Die industrielle Montage von Großbauteilen stellt eine produktionstechnische Herausforderung dar. Neben der aufwendigen Handhabung großer und sperriger Bauteile sind für hohe Qualitätsansprüche Montagetoleranzen im Submillimeterbereich einzuhalten. Um eine flexible und hochpräzise Montage von Großbauteilen zu ermöglichen, wurde der Ansatz der linienlosen mobilen Montagesysteme (LMAS) entworfen. LMAS basiert auf mobilen Montageressourcen, die eine effiziente Rekonfiguration der Montageumgebung zur Anpassung an neue Prozesse automatisiert und flexibel durchführen können. Eine wichtige Voraussetzung für die Positionsregelung der Montageressourcen stellen hochpräzise Positionsdaten dar. Zur Erhebung der Positionsdaten eignen sich verteilte Messsysteme der Large-Scale Metrology (LSM), die optische Messungen über große Distanzen mit geringen Messunsicherheiten ermöglichen. Die Messunsicherheit dieser Systeme ist jedoch von der Konfiguration der Sender und Empfänger abhängig und variiert über den Montageprozess. Um die Prozessfähigkeit derartiger Messprozesse sicherzustellen, muss die Messunsicherheit während des Montageprozesses bekannt sein. In dieser Arbeit wird eine Methodik entwickelt, die eine messunsicherheitsoptimierte Konfiguration verteilter LSM-Systeme für LMAS und eine inhärente a-priori-Bestimmung der Prozessfähigkeit von Messprozessen ermöglicht. Die Methodik setzt sich aus drei Teilmodellen zusammen: einem Messunsicherheitsmodell zur konfigurationsabhängigen Bestimmung der Messunsicherheit, einem Optimierungsmodell zur Minimierung der Messunsicherheit und einem Simulationsmodell zur Sichtstrahlensimulation verteilter LSM-Systeme in einem LMAS-Prozess. Die Verifizierung am Anwendungsfall der Flugzeugendmontage zeigt, dass Lasertracker und ein Indoor-GPS als zwei Beispiele für verteilte LSM-Systeme konfiguriert und fähige Prozesse innerhalb der Simulation umgesetzt werden können. Die entwickelte Methodik zur Konfiguration verteilter LSM-Systeme wird abschließend in einem Demonstrator unter Verwendung des Indoor-GPS validiert. Hierbei wird ein LMAS-Prozess betrachtet und ein Lasertracker als Referenzmesssystem zur Untersuchung der Messunsicherheit verwendet. Die Ergebnisse der Versuche zeigen, dass die Optimierung der Konfiguration die Messunsicherheit und somit auch die minimal prüfbaren Montagetoleranzen um 25% reduziert, was den Mehrwert der entwickelten Methodik für die industrielle Praxis unterstreicht.
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Autor Nicksch, Christoph
Gewicht 0.309 kg
Erscheinungsdatum 20.03.2023
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Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement

Nicksch, Christoph

Konfiguration verteilter Large-Scale Metrology Systeme in rekonfigurierbaren Montageumgebungen

ISBN: 978-3-98555-152-1
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Kurzbeschreibung

Die Montage von Großbauteilen erfordert dein Einsatz verteilter Large-Scale Metrology Systeme, um Montagetoleranzen im Submillimeterbereich prüfen zu können. In der Forschungsarbeit wird ein Optimierungsalgorithmus zur Konfiguration verteilter Large-Scale Metrology Systeme für Anwendungen in der Großbauteilmontage entwickelt. Hierbei wird die Messunsicherheit als Zielgröße der Optimierung verwendet, um die Prozessfähigkeit des Messprozesses mittels einer Simulation a-priori bestimmen zu können.

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