Bestimmung und Regelung der Kapillar- und Nahttiefe beim Laserstrahlschweißen
Aktualisiert: 2023-06-22
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Bestimmung und Regelung der Kapillar- und Nahttiefe beim Laserstrahlschweißen
Schlüsselwort: Schattenprojektion
Bestimmung und Regelung der Kapillar- und Nahttiefe beim Laserstrahlschweißen
Bestimmung und Regelung der Kapillar- und Nahttiefe beim Laserstrahlschweißen
Aktualisiert: 2023-01-25
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Inline-Messsysteme zur Erfassung präzisionsgeschmiedeter Hochleistungsbauteile
Bei der Herstellung von Antriebsstrangkomponenten der Automobilindustrie durch die an der
Leibniz Universität Hannover erforschten „Prozesskette zur Herstellung präzisionsgeschmiedeter
Hochleistungsbauteile“ ist aufgrund von Geometrieabweichungen und Materialaufmaßschwankungen
eine Positions- und Lagekorrektur vor der Endbearbeitung erforderlich.
Die vorliegende Arbeit präsentiert sowohl Inline-Messsysteme, die innerhalb des Prozessschritts
der „Aufmaßorientierten Feinpositionierung“ die Geometrieelemente des zu bearbeitenden
Bauteils erfassen als auch Auswertestrategien, die auf Basis der geometrischen Daten
die Lage- und Positionskorrektur in vier Freiheitsgraden berechnen.
Für das Bauteil Ritzelwelle wird ein optisch arbeitendes Inline-Messsystem aufgebaut, welches
innerhalb einer konventionellen Drehmaschine sowohl die Verzahnung als auch den Lagersitz
profillinienhaft erfasst. Die entwickelte Algorithmik errechnet einen Korrekturvektor
in vier Freiheitsgraden, sodass nach dessen Umsetzung die Bearbeitung des Bauteils in einer
bestmöglichen Position und Lage durchgeführt werden kann.
Für die Geometrieerfassung des Bauteils Kurbelwelle wird ebenfalls ein Inline-Messsystem
auf Basis optischer Messtechnik entwickelt. Die Analyse der profillinienhaften Messdaten aller
Geometrieelemente erfolgt mit volumetrischen Auswertestrategien. Auf deren Grundlage
wird sowohl eine Approximation der statischen Unwucht als auch eine Positions- und Lagekorrektur
in vier Freiheitsgraden für eine unwuchtminimierende Bearbeitung ermittelt.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Modellierung optischer Sensoren für die geometrische Messtechnik zur Messunsicherheits- und Messbarkeitsanalyse
Die mit einem Messsystem erreichbare Messunsicherheit muss um ein Vielfaches geringer sein als die vom Konstrukteur geforderten Bauteiltoleranzen, um die funktionsrelevanten Geometriemerkmale erfolgreich prüfen zu können. Die Messunsicherheit hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise der Erfahrung des Bedieners oder der Bauteilausrichtung des Werkstücks im Messvolumen. Die Analyse erfolgt in der Regel durch umfangreiche Untersuchungen an einem Referenzbauteil bzw. Normal und bringt sowohl einen hohen Zeit- und Kostenaufwand mit sich. Für die Angabe der Messunsicherheit bietet sich sowohl die Methode A als auch die Methode B nach GUM (Guide to the expression of Uncertainty inMeasurement) an, wobei Methode A einen statistischen Ansatz und Methode B eine wissenschaftliche Beurteilung auf Basis eines mathematischen Modells des Messprozeses darstellt.
Um vor der eigentlichen Messung die Eignung der Messsysteme für die vorliegende Prüfaufgabe zu untersuchen, bietet sich der Einsatz virtueller Messtechnik für die Abschätzung der erreichbaren Messunsicherheit an. Virtuelle Messsysteme stellen eine numerische Simulation des Messvorgangs dar und bilden die physikalischen Vorgänge durch mathematische Modelle ab. In dieser Arbeit wird ein virtuelles Multisensor-Assistenzsystem auf Basis eines Schattenprojektionssystems und eines Streifenprojektionssystems entwickelt und für die Messunsicherheitsanalyse und die Messbarkeitsprüfung anhand von CAD-Modellen eingesetzt. Neben der mathematischen Beschreibung der Modelle werden auch Kalibrierverfahren zur Identifikation aller relevanten Systemparameter ausgearbeitet. Anschließend erfolgt auf Basis der mathematisch/physikalisch motivierten Modelle der Messsysteme die Entwicklung von Methoden zur Charakterisierung von Unsicherheiten sowie zur Prüfung der Messbarkeit von funktionsrelevanten Merkmalen.
Aktualisiert: 2019-10-17
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