNKTIONEN
Analysefunktionen
Analysefunktionen
Auswerte- und
Klassifizierverfahren
Darstellungsmodi

Ordnungsanalyse (max. 800 Ordnungen, min. 1/128 Ordnung Auflösung, max.
12.800 Ordnungslinien, winkelsynchrones Resampling; lineare und quadratische
Interpolation der Resampling-Zeitpunkte), beliebige und virtuelle Bezugswellen

FFT-Analyse (max. 32.768 Länge)

Einzel-, Summen-, Harmonic- und Bereichspegel sowie deren Pegelverläufe
(wahlweise über Ordnung / Frequenz, Zeit, Drehzahl, Motorzyklus)

Synchron gemitteltes Zeitsignal

Einhüllende über Hilbert-Transformation

Fensterfunktionen (Hann, Taylor, Rechteck, ...)

Crestfaktor, Leistung, Mittelwert, Varianz, Streuung, Minimum, Maximum

A-Bewertung, Differenziator (z.B. zur Umrechnung Schnelle in Beschleunigung)

Übertragungsfunktion (Betrag)

Psychoakustische Funktionen (stationäre / spezifische Lautheit, Schärfe nach
Bismarck / Aures / Fastl, Tonalität nach Terhardt / Aures, Rauhigkeit, Schwankungsstärke)

Geisterordnungsanalyse

Schnellabschaltung bei groben Fehlern

Schadensfrüherkennung zur Dauerlaufüberwachung

Winkelerkennung (bei verfügbarem OT-Signal)

Motoranalyse über Arbeitszyklus)

Toleranzschlauch

Chameleon-Verfahren (selbst lernend; adaptive Grenzwerte)

Diagnosecursor, Dualklassifizierer, Neuronale Netze

Wert, Linienzug, Sonagramm, Alarmfläche, Aussteueranzeige

Lineare / logarithmische Achsen, Oktav- und Barkskala

Signalfluss- und Viewerkonfiguration

Zeitsignalspeicherung (zwischen 0 und 100% der Signale, für unterschiedliche
Güteklassen getrennt einstellbar)

Triggerbedingungen (Messphasen mit START-STOP, Zeit-Trigger mit START +
Dauer oder Drehzahl-Trigger)

Kalibrierung (manuell oder automatisch)

Audiowiedergabe (WAV-Dateien)

mitlaufende Marker

gebundener Cursor, harmonischer Cursor, Hyperbelcursor Reportunterstützung

MATLAB-Unterstützung

ASAM-Schnittstelle (ATFX-Format)

Q-DAS-Schnittstelle

Definition unterschiedlicher Benutzerebenen

Prozess- und Maschinenfähigkeit

Umfassende Hilfstexte
Anforderungen
Messrechner
PC mit folgender Mindestausstattung: 2.5 GHz CPU-Takt, 2 GByte RAM, 80 GByte
Festplatte, Ethernet-Anschluss für Signalerfassungseinheit
Betriebssysteme: Windows XP / 2000 / NT / Vista
Microsoft Office Paket zur Reporterstellung
Sprachen
Deutsch, englisch, französisch, weitere auf Anfrage
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ANOVIS – LÖSUNGEN ZUR END-OF-LINE PRÜFUNG UND SCHADENSFRÜHERKENNUNG
SYSTEMTECHNIK
ANOVIS-LITE, -CHAMELEON ODER -PROFESSIONAL
WELCHES SYSTEM IST DAS „RICHTIGE“?
Als ANOVIS-professional bezeichnen wir die Systemkonfiguration bestehend aus Basismodul, Analysator und
TeCo. Mit diesem Systemumfang können Online- und Offline-Analysen durchgeführt, die Signalverarbeitung
konfiguriert und parametriert werden. Das Nutzen dieser Möglichkeiten erfordert intensive Systemschulung und
Kenntnisse in der digitalen Signalverarbeitung.
Davon unterscheiden wir die Systemkonfiguration ANOVIS-lite. ANOVIS-lite ist ein „intelligenter Sensor“, der
die Schwingungssignale aufzeichnet und vordefinierte Gütemerkmale berechnet. ANOVIS-lite übernimmt als
Messkanal am Prüfstand die automatisierte Signalauswertung und Berechnung von Messkurven. Deren Visualisierung und Auswertung erfolgt durch die prüfstandseigene Mess- bzw. Steuersoftware. Vertiefende Kenntnisse zu den Analysefunktionen oder zur Bedienung des ANOVIS-Systems sind nicht erforderlich. Trotzdem
werden die leistungsfähigen Signalverarbeitungsverfahren von ANOVIS wie z.B. die Ordnungsanalyse genutzt.
Der Anwender der Systemkonfiguration „ANOVIS-Chameleon“ nutzt den Vorteil des ANOVIS-lite-Systems,
dass der Betreiber keine vertiefenden Systemkenntnisse benötigt, wertet aber dazu die Messkurven auch aus.
ANOVIS-Chameleon berechnet die eingestellten Messkurven und nutzt zur Auswertung entsprechende Hüllkurven (Auffälligkeitsgrenzen), die es selbstständig berechnet sowie optional im laufenden Prozess adaptiert
und dokumentiert. Dies führt zu einer nachhaltigen Entlastung der Betreiber.
Alle ANOVIS-Systemkonfigurationen können einfach in die
Messsoftware am Prüfstand integriert werden. Im dargestellten Beispiel links wird die Körperschallanalyse als ein
Prüfmodul in den Gesamtprüflauf eingebunden. Der Betreiber hat die Möglichkeit, sich zusätzliche Informationen
zur Körperschallprüfung anzeigen zu lassen. Bei ANOVISprofessional wird dabei die ANOVIS-Oberfläche verwendet,
bei ANOVIS-lite die Messsoftware selbst (Bild unten).
Bei ANOVIS-lite erfolgt die Visualisierung von Messkurven
und Ergebnissen mit den Funktionen, die die Messrechnersoftware zur Verfügung stellt. Diese Software gibt
auch die Bedien- und Auswertemöglichkeiten für die von
ANOVIS-lite berechneten Messkurven vor. Im rechten
Bild wird durch die gelben Cursors ein Messfenster beschrieben. Blau und Rot sind Toleranz- und Grenzbereiche markiert.
Wir empfehlen unseren Kunden, die am Prüfstand die
automatisierte Prüfung nutzen aber auf unsere speziellen
Klassifizierverfahren wie z.B. das Chameleon Verfahren
verzichten wollen, die Verwendung von ANOVIS-lite. Für
den Betreiber der Prüfstände ist diese Applikation einfach
handhabbar. Änderungen an den Analysefunktionen
können über die ANOVIS-Laborsoftware offline
durchgeführt und die resultierende Setup-Datei auf den
Prüfstand kopiert werden.
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ANOVIS – LÖSUNGEN ZUR END-OF-LINE PRÜFUNG UND SCHADENSFRÜHERKENNUNG
SYSTEMTECHNIK
Systemüberblick
ANOVIS-lite
Das Messsystem ANOVIS-lite beinhaltet eine Signalerfassungseinheit (SRD) und die
Basissoftware. Die Basissoftware wird auf einem Windows-PC installiert. Der PC ist
üblicherweise der Mess- oder Leitrechner am Prüfstand. Bei Bedarf kann ANOVIS-lite
auch auf einem separaten PC installiert werden. Der Anschluss der SRD an den PC
erfolgt über Ethernet.
ANOVIS-lite berechnet für jede Messphase die vordefinierten Gütemerkmale. Der
Anwender bestimmt mit den am Prüfstand eingeführten Werkzeugen die Toleranzen
für die ausgewählten Gütemerkmale einer Messphase und wertet im Prüfbetrieb die
betreffenden Merkmale aus. Für das Werk ist damit der Umgang mit dem Schwingungsmesssystem identisch zu den übrigen „normalen“ Messkanälen und kann
schnell Änderungen in der Parametrierung der Auswertung durchführen.
Systemüberblick
ANOVIS-professional
ANOVIS-professional ist zugleich universeller Analysator als auch für die automatische
Datenerfassung und Auswertung am Prüfstand einsetzbar.
ANOVIS-Chameleon
ANOVIS-professional und –Chameleon beinhalteten eine Signalerfassungseinheit
(SRD) und umfangreiche Analyse-, Bedien- und Visualisierungssoftware. Die Analysesoftware wird auf einem Windows-PC installiert. Der PC ist üblicherweise ein separater PC am Prüfstand. Der Anschluss der SRD an den PC erfolgt über Ethernet.
ANOVIS-professional berechnet für jede Messphase Gütemerkmale und wertet diese
aus. Zur Ermittlung der Toleranzen und Grenzkurven werden die ANOVISAnalysatorfunktionen genutzt. Die Konfiguration und Parametrierung von Signalflüssen
und Viewer-Darstellungen wird unterstützt.
ANOVIS-Chameleon nutzt statistische Verfahren, um die Auffälligkeitsgrenzen selbstständig zu berechnen und der Prozessentwicklung anzupassen. Damit wird ein hohes
Maß an Entlastung für die Betreiber gewährleistet.
Gleiche Hard- und
Softwaremodule
ANOVIS-lite, ANOVIS-Chameleon und ANOVIS-professional verwenden die gleichen
Hardwaremodule und Analysefunktionen.
Im automatischen Messbetrieb werden die Analysefunktionen über die Einträge in
Setup-Dateien beschrieben und parametriert. Deren Ausführung erfolgt im Systemmodul „Basisapplikation“, das für die Systeme identisch ist.
Auswerteverfahren, Visualisierungsmöglichkeiten und Parametrierdialoge sind bei
ANOVIS-professional und ANOVIS-Chameleon enthalten.
Die Prüfvorschrift ist Bestandteil des Setups, das die Informationen zum Mess- und
Prüfablauf sowie die Parametrierung für die Analysefunktionen enthält. Das Setup
muss als Datei auf dem PC verfügbar sein. Es können mehrere Setups auf dem PC
ANOVIS-Laborsystem
vorhanden sein. Je nach aktuellem Prüfling wird eines ausgewählt und automatisch in
ANOVIS geladen.
Einrichten der
Prüfvorschrift;
Das Einrichten einer Prüfvorschrift führt ein Experte, ein entsprechend geschulter
Kunde oder Saab Medav Technologies, durch. ANOVIS-lite-Anwender benötigen zur
Ausführung eventuell notwendiger Einrichtarbeiten entsprechende Analysesoftware
(„ANOVIS-Laborsystem“).
In ANOVIS-professional und – Chameleon sind die erforderlichen Softwarekomponenten enthalten. Das „ANOVIS-Laborsystem“ wird auf einem geeigneten Arbeitsplatz-PC
installiert. Nach Erstellung der variantenspezifischen Prüfvorschrift speichert der Anwender die entsprechenden Setups z.B. über Netzwerk auf die linienintegrierten
Prüfsysteme.
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ANOVIS – LÖSUNGEN ZUR END-OF-LINE PRÜFUNG UND SCHADENSFRÜHERKENNUNG
ANOVIS-mobile unterstützt Sie bei Messungen im Fahrzeug. ANOVIS-mobile berücksichtigt dabei gleichzeitig
Wünsche nach geringem Gewicht, lange Betriebszeit und Bedienkomfort. Fahren und gleichzeitig messen
durch eine Person wird mit unserem System Realität.
In der Funktionalität zur Signalerfassung und Analyse stehen die umfangreichen und bewährten Funktionen des
ANOVIS-professional-Systems vollständig zur Verfügung. Das System unterstützt je vier Schwingungs- und
Tachokanäle.
Das Mobilsystem kann über Sprachsteuerung bedient werden, wodurch der Fahrer deutliche Entlastung erfährt. Es wird natürlich gesprochene Sprache ohne erforderliche Sprecheradaption verstanden. Zur Spracheingabe wird ein Headset mit Bluetooth-Schnittstelle verwendet. Es stehen während der Fahrt ausgewählte Befehlssätze zur Verfügung, um gleichzeitig fahren und einfache Bedienschritte durchführen zu können, z.B. Laden vorbereiteter Setups, Messung starten und stoppen, Viewer auswählen und Marker setzen.
Sprach- und Audioausgaben dienen sowohl zur Quittierung von Bedienkommandos als auch zur OnlineAusgabe von aktuellen Messergebnissen, z.B. Markerpositionen. Dadurch können gezielt und einfach die gewünschten Fahrbedingungen eingehalten werden
ANOVIS-mobile umfasst ein Notebook (Windows™)
und die Signalerfassungseinheit ANOVIS-SRD-mobile.
Beide Komponenten haben eigene Stromversorgungen.
Für die Sprachsteuerung ist ein Headset mit BluetoothSchnittstelle erforderlich.
Über ein abgesetztes TFT-Display, das im Sichtbereich
des Fahrers angebracht wird, kann der Fahrer das
Messsystem beobachten
Komponente
Maße BxHxT [mm]
Gewicht [kg]
Stromverbrauch [mA]
Notebook
356 x 38 x 256
3
1.000 (4 h)
ANOVIS-SRD-mobile
362 x 44 x 266
2,6
1.100 (min. 0,75 h) 1)
(typ. Akkubetriebszeit)
1) ) Die Stromversorgung bei Messfahrten erfolgt über das Bordnetz. Der Akku in SRD-mobile übernimmt eine
Überbrückungsfunktion.
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ORDNUNGSANALYSE – DREHWINKELSYNCHRONE
FREQUENZANALYSE
Frequenzanalyse unterstützt die Fehlerdiagnose bei rotierenden Maschinen. Dreht sich die Welle eines Getriebes mit 3.000 U/min, hat diese Welle eine Drehfrequenz von 50 Hz. Dazu kommen zahlreiche zusätzliche Frequenzkomponenten, die von Zahneingriffen und Lagern verursacht werden. Ändert sich die Drehzahl der Bezugswelle, verschieben sich die Frequenzen der jeweiligen Komponenten entsprechend ihrer Übersetzungsverhältnisse zur Welle.
Werden nun FFT-Spektren während der Drehzahländerungen zur Unterdrückung von Signalrauschkomponenten gemittelt, verschmieren sich die Frequenzlinien, die zu den entsprechenden mechanischen Komponenten
gehören. Eine Zuordnung von Frequenzlinie zu Erreger ist nicht mehr zuverlässig möglich.
Ordnungsanalyse bietet durch synchrone Messung der Drehzahl die Chance, gemessene Frequenzkomponenten den betreffenden mechanischen Erregern zuzuordnen – drehzahl-unabhängig. Wir verwenden
ein präzises digitales Resampling-Verfahren für die Ordnungsanalyse. Die Funktionsweise ist im Kasten dargestellt.
Im Bild ist ein Ordnungsspektrum für ein typisches Getriebesignal dargestellt. Deutlich sind die Ordnungslinien
zu erkennen, die von den Zahneingriffen verursacht
werden. Daneben sind Seitenbänder, die im Abstand 1
bzw. im Abstand des Übersetzungsverhältnisses auftreten. Diese Seitenbänder sind für Fehlerdiagnosezwecke
besonders wertvoll und werden mit hoher Ordnungsauflösung berechnet.
Zahneingriffsordnung mit
Harmonischen
Wie bei der FFT-Analyse gibt es einige besonders wichtige Analyseparameter: Die maximale Ordnung ist abhängig von der Anzahl der Abtastwerte pro Umdrehung,
die maximale Ordnungsauflösung von der Anzahl der
Umdrehungen der Bezugswelle und der verwendeten
Fensterfunktion, die maximale Anzahl von Ordnungslinien von der FFT-Länge.
Seitenbänder mit
Harmonischen
Wellenordnung
mit Harmonischen
Grundsätzlich kann Ordnungsanalyse auch über drehzahlgetriggerte AD-Umsetzung realisiert werden, wobei
dann mitlaufende, sehr aufwendige Antialiasingfilter benötigt werden. Werden diese nicht realisiert, führt dies zu
erheblichen Messfehlern, eine zuverlässige, hoch auflösende Ordnungsanalyse wäre nicht möglich. Zu beachten ist, dass Ordnungsanalyse bereits bei kleinen Drehzahlschwankungen zweckmäßig ist.
Ordnungsanalyse
1. Synchrone Messung von Drehzahl und Schwingungssignal. Das Schwingungssignal wird zeitäquidistant
abgetastet (feste Abtastrate). Die Drehzahl wird in Form von Tachoimpulsen gemessen.
2. Berechnung der Zeitpunkte, wann die
Welle ein Winkelinkrement überstrichen hat.
Dabei verwenden wir ein quadratisches Interpolationsverfahren und können damit konstante Beschleunigungen der Welle korrekt
erfassen.

k=N-1
k=1
k=2
k=3
a)  > 0
b)  = 0 ( = const.)
c)  < 0
t0
t1 t 2
t0 t1 t2
t0 t1 t2
t N-1
t
t N-1 t
tN-1 t
3. Bestimmung der Abtastwerte zu den winkeläquidistanten Stützstellen. Wir verwenden dabei adaptive FIR—
Filter variabler Länge für die Interpolation der Abtastwerte.
4. Berechnung der FFT über die interpolierten, winkeläquidistanten Abtastwerte.
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Saab Medav Technologies (SMT) ist ein deutsches Unternehmen mit ca. 100 Mitarbeitern in Uttenreuth
bei Erlangen-Nürnberg und in Ilmenau. SMT wurde 1982 gegründet. Über 50 Ingenieure und
Wissenschaftler bearbeiten Projekte und entwickeln Produkte mit dem Schwerpunkt Informationsgewinnung. Die digitale Signalverarbeitung und Mustererkennung sind unsere Kernkompetenzen. Unser
Know-how bringen wir in Lösungen zu folgenden Anwendungsbereichen ein:

Industrielle Schwingungsmess- und Prüftechnik

Spracherkennung

Funküberwachung und Funkmesstechnik

Sensor Data Fusion-Systeme
Die Abteilung NVH – Noise Vibration Harshness konzentriert sich auf industrielle Aufgabenstellungen
zur Qualitätsprüfung und Maschinenüberwachung sowie den angrenzenden fachlichen Bereichen der
Entwicklung.
Wir analysieren Schwingungen, die als Körperschall oder Luftschall gemessen werden.
NVH unterstützt mit hoch qualifizierten und erfahrenen Ingenieuren Kunden bei Aufgaben zur
Schwingungsanalyse mit einem Komplettangebot an Systemtechnik und Dienstleistung.
NVH bietet Lösungen für:

Messungen an „rotierenden Maschinen“ wie Verbrennungsmotoren, Getrieben, Elektromotoren,
Module mit Antrieben wie Sitzstrukturen, Klimageräte, Haushalts- und Werkzeugmaschinen

Zerstörungsfreie Bauteilprüfung an Serienbauteilen mittels Akustischer Resonanzprüfung, z.B. zur
Anwendung bei Schmieden, Gießereien, Sinterbetrieben, Karosserieteilen

Prozessüberwachung, z.B. bei Stanzen, Pressen, IHU-Pressen, Fügeautomaten,
Steckverbindungen
Zu unseren Kunden zählen wir u.a.:
Saab Medav Technologies GmbH
Gräfenberger Str. 32-34, 91080 Uttenreuth, Germany
Homburger Platz 3, 98693 Ilmenau, Germany
Phone +49 9131 583-0  Fax: +49 9131 583-11
www.saab.com  www.medav.de
Datenblatt ANOVIS w715od.1b8
AMK, AUDI, Batavia Transmissions (FORD), Behr, BMW, Bosch-Siemens-Hausgeräte, Daimler, Daimler Nutzfahrzeuge, Eisengießerei Baumgarte, Fritz Winter Eisengießerei, FZG Forschungsstelle für
Zahnräder und Getriebebau, General Motors / OPEL, GKN, Hirschvogel, Honsel, IMS-Morat, Jopp,
J.W. Froehlich, Krenhof, KWD Karosseriewerke Dresden, MAN, Porsche, Punch Powertrain,
Schaeffler-INA, Siemens, Siemens VDO Automotive, Skoda, STIWA, ThyssenKrupp-Krause,
Thyssenkrupp-Presta, Toyota, Volkswagen, Weber, ZF Brandenburg, ZF Getriebe, ZF Lemförder
Fahrwerktechnik, ZF Lenksysteme, ZF NACAM, ZF Passau, ZF Transmissions Shanghai

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