Ultraschall zur Erfassung innerer Freiformgeometrien auf Werkzeugmaschinen

Benz, Manfred; Pfeifer, Tilo

doi:437

Ultraschall zur Erfassung innerer Freiformgeometrien auf Werkzeugmaschinen

Benz, Manfred (Author)

2002

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Manfred Benz

ImpressumAachen : Shaker 2002

UmfangVII, 127 S. : Ill., graph. Darst.

ISBN3-8322-0826-7

ReiheBerichte aus der Produktionstechnik ; 2002,19

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2002

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Pfeifer, Tilo (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2002-08-07

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-4372
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/59024/files/Benz_Manfred.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Maschinenwesen (400000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ingenieurwissenschaften (frei) ; Ultraschall (frei) ; Messtechnik (frei) ; Werkzeugmaschinen (frei) ; Hohlteile (frei) ; Maschinenintegration (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Dem Trend der Automation folgend liegt heute der Fokus verstärkt auf der Messtechnik in der Produktion. Dieser Tendenz zur In-Line-Qualitätssicherung mit einer 100% Kontrolle kann der aktuelle Stand der Fertigungsmesstechnik für Hohlkörper derzeit kaum gerecht werden. Hier ist eine automatisierte, schnelle, vor allem aber eine zerstörungsfreie Messung der Wanddicke gefragt. Vor diesem Hintergrund ist das Ziel dieser Forschungsarbeit die Entwicklung eines Ultraschallmessmoduls, das eine maschinenintegrierte Topographiebestimmung von Hohlteilen erlaubt. Die Basis bildet dabei das auch bei nur einseitiger Zugänglichkeit der Mess-Stelle einsetzbare Ultraschall-Laufzeitverfahren zur Abstands- und Dickenmessung. Es wird ein wavelet-basiertes Verfahren zur Signalkonditionierung vorgestellt, welches auch unter kritischen akustischen Bedingungen eine sichere Messung erlaubt. Darauf aufbauend werden produktionstaugliche Mess-Strategien abgeleitet und um Algorithmen zur Verringerung der Messunsicherheit ergänzt. Den Belangen der mechanischen und steuerungstechnischen Integration des Moduls in eine Werkzeugmaschine wird ein entsprechend breiter Raum zugestanden. Abschließend wird die prinzipielle Eignung des Messmoduls für die Topographiebestimmung und eine darauf aufbauende Bauteiloptimierung an konkreten Bauteilen in der Praxis verifiziert.

These days industrial production metrology is focussing more and more on in-line-quality-control with a 100% inspection. The recent production metrology of hollow structures can not cope with this. An automated, fast and non destructive measurement of the wall thickness is demanded. Against this background the goal of this research work is the development of an ultrasonic measuring module, which permits an machine-integrated topography measurement of hollow parts. The module is based on the ultrasonic time-of-flight method, which can perform distance and thickness measurements even at only one-sided accessibility of the measuring point. A wavelet-based procedure for signal conditioning is presented, which permits a reliable measurement even under critical acoustic conditions. Therefrom production-suited measuring strategies are derived and enhanced by algorithms for decreasing the measurement uncertainty. The mechanical and electrical integration of the measuring module into a machine tool is described in detail. Finally the suitability in principle of the measuring module for the topography measurement units is verified by real parts in practice, as well as the whole process chain for the form optimisation.

OpenAccess:
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