Mehrgrößensteuerung mit Vorsteuerung von geformten Produkteigenschaften - Grundlagen und Anwendung beim Stanzlochwalzen

Im Rahmen des Teilprojektes „Grundlagen und Anwendung auf das Stanzlochwalzen“ werden die Grundlagen von Mehrgrößenregelungen von umformend erzeugten Produkteigenschaften mit Störgrößenaufschaltung anhand des Stanzlochwalzens untersucht. Zur Durchführung des Projekts wird hierzu ein eigenschaftsgeregelter, neuartiger Umformprozess inklusive Regelung von Gefüge, Härte, Oberflächenrauheit, Temperatur und Geometrie implementiert und entwickelt. Die Validierung des Reglerkonzeptes erfolgt anhand des Beispielprozesses Stanzlochwalzen. Hierzu kommt die 3D-Servo-Presse zum Einsatz, wodurch eine dreidimensionale Bewegung des Werkzeugs realisiert und die Freiheitsgrade sowie interne Regelung der Presse zur Prozessregelung genutzt werden. Durch die im Werkzeug integrierten Sensoren und die Verwendung von ordnungsreduzierten Modellen werden Materialeigenschaften und Geometrie online erfasst. Diese dienen anschließend der Prozessregelung als Ist-Werte, welche die mechanischen Freiheitsgrade nutzen, um auf die Führungsgrößen zu reagieren. Die Führungsgrößen sind vor allem übliche, durch Zeichnungsvorgabe darstellbare Größen wie Geometrie, Härte und Oberflächenrauheit. In der ersten Förderphase sind folgende Teilziele vorgesehen: Aufbau eines zeitabhängigen FE-Modells, Entwicklung eines Versuchswerkzeugs, Implementierung einer Geometrieregelung, Validierung der Simulationsergebnisse anhand von metallograpischen Untersuchungen, Implementierung einer Offline-Eingrößenregelung sowie die Quantifizierung von Störgrößen.

ANSPRECHPARTNER

Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen, PtU Darmstadt

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Peter Groche

Mitarbeiter: Maximilian Knoll, knoll(at)ptu.tu-darmstadt.de

Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM-WK)

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Volker Schulze

Mitarbeiter: Fabian Mühl, fabian.muehl(at)kit.edu