Audio-Checker Richtige Kfz-Steckverbindung am Klickgeräusch erkennen

Fraunhofer-Forscher aus Oldenburg haben es geschafft, ein Audiosystem zu entwickeln, mit dem man quasi hören kann, ob Steckverbindungen prozesssicher ausgeführt wurden.

In der modernen Industrieproduktion, insbesondere im Automobilbau, werden viele Verbindungen zwischen Einzelkomponenten nicht mehr geschraubt, geklebt oder geschweißt, sondern durch Steckverbindungen zusammengehalten, wie Forscher am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT wissen lassen. Doch kann man sich dann auch darauf verlassen, dass diese Art der Verbindung auch richtig ausgeführt wurde? Eine Möglichkeit, dies zu überprüfen, habe der IDMT-Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie aus der Taufe gehoben. Dabei erkenne ein neuartiges Prüfsystem am klickartigen Geräusch, das bei jedem Steckvorgang entsteht, ob die Automobilteile korrekt verbunden wurden.

Diese Entwicklung entschärfe ein Problem bei der Automobilmontage, wo in der Regel mehrere Hundert Steckverbindungen auszuführen sind, was natürlich die Gefahr von Fehlern mit sich bringe. Wenn bei der Fertigung schon eine einzige dieser Verbindungen nicht richtig sitzt und dieser Mangel erst nach der Auslieferung des Autos beim Kunden bemerkt wird, dann muss der Wagen zur Nachbesserung zurück, so die Konsequenz. Das ist für alle ärgerlich und teuer, was bei den niedrigen Margen in der Massenproduktion für den OEM zum echten Problem werden kann, wie es weiter heißt.

Ausgeklügelte Algorithmen decken Verbindungsfehler auf

Zunächst erfassen Mikrofone das Geräusch, heißt es weiter. Dann wird es über Algorithmen mathematisch analysiert. Ist das erfolgt, dann gibt es entweder eine positive Rückmeldung, oder eine Warnung, wenn es einmal nicht richtig Klick gemacht hat. Davon profitierten Montagemitarbeiter genauso wie automatisierte Robotersysteme. Das Feedback an einen Menschen kann nach Aussage der Oldenburger Experten akustisch, optisch oder auch taktil erfolgen, wobei letzteres zum Beispiel über Vibration funktioniert. Ein Roboter bekommt die notwendige Information allerdings direkt aus dem Sensorsystem ins Elektronengehirn gespeist.

Das Herzstück der Audiotechnologie sind die bereits erwähnten, ausgetüftelten Algorithmen. Diese seien sogar in der Lage, in der lauten und dynamischen Umgebung einer Fabrikhalle einzelne Klicks zu isolieren und zu analysieren, was für die Forscher eine echte Herausforderung dargestellt habe. Schließlich klingen die Klickgeräusche oft sehr ähnlich. Das System also auch akustisch sehr nahe beieinander liegende Frequenzen zuverlässig auseinanderhalten und untersuchen. Die Experten haben außerdem die Störgeräuschreduktion weiterentwickelt, damit Umgebungsgeräusche wirksam ausgeblendet werden, ohne die Signalqualität des Klickgeräusches zu beeinträchtigen, wie man betont. Bei Bedarf können weitere Sensoren für eine noch robustere Erkennung eingesetzt werden.

Die Prüftechnik ließe sich in der Automobilproduktion auf verschiedene Weise installieren, heißt es. Sie könne entweder Bestandteil der Sensorik in der automatisierten Fabrik sein – zum Beispiel am Arm eines Roboters, oder als kompakte Hardwarebox mit Mikrofon und integriertem Mini-PC zur Verarbeitung der Audiodaten an der jeweiligen Arbeitsstation platziert werden. Das Mikrofon ließe sich aber durchaus auch in einem Arbeitshandschuh integrieren. Auch die Kombination mit einer speziellen Smartwatch ist machbar.

Maßgeschneidertes Audio-Monitoring für Industriekunden

Für die Industriekunden kann das System beliebig konfiguriert und an individuelle Bedürfnisse angepasst werden. Die audiobasierte Technologie passt nicht nur in den Trend, die Fertigungsschritte in der Produktion durch Sensoren zu kontrollieren und dadurch sicherer und zuverlässiger zu gestalten. Sie leistet auch einen spürbaren Beitrag zur Erhöhung der Effizienz und senkt die Kosten. Auch die Kunden freuen sich, wenn ihr sehnsüchtig erwartetes Automobil fehlerfrei vom Band rollt.

Das Fraunhofer IDMT aus Oldenburg präsentiert das akustische Monitoring, das durch das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur und die VolkswagenStiftung gefördert wird, auf der Hannover Messe Preview am 15. Februar 2023.

Auf der Hannover Messe vom 17. bis 21. April 2023 können Besucherinnen und Besucher die Technik auf dem Fraunhofer-Stand in Halle 16, Stand A12 anhand eines Demonstrators live erleben.

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