Simulation und Visualisierung der Montage von Bauteilen mit nichtidealer, toleranzbehafteter Geometrie

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Kristin Paetzold-Byhain
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 62789073

Mit diesem Forschungsvorhaben soll ein Konzept zur geometrisch und physikalisch korrekten Simulation der Montage nichtidealer, weil toleranzbehafteter Bauteile erstellt werden. Betrachtet wird hierbei die Kopplung der Bauteile mit Fertigungsabweichungen zu Baugruppen, um die Wirkung von Toleranzketten beurteilen zu können. Durch die Erzeugung nichtidealer Geometrie aus den CAD-Datensätzen wird eine effiziente Berechnung der Fehlerfortpflanzung zu einem frühen Zeitpunkt der Entwurfsphase möglich. Die Analyse ist nicht auf die abstrakte Toleranz- und Montagemodellierung durch Spezialisten beschränkt sondern verwendet die gesamte CAD-Geometriedarstellung. Im Rahmen des geplanten Konzepts wird die Montierbarkeit von Bauteilen anhand einer transparenten Vorgehensweise überprüft: Ausgehend von der CAD-Idealgeometrie der Bauteile werden Varianten generiert, die die definierten Toleranzen einhalten, jedoch in Form und Größe verändert sind. Diese virtuellen Varianten werden unter Einhaltung der Lagetoleranzen in einer Simulation miteinander verbunden und erzeugen damit die Ausgangswerte für die stochastischen Simulationen. Die Auswahl und Entwicklung geeigneter Simulationsverfahren für die nichtideale Montage stellt einen wesentlichen Anteil des Ansatzes dar. Die im Rahmen dieses Vorhabens zu entwickelnde graphische Visualisierung hilft, dem Produktentwickler die Problemstellung und die kritischen Bereiche zu veranschaulichen und kann damit das Auffinden von Fehlern und die Optimierung von Bauteilgeometrie (Fügekomponenten), Fügereihenfolge und Fügeverfahren unterstützen, ohne dass die Inanspruchnahme eines Spezialisten notwendig ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Harald Meerkamm