Fördersystem, Bild: Hainzl

Während ein Zylinder geprüft wird, werden draußen schon die nächsten vorbereitet. Das Fördersystem transportiert bis zu vier Zylinder gleichzeitig, die sich in Größe und Prüfparameter unterscheiden dürfen. Bild: Hainzl

Um Prüfstände möglichst effizient nutzen zu können, sollten diese nicht nur ein spezielles Produkt testen, sondern für eine ganze Bandbreite an Produktvarianten ausgelegt sein. Das rasche Umrüsten der Prüflinge mit ihren extrem variablen geometrischen Eckdaten ist dabei eine der schwierigsten Problemstellungen. Denn die Prüflinge müssen sowohl bei großen aber auch bei kleinen Eckleistungen (Druck beziehungsweise Durchfluss), effizient und genau geprüft werden.

Hainzl Industriesysteme entwickelte vor kurzem gemeinsam mit Liebherr-Components Kirchdorf genau so einen flexiblen End-of-Line-Prüfstand. Industrie-4.0-Szenarien wie hoher Vernetzungsgrad, visualisierte Assistenz, in Echtzeit verfügbare Anlagenparameter sowie dezentrale Entscheidungs- und Diagnosefähigkeit zeichnen diesen Prüfstand aus. Er dient zur Serienprüfung von Hydraulikzylindern für verschiedene Applikationen. Darüber hinaus wurde er vollständig in den Ablauf der Hydraulikzylinder-Produktion integriert und mit dem Liebherr-Qualitätsdatenmanagementsystem vernetzt.

In enger Zusammenarbeit mit Liebherr entwickelte Hainzl ein System, welches automatisiert unterschiedliche Zylindertypen prozess- und personensicher bei verschiedenen Drücken, Durchflüssen und Größen prüft. Darüber hinaus berücksichtigt die Prüfvorrichtung die hohe Varianz der hydraulischen Anschlüsse sowohl in ihrer Dimension als auch in ihrer Position.

Gelöst wurde das Problem der hohen Typenvarianz unter anderem mittels RFID-Identifizierung der Prüflinge. Die Prüfstandsautomatisierung wählt anhand der RFID-Daten das zugehörige Prüf- und Rüstprogramm aus. Basierend darauf leitet es den Prüfer mit Hilfe von zwei großen Flatscreens durch den Rüstvorgang. Auf einem der beiden Bildschirme wird dem Mitarbeiter beziehungsweise der Mitarbeiterin die Rüstanweisung für die jeweiligen Hydraulikzylinder angezeigt. So ist klar, welche Adapter vor dem Prüfprozess auf die Prüflinge montiert werden müssen, damit er in der Prüfzelle richtig angeschlossen werden kann. Auf dem zweiten Flatscreen wird ein Live-Bild vom Inneren der Prüfzelle angezeigt, wodurch das Personal den Prüfvorgang mitverfolgen und überwachen kann.

Effizienter Prüfprozess

Um eine höchstmögliche Auslastung des Prüfstands zu ermöglichen, werden die Prüflinge bereits vor der Prüfzelle auf die Prüfung vorbereitet. Die Zylinder werden durch ein automatisiertes Fördersystem transportiert, das bis zu vier Prüflinge gleichzeitig in den Prüfstand befördern kann. Diese können sich sowohl in den Abmessungen als auch in den hinterlegten Prüfparametern unterscheiden, so dass eine Losgröße 1 beim Prüfen realisiert werden kann. Der Prüfstand richtet die Kupplungssysteme exakt an den Hydraulikanschlüssen aus. Dazu werden acht von der Decke hängende Prüfköpfe horizontal und vertikal über den Prüfadaptern positioniert. Die hydraulische Verbindung zwischen Prüfstand und Prüflingen erfolgt dann mittels automatisierter Kupplungssysteme.

Auch die Bedienung zum Anschließen der Hydraulikzylinder an die Prüfvorrichtung erfolgt automatisiert, damit der Prüfer keine schweren Lasten wie beispielsweise Schläuche manipulieren muss. Zusätzlich zur ergonomischen Arbeitsweise verkürzt das von Hainzl weiterentwickelte Kupplungssystem von Liebherr die Stillstandszeit des Prüfstands. Durch den automatischen Prüfprozess können bereits während des Prüfvorgangs die Prüflinge für den nächsten Durchgang gerüstet werden. Sollte eine manuelle Bedienung oder eine visuelle Kontrolle durch den Prüfer notwendig sein, informiert der Prüfstand das Personal rechtzeitig. Durch all diese Maßnahmen wird ein effizienter Prüfprozess sichergestellt.

Sicherheit der Prüfer

Automatisierte Kupplungssysteme, Bild: Hainzl
Automatisierte Kupplungssysteme sorgen für die hydraulische Verbindung von Zylinder und Prüfstand. Bild: Hainzl

Während des Prüfablaufes kann sich das Prüfpersonal frei in der Prüfzelle bewegen, da der zulässige Druck automatisch begrenzt ist und mittels Sicherheitssteuerung überwacht wird. Bevor einer der Prüfkreise höhere Drücke für den nächsten Prüfschritt benötigt, wird das Bedienpersonal mittels Lichtsignal darauf aufmerksam gemacht, dass die Prüfkammer nun zu verlassen ist. Optoelektronische Sensoren stellen sicher, dass die Hochdruckprüfung erst startet, wenn sich keine Personen mehr innerhalb der Prüfzelle befinden. Erst dann werden die Hubtore automatisch geschlossen und die Prüfung durchgeführt.  Nach dem Prüfprozess wird der Hydraulikzylinder mit Druckluft betrieben um die verbliebenen Ölrückstände auf ein Minimum zu reduzieren. Eine dem Prüfstand nachgeschaltete Markierstation graviert die Prüflinge mit der vom Leitsystem generierten Serien-, Identitäts- und Versionsnummer.  Die Prüfergebnisse werden vom Prüfstand automatisiert an das Qualitätsdatenmanagementsystem von Liebherr weitergeleitet. Sämtliche Prüfdaten können somit lückenlos einem Zylinder zugeordnet werden. Darüber hinaus wird ein Prüfprotokoll erstellt, welches den Zylindern beigelegt werden kann und eine exakte Rückverfolgbarkeit gewährleistet. Durch die modular gespeicherten Daten können auch Langzeittrends gebildet und somit eine geleichbleibende Qualität sichergestellt oder bei Bedarf Maßnahmen eingeleitet werden.

Testparameter anpassen

Die Benutzeroberfläche der Prüfstandsautomatisierung ermöglicht die Anlage neuer Prüfprogramme sowie die Auswahl unterschiedlicher Prüfungen beziehungsweise Änderung von Prüfparametern. Dadurch kann der Betreiber auf zukünftige Änderungen rasch reagieren. do

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