Entwicklung einer selbstlernenden Drei-Rollen-Biegemaschine

für das adaptive Biegen von Profilen mit variablen Querschnitten und Konturen

Ziel dieses Projektes ist es, eine adaptive Regelung für den Drei-Rollen-Biegeprozess zu entwickeln und die hierfür notwendigen hardware- und softwareseitigen Grundlagen zu schaffen. Vor allem die beim Biegen auftretende Rückfederung, die im besonderen Maße von den Materialeigenschaften der Profile abhängt, soll durch die angestrebte Prozessregelung kompensiert werden. Durch die Sicherung von Qualität und Produktivität wird eine Festigung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen am Standort Deutschland ermöglicht.

Motivation

Das Drei-Rollen-Biegen bietet den Vorteil einer hohen Flexibilität der fertigbaren Konturen und der verwendbaren Profilgeometrien bei einem vergleichsweise sehr geringen Werkzeugaufwand. Das Biegen von Radien und Konturverläufen geschieht jedoch mit Ausnahme einiger Standardprofile manuell. Dies macht das Profilbiegen mit Drei-Rollen-Biegemaschinen zu einem sehr personalintensiven Fertigungsverfahren und bedarf einer hohen Kompetenz des Maschinenbedieners. Ebenso ist eine kontinuierliche Bauteilüberwachung nur schwer möglich. Insbesondere erfordern Schwankungen der Halbzeugeigenschaften eine stetige Adaption des Prozesses, damit eine gleichbleibende Produktqualität sichergestellt werden kann.

[1] Modell eines Drei-Rollen-Biegeprozess

Lösungsweg

Zur Entwicklung der adaptiven Prozessregelung erfolgt eine numerische Modellierung des Prozesses, die an eine experimentelle Untersuchung gekoppelt ist. Anhand der durchgeführten FE-Simulationen wird eine Prozessanalyse durchgeführt, wodurch geeignete und im Prozess messbare Stell- und Regelgrößen identifiziert werden. Die darauf aufbauende Regelung wird zunächst anhand von FE-Simulationen getestet. Anschließend wird diese in einen Maschinenprototyp implementiert und auf den realen Prozess angewandt.

Förderhinweis

Das Forschungsprojekt wird gefördert durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi).