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Ziehseifenabriss und Folgen akustisch erkennen

März 2017 — Reißt beim Drahtzug die Ziehseife ab, ändern Reibparameter und die Verformungsarbeit sich schlagartig. Auf dem Produkt entstehen Riefen, und in Folge wird der Ziehstein beschädigt. Dem Drahtzieher steht hierzu ein übersichtliches Angebot an Überwachungskonzepten zur Verfügung.

Der Ziehseifenabriss im Drahtzug ist eine zentrale Gefährdung der Qualität des Drahts in der Produktion. Durch die unmittelbare Veränderung der Reibparameter ändert sich auch die Verformungsarbeit und löst oberflächliche Beschädigungen auf dem Draht aus – mithin Riefen - und kann in Folge den Ziehstein nachhaltig beschädigen. Darunter leidet immer die Qualität des Drahts.

Körperschall lässt aufhorchen

Beim Drahtzug entsteht Körperschall. Die für Menschen unhörbaren Frequenzen bieten jedoch die Möglichkeit, eine umfassende qualitative Bewertung des Produktionsvorgangs sicherzustellen. Körperschall wird mit Hilfe piezoelektrisch arbeitender Vibrationssensoren detektiert und in ein elektrisches Signal gewandelt. Dieses Signal tastet das Messgerät „Optimizer 4D“ hochfrequent ab, so dass keine Millisekunde der Produktion verloren geht. Über mathematische Transformation wird das Signal gewandelt und dreidimensional als Frequenz-Zeit-Amplituden-Schaubild gezeigt. Durch diese Methode wird das Signal-Störgeräusch-Verhältnis verbessert.

Die als Hoch-Frequenz-Impuls-Messung (HFIM) bekannte Methode ermöglicht, den Prozess frequenzselektiv zu betrachten. Dies ist notwendig, da bestimmte Frequenzbereiche sensitiv gegenüber Prozessparametern wie Reibung reagieren. Ändert sich im Prozess die mitgeführte Menge des Schmierfilms, so ändert sich damit auch die Reibung. Man kann festhalten: Es wird lokal laut um den Draht. Das Messgerät „hört“ die Veränderung immer, und zwar gleichgültig wie laut es in der Halle auch sein mag. Bei fehlendem Schmierfilm entsteht ein adhäsiver Kontakt zwischen Draht und Ziehstein, der durch den weiteren Vorschub überwunden wird. Es entstehen lokale Oberflächenbeschädigungen. Der Zeitpunkt des Abrisses vom Ziehstein erzeugt einen Impuls, ähnlich einer Folge lauter Knalle, die im Körperschalldiagramm gut zu sehen sind.

Geräte nur so gut wie die Software

Die Software von Optimizer 4D lernt am Produktionsprozess. Ist die Ziehgeschwindigkeit erreicht, lernt ein Modul die Messung an. Dies ist notwendig, da die Höhe der Körperschallsignale abhängig sind von der Festigkeit, Beschichtung und Ziehgeschwindigkeit des Drahts. So wird die universelle Einsatzfähigkeit der HFIM sichergestellt, sich auf alle Draht-Ziehstein-Paarungen einzustellen. Es wird ein mittleres Signal bestimmt, welches den Gutzustand der Produktion beschreibt.

Wird der Prozess infolge veränderter Reibung lauter oder leiser, oder erscheint er wegen der Oberflächenbeschädigung zerstückelt, erzeugt Optimizer 4D eine Warnung. Natürlich ist das System auch triggerfähig. Es kann durch die Verbindung mit der Maschine die Produktion anhalten oder zumindest verlangsamen, um die Qualität des Drahts sicher zu stellen. Die Methoden reichen über sensitive Hüllflächenbetrachtung, in der - wie bei einem Teppich - jede störende Falte genau betrachtet wird oder über die Unter- oder Überschreitung eines gemittelten Signals. Damit ist auch der unerkannte Drahtabriss kein Thema mehr. Am Ende steht eine Übersicht über mehrere Kilometer Draht, die als Zertifikat für interne oder externe QM-Maßnahmen zur Verfügung steht.

Vorteile liegen auf der Hand

Diese und weitere Implementierungen hat die Qass GmbH zusammen mit dem Drahtzugmaschinen-Hersteller Ernst Koch bereits entwickelt. Dessen Maschinen sind bereits mit Qass-Messgeräten erhältlich. Aber auch das Nachrüsten anderer Maschinen ist ohne Probleme möglich: Der kleine Vibrationssensor wird einfach in die Nähe des Ziehsteins appliziert.

Das Messgerät ist auch in lauter und schmutziger Umgebung einsetzbar. Der Sensor kann geschützt verbaut werden, ohne im direkten Kontakt zum Draht zu stehen. Jedes Modul kann innerhalb einer Stunde gewechselt werden. Qass bietet regelmäßige Kalibrierung der Messtechnik an, so dass der Zertifizierung nichts im Wege steht. Der Automationsgrad des Geräts lässt eine schnelle Reaktion auf den Produktionsablauf zu und hilft die Qualität nachhaltig zu verbessern.

Ein einmal aufgenommener Prozess liefert eine Menge Informationen über den Ziehstein und den Drahtzustand. Die Entwicklung geht hin zur Ermittlung einer optimalen Ziehgeschwindigkeit, damit Schäden am Draht im Vorhinein vermieden werden können. Hierauf aufbauend wird der Abriss der Ziehseife präventiv überwacht, damit nicht erst reagiert wird, wenn Schaden eingetreten ist. Die Daten liegen bereits vor. Die Erkennung von Mustern, die den Ziehseifenabriss ankündigen, ist die Herausforderung für die kommenden Monate. Qass arbeitet in enger Kooperation mit Ernst Koch daran.

Qass GmbH
Schöllinger Feld 28, 58300 Wetter
Ansprechpartner ist David Hesbacher
Tel.: +49 2335 802011
dhesbacher@qass.net
www.qass.net

Ernst Koch GmbH+Co. KG
Sternstraße 9, 58675 Hemer-Ihmert
Tel.: +49 2372 985-500
info@koch-ihmert.de
www.koch-ihmert.com

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