Forschung an der GSaME - Status und Ergebnisse 2012
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ThemaC5: Werkzeugintegrierte optische Sensorik zur Onlinemessungvon Werkstücken <strong>und</strong> BearbeitungswerkzeugenDoktor<strong>an</strong>d:Dipl. -Ing. David FleischleThesis Committee: Prof. Dr. sc. nat. Wolfg<strong>an</strong>g Osten (ITO)Prof. Dr. Dr. h.c. Rainer Gadow (IFKB)Prof. Dr. rer. nat. Thomas Ertl (VIS)Projektbeginn: 01.04.2008ZusammenfassungOptische Messtechnik für die In-Line ProzessüberwachungDie industrielle Produktion, vor allem die Produktion von hochwertigen Gütern <strong>und</strong> Anlagen,stellt in Deutschl<strong>an</strong>d einen wichtigen Faktor für den wirtschaftlichen Erfolg auf dem Welt-marktdar. Um die Wettbewerbsfähigkeit im internationalen Vergleich zu halten, ist es not-wendig,ständig bessere Produkte zu entwickeln. Dies bedeutet sowohl Innovation bei <strong>der</strong>Produktentwicklung als auch eine Verbesserung <strong>der</strong> Produktqualität. Um die gefor<strong>der</strong>te Qualitätmit hoher Zuverlässigkeit erzeugen zu können, sind Maßnahmen zur Überwachung <strong>der</strong>Fertigung <strong>und</strong> des Fertigungsergebnisses unabdingbar. Dafür sind kurze Prüfintervallenmöglichst nahe <strong>an</strong> <strong>der</strong> Bearbeitungsstelle notwendig.Optische Sensoren sind für eine schnelle <strong>und</strong> zerstörungsfreie Überprüfung von Objektengeeignet. Trotzdem ist <strong>der</strong>en Verbreitung noch relativ gering <strong>und</strong> im Allgemeinen wird nichtdas gesamte Potenzial dieser Messgeräte für die Überwachung <strong>der</strong> Fertigung ausgenutzt. Vorallem aufgr<strong>und</strong> <strong>der</strong> schnellen <strong>und</strong> berührungslosen Messung sind optische Sensoren bestensfür eine lückenlose Überprüfung <strong>der</strong> Produktionsergebnisse geeignet. Im Allgemeinen ist bisheute eine zuverlässige Messung aber nur in einer sehr genau spezifizierten Messumgebungmöglich, da Einflüsse aus <strong>der</strong> Umgebung das Messsignal beeinflussen.Eine fertigungsnahe Umsetzung einer lückenlosen Überwachung ist aus diesem Gr<strong>und</strong>mitoptischen Sensoren bisher nur in Einzelfällen möglich. Um diese Problemstellung lösen zukönnen wird ein theoretischer Ansatz entwickelt, mit Hilfe dessen eine Untersuchung <strong>der</strong>Auswirklungen von Störgrößen auf die Messergebnisse durchgeführt werden k<strong>an</strong>n. Dafür wirdein Simulationsmodell beschrieben, mit dem die Signalentstehung für ein optisches Sy-tem,unter Berücksichtigung des Messobjektes sowie <strong>der</strong> Einflüsse aus <strong>der</strong> Fertigungsum-gebung,<strong>an</strong>alysiert werden k<strong>an</strong>n. Mit diesem Werkzeug ist es möglich, die Zuverlässigkeit einerÜberwachungslösung bereits vor <strong>der</strong> Implementierung abzuschätzen <strong>und</strong> kritische Einflussgrößenzu erkennen. Abschließend wird <strong>an</strong> zwei Beispielen die Vorgehensweise zurUmsetzung einer prozessnahen Überwachung vorgestellt.54