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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Aus der Abbildung kann der Einfluß von Umgebungsgeräuschen abgeschätzt werden. Durch die unmittelbare Platzierung des Meßaufnehmers am Fügeort wird ein hoher Schalldruckpegel aufgenommen. In vielen Fällen werden Werte gemessen, die an die Schmerzschwelle heranreichen oder diese überschreiten. Der Schallpegel in Umgebung der Montageanlagen wiederum sollte 80 dB nicht überschreiten, da sonst durch die Dauerbelastung des Bedienpersonals der Anlage Hörschäden auftreten können (Schmidt 1988). Damit können Störgeräusche aus der Fabrikumgebung vernachlässigt werden, und es ist nur die Betrachtung von Störgeräuschen aus der unmittelbaren Umgebung des Fügeorts nötig.
Als Sensoren kommen mechanische Taster, induktive Näherungsschalter sowie optoelektronisch arbeitende Bauelemente zum Einsatz. Bei höheren sensorischen Anforderungen werden Bildverarbeitungssysteme eingesetzt. Ihre Haupteinsatzgebiete sind die Prüfung von Position und Orientierung der zu montierenden Bauteile sowie Identitäts- und Vollständigkeitsprüfungen. Fehler, die in Montageanlagen eine Verringerung der Produktqualität zur Folge haben, sind in vielen Fällen auf Fügefehler zurückzuführen. Um die Produktqualität der Montageanlagen zu erhöhen, werden deshalb die Fügeprozesse überwacht.
Kann kein Fehler zuverlässig erkannt werden, muß auf eine andere physikalische Meßgröße ausgewichen werden. Der Streubereich ist dabei von den wirkenden Prozeßparametem des Prozesses bzw. deren Streuung abhängig. Je kleiner die Streuung der Prozeßparameter, desto genauer kann der Zusammenhang zwischen Geräusch- und Qualitätsmerkmal ermittelt werden. Betrachtet man den Fügeprozeß in dem abstrakten Blockschaubild in Abb. 3, so wirken am Prozeßeingang verschiedene Einflußgrößen, und am Prozeßausgang entsteht eine Verbindung mit dem Qualitätsmerkmal.