Kompensation von Formabweichungen durch adaptive Freiformdeformation der CAD/CAM-Daten

Sacharow, A.

In dieser Arbeit ist ein effizientes Verfahren für die Kompensation prozessbedingter Formabweichungen in der Fertigungstechnik entwickelt worden. Die neue Methode besteht aus zwei wesentlichen Komponenten: Analyse von Formabweichungen und Gestaltmodifikation des Bauteiles. In der ersten Phase wird die Ist-Form mit der Referenzgeometrie des Bauteiles verglichen. Der Soll-Ist-Vergleich erfolgt mithilfe von Registrierungsmethoden, wobei die beiden Geometrien zuerst bestmöglich in Deckung gebracht werden. Anschließend wird eine Abbildung berechnet, die jedem Ist-Punkt einen korrespondierenden Soll-Punkt zuordnet. Für diesen Zweck ist eine Methode für die nicht starre Registrierung entwickelt worden, die einen präzisen und effizienten Vergleich von deformierten Objekten ermöglicht. Das Resultat des Soll-Ist-Vergleiches ist ein diskretes Deformationsfeld, welches die Formabweichungen des Bauteiles beschreibt. In der zweiten Phase des Kompensationsverfahrens wird eine stetige Funktion zur Raumverzerrung berechnet, die das vorher berechnete Deformationsfeld approximiert. Diese Funktion wird als Freiformdeformation bezeichnet und für die Gestaltmodifikation der Bauteile verwendet. Insbesondere können damit die für die Fertigung erforderlichen NC-Programme auf die gleiche Weise modifiziert werden wie die Objektoberfläche selbst. Dadurch kann die optimierte Gestalt ohne den aufwändigen und fehleranfälligen Prozess der Flächenrückführung und ohne die Neuberechnung der CAM-Daten gefertigt werden. Im Rahmen dieser Arbeit ist das entwickelte Verfahren zur Kompensation der Rückfederung beim Tiefziehen und zur Reduktion der Formfehler beim Mikrofräsen, die durch starke Werkzeugabdrängungen entstehen, erfolgreich eingesetzt worden.

Veröffentlicht als

Dissertation, Technische Universität Dortmund, Vulkan Verlag, Essen, 2013, ISBN 978-3-8027-8774-4