Functional product validation and optimization of technical systems in motion as a part of product lifecycle oriented tolerance management

Für eine erfolgreiche Entwicklung und Herstellung eines Produkts ist die Sicherstellung der Produktfunktion bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Herstellkosten unumgänglich. Sowohl Funktion als auch Herstellkosten werden wesentlich von den Toleranzen der Bauteile beeinflusst. Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens stehen Systeme im Betrachtungsfokus, die eine definierte Bewegung mit einer bestimmten Genauigkeit ausführen sollen. Die Bewegung wird beeinflusst durch Fertigungs- und Montageabweichungen (welche durch die bei der Produktentwicklung vergebenen Toleranzen eingeschränkt sind), durch spielbehaftete Gelenke sowie durch Verformungen.Es ist festzustellen, dass die Produktentwickler dazu neigen, aus Angst um eine sichere Funktionserfüllung zu enge Toleranzen zu definieren und damit die Herstellkosten in die Höhe zu treiben. Um das Potenzial für eine optimierte Toleranzvergabe nutzen zu können, ist es wichtig, die Auswirkungen der genannten Geometrieabweichungen auf die Bewegungsgenauigkeit möglichst frühzeitig im Produktentwicklungsprozess zu ermitteln. Zu diesem Zweck soll in der ersten Projektphase ein Simulationsmodell entwickelt werden. Die Herausforderungen hierbei liegen in den dynamischen Betriebsbedingungen, den verschiedenen Charakteristiken der Abweichungen und den daraus resultierenden, über die Bewegung hinweg veränderlichen Schließmaßvariationen und Beitragsleistern. Neben der Entwicklung des Simulationsmodells selbst ist es von großer Bedeutung, die damit möglichen Toleranzanalyseaktivitäten und deren Ergebnisse in geeigneter Weise in den Produktentwicklungsprozess zu integrieren.