Kennfeldbasierte Optimierung des Wiederanlaufverhaltens von Anlagen der Warmumformung

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Übergeordnetes Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die nach Fertigungsunterbrechungen an verketteten Anlagen der Warmumformung auftretenden instationären Anlaufphasen zu reduzieren. Während dieser Betriebsphasen werden i.d.R. erhöhte Ausschussquoten produziert, was vor dem Hintergrund abnehmender Losgrößen eine erhebliche Beeinträchtigung der Verfügbarkeit dieser kapitalintensiven Produktionslinien bedeutet.Basierend auf den Ergebnissen des ersten und zweiten Antragszeitraums des Teilprojekts A5 des ehemaligen SFBs 384 soll die Übertragbarkeit der werkzeugbeschreibenden Kennfelder auf unterschiedliche Werkzeuge untersucht werden. Das bisher auf Kühlparameter gestützte Werkzeugkennfeld soll, unabhängig von der eingesetzten Kühl-/Schmiervorrichtung, durch Wahl geeigneter Kenngrößen beschrieben werden. Die Übertragbarkeit der ermittelten Größen soll an weiteren Versuchsgeometrien verifiziert werden. Für die Anwendung auf neue Werkzeuge sollen anschließend rechnergestützt Vorschläge zur Auswahl der einzuhaltenden Parameter Temperatur und "Kühlleistung" gemacht werden können. Hierzu werden die Ergebnisse und Erfahrungen vorangegangener und kommender Versuche für ein Expertensystem aufbereitet. Bei den in der Industrie häufig eingesetzten, weggebundenen Umformaggregaten beeinflussen thermisch instationäre Dehnungszustände von Werkzeug und Maschine aufgrund der starren Antriebskinematik direkt die Geometrie des Schmiedeteils. Die thermoelastischen Verformungen des in Planung befindlichen Umformaggregats werden in einem weiteren Arbeitspunkt untersucht und Maßnahmen zur Kompensation dieser physikalisch bedingten Geometrieabweichungen abgeleitet. Insbesondere der Einfluss der thermischen Maschinendehnung auf die Bauteilhöhe soll durch die Implementierung einer geregelten Tischhöhenverstellung wirkungsvoll unterdrückt werden. Einen weiteren Schwerpunkt bildet bei den Untersuchungen die Vermeidung bzw. Reduktion der thermischen Dehnungen der Maschinenkomponenten durch Kühl- und Isolationsmaßnahmen sowie der Einsatz des "adiabaten" Gesenks. Die hieraus resultierende Beschreibung des Maschinenverhaltens wird in entsprechenden Kennfeldern festgehalten und dient einem Prozessleitrechner als Datenbasis. Neben der Umformmaschine und den formgebenden Werkzeugen weist auch die Erwärmungsanlage eine ausgeprägte Temperaturabhängigkeit auf. Damit eine anlaufoptimierte Erwärmung der Rohteile erfolgen kann, müssen für die geplante Durchstoßerwärmungsanlage die entsprechenden Erwärmungs- und Steuerungskennfelder aufgenommen werden. Anhand dieser Kennfelder soll einerseits die Steuerung der Umrichterleistung vorgenommen werden und andererseits die Vergleichbarkeit und Übertragbarkeit des Anlagenverhaltens auf andere Erwärmungsanlagen untersucht werden. Die anschließende Koppelung aller Kennfelder der in die Schmiedelinie eingebundenen Aggregate in einem Prozessleitrechner soll die Schmiedeanlage