Analiza procesu zawijania z wykorzystaniem pomiarów wizyjnych i obliczeń numerycznych (MES)

• Autorzy: Świłło S. , Czyżewski P.

Warianty tytułu

EN

Hemming process evaluation by using vision system analysis and numerical calculation (FEM)

• Konferencja: Fizyczne i Matematyczne Modelowanie Procesów Obróbki Plastycznej. FiMM 2011/sympozjum (19-21.05.2011; Jabłonna, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zawijanie jest trzystopniową technologią kształtowania blach stosowaną dla potrzeb zwiększania wydajności i jakości części konstrukcyjnych karoserii samochodów, na przykład drzwi, klap tylnych albo przednich, przesuwanych pokryw dachowych czy gniazd świateł. Konieczność monitorowania parametrów tego procesu wynika z faktu, że rzutują one na końcową jakość wyrobu. Dlatego też, w celu zminimalizowania błędów powstałych na etapie projektowania procesu zawijania koniecznym stało się kompleksowe poznanie tego procesu. W artykule przedstawiono informację o aktualnych badaniach w tym zakresie, jak również zaproponowano nowe rozwiązania oparte na zastosowaniu metod wizyjnych analizy obrazu. Ponadto, zaproponowany został model numeryczny procesu zawijania z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Zaproponowano doświadczalne zweryfikowanie tego modelu na różnych etapach analizy numerycznej, co pozwoli na zachowanie dużej zgodności z procesem rzeczywistym. Dzięki wynikom uzyskanym w symulacji numerycznej można będzie zoptymalizować projektowany proces technologiczny, skrócić cykl projektowania oraz zmniejszyć koszty związane z uruchomieniem produkcji.

EN

Hemming is a 3-step sheet folding process that is used in the final stages of production of exterior sheet automotive components such as doors, deck lids, liftgates, etc. It is believed that, carefully designing the flanging and pre-hemming operations can eliminate, minimize or at least control most of the forming defects. This paper presents a new algorithm, optical measurement system and tools for experimental investigation of flanging and hemming as an extension to the reference. First, an introduction to the hemming problem is presented and all basic problems are described. Second, a new method for 3-dimensional geometry and strain measurement based on laser scanning method is presented. In this section, the image acquisition process and digital analysis of the images were presented in order to recognize and analyze the object taken from camera. Finally, numerical model of hemming process is presented. A preliminary experimental investigation performed on designed stationary vision system indicated that the proposed solutions such as scanning method is applicable for the hemming product quality control.

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 238
• Strony: 93--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Świłło S.

autor

Czyżewski P.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] G. Zhang, H. Hao, X. Wu, S.J. Hu, K. Harper, and W. Faitel, “An experimental investigation of curved surface-straight edge hemming”, J. of Manufacturing Processes, 2000, Vol. 2, No. 4, pp. 241 -246
• [2] G. Zhang, X. Wu, S.J. and Hu, “A study on fundamental mechanisms of warp and recoil in hemming”, J. of Engineering Materials and Technology, 2001, Vol. 123, No. 4, pp. 436- 441
• [3] A. Muderrisoglu, M. Murata, M. A. Ahmetoglu, G. Kinzel and T. Altan, “Bending, flanging, and hemming of aluminum sheet—an experimental study”, Journal of Materials Processing Technology, Volume 59, Issues 1-2, 15 May 1996, pp. 10-17
• [4] H. Livatyali, A. Muderrisolu, M. A. Ahmetolu, N. Akgerman, G. L. Kinzel and T. Altan, “Improvement of hem quality by optimizing flanging and pre-hemming operations using computer aided die design”, Journal of Materials Processing Technology, Volume 98, Issue 1, 15 January 2000, pp. 41-52
• [5] A. Graf and W. Hosford, “The influence of strain-path changes on forming limit diagrams of A1 6111 T4”, International Journal of Mechanical Sciences, Volume 36, Issue 10, October 1994, pp. 897-910
• [6] J. Sarkar, T. R. G. Kutty, K. T. Conlon, D. S. Wilkinson, J. D. Embury and D. J. Lloyd, ’’Tensile and bending properties of AA5754 aluminum alloys”, Materials Science and Engineering A, Volume 316, Issues 1-2, 15 November 2001, pp. 52-59
• [7] H. Livatyali, T. Laxhuber and T. Altan, “Experimental investigation of forming defects in flat surface- convex edge hemming”, Journal of Materials Processing Technology, Volume 146, Issue 1, 15 February 2004, pp. 20-27
• [8] S.J. Swillo, K.A. Iyer, S.J. Hu, “Optical system and method for measuring continuously distributed strain”, US Patent # 7,036,364 (Uniwersytet Michigan), 2005,
• [9] S. J. Swillo, K. Iyer and S. J. Hu: Angled line method for spatially continuous strain distribution measurement in sheet bending, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol.128, Issue 3, Aug. 2006, pp.651-658
• [10] S. Swillo: Automation of strain measurements by using image processing, Proceedings of the 5 th International Conference EDA 2001, Aug. 2001, pp.476-481
• [11] S. J. Swillo, G. Lin, S. J. Hu, K. Iyer, J. Yao, W. Cai, M. Koc: Detection and characterization of surface cracking in sheet metal hemming using optical method, Transactions of NAMRI/SME, Volume 33, 2005
• [12] G. Zhang, S.J. Hu, and X. Wu, “Numerical analysis and optimization of hemming processes”, Journal of Manufacturing Processes, 2003, Vol. 5, No. 1, pp. 87-96
• [13] G. Lin, K. Iyer, S.J. Hu, and W. Cai, “A Computational Design-of-Experiments Study of Hemming Processes for Automotive Aluminum Alloys”, to appear in Journal of Engineering Manufacture, 2004
• [14] G. Lin, M. Koc, S.J. Hu, and W. Cai, “Three-dimensional Numerical Simulation of Curved-edge-curved- surface Hemming of Aluminum Alloy”, to appear in 2004 ASME International Mechanical Engineering Congress and RD&D Expo.