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Fabian Bader
Selbstkorrigierender Richtapparat
Modellbasierte Krümmungskompensation von rechteckigem Stahl-Halbzeug unter der Verwendung der Online-Krümmungserfassung
Gegenstand dieser Arbeit ist die Erforschung eines mechatronischen, selbstkorrigierenden Richtapparats. Dadurch soll eine Verbesserung der Materialausnutzung ermöglicht und der Materialausschuss reduziert werden.
Die durchgeführten Grundlagenuntersuchungen ermöglichen ein tiefgehendes Prozessverständnis und sind außerdem für die Modellierung des Prozesses essentiell.
Auf Basis der Untersuchungen konnten ein mathematisches und ein numerisches Modell des Richtprozesses aufgebaut werden. Aufgrund der erheblichen Rechenzeiten des numerischen Modells wird das mathematische Modell bevorzugt eingesetzt. Hierbei handelt es sich um ein Modell, welches in Abhängigkeit von der Biegelinie eine Umrechnung auf die Randfaserdehnung des Halbzeugs ermöglicht, wodurch auf die Krümmung des Halbzeugs geschlossen werden kann.
Die Prozesssteuerung des mechatronischen, selbstkorrigierenden Richtapparats sieht ein zweistufiges Verfahren vor. Nachdem in der ersten Stufe der Richtapparat eingerichtet wurde, wird in Stufe zwei der Richtprozess überwacht. Dazu werden die Materialeigenschaften des Halbzeugs mithilfe eines Sensorsystems zur induktiven Wirbelstrommessung (MagnaTest D) überwacht. Die Antwort der Wirbelstrommessung erlaubt die Korrelation zur gemessenen zugehörigen Krümmung des Halbzeugs, wodurch, in Kombination mit dem mathematischen Modell, ein selbstkorrigierender Richtapparat betriebsfähig wird. Durch einen optimalen Richtprozess wird das verbleibende Formänderungsvermögen des Halbzeugs maximiert.
Die durchgeführten Grundlagenuntersuchungen ermöglichen ein tiefgehendes Prozessverständnis und sind außerdem für die Modellierung des Prozesses essentiell.
Auf Basis der Untersuchungen konnten ein mathematisches und ein numerisches Modell des Richtprozesses aufgebaut werden. Aufgrund der erheblichen Rechenzeiten des numerischen Modells wird das mathematische Modell bevorzugt eingesetzt. Hierbei handelt es sich um ein Modell, welches in Abhängigkeit von der Biegelinie eine Umrechnung auf die Randfaserdehnung des Halbzeugs ermöglicht, wodurch auf die Krümmung des Halbzeugs geschlossen werden kann.
Die Prozesssteuerung des mechatronischen, selbstkorrigierenden Richtapparats sieht ein zweistufiges Verfahren vor. Nachdem in der ersten Stufe der Richtapparat eingerichtet wurde, wird in Stufe zwei der Richtprozess überwacht. Dazu werden die Materialeigenschaften des Halbzeugs mithilfe eines Sensorsystems zur induktiven Wirbelstrommessung (MagnaTest D) überwacht. Die Antwort der Wirbelstrommessung erlaubt die Korrelation zur gemessenen zugehörigen Krümmung des Halbzeugs, wodurch, in Kombination mit dem mathematischen Modell, ein selbstkorrigierender Richtapparat betriebsfähig wird. Durch einen optimalen Richtprozess wird das verbleibende Formänderungsvermögen des Halbzeugs maximiert.
Schlagwörter: Richtapparat; MagnaTest; Modellbildung
Paderborner Umformtechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Werner Homberg, Paderborn
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