Gestaltbasiertes rechnergestütztes Toleranzmanagement: Entwicklung eines neuen methodischen und rechnergestützten Frameworks für die Montage- und Bewegungssimulation basierend auf Skin Model Shapes (ShapeCAN)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sandro Wartzack
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278389853

Geometrische Abweichungen sind aufgrund des Axioms der Fertigungsungenauigkeit an jedem gefertigten Bauteil beobachtbar. Diese Abweichungen beeinflussen die Qualität und Funktion mechanischer Produkte teils erheblich, was wiederum zu vermeidbar hohem Verbrauch natürlicher Ressourcen und Sicherheitsverlusten führen kann. Allerdings stellt die Steuerung dieser geometrischen Abweichungen bei komplexen Baugruppen und Produkten aufgrund der weitreichenden Auswirkungen von Toleranzentscheidungen auf die Fertigungs- und Prüfkosten sowie die Produktqualität selbst für innovative Unternehmen eine große Herausforderung dar. Um diese Aspekte bei der Vergabe geometrischer Spezifikationen im Rahmen der Produktentwicklung berücksichtigen zu können, bedarf es Modelle basierend auf einer durchgängigen und kompletten Sprache für die Geometrische Produktspezifikation und Prüfung, die die Integration von Berechnungs- und Messergebnissen aus verschiedenen Phasen der rechnergestützten Konstruktion und Fertigung erlauben. Der Beitrag des vorgestellten Forschungsvorhabens besteht in der Entwicklung von Methoden und Werkzeugen für die Erzeugung, Montage und kinematische Analyse von virtuellen Bauteilrepräsentanten bezeichnet als Skin Model Shapes für deren Nutzung im rechnerunterstützten Toleranzmanagement. Diese Methoden und Werkzeuge werden einen kontinuierlichen Transfer geometrischer Spezifikationen unter Einbezug aller Facetten der Entwicklung, der Fertigung und der messtechnischen Qualitätssicherung entlang des Produktlebenszyklus erlauben. Darüber hinaus werden die entwickelten Algorithmen die Implementierung von rechnerunterstützen Werkzeugen für deren Anwendung in der Konstruktion komplexer Systeme und Produkte ermöglichen. Aufbauend darauf können schließlich die Potentiale eines durchgängigen und kompletten virtuellen Toleranzmanagementprozesses genutzt werden, was zu einem gesenkten Verbrauch natürlicher Ressourcen und erhöhter Sicherheit und Zuverlässigkeit führt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen