Tolerancehåndtering

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Tolerance management er et specialiseret område inden for kvalitetsstyring . Dette danner broen mellem kravene til produktionskvalitet på den ene side og deres konsekvente implementering langs hele proceskæden på den anden side. [1] Målene er forebyggende fejlforebyggelse, tidlig sikring af geometriske kvalitetsegenskaber samt konstruktioners funktionalitet og fremstillingsevne. [2] Som følge heraf kan omkostninger minimeres i produktudvikling og produktion, og der kan spares tid uden at have en negativ indvirkning på produktets kvalitet.

Afvigelser fra den nominelle størrelse ved fremstilling af et produkt er uundgåelige. På grund af de modsatte krav fra individuelle interessegrupper, såsom montering , udvikling, leverandører, design osv., Til produktet, er det vigtigt at finde overordnede optimale løsninger. [1] Det vigtigste værktøj er implementering af en aritmetisk og statistisk toleranceanalyse langs produktudviklingsprocessen (PDP).

Grundlæggende

Det grundlæggende princip for tolerancestyring er "at undgå fejl i stedet for at fjerne fejl". Tilsvarende elimineres eller undgås mulige produktfejl i løbet af produktudviklingsprocessen inden serieproduktionens start. Et klart defineret begreb bruges til dette.

Referencepunktsystem

Referencepunktsystemet (RPS) tjener som grundlag for tolerancekoncepter. Dette muliggør en klar og reproducerbar positionering af individuelle dele , samlinger eller komplette systemer. Som et resultat kan komponenternes tolerancer præcist matches med hinanden, og der kan opnås en kontinuitet i positionen over hele fremstillings- / testprocessen.

3-2-1-reglen

Niveaubetegnelse i tolerancestyring og 3-2-1-regel

For at kunne bestemme placeringen af ​​et frit stift legeme i tredimensionelt rum, skal der defineres et referencesystem for det, der begrænser alle seks frihedsgrader (tre translationelle og tre rotationsbevægelsesretninger). Til dette formål kræver et stift legeme normalt seks monteringspunkter , som skal være så langt fra hinanden som muligt for at opnå størst mulig stabilitet. Undtagelser er rotationssymmetriske kroppe og systemer med led. Med udgangspunkt i dette bør referencepunktsystemet bruges på den ene side til at definere en nulposition for målinger og på den anden side til at blive brugt som grundlag for konstruktion og samlingskoncepter. 3-2-1-reglen skaber et primært, et sekundært og et tertiært niveau. Det primære niveau defineres af tre, det sekundære niveau af to og det tertiære niveau med et punkt. De resulterende overflader skal ideelt set stå vinkelret på hinanden.

Der skelnes generelt mellem tre typer anvendelse af 3-2-1-reglerne:

  • Arealprincip
Afhentningspunkterne repræsenteres af områder i x-, y- og z-planene og bestemmer komponentens position.
  • Hulforlænget hulprincip
En sekundær og en tertiær reference kortlægges af en stift i et hul (2-vejs reference) og den anden tertiære orientering af en stift i et aflangt hul (1-vejs reference). Det aflange hul kompenserer for en positionstolerance over for andre referencer.
  • Oversættelse-rotation-stop princip
rotationsaksen danner lejerne hver to primære og sekundære referencer. Et rotationsstop danner den tredje primære reference, og et translationstop danner den tertiære reference.

Ud over de vigtigste monteringspunkter, som garanterer komponenternes definerede position, er der såkaldte hjælpepunkter, der tjener til at reducere ustabiliteten af ​​komponentmonteringen i tilfælde af bøjelige dele.

I princippet skal følgende aspekter tages i betragtning ved anvendelse af 3-2-1-reglen:

  1. Sørg for konsekvent bevarelse af referencepunkterne fra den enkelte til samlingsdelen for komponenterne og samlingerne, der skal sammenføjes
  2. Placer referencepunkter i stabile områder
  3. Læg monteringshuller og overflader parallelt med komponentkoordinatsystemet eller til lokale referencepunkter
  4. Ændringer i komponentreferencesystemet skal undgås
  5. Undgå at placere komponenterne på tværs af flere grænseflader
  6. Tillad tolerancer at have en effekt på de punkter, der hverken er funktionelle eller kundespecifikke
  7. Under montering skal referencepunkterne være let tilgængelige af hensyn til måling og samling

Referencepunktbetegnelse

For at kunne garantere en nøjagtig identifikation af punkterne i referencesystemerne er de enkelte referencepunkter navngivet i henhold til DIN EN ISO 5459. Uanset dette har mange virksomheder, f.eks. I bilindustrien, deres egen referencepunktnomenklatur.

Tolerance analyse

Toleranceanalyse er en vigtig del af tolerancestyring. Der skelnes mellem aritmetisk og statistisk beregning.

Funktionelle dimensioner

Komponenter og moduler skal dimensioneres med hensyn til opfyldelsen af ​​overordnet kvalitet og funktionelle egenskaber i koordinering med de involverede afdelinger og leverandører . De afledte dimensioner kaldes funktionelle dimensioner.

De relevante funktionelle dimensioner er opsummeret i et " kravskatalog ". Dette bruges til produktion til statistisk proceskontrol (SPC) og fejlanalyse. Funktionelle dimensioner for individuelle dele eller samlinger er dokumenteret på de tilsvarende tegninger. Dette resulterer i tolerance datablade og funktionelle dimensionskataloger, der kan bruges til koordinering mellem udvikling, samling, produktion og leverandører.

Håndtering resulterer i produktudviklingsprocessen

Ved hjælp af tolerancestyring kan fejl undgås, før de opstår. Dette fører til en reduktion i udviklings-, fremstillings- og omarbejdningstider, til påvisning af stylingrelaterede svage punkter, konceptfejl og procesrisici. Påkrævede kvalitetsfunktioner kan overholdes, flaskehalse og funktioner sikres.

Kvalitet og funktionelle funktioner sikret ved statistiske beregninger tjener til at validere de interne komponent- og konceptkrav i produktudviklingsprocessen. Resultatet af tolerancestyringen viser, om målparametrene opfyldes med de eksisterende montage- eller konstruktionskoncepter og de tilgængelige komponentegenskaber, eller om optimeringer er nødvendige for at nå målet.

Indflydelse af kvalitetskarakteristika

Ud over de funktionelle dimensioner, der allerede er beskrevet, er det også nødvendigt at forstå, hvordan kvalitetsegenskaber påvirker resultaterne af tolerancestyring. Egenskaberne ved en kvalitetsfunktion skyldes de forskellige krav til en komponent eller en komponentgruppe.

Fra kundens synspunkt kan dette være:

  • teknisk funktion
  • Geometri (flaskehalse)
  • styling
  • sikkerhed

Derudover indeholder produktionsresultater krav til:

  • Producerbarhed
  • Monterbarhed

Afledningen af ​​disse kunde- og virksomhedsrelevante krav resulterer blandt andet i forbindelse med tolerancestyring

  • Fælles dimensioner
  • Offset dimensioner
  • Mellemrum

Disse opstår igen fra et stort set komplekst samspil mellem individuelle tolerancer, som hver især kan have en afgørende indflydelse på kvalitetsegenskaben eller på tolerancespecifikationen. Evnen til at opfylde tolerancespecifikationerne for kvalitetsfunktionen kan kun opnås, hvis de i det væsentlige effektive påvirkende variabler kendes og tages i betragtning i beregningen. Til dette er teamarbejdet mellem flere specialister fra forskellige områder af produktudviklingsprocessen af ​​stor betydning.

Behandl deltagerne

Udførelse af en toleranceanalyse forudsætter, at udviklings- og planlægningsafdelingen har indledende koncepter både hvad angår konstruktion og montering. Kun når disse oplysninger er tilgængelige, kan nøjagtige toleranceforhold vises og udføre meningsfulde analyser. Omvendt bruges resultaterne af toleranceanalysen i de tidlige udviklingsfaser til at planlægge de første koncepter, både hvad angår konstruktion og samling, som orientering og yderligere støtte. Disse resultater er for det meste baseret på empiriske værdier og ændres og tilpasses for det meste konstant som en del af procescyklussen.

Resultater af tolerancestyring

  • Det statistiske beregningsresultat
    forudsiger tolerancemargen, inden for hvilken 99,73% * af resultaterne vil være.
  • Det aritmetiske beregningsresultat
    leverer toleranceværdien - den såkaldte "worst -case" - inden for hvilken 100% af resultaterne er
  • Den direkte løber sats
    kræver en kvalitetsspecifikation og giver oplysninger om procentdelen af ​​de resultater, der vil være inden for denne specifikation. Fra et statistisk synspunkt skal forskellen til 100% korrigeres ved omarbejde.
  • Pareto -analysen og identifikation af de vigtigste bidragydere
    viser den individuelle tolerances procentvise indflydelse på resultatet. Dette viser de vigtigste bidragydere.
  • Begrebet beslutning og variantberegning
    forskellige konstruktions- / samlingsvarianter beregnes og kan sammenlignes med hinanden. Denne proces bidrager til konceptbeslutningen.

Systemstørrelser i tolerancestyringscyklussen

Tolerancehåndtering - systematik

I den følgende figur er alle de ovennævnte systemvariabler opsummeret og repræsenteret som planetgear med inputvariabler, en tolerancestyringscyklus som en behandlingsproces og outputvariabler. De vigtigste søjler i tolerancestyring: referencepunktsystemet, det funktionelle dimensionskatalog og toleranceanalysen driver tolerancestyringen som planeter i en konstant arbejdscyklus. Omvendt er denne tolerancestyring imidlertid også påvirket og i overført betydning drevet.

Faktorer, der påvirker resultatet

  1. Optimering af optagekoncepterne for enkelte dele
  2. Ændring af samling eller konstruktionskoncept (reduktion af bidragydere, optimering af tilpasningskoncepter osv.)
  3. Tilpasning / begrænsning af de enkelte tolerancer (optimering af fremstillingsprocessen osv.)
  4. Forøgelse af kvalitetsindikatorer for individuelle bidragydere (proceskapacitet cp eller proceskapacitetsindikator cpk)
  5. Stylingjustering (afbrydelse af kritiske led osv.)
  6. Udvidelse af kvalitetsspecifikationen (tolerancespecifikation)
  7. konstruktive ændringer (øg afstand osv.)

* Værdien varierer i henhold til de respektive retningslinjer.

litteratur

  • Martin Bohn: Tolerancestyring i udviklingsprocessen: reducering af virkningerne af tolerancer på samlinger af bilkarosserier. Diss. U Karlsruhe 1998
  • Christoph Germer: Tværfaglig tolerancestyring . Logoer, Berlin 2005, ISBN 978-3-8325-0954-5 .
  • Bernd Klein: Tolerancestyring inden for maskin- og køretøjskonstruktion . Oldenbourg, München 2006, ISBN 978-3-486-57850-8 .
  • Bernd Klein, Frank Mannewitz: Statistisk tolerance: Kvaliteten af ​​det strukturelle design. Vieweg, Braunschweig 1993, ISBN 3-528-06563-X .
  • Roland Leuschel: Tolerancestyring i produktudvikling ved hjælp af karosseriets eksempel i bilkonstruktion . Freiberg 2010, urn : nbn: de: bsz: 105-qucosa-68799 (afhandling ved TU Bergakademie Freiberg ).

Individuelle beviser

  1. a b Roland Leuschel: Tolerancehåndtering uden tolerancer . Foredrag
  2. Frank Mannewitz: Tolerance Management i Automobile Byggeri - Chancer og Grænser. Foredrag