Entwicklung einer Charakterisierungsmethode für Hochgeschwindigkeits-3D-Messsysteme basierend auf Musterprojektion. - 76 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Die optische 3D-Vermessung mittels aktiver Triangulation ist ein etabliertes Verfahren in vielen Bereichen der Forschung, Industrie und Medizin. Die stetig wachsende Forderung nach höheren Aufnahmeraten und größeren Messfeldern erfordert dabei innovative Sensorkonzepte. Für dynamische Messungen an schnell ablaufenden Prozessen werden neben Hochgeschwindigkeitskameras auch Projektionssysteme mit hochfrequenter Musterprojektion benötigt, um die notwendige strukturierte Beleuchtung während der Messung zu gewährleisten. Durch konventionelle Technologien ist dies jedoch nicht zu erreichen. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein neuartiges Sensorkonzept basierend auf einer leistungsstarken Projektionseinheit unter Verwendung eines sogenannten Goborades evaluiert. Der entwickelte Versuchsaufbau zeichnet sich dabei durch eine hohe Flexibilität und eine breite Variationsmöglichkeit der relevanten Systemparameter aus. Die Abhängigkeiten zwischen den rekonstruierten 3D-Daten und verschiedenen Systemparametern werden durch eine Vielzahl von Messungen experimentell untersucht. Die umfassende Charakterisierung der verwendeten Komponenten und der experimentelle Aufbau liefern gleichzeitig die Basis für weitere Untersuchungen des Sensorkonzeptes. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden anschließend exemplarisch zur Optimierung der Datenqualität auf ein bestehendes Hochgeschwindigkeits-3D-Messsystem übertragen.
Evaluierung des Thermal Laser Separation Prozesses zur Fertigung von Silizium-Halbzellen. - 81 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Diese Arbeit beschäftigt sich mit, der Evaluierung des "Thermal Laser Separation"-Prozesses zur Fertigung von Silizium-Halbzellen. Dadurch soll die Entwicklung eines Anlagenkonzepts zur Serienfertigung, bei der 3D-Micromac AG, unterstützt werden. In der Arbeit wird auf den physikalischen Hintergrund und die Vorteile der Halbzelle eingegangen, um anschließend verschiedene Prozesse, mit denen eine Teilung von sprödem Silizium möglich ist, vorzustellen und miteinander in Hinblick auf ihre Vorteile und Nachteile zu vergleichen. Die Thermal Laser Separation, welche sich aufgrund der vorangegangen Überlegungen in der Theorie als am geeignetsten erweist, wird in ihren Grundlagen genauer beleuchtet. Hier werden Scribe, Cleave und Bruchverhalten von sprödem Silizium beschrieben, um ein genaueres Verständnis für den Prozess zu vermitteln. Es werden das geplante Anlagenkonzept und die zur Verfügung stehende Maschine für die Prozessevaluierung, mit Blick auf das optische und mechanische Setup vorgestellt. Zu Beginn der Prozessevaluierung entdeckte Probleme, die den Prozess oder die Maschinenausführung betreffen und somit bei der Planung des Anlagenkonzepts beachtet werden müssen, kommen zur Sprache. Schließlich werden die zur Prozessevaluierung durchgeführten Versuche vorgestellt und eine entsprechende Schlussfolgerung für das Anlagenkonzept aus den Ergebnissen gezogen. Insgesamt konnte die Anlagenplanung durch die gewonnen Erkenntnisse hilfreich unterstützt werden.
Entwurf und Aufbau eines Systems zur Positionierung eines Bildsensors mittels Schrittmotor. - 119 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Bei der multispektralen Aufnahme eines Objekts wird dieses mit einer weit größeren Anzahl an Spektralkanälen abgetastet, als es mit der herkömmlichen RGB-Technik der Fall ist. Bei der im Fachgebiet für Qualitätssicherung der TU Ilmenau verfügbaren Filterradkamera, werden zwölf Spektralkanäle mit einer spektralen Breite von 50 nm abgetastet. Hierfür werden Interferenzfilter, welche in einem rotierenden Filterrad platziert sind, in den Strahlengang des Objektivs geschaltet. Durch die zusätzlichen optischen Bauelemente kommt es jedoch zu einer von dem Filter wellenlängenabhängigen Verschiebung der Fokusebene entlang der optischen Achse. Das Ziel der Arbeit lautete daher ein Fokuskorrektursystem zu entwickeln und umzusetzen, welches es ermöglicht, durch die lineare Verschiebung der Bildsensorplatine in definierte Fokusebenen, die Entstehung von Abbildungsfehlern zu vermeiden. Aus drei Antriebskonzepten des Fokuskorrektursystems, auf Basis eines Schrittmotors, wurde die leistungsfähigste Variante ausgewählt, konstruiert und umgesetzt. Ein durch einen Schrittmotor angetriebener Linearaktuator dient dabei als Antrieb der Linearverschiebung der Bildsensorplatine. Zur Linearführung der Bildsensorplatine wird eine Präzisionsführung genutzt. Im Zuge des Fokuskorrektursystems wurden auch weitere Bauteile der Filterradkamera überarbeitet, modernisiert und hergestellt. Das entwickelte und umgesetzte Fokuskorrektursystem zeigte sich in Bezug auf die lineare Positionierungsgenauigkeit als überaus geeignet zur Korrektur der wellenlängenabhängigen Verschiebung der Fokusebenen. Unter der Berücksichtigung der Messwertstreuung von 1,3 [my]m in beiden Bewegungsrichtungen, liegt die Positionierungsgenauigkeit in der Regel immer im Bereich von - 1,7 [my]m bis + 2,8 [my]m und somit unterhalb der Forderung des Fachgebiets von 5 [my]m. Der maximale Hub des Systems beträgt 2 mm. Bedingt durch das Antriebsprinzip müssen die Anforderungen an die Dynamik verringert werden. Die Forderung von 60 Hz bei einem notwendigen Hub von 0,78 mm kann mit einer Stellfrequenz von maximal 30,4 Hz auch bei einem kleineren Hub von 0,5 mm nicht erfüllt werden. Hinsichtlich der vertikalen und horizontalen Führungsgenauigkeit der Bildsensorplatine muss mit einer äußerst geringen Pixelverschiebung bei der Bildaufnahme gerechnet werden, da die Bildsensorplatine mit einer Genauigkeit von 3,2 bis 3,8 [my]m geführt wird und dieser Wert nicht mehr innerhalb der halben Pixelbreite des Bildsensors liegt. Bedingt durch die geringe Messwertstreuung von kleiner gleich 0,9 [my]m kann dieser reproduzierbare Spalten- und Zeilenversatz noch durch die nachfolgende Bildverarbeitung korrigiert werden.
Investigations and improvements on a Process FMEA, a control plan and on quality assurance processes - based on a rear seat project in the automotive industry. - 185 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Die Automobilindustrie legt starken Fokus auf Qualitätsmanagementkonzepte und Kontinuierliche Verbesserungsprozesse (KVP). Dies beginnt mit der Qualitätsplanung, vollzieht sich durch eine systematische Qualitätssicherung der gesamten Serienproduktion und endet mit der Übernahme von Verbesserungspotentialen für Folgeprojekte als Lessons learned. Die vorliegende Masterarbeit beinhaltet Analysen von Qualitätsplanungstools und Qualitätssicherungsmaßnahmen mit dem Schwerpunkt auf Fehlervermeidungstechniken (Poka Yoke) in Serienproduktion. Die Untersuchungen folgen dabei der Vorgehensweise eines KVP-Projekts. Im Speziellen werden eine Prozess FMEA, ein Produktionslenkungsplan und Qualitätssicherungsmaßnahmen einer Rücksitz-Montagelinie eines Second Tier Lieferanten der Automobilindustrie untersucht und Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt.
Vergleichende Untersuchung der Revision der DIN ISO 9001:2015 gegenüber der DIN ISO 9001:2008 an ausgewählten Inhalten. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit werden die Änderungen der ISO 9001 in Bezug auf die Vergleichbarkeit, die Anwendbarkeit und die Umsetzung untersucht. Im ersten Schritt sind die beiden Versionen aus 2008 und aus 2015 mit einander zu vergleichen. Dabei geht es zunächst um Änderungen im Aufbau, der Struktur, der Begrifflichkeiten, der Dokumentation und des Anwenderkreises. Weiterhin sind die Schwerpunkte der Anpassungen zu erarbeiten, wie zum Beispiel der Bezug auf Dienstleistungen, der prozessorientierte Ansatz, die Risiken und Chancen Betrachtung und der Umgang mit extern beschafften Prozessen und Erzeugnissen. Im Anschluss erfolgt die Gegenüberstellung zweier ausgewählter Kapitel. Das Kapitel Produktrealisierung der ISO 9001:2008 ist mit dem Betrieb der Normausgabe von 2015 zu vergleichen. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf einer detaillierten Analyse beider Kapitel, insbesondere bezogen auf Neuerungen, Ergänzungen und Umstrukturierungen sowie deren Auswirkungen. Anhand dieser Erkenntnisse ist die Norm in den PDCA Zyklus einzugliedern. Das Ziel des PDCA-Zyklus ist die nachhaltige Verbesserung der Produktionsprozesse. Um eine Vorstellung zu erhalten, wie die Umsetzung im Unternehmen aussehen kann, ist anhand eines einfachen Beispiels das Wichtigste erläutert. Entscheidend ist, die Herangehensweise und Verwendung entsprechender Werkzeuge zur Optimierung und ständigen Verbesserung der Produktion und Dienstleistungserbringung. Zusätzlich enthält dieses Kapitel Hinweise zur Umsetzung. Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist eine vergleichende Gegenüberstellung der DIN ISO 9001:2008 zur DIN ISO 9001:2015. Dabei liegt der Schwerpunkt auf dem Kapitel des Betriebs, ehemals der Produktrealisierung. Als Ergebnis sind konkrete Hinweise zur praktischen Umsetzung und eine Einschätzung der Auswirkungen auf Produktionsabläufe und die Produktqualität gegeben.
Image acquisition and processing for multi-channel spectral imaging. - 108 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Heutzutage Spektrometer nützlich in vielen Anwendungen, wie in biomedizinischen und anderen industriellen Bereichen. Der Stand der Technik der preiswerten Spektrometer sind mit linearen photoelektrischen Array Detektoren (Zeilendetektoren) ausgestattet. Diese Masterarbeit behandelt einen Teil der Softwareentwicklung für ein low-cost Mehrkanal-Spektrometer, welches mit einem Matrix-Detektor anstelle eines Zeilendetektor arbeitet. Die Bildaufnahme, die einen automatischen Optimierer der Integrationszeit miteinschließt, wurde eingebaut. Desweiteren wurden Algorithmen für die Datengewinnung und Kalibrierung entwickelt. Schließlich wird das Mehrkanal-System und die neue Software mit einem hochaufgelösenden Spektrometer verglichen und die Ergebnisse wurden diskutiert.
Entwicklung und Dokumentation eines Geschäftsprozess zur Bereitstellung, Bewertung und Implementierung kundenspezifischer Anforderungen an das Mahle Behr Managementsystem. - 69 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Die Chancen eines Unternehmens, sich bei zunehmenden Konkurrenzdruck erfolgreich auf nationalen und internationalen Märkten zu etablieren, hängen im Wesentlichen von der Erfüllung der Kundenzufriedenheit ab. Die Sicherung und Verbesserung der Qualität aller hierbei vom Kunden wahrgenommenen, wertschöpfenden und unterstützenden Prozesse durch ein leistungsfähiges Qualitätsmanagementsystem spielt daher eine zunehmend bedeutende Rolle. Die zeitgerechte und vollständige Beschaffung, Bewertung sowie Umsetzung aller vorhandenen branchen- und kundenspezifischen Anforderungen an ein Qualitätsmanagementsystem, ist hierbei entscheidend. Die steigende Anzahl und Unterschiedlichkeit neuer und geänderter kundenspezifischer Systemanforderungen, sogenannter Customer Specific Requirements (CSR), stellen die Zulieferindustrie jedoch zunehmend vor Herausforderungen. Auch Mahle Behr sieht sich aktuell mit dieser Problemstellung konfrontiert. Denn es existiert zunächst kein standardisierter Prozess, der die rechtzeitige und vollständige Bewertung, Bereitstellung und Umsetzung kundenspezifischer Systemanforderungen in den betroffenen Prozessen effektiv und effizient sicherstellt. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird deshalb ein Geschäftsprozess entwickelt und dokumentiert, der die oben genannten Anforderungen erfüllt. Hierzu wird auf Basis theoretischen Grundlagen ein Zielprozess aufgestellt. Dieser orientiert sich an den Ansätzen der ISO 9000 und umfasst die Prozessaktivitäten Ermitteln, Bewerten, Analysieren, Bereitstellen, Implementieren sowie der Überwachen der Umsetzung. Anschließend wird eine Ist-Analyse nach dem Turtle-Modell durchgeführt. Die dabei identifizierten Probleme werden daraufhin mittels einer Root cause analysis näher untersucht und notwendige Maßnahmen aus dem Zielprozess abgeleitet. In der abschließenden Optimierungsphase werden diese in einem auf Excel basierenden Softwaretool umgesetzt, der neugestaltete Prozess global abgestimmt und in die Prozesslandschaft integriert.
Entwicklung und Umsetzung eines Monitoringkonzeptes zur Qualitätssicherung bedingt abhängiger Prozesse bei Kurztaktmontagelinien. - 76 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, in Zusammenarbeit mit der Robert Bosch GmbH, ein neuartiges Konzept zur Visualisierung von Prozessabläufen im Bereich der Montage von Magnetventilen zu erstellen. Hierbei stand die Steigerung der Transparenz auftretender Fehlerkosten im Vordergrund. Um das Konzept auf einer fundierten Grundlage aufzubauen, war es nötig, durch die Analyse der zu untersuchenden Vorgänge, ein tieferes Verständnis der vorliegenden Prozesse und Wechselwirkungen zu schaffen. Anschließend wurden einerseits bestehende und neu entwickelte Instrumente aus dem Qualitätsmanagement ausgewählt und zu einem geschlossenen Wirkungsablauf zusammengefügt andererseits eine Möglichkeit zur Erweiterung der Rückverfolgbarkeit von Zulieferteilen aufgezeigt. Durch die Überlagerung der erweiterten Daten mit den durch das Konzept generierten Visualisierungen kann die fehlerkostenbezogene Ursachenforschung und Fehlerprävention signifikant verbessert werden. Bei der Erstellung des Konzeptes standen die Umsetzbarkeit und der Nutzen für die industrielle Praxis im Vordergrund. So werden vor allem Schnittstellenfunktionen in Abstimmung mit betroffen Mitarbeitern gestaltet, um ein möglichst anwendungsbezogenes Ergebnis zu erzielen.
Schnellerkennung von Bruchkorn. - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Die Arbeit hatte das Ziel Möglichkeiten zur schnellen Analyse von Getreidestichproben im Ernteprozess mittels Bildaufnahme- und Verarbeitung zu untersuchen. Die Kenntnis des Bruchkornanteils stellt ein unverzichtbare Information für den Mähdrescherfahrer dar. Als Ausgangspunkt diente eine Software zur Analyse kompakter Volumenströme von Erntegut. Diese Software wurde darauf geprüft, ob es möglich ist verschiedene Kompaktheiten in Stichproben zu untersuchen. Dafür wurde ein neuer Aufbau realisiert. Für die Einschätzung wurden verschiedene Klassifikationsmaße verwendet. Das Ergebnis der Untersuchungen war, dass das System nicht in der Lage ist variierende Kompaktheiten zu analysieren. Nach genaueren Betrachtung der Softwareausgabe, wurden Verbesserungsvorschläge erarbeitet. Eine Hintergrundsegmentierung wurde mit der alten Objektsegmentierung kombiniert. Erste Untersuchungen des neuen Systems haben eine Steigerung der Erkennungsraten bei Testbildern loser Kompaktheit ergeben. Die Weighted Average Precision konnte auf 27,1 % mit der neuen Segmentierung verbessert werden. Das entspricht etwa der Erkennungsrate des ursprünglichen Bildverarbeitungssystems mit kompakter Objektlage.
Untersuchungen zu einem echtzeitfähigen 3D-Stereo-Bildverarbeitungssystem. - 199 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung von Bauteilen ist für eine Reihe von Arbeiten der Einsatz von Mikroskopen nahezu unverzichtbar. Bislang wurden dafür optische Mikroskope mit Doppelokularen eingesetzt. Neuerdings gibt es auch eine Vielzahl von zweidimensionalen Aufnahme- und Visualisierungssystemen. Bei solchen Systemen fehlt jedoch die dritte Dimension, sprich die Tiefeninformationen, wodurch das Arbeiten sehr erschwert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden theoretische und praktische Untersuchungen zur stereoskopischen Aufnahme und Visualisierung in Echtzeit durchgeführt. Als Basis dafür wurden zwei vorhandene Systeme hinsichtlich ihrer Funktion und Konstruktion näher untersucht und kritisiert. Die dabei und durch die Literaturrecherche gesammelten Informationen flossen in die Konzepterstellung für ein stereoskopisches Aufnahme- und Visualisierungssystem mit veränderlichem Abbildungsmaßstab ein.