Akustische Überwachung automatisierter Fügeprozesse by Thomas Löffler

By Thomas Löffler

Die vorliegende Dissertation entstand während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München. Herrn Prof. Dr. -Ing. Dr. h. c. Dr. Ing. E. h. Joachim Milberg und Herrn Prof. DrAng. Gunther Reinhart, den Leitern dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank für die wohlwollende Förderung und großzügige Unterstützung meiner Arbeit. Bei Herrn Prof. Dr. -Ing. Joachim Heinzl, dem Leiter des Lehrstuhls für Feingerätebau und Mikrotechnik der Technischen Universität München, möchte ich mich für die Übernahme des Koreferates und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit sehr herzlich bedanken. Darüberhinaus bedanke ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstützt haben, recht herzlich. München, im März 1998 Thomas Löffler Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1. 1 Ausgangssituation 1 1. 2 Einordnung und Zielsetzung der Arbeit four 1. three Vorgehen im Rahmen der Arbeit five 2 Stand der Erkenntnisse 7 2. 1 Begriffsbestimmung 7 2. 2 Verfahren der Qualitätslenkung eight 2. three Verfahren der Prozeßlenkung 14 2. three. 1 Einführung 14 2. three. 2 Prozeßprüfung in der Teilefertigung 17 2. three. three Prozeßprüfung in der Montage 19 2. four Akustische Prüfsysteme 23 24 2. five Zusammenfassung three Grundlagen der Akustik und der akustischen 25 Meßtechnik three. 1 Begriffsbestimmung 25 three. 2 Schallentstehung 28 three. 2. 1 Schallentstehung durch makroskopische Verformung 28 three. 2. 2 SChallentstehung durch mikroskopische Verformung 30 three. 2. three Schallentstehung durch Strömungen 32 3.

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Weisen abhängig von ihrem Betriebszustand ein charakteristisches Geräuschverhalten auf. Abweichungen von dieser Geräuschcharakteristik deuten auf Fertigungsfehler bzw. Beschädigungen hin. Der Klang, der durch das Anschlagen von Porzellan, Glas, Keramik und Gußteilen erzeugt wird, gibt Auskunft über bestehende Risse, Sprünge oder sonstige Strukturveränderungen. In beiden Fällen können die veränderten Geräuschcharakteristika vom menschlichen Gehör erfaßt werden. Ziel der Endprüfung mit Hilfe der akustischen Prüfsysteme ist es, das subjektive menschliche Geräuschempfinden durch objektive akustische Meßgrößen zu ersetzen, um dadurch eine Erhöhung der Produktqualität zu erreichen.

Fügegeräusche, die in der manuellen Montage häufig zur Überwachung kraft- und formschlüssiger Fügeverbindungen von den Arbeitskräften eingesetzt werden, finden bei der automatisierten Überwachung von Fügeprozessen bisher keine Verwendung. In der Teilefertigung und in der Produktendprüfung werden akustische Prüfsysteme bereits mit Erfolg eingesetzt. Im weiteren Verlauf der Arbeit soll an Füge- und Handhabungsprozessen geprüft werden, inwieweit durch die Einführung akustischer Prüfverfahren die Qualität in der Montage gesteigert werden kann.

Die Sensoren werden häufig am Werkzeugrahmen angebracht und messen die Dehnungen des Rahmens. Drucksensoren, die oftmals zur Ablaufsteuerung der Werkzeuge vorhanden sind, kommen auch zur Anwendung. Wamecke & Würtz (1991), die ein Werkzeug zum Einhämmem von Paßstiften vorstellen, beschränken sich auf die Messung des Weges, der pro Schlag zurückgelegt wird. 6: =======1 ~ SPS Modulare Überwachungsgeräte (nach Bosch1990a) - 20- Stand der Erkenntnisse Die Kraft- und Wegsignale werden einem externen Rechner zugeführt, und dort wird die Kraft grafisch über den Weg aufgezeichnet.

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