V7_Prozessüberwachung Flashcards
Nenne Störeinlüsse, die bei der Fertigung auftreten können:
- Mechanische Störeinflüsse (Spannfehler, Durchbiegung)
- Thermische Störeinflüsse (Prozesswärme, Umgebungstemperatur)
- Chemische Störeinflüsse (Oxidation, tribologischer Verschleiß)
Erläutere das Prinzip der Prozessüberwachung:
- Messgrößen -> Rückschluss
- Prozesseigenschaft -> Rückschluss
- Bauteileigenschaft
Nenne Überwachungsstrategien:
- Feste Grenze (Online)
- Mitlaufende Schwellen (Online)
- Stichproben (Offline)
Was beschreibt die Online Überwachung?
Messung erfolgt während der Bearbeitung (z.B.: Rattererkennung)
Was beschreibt die Offline Überwachung?
Messung erfolgt nach der Bearbeitung (z.B.: Röntgenografische Eigenspannungsmessung)
Nenne die 7 Schritte zur Prozessüberwachung:
- Finden der prozessabhängigen Ursache für den Funktionsverlust des Bauteils
- Finden einer geeigneten Messgröße
- Finden einer Messmethode
- Aufbau der Messkette
- Aufzeichnen eines funktionierenden Prozesses
- Finden einer geeigneten Überwachungsstrategie
- Implementieren des Überwachungssystems
Wie lautet die Definition einer physikalischen Größe?
Eine physikalische Größe besteht stets aus einem Zahlenwert und einer Maßeinheit
Wie lautet die Definition eines Sensors?
Ein Sensor ist ein technisches Bauteil zur Erfassung einer physikalischen Größe.
Nenne Klassifikationen von Sensoren:
- Wandler
- Aktiver Sensor
- Passiver Sensor
Nenne mögliche Messwerkzeuge :
- piezoelektrischer Dehnungsaufnehmer
- Dehnungsstreifen
- Linearmaßstab
Erläutere die Funktionsweise von Dehnungsmessstreifen:
- Eine äußere Kraft verursacht Spannung und Dehnung am Objekt
- Dehnungsmessstreifen wandeln mechanische Dehnungen in Widerstandsänderung
Nenne Vorteile des Dehnungsmessstreifens:
- Universell und einfach anwendbar
- Klein / geringe Masse
- Großer Frequenzbereich (0… > 50kHz)
- Geringe Rückwirkung auf Messobjekt
Nenne Nachteile des Dehnungsmessstreifens:
- relative Widerstandsänderung sehr gering (elektrische Brückenschaltung unumgänglich)
- Temperatureinsatzgrenzen
- nicht wieder verwendbar
Erläutere die Funktionsweise von piezoelektrischen Dehnungsaufnehmern:
Messung der Ladungsverschiebung durch Verformung des Piezokristalls
Nenne Vorteile von piezoelektrischen Dehnungsaufnehmern:
- Großer Messbereich
- Hohe Auflösung, z.B. <10 mN innerhalb eines Messbereichs von 5 kN
- Gute Linearität, kaum Hysterese
- Einfaches Handling durch Reset
Nenne Nachteile von piezoelektrischen Dehnungsaufnehmern:
- Eignung nur für dynamische und quasistatische Messungen
- Übersprechen zwischen den Achsen
- Strukturschwächung durch Sensorintegration
- Hohe Kosten vgl. mit DMS
Welche Arten von Temperatursensoren gibt es?
- Thermoelement
- Widerstandsthermometer
- Zweifarbenpyrometer
- Infrarotkamera
Welche Körperschallursachen gibt es?
- Plastische Deformation in der Scherebene
- Reibung auf der Spanfläche
- Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück
- Reibung durch Rückschlag des Spans auf die Spanfläche
- Aufprall des Spans auf das Werkstück oder Werkzeug
- Spanbruch
- Rissentstehung und Rissausbreitung
Nenne Auswahlkriterien für Beschleunigungssensoren:
- Messbereich
- Empfindlichkeit
- Sensormasse
- Eigenfrequenz
Erläutere den Einfluss des Werkzeugverschleißes auf die Zerspankräfte:
- Kolkverschleiß, der einen größeren positiven Spanwinkel zur Folge hat, führt zu einem Absinken der Zerspankräfte
- Beim Freiflächenverschleiß steigen die Kräfte an, da die Reibfläche zwischen Werkstück und Freifläche größer wird
- Quantitative Aussage über den Kraftanstieg mit zunehmendem Werkzeugverschleiß möglich
Nenne Beispiele für systematische Fehler:
- Geometrische Fehler der Spannvorrichtung
- Bauteil-/Werkzeugnachgiebigkeit
Nenne Beispiele für zufällige Fehler:
- Spannfehler
- Schneidkantenausbrüche
Nenne die wesentlichen Messgrößen der Zerspanung:
- Kraft
- Moment
- Beschleunigung
- Körperschall
Welche Korrelation besteht zwischen Verschleiß und Wirkleistung?
Mit wachsendem Verschleiß über die Einsatzzeit des Werkzeugs ist ein Ansteigen der Wirkleistung zu erwarten
Wozu dient die Vermeidung von Aliasing (Fehler bei Signal-Abtastfrequenz) ?
Frequenzen, die größer als die halbe Abtastfrequenz sind, müssen gefiltert werden (Tiefpassfilter)
Was beschreibt die Mittelung eines Signals?
Reduktion von Messdaten
Was beschreibt die Glättung eines Signals?
Korrektur von Ausreißern
Welcher Kompromiss wird bei der Short Time Fourier Transform (STFT) hingenommen?
Kompromiss zwischen spektraler und zeitlicher Auflösung
Welche Arten von Messfehlern lassen sich grundsätzliche unterscheiden?
- Grobe Fehler
- Systematische Fehler
- Zufällige Fehler
Welche systematischen Messfehler können auftreten?
- Nullpunktfehler
- Steigungsfehler
- Linearitätsfehler
- Hysteresefehler
Nenne Kennzahlen der Signalverarbeitung:
- Extremwerte
- Mittelwerte
- Spannweite
- Schleife
Was sind Extremwerte?
Größter und kleinster Wert innerhalb eines Signals oder Signalabschnitts
Was sind Mittelwerte?
Arithmetischer Mittelwert über ein Signal oder einen Signalabschnitt
Was ist die Spannweite?
Abstand zwischen den Extremwerten des Signals oder Signalabschnitts
Was ist die Schiefe?
Maß für die Anzahl der Messpunkte über bzw. unter dem Mittelwert
