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O+P Fluidtechnik 11-12/2020

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O+P Fluidtechnik 11-12/2020

QUALITÄTSPRÜFUNG

QUALITÄTSPRÜFUNG PRÜFPROZESSE AUTOMATISIEREN –‒ FÜR MEHR EFFIZIENZ UND SICHERHEIT Autor: DI Simon Stritzinger, BSc, Projektmanager Simulation und Testsysteme, Hainzl Industriesysteme, Linz, Österreich PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Hainzl Industriesysteme setzt den Trend zu vollautomatisierten End-of-Line-Prüfungen von Hydraulikkomponenten kundenspezifisch und hochqualitativ um. Vor diesem Hintergrund installierte der Systemanbieter einen automatisierten Hydraulikzylinderprüfstand bei der Firma Weber Hydraulik, einem Hersteller von Hydraulik-Systemlösungen vor allem in der Nutzfahrzeugbranche. Das Linzer Technologieunternehmen Hainzl hat sich über die Jahre eine profunde Expertise im Bereich Endof-Line-Prüfungen erarbeitet und bereits eine Vielzahl dieser effizienten Prüfsysteme entwickelt und weltweit ausgeliefert. Im Fokus der Entwicklung eines End-of-Line-Prüfstands für Hydraulikzylinder bei Weber Hydraulik standen der Prüfmittel- fähigkeits-Nachweis nach MSA (Measurement Systems Analysis), Prozesseffizienz und lückenlose Rückverfolgbarkeit der Prüfergebnisse. Mit der von Hainzl entwickelten Softwareplattform Ocean wurde ein modularer Prüfprogrammaufbau umgesetzt, der Weber Hydraulik für zukünftige Herausforderungen rüstet. ZYLINDER EFFIZIENT UND UMFASSEND PRÜFEN In der Fluidtechnik sind Zylinder ein wesentlicher Bestandteil und die ständigen Weiterentwicklungen betreffen sowohl das verwendete Material, als auch die im Zylinder integrierte und immer komplexer werdende Ventiltechnik. Der neu entwickelte Zylinderprüfstand für Weber Hydraulik integriert den aktuellen Stand der Technik zum Beispiel hinsichtlich Ressourceneffizienz und wird zur Prüfung verschiedener Zylinder mit unterschiedlichen Durchmessern, Längen und Bauarten eingesetzt. Weber Hydraulik liefert seine Hydraulikzylinder unter anderem an namhafte Nutzfahrzeug-Hersteller. Dieser Branche entsprechend ist der Prüfmittelfähigkeit-Nachweis des Prüfstandes nach MSA essentiell. Darüber hinaus war aufgrund der hohen Stückzahl eine hohe Prüfeffizienz bei optimierten Prozesszeiten gefordert. In der Serienproduktion befüllt der End-of-Line-Prüfstand zuerst den Zylinder mit Öl und führt anschließend die Prüfung sämtlicher 22 O+P Fluidtechnik 2020/11-12 www.oup-fluidtechnik.de

QUALITÄTSPRÜFUNG Funktionen durch. Umfangreiche und detaillierte Prüfschritte testen alle Ventilfunktionen und eine umfassende Auswertung der Messdaten im Anschluss ermöglicht Rückschlüsse auf die Funktionsweise der Ventiltechnik. HOCHWERTIGE SENSORIK SICHERT QUALITÄT Die Zylinder werden beim Prüflauf in ein- und ausgefahrenem Zustand mit unterschiedlichen Prüfdrücken getestet und so maximal auftretende Betriebsbedingungen nachgestellt. Dabei wirken sowohl Zug- und Druckkräfte auf die Zylinderstange. Für die Erfassung der auftretenden Belastungen kommt zur Druck-, Kraft- und Wegmessung hochwertige Sensorik zum Einsatz. Dies wurde bereits in der Konzept- und Entwicklungsphase berücksichtigt und daher ein besonderes Augenmerk auf die Auflösung, Linearität oder Temperaturabhängigkeit der jeweiligen Sensoren gelegt. Nach erfolgreicher Inbetriebnahme des Prüfstandes wurde anhand einer Vielzahl von Daten mithilfe einer Statistiksoftware die Prüfmittelfähigkeit des Prüfstands nach MSA nachgewiesen. SOFTWAREPLATTFORM ZUR FLEXIBLEN PRÜFSTANDSTEUERUNG Eine zentrale Rolle bei der Entwicklung des Prüfstands nimmt die Automatisierung ein. Beim vollautomatischen End-of-Linie-Prüfstand für Weber Hydraulik lag der Fokus auf folgenden Punkten: ■ Ein strukturierter und modularer Prüfprogrammaufbau, ■ eine einfache und intuitive Bedienung der Software, ■ eine lückenlose Nachverfolgbarkeit der Prüfergebnisse und ■ einfache Erweiterbarkeit, um für zukünftige Zylinderarten gerüstet zu sein. Mit dem Softwaremodul „Ocean Explorer“ ist es problemlos möglich, die Prozessdaten zentral zu erfassen, um mehrere Produktionsstandorte untereinander vergleichen und so Optimierungspotentiale gezielt aufzeigen zu können. Das Condition Monitoring Softwaremodul „Ocean Preventor“ bietet zusätzlich leistungsstarke Algorithmen, welche durch Vibrations- und Flüssigkeitsüberwachung eine reibungslose und effiziente Produktion sichern. Dadurch vereinfacht sich die Fehlersuche und beschleunigt eine etwaige Reparatur. Die Prüfergebnisse je Zylinder werden für Weber Hydraulik zur weiteren Analyse als csv-Datei abgelegt sowie via OPC-Schnittstelle zur Datenbankeinbindung übergeben. MECHATRONIK IM EINSATZ FÜR OPTIMALE FUNKTIONALITÄT Zur Entwicklung des End-of-line-Zylinderprüfstand setzte Hainzl seine weitreichenden mechatronischen Kompetenzen ein. Demzufolge ist für jede Funktion die jeweils am besten dafür geeignete Technologie eingesetzt worden. Zum Beispiel wird der Pumpendruck mittels frequenzgesteuerter Pumpen an den jeweiligen Prüfdruck angepasst, um unnötige Verluste zu minimieren und die Energieeffizienz zu steigern. Zur Positionierung der Markiereinheit oder für das Öffnen und Schließen der Prüfkammertür wurden elektrische Linearachsen mit Zahnriementrieben ausgewählt. Die Vorteile dieser Antriebe sind die hohen Beschleunigungen, die kompakte Gesamtbauweise, der geräuscharme Lauf und die einfache Inbetriebnahme bzw. Parametriermöglichkeiten. DURCHGEHENDER SERVICE Ein Fernwartungszugang ist heute Stand der Technik, um eine optimale Nachbetreuung sicherstellen zu können. So können schnell und unkompliziert Softwareanpassungen durchgeführt werden. Um eine rasche und perfekte Kundenbetreuung sicherzustellen, hat sich Weber Hydraulik für den „Premium Technical Support“- Service von Hainzl entschieden. So sind jederzeit spezialisierte Servicetechniker telefonisch erreichbar und machen sich nach der technischen Klärung des Problems, wenn notwendig, innerhalb von 24 h auf den Weg zum Kunden. Fotos: Hainzl www.hainzl.at VOLLAUTOMATISIERTER PRÜFPROZESS Um den Prüfprozess zu initiieren, wählt der Bediener nach dem Rüsten das passende Prüfprogramm für die vier im Prüfstand befindlichen Zylinder aus. Die Prüfung erfolgt vollautomatisch ohne Bedienereinfluss, nachdem die Prüfzellentüre den Sicherheitsfunktionen entsprechend verschlossen wurde. In mehreren Prüfschritten werden die unterschiedlichen Zugund Druckkräfte, die in der realen Anwendung auf die Zylinderstange wirken, schnell und präzise getestet sowie gemessen. Die Vakuumeinheit kann entweder vakuumiertes Öl in den Zylinder einfüllen oder gewisse Bereiche des Zylinders vakuumieren. So wird ein Lösen der im Öl eingeschlossenen Luft im Zylinder beim späteren Einsatz verhindert, was zu Fehlern in der internen Ventiltechnik des Zylinders und einem Defekt führen würde. Zum Abschluss einer erfolgreichen Prüfung wird eine eindeutige Seriennummer auf den Zylinder geprägt. Besteht der getestete Zylinder die Prüfung nicht, wird der fehlerhafte Prüfschritt angezeigt. 01 02 01 Das Softwaremodul Ocean erfasst Prozessdaten zentral, sodass mehrere Produktionsstandorte untereinander verglichen und Optimierungspotentiale aufgezeigt werden können 02 Bis zu vier Zylinder können gleichzeitig geprüft werden, um die für den Produktionstakt benötigte Prozesszeit zu erreichen

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