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Steigende Anforderungen hinsichtlich Leichtbau, passiver Sicherheit und Torsionssteifigkeit bedingen im Karosseriebau zunehmend komplexere Geometrien. Damit geht häufig eine stark eingeschränkte Zugänglichkeit beim Fügen der Karosseriebauteile einher. Dieser Herausforderung kann in vielen Fällen mit dem Einsatz eines neuartigen Fügeverfahrens begegnet werden, welches unter Nutzung des Springbeulens eine form- bzw. kraftschlüssige Fügeverbindung erzeugt. Hierbei wird die während der Zustandsüberführung des springbeulenden Fügeteils auftretende Formänderung zur Erzeugung entsprechender Fügeverbindungen genutzt. Zur Verbesserung deren Eigenschaftsprofils kann diese Verbindung als Bestandteil einer kombinierten Fügeverbindung in Kombination mit Kleben angewandt werden. Das Springbeulen konnte erfolgreich und prozesssicher an im Karosseriebau etablierten Blechen erzeugt werden. Die Bewertung der entwickelten Auslegungsvorschriften sowie der erzeugten Versuchsergebnisse legen zahlreiche Vorteile der Warmblechumformung zur Herstellung der springbeulenden Fügeteile nahe. Die Anwendung des neuartigen Fügeverfahrens wird am Beispiel eines Schottblechs erläutert.
Der moderne Karosseriebau ist geprägt durch den Wunsch nach einer schlanken Prozesskette, die sich durch hohe Prozesssicherheit auszeichnet. Im Umfeld der Fügetechnik rücken zur Erreichung dieses Ziels vermehrt sogenannte „unmittelbare Verbindungen“ in den Vordergrund. Hierbei handelt es sich um Fügeverbindungen, zu deren Erzeugung keine zusätzlichen Verbindungsmittel wie Schrauben oder Niete bereitgestellt werden müssen. Daher werden spezielle Schnappelemente für den Karosseriebau entwickelt, die als integraler Bestandteil aus dem Fügeteil ausgeformt werden. Durch den Einsatz derartiger Schnappelemente lässt sich die Teilevielfalt signifikant reduzieren. Das Fügen derartiger Teile erfolgt hierbei mit geringstem Zeitaufwand und nur mit der ohnehin zur Zuführung des Fügeteils benötigten Handhabungsvorrichtung.
Punching is a wide-spread production process, applied when massive amounts of the ever-same cheap parts are needed. The punching process is sensitive to a multitude of parameters. Unfortunately, the precise dependencies are often unknown. A prerequisite for optimal, reproducible and transparent process alignment is the knowledge of how exactly parameters influence the quality of a punching part, which in turn requires a quantitative description of the quality of a part. We developed an optical inline monitoring system, which consists of a combined imaging and triangulation sensor as well as subsequent image processing. We show that it is possible to capture images of the cutting surface for every part within production. We automatically derive quality parameters using the example of the burnish height from 2D images. In addition, the 3D parameters are calculated and verified from the triangulation images. As an application, we show that the status of tool wear can be inferred by monitoring the burnish height, with immediate consequences for predictive maintenance. Although limited by slow images processing in our prototype, we conclude that connecting machine and process parameters with quality metrics in real time for every single part enables data-driven process modelling and ultimately the implementation of intelligent punching machines.
Zunächst wird die aktuelle Situation der Schnittflächenkenngrößenermittlung innerhalb des Stanzprozesses in der Industrie beleuchtet und den steigenden Qualitätsanforderungen sowie anwendungsindividualisierbaren Produkten/Prozessen gegenübergestellt.
Auf dieser Basis wird ein optisches Inline-System entwickelt. Dieses System ermöglicht die Aufzeichnung der Schnittflächenqualität in einer Prozessgeschwindigkeit von 250 Hub/min mittels Bildaufnahme. Zusätzlich werden über einen integrierten Triangulationssensor dreidimensionale Schnitte der Schnittkante aufgenommen. Eine entwickelte Bildverarbeitung ermittelt aus den Daten der Bildaufnahme automatisiert und reproduzierbar die Glattschnitthöhe. Die Ermittlung weiterer Schnittflächenkenngrößen ist denkbar, wobei dreidimensionale Daten aus dem Triangulationssensor entstehen. Zusätzlich wird die erreichte Genauigkeit der Systems validiert. Abschließend wird ein Ausblick gegeben, welcher im Besonderen dieses System als Grundlage für die Öffnung der Steuerung des Stanzprozesses mittels intelligenter Methoden sieht. Dies wird an einem Praxisbeispiel unterstrichten.