DE102004027804A1 - Verfahren zum Prüfen von Serien- oder anderen Produkten auf Fertigungstoleranzen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Gruppierung der die Geräuschbildung repräsentierenden Frequenz- bzw. Ordnungsspektren der gemessenen Luft- bzw. Körperschallemissionen von periodisch arbeitenden Konstruktionen, um mit Geräuschmessungen desselben Individuums einer Konstruktion in seiner zeitlichen Entwicklung oder Idividuen gleicher Konstruktion unter ähnlichen Bedingungen sich im Klangbild äußerndes anormales Verhalten eines Individuums, welches üblicherweise auf Fehler hinweist, zu identifizieren und anhand der Gruppe, der die Messung zugeordnet wurde, unter Zuhilfenahme von Konstruktionsdaten und/oder Erfahrungswerten, eine Fehleridentifikation zu ermöglichen. Dazu wird das Spektrum jeder neuen Messung aufgrund seiner Ähnlichkeit zu schon vorhandenen Messungen in ein Dendrogramm (siehe Zeichnung) der Messungen eingeordnet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen von Serienprodukten auf Fertigungstoleranzen durch Messen von Luft- und/oder Körperschallemissionen und Anwenden von Frequenz- und/oder Ordnungsanalysen.
  • Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE 195 45 008 A1 bekannt, bei dem beispielsweise Schallemissionsmeßwerte des Prüflings unter Anwendung der Ordnungsanalyse ausgewertet werden. Mit der Ordnungsanalyse können Schäden erkannt werden, die bei einer Veränderung der Drehzahl des Prüflings eine Änderung der Schallfrequenz verursachen. Mit dem bekannten Verfahren lassen sich bereits geringe Schäden feststellen.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren dieser Art weiter zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Damit ist eine Prüfung von Produkten auf unterschiedliche Fehler möglich, bei der keine manuelle Einstellungen durch eine Bedienungsperson benötig wird.
  • Bei einer Messung von zahlreichen Produkten gleicher Art, z. B. Motoren, werden Messergebnisse ähnlicher Konfiguration gruppiert und jeweils ein Produkt aus jeder Gruppe auf den die jeweilige Konfiguration bewirkenden Fehler untersucht. Damit erhält man eine Zuordnung zwischen Fehler und dem Messergebnis. Es sind so bei Serienmessungen direkte Rückschlüsse zwischen Messergebnis und Fehler am Produkt möglich.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Gruppierung der die Geräuschbildung repräsentierenden Frequenz- bzw. Ordnungsspektren der gemessenen Luft- bzw. Körperschallemissionen von Getrieben, Motoren und anderen durch periodische Anregung charakteristische Geräusche verursachende Konstruktionen, werden mit Geräuschmessungen des selben Individuums einer Konstruktion in seiner zeitlichen Entwicklung oder Individuen gleicher Konstruktion unter ähnlichen Bedingungen sich im Klangbild äußerndes anormales Verhalten eines Individuums, welches üblicherweise auf Fehler hinweist, zu identifizieren und anhand der Gruppe, der die Messung zugeordnet wurde, unter Zuhilfenahme von Konstruktionsdaten und/oder Erfahrungswerten, eine Fehleridentifikation ermöglicht.
  • Dazu wird das Spekrum jeder neuen Messung aufgrund seiner Ähnlichkeit zu schon vorhandenen Messungen in ein Dendrogramm gemäß der Zeichnung der Messungen eingeordnet, indem erst aus jedem Spektrum ein Cluster gebildet wird, um dann immer 2 ähnlichste Cluster unter Auslassung schon betrachteter zusammenzufassen. Die Ähnlichkeit wird dabei aus dem Abstand der Spektren ermittelt, der sich, nach einer Normierung zur gleichstarken Gewichtung aller Spektralanteile, im von den n Spektrallinien jedes Spektrums aufgezogenen n-dimensionalen Raum als Abstand der resultierenden Punkte ergibt.
  • Um nun in diesem Dendrogramm Gruppen voneinander zu unterscheiden, werden die Knoten des Dendrogramms auf Zusammengehörigkeit der Äste untersucht, wobei Cluster, die "zu unterschiedlich" sind, separate Gruppen bilden und sich beim Erreichen von Knoten mit ausreichend zusammengehörenden Unterclustern eine Gruppe manifestiert hat. Maß der Zusammengehörigkeit ist die Ähnlichkeit der Verteilungen der in den Clustern enthaltenen Spektren, die mittels nicht-parametrischer statistischer Verfahren als prozentuale Wahrscheinlichkeit der Zugehörigkeit zur selben statistischen Verteilung ermittelt wird.
    •
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Dendogramms mit zu Gruppen zusammengefaßten Spektren gezeigt.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Prüfen von Serien- oder anderen Produkten auf Fertigungstoleranzen durch Messen von Luft- und/oder Körperschallemissionen und Anwenden von Frequenz- und/oder Ordnungsanalysen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in der Gruppierung der die Geräuschbildung repräsentierenden Frequenz- bzw. Ordnungsspektren der gemessenen Luft- bzw. Körperschallemissionen von Getrieben, Motoren und anderen durch periodische Anregung charakteristische Geräusche verursachende Konstruktionen besteht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Geräuschmessungen des selben Individuums einer Konstruktion in seiner zeitlichen Entwicklung oder Individuen gleicher Konstruktion unter ähnlichen Bedingungen sich im Klangbild äußerndes anormales Verhalten eines Individuums, welches üblicherweise auf Fehler hinweist, identifiziert und gruppiert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anhand der Gruppe, der die Messung zugeordnet ist, und unter Zuhilfenahme von Konstruktionsdaten und/oder Erfahrungswerten, eine Fehleridentifikation erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spektrum jeder neuen Messung aufgrund seiner Ähnlichkeit zu schon vorhandenen Messungen in ein Dendrogramm der Messungen eingeordnet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus jedem Spektrum ein Cluster gebildet wird, um dann immer 2 ähnlichste Cluster unter Auslassung schon betrachteter Cluster zusammenzufassen.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ähnlichkeit aus dem Abstand der Spektren ermittelt wird, der sich, nach einer Normierung zur gleichstarken Gewichtung aller Spektralanteile, im von den n Spektrallinien jedes Spektrums aufgezogenen n-dimensionalen Raum als Abstand der resultierenden Punkte ergibt.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterscheidung der Dendrogramm-Gruppen voneinander, die Knoten des Dendrogramms auf Zusammengehörigkeit der Äste untersucht werden, wobei unterschiedliche Cluster separate Gruppen bilden, und daß sich beim Erreichen von Knoten mit ausreichend zusammengehörenden Unterclustern eine Gruppe manifestiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Zusammengehörigkeit die Ähnlichkeit der Verteilungen der in den Clustern enthaltenen Spektren ist, die mittels nicht-parametrischer statistischer Verfahren als prozentuale Wahrscheinlichkeit der Zugehörigkeit zur selben statistischen Verteilung ermittelt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102006033905A1 (de) * 2006-07-19 2008-01-31 BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Verfahren zur Beurteilung von Druckbehältern aus Verbundwerkstoff mittels Schallemissionsprüfung
DE102011101263A1 (de) * 2011-05-11 2012-11-15 Dietmar Cimbal Verfahren zur Erkennung einer Dysfunktion

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