Methodik zur Entwicklung eines Bedienerassistenzsystems für das Presswerk:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düren
Shaker Verlag
2022
|
| Schriftenreihe: | Berichte aus Produktion und Umformtechnik
Band 132 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XI, 187 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 305 g |
| ISBN: | 9783844087444 3844087443 |
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| adam_text | Methodik zur Entwicklung eines Bedienerassistenzsystems für das Presswerk
Vom Fachbereich Maschinenbau
an der Technischen Universität Darmstadt
zur
Erlangung des Grades eines Doktor-Ingenieurs (Dr -Ing )
genehmigte
Dissertation
von
Matthäus Kott, M Sc
aus Tarnowitz
Berichterstatter: Prof Dr -Ing Dipl -Wirtsch -Ing Peter Groche
Mitberichterstatter: Prof Dr -Ing Dr h c Mathias Liewald MBA
Tag der Einreichung: 10 01 2022
Tag der mündlichen Prüfung: 11 05 2022
Darmstadt 2022
D17
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis unsessaessnnsssonnnesssnnnonssnonsnnnunnnsnnonnonsnennanensurasnnnerssnna sen I
Formelzeichen und Abkürzungen ernuensesrnnansnesnnnsnnenneonnssnnennnnesnnnsonnnersnnnenn Vv
1 Einleitung
2 Grundlagen der Umformtechnik c essreseresnenenesseennnuennornenssennonnn 4
2 1 Der Umformprozess von Karosserieblechteilen nemermeneen 4
2 2 Tribologie beim Tiefziehen uessensesenssnenessnsennsnnnnnensnneannesennesnnnnnnnn 6
2 3 Ansätze zur Modellierung von Reibung uueeseseseenensennsnennenennnn 8
2 4 Einflussgrößen des Serienumformprozesses nenenernermeene 11
2 5 Versagensarten und Qualitätsmängel von Karosserieblechteilen 13
251 Virtuelle Beurteilung von Reißern unenseneeessnnennsensnnenannn 17
252 Virtuelle Beurteilung von Falten n cneneemennenmereenen 18
253_ Virtuelle Beurteilung sonstiger Fehler
2 6 Ansätze zur Erhöhung der Prozessrobustheit cneeee 20
261 Einsatz von Simulationen zur Robustheitsoptimierung 21
262 Halbzeugsensoren cnneeneeneenennenerssnnersnerneorenntno tn 24
263 Werkstücksensoren eenersesersennnennennennennsnnonnsnnnnennasnnnnn 25
264 Produktsensoren ueenseernnnnsnnnenennonnnannensnnnennentnnannnsnnn nenn 27
265 Einsatz von Aktoren während des Ziehprozesses
266 Einsatz von Aktoren im Serienumformprozess uneeeeeeee 29
267 Steuerungs- und Regelungsstrategien u uneneennenennennenn 31
2 7 Assistenzsysteme in der Produktionstechnik 2 r rs0sneenenseennennn 35
271 Einordnung im Rahmen von Industrie 4 0 00 eee ees 35
272 Assistenzsysteme in der Fertigung
Inhaltsverzeichnis
3 Grundlagen der Stochastik und des maschinellen Lernens - 40
3 1 Grundlagen der Regressionsanalyse neeeeeememeeen 40
3 2 Maschinelles Lernen euenunsnneeeseseersteen 41
321 Grundlagen künstlicher neuronaler Netze ee: 43
322 Training künstlicher neuronaler Netze
3 3 Methoden der Sensitivitätsanalyse
331 Varianzbasierte globale Sensitivitätsanalyse nach Sobol 47
4 Motivation und Zielsetzung cuseneenenneennenneneenenneennnnnnnnnen nun 49
41 Motivation oo eee nennen nennen nennt rate 49
4 2 Zielsetzung non 51
5 Vorgehensweise seneenenneeneenerssnnnnsnsnnnnenienssnennen innen tät 53
5 1 Prozessanalyse ueeneneneneensen ons 53
5 2 Implementierung des Bedienerassistenzsystems ree 60
6 Anwendungsbeispiel und Fertigungsprozess
6 1 Untersuchtes Bauteil
6 2 Blechwerkstoff
seenessseiseonsnersnsnee spp nenesepen one 63
6 3 Ziehwerkzeug und Fertigungsprozess eeneeseeennen 65
7 Analyse stochastisch schwankender Prozessparameter er 68
7 1 Werkstoffkennwerte von CR180B2 eneneeneneneeeenennenent 69
7 2 Dicke der Biechplatine
7 3 Tribologisches System nennen ser 76
73 1 Schmiermittelauflage und -verteilung een 77
732 Oberflachenfeingestalt der Blechplatine und des Werkzeugs 79
733 Reibungskoeffizient ueeenenneeeenesesneenennnn 82
7 4 Platinenposition und Platinenmaße ueeeenenenenennn: 85
TBF AZI ccc ssceetseneceeteeesecaeeeeseeeessccsansenssessesseesseeseenrenteseseessaneseesges 86
Inhaltsverzeichnis
8 Variantensimulationen und Metamodellierung
8 1 Numerische Abbildung des Umformprozesses
811 Validierung der Basissimulation eesersensersenseennesnnnenneennnenn 92
812 Auswahl der Qualitätsmerkmale eeneenennenenenenn 94
813 Generierung und Auswahl fähiger Metamodelle 98
9 Opportunität eines Assistenzsystems uneensenseneneneennesentannnne 104
9 1 Varianzbasierte Sensitivitätsanalyse nach Sobol eee 104
9 2 Robustheit eesemesnsssneenenesnneenneesnensnenuensnensnensnenon sn 108
9 3 Steuerbarkeit und Kompensation uensenseeneesenesneennensneensenenenn 112
931 Experimentelle Analyse der Steuerbarkeit
932 Virtuelle Analyse der Steuerbarkeit
9 4 Beobachtbarkeit eecnenesesnnessnenensnnnnenpseasnnnenännennenannenn
95 Fazil eeeneeessenmensnensensneesennsssesenensnnsenssesnnsnsanssnn 125
10 Umsetzung eines Bedienerassistenzsystems nennennsennntennnesn 126
10 1 Bewertung und Auswahl relevanter Sensorsysteme ene- 126
10 2 Prozessüberwachung durch Identifikation des Bauteilzustandes 130
10 2 1 Einfluss der Temperatur auf den Blechkanteneinzug 131
10 2 2 Warn- und Eingriffsgrenzen des Ziehprozesses
10 3 Modell zur EntscheidungsunterstUtzUng 2 0 cee eeeeneenteneeenerneee
10 4 Erprobung des Bedienerassistenzsystems esnnerneneesernereen 141
10 5 Fazit ucsssnesnennerneenuenennnenneennensensennnennensonsennnonsonnensnssnsnsenssansann 145
11 Zusammenfassung nesnsenennennesneennenn 147
12 Literaturverzeichnis eucesesenseesssernernannenennnuonunnunsnesensnnssunnsennonenannananenn 151
13 Anhang unenesorseensenesnsnsonsuennannennnnsnnnnsaneonuonnnansnennsnnsonsennenntannensannonsnnenn 175
13 1 Berücksichtigung von Reibmodellen in FEM nneneseenennennee 175
13 2 Ergänzungen zu Kapitel 2 6
13 3 Prozessfähigkeit und Fehlerquote neeenesnenneneenenunnnesennasennesnnnn 178
Inhaltsverzeichnis
13 3 1 Prozesspotential eennnsenernensenensenenentnnen 178
13 3 2 Kritische Prozessfähigkeit cnenensennnneneenennenennenen 178
13 3 3 Fehlerquote neeeennsssnennnenssnnnenne nennen nennen 178
13 4 Ergänzungen zu Kapitel 3 2 nnnnnennnnnenneennennnnnnnannnen 179
13 5 Ergänzungen zu Kapitel 3 3 een 179
13 6 Ergänzungen zu Kapitel 7 1 ennnnennnnnnneen 181
13 7 Ergänzungen zu Kapitel 9 3
13 8 Ergänzungen zu Kapitel 10 1 nennennseesneneeneennenneenen nennen 184
13 9 Ergänzungen zu Kapitel 10 2 nn 184
13 10 Ergdnzungen zu Kapitel 10 3 oo ec cceeccneccseseevesenneesserss 185
13 11 Erganzungen zu Kapitel 10 4 oo cc ecececeseeceeetereterenseeres 186
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Methodik zur Entwicklung eines Bedienerassistenzsystems für das Presswerk
Vom Fachbereich Maschinenbau
an der Technischen Universität Darmstadt
zur
Erlangung des Grades eines Doktor-Ingenieurs (Dr -Ing )
genehmigte
Dissertation
von
Matthäus Kott, M Sc
aus Tarnowitz
Berichterstatter: Prof Dr -Ing Dipl -Wirtsch -Ing Peter Groche
Mitberichterstatter: Prof Dr -Ing Dr h c Mathias Liewald MBA
Tag der Einreichung: 10 01 2022
Tag der mündlichen Prüfung: 11 05 2022
Darmstadt 2022
D17
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis unsessaessnnsssonnnesssnnnonssnonsnnnunnnsnnonnonsnennanensurasnnnerssnna sen I
Formelzeichen und Abkürzungen ernuensesrnnansnesnnnsnnenneonnssnnennnnesnnnsonnnersnnnenn Vv
1 Einleitung
2 Grundlagen der Umformtechnik c essreseresnenenesseennnuennornenssennonnn 4
2 1 Der Umformprozess von Karosserieblechteilen nemermeneen 4
2 2 Tribologie beim Tiefziehen uessensesenssnenessnsennsnnnnnensnneannesennesnnnnnnnn 6
2 3 Ansätze zur Modellierung von Reibung uueeseseseenensennsnennenennnn 8
2 4 Einflussgrößen des Serienumformprozesses nenenernermeene 11
2 5 Versagensarten und Qualitätsmängel von Karosserieblechteilen 13
251 Virtuelle Beurteilung von Reißern unenseneeessnnennsensnnenannn 17
252 Virtuelle Beurteilung von Falten n cneneemennenmereenen 18
253_ Virtuelle Beurteilung sonstiger Fehler
2 6 Ansätze zur Erhöhung der Prozessrobustheit cneeee 20
261 Einsatz von Simulationen zur Robustheitsoptimierung 21
262 Halbzeugsensoren cnneeneeneenennenerssnnersnerneorenntno tn 24
263 Werkstücksensoren eenersesersennnennennennennsnnonnsnnnnennasnnnnn 25
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265 Einsatz von Aktoren während des Ziehprozesses
266 Einsatz von Aktoren im Serienumformprozess uneeeeeeee 29
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2 7 Assistenzsysteme in der Produktionstechnik 2 r rs0sneenenseennennn 35
271 Einordnung im Rahmen von Industrie 4 0 00 eee ees 35
272 Assistenzsysteme in der Fertigung
Inhaltsverzeichnis
3 Grundlagen der Stochastik und des maschinellen Lernens - 40
3 1 Grundlagen der Regressionsanalyse neeeeeememeeen 40
3 2 Maschinelles Lernen euenunsnneeeseseersteen 41
321 Grundlagen künstlicher neuronaler Netze ee: 43
322 Training künstlicher neuronaler Netze
3 3 Methoden der Sensitivitätsanalyse
331 Varianzbasierte globale Sensitivitätsanalyse nach Sobol 47
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41 Motivation oo eee nennen nennen nennt rate 49
4 2 Zielsetzung non 51
5 Vorgehensweise seneenenneeneenerssnnnnsnsnnnnenienssnennen innen tät 53
5 1 Prozessanalyse ueeneneneneensen ons 53
5 2 Implementierung des Bedienerassistenzsystems ree 60
6 Anwendungsbeispiel und Fertigungsprozess
6 1 Untersuchtes Bauteil
6 2 Blechwerkstoff
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7 Analyse stochastisch schwankender Prozessparameter er 68
7 1 Werkstoffkennwerte von CR180B2 eneneeneneneeeenennenent 69
7 2 Dicke der Biechplatine
7 3 Tribologisches System nennen ser 76
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8 Variantensimulationen und Metamodellierung
8 1 Numerische Abbildung des Umformprozesses
811 Validierung der Basissimulation eesersensersenseennesnnnenneennnenn 92
812 Auswahl der Qualitätsmerkmale eeneenennenenenenn 94
813 Generierung und Auswahl fähiger Metamodelle 98
9 Opportunität eines Assistenzsystems uneensenseneneneennesentannnne 104
9 1 Varianzbasierte Sensitivitätsanalyse nach Sobol eee 104
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932 Virtuelle Analyse der Steuerbarkeit
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10 1 Bewertung und Auswahl relevanter Sensorsysteme ene- 126
10 2 Prozessüberwachung durch Identifikation des Bauteilzustandes 130
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13 Anhang unenesorseensenesnsnsonsuennannennnnsnnnnsaneonuonnnansnennsnnsonsennenntannensannonsnnenn 175
13 1 Berücksichtigung von Reibmodellen in FEM nneneseenennennee 175
13 2 Ergänzungen zu Kapitel 2 6
13 3 Prozessfähigkeit und Fehlerquote neeenesnenneneenenunnnesennasennesnnnn 178
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13 3 1 Prozesspotential eennnsenernensenensenenentnnen 178
13 3 2 Kritische Prozessfähigkeit cnenensennnneneenennenennenen 178
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