Mechanische Dauerprüfung mit System: müller+krahmer verbindet NI DIAdem und EtherCAT zu flexiblen Prüfständen

Vielfältigste mechanische Prüfaufgaben können durch die geschickte Kombination von Hard- und Software unterschiedlicher Hersteller flexibel und kostengünstig gelöst werden.

Ob Hydraulikzylinder im Bagger, Sitzschaum im Autositz oder Flachabtriebe in Schraubwerkzeugen: Bevor ein Bauteil den Weg in die Serienproduktion findet, muss seine Dauerfestigkeit unter realistischen Bedingungen nachgewiesen werden. Die müller+krahmer GmbH aus Kaulsdorf in Thüringen entwickelt für genau solche mechanischen Dauer- und Funktionsprüfungen maßgeschneiderte Prüfstände, die auf NI DIAdem und dem schnellen Industrial-Ethernet-Standard EtherCAT basieren.

Ein typisches Beispiel ist die Modernisierung eines Dauerversuchsprüfstands für hydraulische Komponenten bei einem Hersteller von Hydraulikzylindern. Gefordert war ein System, das zyklische Belastungen über mehrere Monate ermöglicht, was bei typischen Anwendungsfällen rund zehn Millionen Lastwechseln entspricht, bei einer parametrierbaren Erfassungsrate von bis zu 2 kHz pro Kanal. Realisiert wurde ein verteiltes System aus drei unabhängigen Versuchsplätzen und einem zentralen Steuerrechner, verbunden über EtherCAT-Slave-Chassis und EtherCAT-Bridges. Eine Grenzwertüberwachung mit Reaktionszeiten unter zehn Millisekunden schaltet bei kritischen Signalzuständen automatisch ab, während zyklische wie ereignisgesteuerte Datenspeicherung auch bei einem Stromausfall den letzten Anlagenzustand rekonstruierbar macht.

Ganz ähnlich gelagert, aber mit eigenen Anforderungen, ist die Prüfung von Sitzschäumen für Kraftfahrzeuge. Hier definiert die DIAdem-Applikation die Prüfung als Abfolge von bis zu zehn Prüfschritten, von der klimatischen Konditionierung über die Eindrückhärtezahl-Messung bis zum Dauerschwingversuch gemäß DIN 53574 und ISO 3385 . Die offene Softwarestruktur erlaubt es, neue Prüfvorschriften über die grafische Konfiguration der DAC-Schaltpläne einzubinden, ohne die Applikation komplett neu zu entwickeln, ein Vorteil, der sich auszahlt, wenn sich gesetzliche Vorschriften ändern oder herstellerspezifische Prüfungen hinzukommen.

Beim Flachabtriebprüfstand für einen Hersteller von Schraubwerkzeugen wiederum steht die Echtzeitregelung des Abtriebsdrehmoments im Mittelpunkt: Drei unabhängige Versuchsplätze auf Basis von compactRIO-Controllern erfassen und regeln mit Abtastraten von 1 kHz pro Kanal, während der zentrale Steuerrechner Parameter vorgibt, Grenzwerte überwacht und mittels der Worker-Technologie von DIAdem parallel Prüfprotokolle für mehrere gleichzeitig aktive Versuchsplätze erzeugt.

Was alle drei Beispiele verbindet: Der Wechsel von proprietären, oft nicht mehr wartbaren Alt-Systemen zu einer offenen, auf Standardkomponenten basierenden Lösung. Statt bei jeder neuen Prüfaufgabe eine komplette Neuentwicklung zu benötigen, lässt sich die bestehende DIAdem-Applikation gezielt erweitern, wobei Signalerfassung und -ausgabe über EtherCAT auch bei verteilten, mehrere Meßstellen umfassenden Systemen die geforderte Echtzeitfähigkeit sicherstellen.

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Die müller+krahmer GmbH mit Sitz im thüringischen Kaulsdorf ist spezialisiert auf Prüfautomatisierung und automatisierte Datenanalyse auf Basis von NI LabVIEW und NI DIAdem. Als NI Partner entwickelt das Unternehmen kundenspezifische Meß- und Prüfapplikationen ebenso wie eigene Software-Erweiterungen - mit besonderem Schwerpunkt auf der Anbindung unterschiedlichster Feldbusse und der Echtzeiterweiterung von NI-Software durch Beckhoff TwinCAT. Das Leistungsspektrum reicht von der Konzeption über die Konfiguration von Hard- und Software bis zur schlüsselfertigen Inbetriebnahme vor Ort und individuellen Schulungen.

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