Entwicklung eines Prozessüberwachungssystems mit Entscheidungsunterstützung beim Metall-Ultraschallschweißen elektrisch leitfähiger Verbindungen

Vorhabenbeschreibung:

Beim Metall-Ultraschallschweißen (M-USS) von Litze/Terminalverbunden handelt es sich um einen sensiblen Prozess, welcher eine laufende, kostenintensive Überwachung der erzeugten Verbunde erfordert. Diese Überwachung erfolgt derzeit in der Industrie stichprobenartig anhand zerstörender Zugprüfungen, da angenommen wird, dass eine maximale Zugfestigkeit mit einer maximalen Strombelastbarkeit der elektrisch leitfähigen Verbindungen einhergeht. Dennoch kommt es in der Industrie zu Ausschussraten von 0,5 %-1,5 %, welche realen sowie Pseudoausschuss umfassen. Die Zugprüfungen sowie das Auftreten von Ausschuss, Pseudoausschuss bzw. Kundenreklamationen, welche aus Defekten resultieren, verursachen für Kabelkonfektionäre und Anwender, zu denen in beiden Branchen auch KMU zählen, erhebliche Kosten. Eine 100 %-Überwachung der erzeugten Verbunde schafft hier Abhilfe, da somit Ausschuss und Pseudoausschuss frühzeitig vermieden und zerstörende Prüfungen reduziert werden können. Aufgrund der geringen Taktzeiten beim M-USS ist ein Mensch jedoch nicht in der Lage, für jeden erzeugten Verbund diese Daten zu kontrollieren. Ein Teilziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung einer effizienten, einfach zu implementierenden, kostengünstigen und somit für KMU finanzierbaren Prozessüberwachung, welche erzeugte Verbunde in Gut- bzw. Schlechtschweißungen (samt Fehlerquelle) klassifizieren kann. Dabei wird auf Methoden des maschinellen Lernens zurückgegriffen und diese direkt in Unternehmen des Projektausschusses evaluiert. Als Ausgangspunkt für die Erzeugung von Gutschweißungen steht ein Parametersatz, welcher über die maximale Zugfestigkeit ermittelt wurde. Ein weiteres Teilziel des Vorhabens wird daher die Überprüfung sein, inwieweit eine maximale Zugfestigkeit, wie sie in der Forschung und Industrie als Ausgangspunkt für viele Untersuchungen von Litze/Terminalverbunden genutzt wird, mit der Strombelastbarkeit, welche die Hauptkenngröße für die erzeugten Leiter darstellt, korreliert.