ARGUS

Optische Lösung für die Formänderungsanalyse

ARGUS

Auswertung von Umformprozessen und Validierung von Simulationen

Die Optimierung von Blechumformprozessen im Hinblick auf die korrekte Materialauswahl und Optimierung von Werkzeugen ist ein entscheidender Faktor für die Wettbewerbsfähigkeit – insbesondere in der Automobilindustrie bei der Entwicklung von Blechbauteilen, bei der Werkzeugerprobung und bei der Fehlerbehebung in der Produktion. Das Formänderungsanalysesystem ARGUS unterstützt solche Optimierungsprozesse durch zuverlässige und präzise Ergebnisse für Oberflächendehnungen von Bauteilen. Die Ergebnisse von ARGUS sind flächenhaft und haben eine hohe lokale Bildauflösung. Sie ermöglichen das Messen von kleinen und großen Bauteilen.

Anwendungen

  • Werkzeugerprobung
  • Validierung und Optimierung von numerischen Simulationen
  • Serienanlauf
  • Materialannahmeprüfung (Materialchargen)
  • Forschung und Entwicklung
  • Erkennung von kritischen Verformungsbereichen
  • Lösung von komplexen Formungsproblemen

Formänderungsanalyse

Die Formänderungsanalyse ist ein Prozess, mit dem man Umformzustände und Oberflächendehnungen von Blechbauteilen nach dem Umformen bewertet. Das ARGUS System von GOM kann zur Erfassung von 3D-Koordinaten einer Oberfläche verwendet werden, die in einem fein aufgelösten Netz dargestellt wird. Die Umformergebnisse werden anschließend mithilfe eines in der ARGUS Software erstellten Grenzformänderungsdiagramms mit der Grenzformänderungskurve verglichen. Eine Grenzformänderungskurve besteht aus einem Datensatz von Materialeigenschaften und beschreibt die maximale Umformbarkeit. Das Grenzformänderungsdiagramm zeigt deutlich, ob Bereiche zu stark verformt sind oder sich noch innerhalb einer gewissen Toleranzspanne befinden und liefert damit entscheidende Informationen für die Optimierung von Umformprozessen und die Validierung von Simulationen.

Nach der Optimierung

Vor der Optimierung

ARGUS Professional Software

Die Software bietet basierend auf den Messdaten, die mit der ARGUS Photogrammetriekamera generiert wurden, eine schnelle und effiziente Auswertung von Formänderungsanalysen.

FLD/ FLC

Das Grenzformänderungsdiagramm ist ein bewährtes Werkzeug zur Auswertung von Umformprozessen und Bestimmung der Tendenz zur Rissbildung. In der ARGUS Professional Software kann ein Grenzformänderungsdiagramm mit nur einem Klick durch I-Inspect erstellt werden. Neben der Grenzformänderungskurve können zusätzliche Kurven wie z. B. die Sicherheitskurve, die Dickenabnahmekurve oder die Kurve des isotropen Zugversuchs in der Software dargestellt werden. Zudem können mehrere Grenzformänderungskurven einfach durch einen Import der ARAMIS Materialdatei erstellt werden oder direkt in der ARGUS Professional Software nach Keeler für weitere Analysen berechnet werden.

Umformbarkeit

Umformbarkeitsanalyse geht einen Schritt weiter. Wie in vielen Simulationsprogrammen, wie z. B. AutoForm, kann dieses Umformbarkeitsdiagramm auch in der GOM Software mit nur einem Klick erstellt werden. Der Anwender kann verschiedene Klassifizierungsbereiche definieren und diese direkt im Umformbarkeitsdiagramm und auf dem Bauteil darstellen.

Simulation

Skalare Werte und Geometrien aus Simulationsprogrammen wie z. B. ABAQUS, LS-DYNA oder ANSYS können in die GOM Software importiert und für einen direkten Vergleich zu den 3D-Messdaten herangezogen werden. Die 3D-Messdaten können über eine Vielzahl an Ausrichtungsfunktionen in das Koordinatensystem des Simulationsmodells transformiert werden. Somit kann im ersten Schritt die Geometrie des Simulationsmodells mit der gemessenen 3D-Oberfläche abgeglichen werden. Weitere Analysen, wie der direkte Vergleich der Verschiebungen, Verformungen und Dehnungen, sind stufenweise durchführbar.

Parametrische Projektvorlagen

Die GOM Software basiert auf einem parametrischen Konzept. Durch diesen Ansatz sind alle Prozessschritte rückverfolgbar, wodurch eine hohe Prozesssicherheit für die Messergebnisse und Reporte gewährleistet wird. Im Auswerteprozess werden alle Schritte, u. a. die Erstellung von Ausrichtungen (z. B. über CAD), Inspektionselementen und vollständigen benutzerdefinierten Reports, dokumentiert und können als Projektvorlage gespeichert werden. Zudem können weitere Projekte desselben Typs einfach durch das Ändern der Messdaten und die Neuberechnung des Projekts reproduziert werden. Der Ablauf lässt sich als Projektvorlage speichern, die zwischen Kollegen, Abteilungen oder sogar weltweit zwischen Werken ausgetauscht werden kann. Dadurch werden einheitliche Auswertestandards für Ihre Projekte garantiert.

Benutzergeführte Datenerfassung

Eine erfolgreiche Auswertung erfordert Messdaten von hoher Qualität. Durch die aktive Benutzerführung der GOM Software erhält der Anwender während der Bildaufnahme ein direktes Feedback zur Bildqualität. Bilder werden automatisch als brauchbar oder unbrauchbar eingestuft und übersichtlich in der Software angezeigt. Anwender können auf Hinweise reagieren, die zu den unbrauchbaren Bildern angezeigt werden, um z. B. die Position anzupassen, die Lichtintensität zu ändern oder einen zweiten Versuch zu starten. Mit der neuen Bild-Mapping-Funktion werden die Messpositionen rund um das Objekt angezeigt, wodurch fehlende Messpositionen unmittelbar sichtbar werden. 

Automatisierte Netzerzeugung

Anwender müssen weniger eingreifen, um Ergebnisse zu erhalten. Die automatisierte Grundlage ermöglicht eine automatische Identifikation und Berechnung von 3D-Netzen einzelner oder mehrerer Messfelder. Diese Netze können unabhängig vom Anwender erstellt werden, was die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse erhöht. 

GOM Correlate Software

Die mit dem ARGUS System generierten Messdaten können problemlos in der GOM Correlate Software angezeigt und ausgewertet werden. Zudem ermöglicht die Software den Austausch von Messergebnissen zwischen Kollegen, Abteilungen und Betrieben weltweit und unterstützt damit weiterführende Analysen.

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ARGUS Technologie

Mit der zertifizierten und handgeführten ARGUS Kamera können verformte Blechbauteile aus verschiedenen Blickrichtungen aufgenommen werden. Aus den hochaufgelösten Bildern der erfassten Bauteile werden die 2D-Koordinaten aller Punkte mathematisch abgeleitet und anhand von Photogrammetrieprinzipien zu 3D-Koordinaten umgerechnet. Die Auswertung des relativen Abstands zwischen den Punkten in Kombination mit der Berechnung des lokalen ebenen Dehnungstensors ermöglicht eine ganzheitliche Bestimmung der Dehnung über die gesamte Fläche.

Einfach und schnell messen

Anders als bei herkömmlichen Methoden der Formänderungsanalyse bietet das ARGUS System einen einfachen und schnellen Messablauf und genaue Ergebnisse zu den Formänderungen. Selbst große und komplexe Bauteile können innerhalb kurzer Zeit gemessen werden.

Messplanung

Bevor das Bauteil vorbereitet wird, müssen die Messfelder entsprechend dem gewünschten Bereich, der ausgewertet werden soll, definiert werden. Dieser kann das komplette Bauteil umfassen oder spezifische kritische Bereiche, die aus dem Produktionsprozess oder aus der numerischen Simulation bekannt sind.

Vorbereitung

Vor dem Umformen werden Blechrohlinge zunächst durch elektrochemisches Ätzen oder mithilfe von Lasern mit einem hexagonalen Punktmuster markiert.

Messen

Nach dem Umformen wird das Blechbauteil aus verschiedenen Blickrichtungen mit dem handgeführten ARGUS System erfasst. Sowohl kleine als auch große Bauteile können mit der gleichen Hardware sehr schnell erfasst werden.

Auswertung

Die Messergebnisse bieten vollflächige Informationen über die Verformungsverteilung auf den Bauteilen, wie z. B. Haupt- und Nebenformänderungen, Dickenabnahme, Grenzformänderungen, Umformbarkeit etc.

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