Beitrag zur Identifizierung geometriebeeinflussender Stellgrößen im Karosseriebau

Berichte aus dem IWU, Band 130

Christian Schwarz (Autor)

Welf-Guntram Drossel, Martin Dix, Steffen Ihlenfeldt (Herausgeber)

Buch

145 Seiten

2023
Wissenschaftliche Scripten (Verlag)
978-3-95735-166-1 (ISBN)

Infos

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines softwaregestützten Assistenzsystems für den Inbetriebnahme- und Serienprozess zur zielgerichteten Kompensation prozessbedingter Maßabweichungen von Karosseriebaugruppen. Die Basis bildet die Durchführung einer parametrischen Prozesskettensimulation vom Umformen bis zum Falzen. Durch die standardisierte Planung der simulativen Versuchsreihen kann mit einem minimalen Berechnungsaufwand ein datenreduziertes Prognosemodell erstellt werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Auswirkung der Variation definierter Anlagenstellgrößen (z. B. Blechhalterkräfte, Stift- und Spannervariationen) auf die Maßhaltigkeit der Zusammenbaugruppen prozessschrittübergreifend zu berechnen und ortsaufgelöst zu visualisieren. Die Funktionsfähigkeit des Assistenzsystems wird an einer dreiteiligen Versuchsbaugruppe nachgewiesen, wobei entlang der simulativen Prozesskette 31 Stellgrößen variiert werden.

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The subject of the present thesis is the development of a software-supported assistance system for the series start-up process for the targeted compensation of process-related dimensional deviations of car body assemblies. The basis is formed by the implementation of a parametric process chain simulation from forming to hemming. Through the efficient planning of the simulative test series, a data-reduced prognosis model can be created with a minimum of
computational effort. This makes it possible to calculate the effect of the variation of defined process parameters (e.g. blank holder forces, pin and clamp variations) on the dimensional accuracy of the final assembly across all process steps and to visualize it in relation to the FE mesh. The functionality of the assistance system is demonstrated on a three-part test assembly, where 31 process parameters are varied along the simulative process chain.

Inhalt

1 Einleitung

2 Problemstellung

3 Stand der Wissenschaft und Technik
3.1 Grundlagen des Karosseriebaus
3.1.1 Herstellungsprozess von Karosseriebaugruppen
3.1.2 Ursachen für Maßabweichungen
3.1.3 Maßliche Kompensationsmaßnahmen
3.1.4 Berechnung der Maßhaltigkeit
3.2 Grundlagen der statistischen Versuchsplanung
3.2.1 Grundbegriffe
3.2.2 Parameterstudien
3.2.3 Sensitivitätsanalyse
3.3 Parameterstudien und Statistikanalysen im Karosseriebau
3.3.1 Univariate Ansätze
3.3.2 Multivariate Ansätze

4 Motivation
4.1 Bewertung des Standes der Technik
4.2 Zielstellung und Forschungsfragen
4.3 Vorgehensweise
5 Konzeptvorstellung
5.1 Versuchsplanung
5.2 Prozesskettensimulation
5.3 Datenreduzierte Parameterstudie
5.3.1 Datenstandardisierung
5.3.2 Datenreduktion
5.3.3 Metamodellierung
5.3.4 Ermittlung und Visualisierung der Sensitivitäten
5.4 Modellgestützte Versuchsreduktion

6 Konzeptentwicklung
6.1 Versuchsplanung
6.1.1 Randbedingungen
6.1.2 Versuchsplanauswahl
6.1.3 Sequenzielles Latin Hypercube Sampling
6.2 Prozesskettensimulation
6.2.1 Randbedingungen
6.2.2 Blechumformsimulation
6.2.3 Spann- und Fügesimulation
6.2.4 Falzsimulation
6.2.5 Bewertung der Maßhaltigkeit
6.2.6 Daten-Mapping und Parametrisierung
6.3 Datenreduzierte Parameterstudie
6.3.1 Verfahrensauswahl
6.3.2 Schritt 1: Variantensimulation
6.3.3 Schritt 2: Datenstandardisierung
6.3.4 Schritt 3: Datenreduktion
6.3.5 Schritt 4: Metamodellierung und Sensitivitätsanalyse
6.3.6 Schritt 5: Bauteilbezogene Ergebnisdarstellung
6.4 Modellgestützte Versuchsreduktion
6.4.1 Vorüberlegung
6.4.2 Modellansatz
6.4.3 Konvergenz

7 Konzeptvalidierung
7.1 Implementierung
7.2 Versuchsrandbedingungen
7.2.1 Prozessablauf
7.2.2 Stellgrößendefinition
7.3 Versuchsdurchführung
7.3.1 Versuchsplanung
7.3.2 Konvergenzprüfung
7.4 Versuchsergebnisse
7.4.1 Fügen der Innenbaugruppe
7.4.2 Falzen der Gesamtbaugruppe

8 Konzeptanwendung
8.1 Prozessablauf
8.2 Stellgrößendefinition
8.3 Simulative Versuchsdurchführung
8.3.1 Simulationsaufbau
8.3.2 Versuchsplanung
8.3.3 Konvergenzprüfung
8.4 Experimentelle Versuchsdurchführung
8.5 Ergebnisse der Parameterstudien
8.5.1 Variationsspanne
8.5.2 Stellmaßnahme S4/S8
8.5.3 Stellmaßnahme Z1/Z2x

9 Beantwortung der Forschungsfragen
9.1 Forschungsfrage 1
9.2 Forschungsfrage 2
9.3 Forschungsfrage 3

10 Zusammenfassung und Ausblick
11 Literaturverzeichnis
12 Anlagen

Produkt-Details

• Erscheinungsdatum: 01.03.2023
• Reihe/Serie: Berichte aus dem IWU ; 130
• Zusatzinfo: 52 Abbildungen und 9 Tabellen
• Verlagsort: Auerbach
• Sprache: deutsch
• Maße: 148 x 210 mm
• Themenwelt: Technik ► Fahrzeugbau / Schiffbau
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• Schlagworte: Assistenzsystem • Geometrie • Karosseriebau • Software • Stellgröße
• ISBN-10: 3-95735-166-9 / 3957351669
• ISBN-13: 978-3-95735-166-1 / 9783957351661
• Zustand: Neuware