Qualitätsbewertung und -regelung für die Fertigung von Karosserieteilen in Presswerken auf Basis neuronaler Netze:
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| Published: |
München
Utz
2012
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS I
ABBILDUNGSVERZEICHNIS VII
TABELLENVERZEICHNIS XIII
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS X V
VERZEICHNIS D E R FORMELZEICHEN X V I I
GROSSE LATEINISCHE BUCHSTABEN XVII
KLEINE LATEINISCHE BUCHSTABEN XVIII
GRIECHISCHE BUCHSTABEN X I X
1 EINLEITUNG 1
1.1 MOTIVATION DER ARBEIT 1
1.2 ZIELSETZUNG 2
1.3 VORGEHENSWEISE UND GLIEDERUNG D E R ARBEIT 3
1.4 STAND DER TECHNIK 7
1.4.1 PROZESSKETTE IM PRESSWERK 7
1.4.2 PRESSENANLAGEN 8
1.4.2.1 PRESSENTECHNIK 8
1.4.2.2 ZIEHEINRICHTUNG 12
1.4.3 ZIEHWERKZEUGE 13
1.4.4 QUALITAETSMAENGEL VON KAROSSERIEBAUTEILEN 14
I
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
1.4.5 PROZESSSENSORIK BEI D E R FERTIGUNG V O N KAROSSERIEBAUTEILEN....
15
1 .4.5.1 SENSORSYSTEME IN M O D E R N E N PRESSENANLAGEN 15
1.4.5.2 WEITERE SENSORSYSTEME FUER PRESSENANLAGEN 17
1.4.5.3 WIRBELSTROMPRINZIP BEI D E R ZERSTOERUNGSFREIEN
ERMITTLUNG MECHANISCHER WERKSTOFFKENNWERTE 19
1.4.6 QUALITAETSBEWERTUNG A U F BASIS N E U R O N A L E R N E T Z E 2 3
1.4.7 ANSAETZE Z U M A U F B A U V O N PROZESSREGELUNGEN 3 1
1.4.8 Z U S A M M E N F A S S U N G U N D BEWERTUNG D E S AKTUELLEN
FORSCHUNGSSTANDS 3 6
1.5 LOESUNGSANSATZ FUER EINE MODELLBASIERTE PROZESSREGELUNG 3 8
2 BESCHREIBUNG D E S GESAMTSYSTEMS UND A U S W A H L V O N
SENSORSYSTEMEN 4 1
2.1 ANALYSE D E S FERTIGUNGSSYSTEMS 41
2.1.1 ALLGEMEINES 4 1
2.1.2 MECHANISCHER A U F B A U D E R PRESSENANLAGE 4 1
2.1.3 UNTERSUCHTES WERKZEUG 4 2
2.1.4 UEBERBLICK UE B E R DIE MESS- U N D EINFLUSSGROESSEN 4 3
2.2 AUSWAHL ERFORDERLICHER SYSTEME 4 4
2.2.1 ALLGEMEINES 4 4
2.2.2 MECHANISCHE WERKSTOFFKENNWERTE 4 4
2.2.3 BLECHDICKE 52
2.2.4 RAUHEIT U N D SCHMIERFILM 5 6
2.2.5 TEMPERATUR D E S BAUTEILS U N D D E S WERKZEUGS 5 7
2.2.6 MARKIERUNG VON PLATINEN 5 9
II
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
2.3 Z U S A M M E N F A S S U N G - AUSWAHL GEEIGNETER SENSORSYSTEME 61
3 A U F B A U EINES MECHATRONISCHEN SYSTEMS Z U R ERFASSUNG V O N
EINFLUSSGROESSEN 6 5
3.1 SYSTEME Z U R PROZESSUEBERWACHUNG 6 5
3.2 ZERSTOERUNGSFREIE WERKSTOFFPRUEFUNG 6 6
3.2.1 ALLGEMEINES 6 6
3.2.2 SYSTEMINTEGRATION FUER D E N SERIENBETRIEB 6 6
3.2.3 INBETRIEBNAHME D E S SYSTEMS (KALIBRIERUNG) 6 7
3.3 BLECHDICKENERFASSUNG MITTELS D E S LASERTRIANGULATIONSVERFAHRENS 7 0
3.3.1 ALLGEMEINES 7 0
3.3.2 VORRICHTUNGSKONSTRUKTION FUER D E N SERIENBETRIEB 71
3.3.3 INBETRIEBNAHME UND KALIBRIERUNG D E S SYSTEMS 71
3.3.4 MESSERGEBNISSE IM SERIENBETRIEB 72
3.4 RAUHEITS- UND SCHMIERFILMMESSUNG MITTELS D E S
REFLEXIONSPRINZIPS 7 3
3.5 TEMPERATURERFASSUNG D E S BAUTEILS UND D E S WERKZEUGS 7 4
3.6 INTEGRATION D E R PLATINENBESCHRIFTUNGSANLAGE 7 5
3.7 IDENTIFIKATION DER QUALITAETSMAENGEL 7 7
3.8 ONLINE-MESSWERTERFASSUNG UND KENNWERTBILDUNG 7 8
3.8.1 INBETRIEBNAHME D E S MECHATRONISCHEN GESAMTSYSTEMS 7 8
3.8.2 VISUALISIERUNGSOBERFLAECHE FUER DIE ANZEIGE D E R MESSGROESSEN.... 7 9
3.9 ZUSAMMENFASSUNG DES DATENERFASSUNGSKONZEPTES 8 0
III
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
4 PROZESSMODELL Z U R VORHERSAGE UND R E G E L U N G D E R
BAUTEILQUALITAET 8 3
4.1 ALLGEMEINES 8 3
4.2 UEBERBLICK D E R DATENBASIS U N D ANALYSE D E R PROZESSDATEN 8 3
4.2.1 STATISTIK D E R UNTERSUCHTEN PRODUKTIONSREIHEN
(ABPRESSUNGEN) 8 3
4.2.2 Z U O R D N U N G D E R BAUTEILQUALITAET 8 5
4.2.3 UEBERSICHT D E R EINGANGSGROESSEN 8 7
4.2.4 BEWERTUNGSKRITERIEN U N D AUSWAHL RELEVANTER
EINGANGSGROESSEN 8 8
4.2.5 VORUNTERSUCHUNG D E R EINGANGS- U N D AUSGANGSDATEN 8 9
4.3 MODELL ZUR ONLINE-QUALITAETSVORHERSAGE A U F BASIS N E U R O N A L E
R
N E T Z E 9 3
4.3.1 ALLGEMEINES 9 3
4.3.2 STRATEGIEN D E R MODELLBILDUNG 9 5
4.3.3 MODELLBILDUNG ZWISCHEN WIRBELSTROMMESSWERTEN U N D
MECHANISCHEN WERKSTOFFKENNWERTEN 9 6
4.3.3.1 KORRELATION MITTELS DER ENTSCHEIDUNGSBAEUME 9 6
4.3.3.2 KORRELATION MITTELS DER LINEAREN REGRESSION 9 9
4.3.3.3 KORRELATION MITTELS D E R NEURONALEN NETZE 101
4.3.4 MODELLBILDUNG ZUR KORRELATION V O N
WIRBELSTROMMESSWERTEN UND BAUTEILQUALITAET 104
4.3.4.1 ALLGEMEINES 104
4.3.4.2 TRAININGSDATEN D E S NEURONALEN N E T Z E S 106
4.3.4.3 TRAINING DES NEURONALEN NETZES 106
4.3.4.4 B E S T I M M U N G DER NETZSTRUKTUR 108
IV
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
4.3.5 EVALUIERUNG D E R MODELLGUETEN 111
4.3.5.1 ALLGEMEINES I I I
4.3.5.2 BESTIMMUNG OPTIMALER TRAININGSDATEN 112
4.3.5.3 ERWEITERUNG D E R STRUKTUR DES NEURONALEN NETZES.... 116
4.3.5.4 QUALITAETSVORHERSAGE IM SERIENBETRIEB 119
4.3.6 Z U S A M M E N F A S S U N G UND WEITERE VORGEHENSWEISE 122
4.4 AUFBAU EINER PROZESSREGELUNG IN E I N E R PRESSENANLAGE 123
4.4.1 ALLGEMEINES 123
4.4.2 FESTLEGUNG D E R STOER- UND DER REGELGROESSEN 124
4.4.3 FESTLEGUNG D E R STELLGROESSEN UND DER STELLGLIEDER (AKTORIK)....
124
4.4.4 BESTIMMUNG DER REGELSTRATEGIEN UND D E R REGELSTRUKTUR 126
4.4.5 IMPLEMENTIERUNG UND A U F B A U DES REGELKREISES 128
4.4.6 INLINE-REGELUNG DER BAUTEILQUALITAET IN D E R SERIENFERTIGUNG...
129
4.5 Z U S A M M E N F A S S U N G DER VERSUCHSERGEBNISSE 132
5 PROZESSUEBERWACHUNG UND QUALITAETSBEWERTUNG AN EINER
GROSSSERIENANLAGE 135
5.1 ALLGEMEINES 135
5.2 BESCHREIBUNG DES GESAMTSYSTEMS UND PROZESSANALYSE 135
5.2.1 BESCHREIBUNG DER GROSSRAUMSAUGERTRANSFERPRESSE 135
5.2.2 UEBERBLICK D E R MESS- UND EINFLUSSGROESSEN 137
5.2.3 IDENTIFIKATION D E R QUALITAETSMAENGEL 138
5.3 AUFBAU UND INBETRIEBNAHME D E S MECHATRONISCHEN SYSTEMS 139
5.3.1 ALLGEMEINES 139
V
IMAGE 6
INHALTSVERZEICHNIS
5.3.2 WIRBELSTROMSENSOR Z U R ZERSTOERUNGSFREIEN
WERKSTOFFPRUEFUNG 140
5.3.3 IMPLEMENTIERUNG WEITERER SYSTEME Z U R
PROZESSUEBERWACHUNG 142
5.3.4 SENSOREN D E R PRESSENANLAGE 143
5.3.5 DATENAUFNAHME IM SERIENBETRIEB 144
5.4 PROZESSMODELL Z U R QUALITAETSVORHERSAGE U N D Z U R PROZESSREGELUNG
.... 145
5.4.1 ALLGEMEINES 145
5.4.2 STATISTIK D E R UNTERSUCHTEN PRODUKTIONSREIHEN
(ABPRESSUNGEN) 145
5.4.3 FESTLEGUNG D E R EINGANGS- U N D D E R AUSGANGSDATEN F UE R DIE
MODELLBILDUNG 147
5.4.4 E N T W U R F EINES MODELLS Z U R VORHERSAGE V O N
QUALITAETSMAENGELN 148
5.4.5 VORSCHLAG Z U R REALISIERUNG EINER PROZESSREGELUNG I M
SERIENBETRIEB 151
5.5 Z U S A M M E N F A S S U N G D E R ERGEBNISSE 152
6 Z U S A M M E N F A S S U N G UND AUSBLICK 1 5 5
7 LITERATURVERZEICHNIS 159
8 A N H A N G 171
8.1 ERGAENZENDE ABBILDUNGEN UND TABELLEN 171
8.2 GENANNTE F I R M E N 179
8.3 GENUTZTE SOFTWAREPRODUKTE 181
V I
|
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