Akustische Überwachung automatisierter Fügeprozesse by Thomas Löffler

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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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3 Prozeßprüfung in der Montage In der Montage treten Fehler sowohl an den Handhabungs- als auch den Fügeprozessen auf (Wiendahl & Ziersch 1982). 48). Um die Wirtschaftlichkeit der Montageanlagen zu erhöhen, werden deshalb die Teilevereinzelung und -zuführung überwacht. Die Überwachung dieser Prozesse wird mit binärer Sensorik durchgeführt, deren Signale direkt in der Steuerung der Montageanlage abgefragt und verarbeitet werden. Als Sensoren kommen mechanische Taster, induktive Näherungsschalter sowie optoelektronisch arbeitende Bauelemente zum Einsatz.

3 . 5 Schallanalyse Die Leistungsfähigkeit der akustischen Prozeßüberwachung wird neben der Aufnahme unverfälschter Prozeßsignale durch eine umfassende und leistungsfähige Schallanalyse bestimmt. Bei der Schallanalyse wird die aufgenommene Datenmenge auf einige wenige Signalkennwerte, die Merkmale genannt werden, reduziert. Dabei ist darauf zu achten, daß die qualitätsrelevante Information durch die Reduktion erhalten bleibt. Für die Analyse der Schallsignale existieren eine Vielzahl von Analysefunktionen, von denen im folgenden Abschnitt nur eine kleine Auswahl beschrie- - 39- Schallanalyse ben wird.

Vorhandenen Umgebungsgeräusche, die aus dem Umfeld mit aufgenommen werden. Der negative Einfluß der Umgebungsgeräusche kann umgangen werden, indem man ein Richtmikrofon verwendet, das Mikrofon sehr nahe an das Prozeßgeschehen heranführt oder Schallschutzmaßnahmen vorgesehen werden. Weiterhin kann der Umgebungsschall, der mit Hilfe eines zweiten Mikrofons aufgenommen wird, vom Prozeßgeräusch subtrahiert werden. 2 Körperschallmessung Ein Eindringen in das Innere des Schallfeldes ist zur Messung von Körperschall im Gegensatz zur Luftschallmessung nicht möglich.

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