Simulation Bauteilhandling innerhalb von Pressenstraßen 5. Norddeutsches Simulationsforum am 26.01.2011 Dr.-Ing. Philipp Weigert Dr.-Ing. Hansjörg Kurz Dr.-Ing. Martin Goede Volkswagen AG, Wolfsburg Seite 1
Agenda 1 2 Einleitung, Handling von Bauteilen Entwicklung der Transfersimulation 3 Bauteilentnahme am Ende der Pressenstraße 4 Virtuelle Optimierung am Beispiel Sharan 5 Simulationsabgleich mit der Praxis 6 Zusammenfassung Seite 2
Handling von Bauteilen in der Presse Bauteileigenschaften der unterschiedlichen Operationsfolgen 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Eigenschaften der Pressenstraße Freigängigkeiten Transferkurven Hubzahlen Kraftflußinteraktion Bauteil mit Aufnahme Schaufel, Sauger, Greifer Anordnung, Geschwindigkeit und Ablage Seite 3
Transfersimulation Startpunkt Erste Simulationen der Operationsfolgen Volkswagen EOS - Linear-elastische Elementformulierung über Randbedingungen - Manuelle Optimierung ohne Automatismen - Versagenskriterium: Erreichen der Fließspannung Seite 4
Berücksichtigung vom Transferbalken mit nichtlinearen Elementformulierungen - Berücksichtigung plastischer Deformationen - Erhöhter Bearbeitungsaufwand - Ergebnisqualität sehr genau Seite 5
Automatisierung durch selbstlernende Algorithmen Vorgehensweise: Gebiet 1 Definition der möglichen Suchgebiete Automatisierung der Transfersimulationen Optimierungsalgorithmus zur Verringerung der Bauteilschwingungen, Variation der Aufnahmepunkte Seite 6 Gebiet 2
Einsatz generischer Optimierung Optimierungsschritt: 1 5 30 Optimierungsergebnis: Maximale Bauteilschwingung: 17,5 mm 4,8 mm 1,7 mm Anzahl der Aufnahmepunkte: 6 6 6 Seite 7 Durchlaufrichtung
Umsetzung der FEM-Ergebnisse Aufbau unterschiedlicher Transferkonfigurationen Reduzierung der Haltepunkte Darstellung skaliert Seite 8 Durchlaufrichtung
Simulation der Bauteilablage - Bauteilbeschädigungen in Form von plastischen Deformationen - Einzelteile erreichen teilweise erst durch das Fügen mit anderen Einzelteilen im Karosseriebau ihre Stabilität Seite 9
Analyse Seitenteil Sharan (1. Generation) Ablage Seitenteil auf das Förderband Seitenansicht Förderband mit Seitenteil Seite 10
Simulation Sharan Nachfolger (Serie 2010) Ausgangssituation Bauteil optimiert Lasche und Steg Bauteil und Förderband optimiert Herstellbarkeit: Seite 11
FEM-Simulation bei der Planung Sharan NF Ergebnis der Simulation: Bauteil ist herstellbar Stabilisierende Stege optimiert Umbau der Produktionsanlage ist notwendig Zur Absicherung der Investition wird ein Praxisabgleich durchgeführt Ausgangssituation Sollsituation Seite 12
Versuchsaufbau Dach Sharan Vorgänger Markerpunkte Kamerasystem Seite 13 Markerpunkte auf Förderband
Virtueller Versuchsaufbau und Abgleich der Ergebnisse Positionierung über die Messpunkte Auswertungsprotokoll der Messpunkte Seite 14
Abgleich Messpunkt 1 Dach Auswertung Marker Dachmittelpunkt Abweichung: 0,1 % Verschiebung in z [mm] Time t [s] Test Simulation Auswertungszeitpunkt bei t=1,8 s Seite 15
Abgleich Messpunkt 2 Dach Auswertung Marker Mitte Aussenkante Abweichung: 2,2 % Verschiebung in z [mm] Time t [s] Test Simulation Auswertungszeitpunkt bei t=1,8 s Seite 16
Zusammenfassung Simulationsmethoden ermöglichen virtuelle Analyse und Optimierung Abgleich mit realen Prozessen bestätigen die Simulationsergebnisse Auf Basis der virtuellen Ergebnisse ist die Anlage umgebaut worden Positiver Rückfluss der Ergebnisse aus der Produktion Seite 17
Bodengruppe Typ 3 1961-1973 Philipp.Weigert@Volkswagen.de Den meisten Spaß hatten wir immer in Autos ohne Dach. Dr. Philipp Weigert PMT/L Seite 18