Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Entwicklung prozessüberwachender Regelkreise für flexible Formgebungsprozesse



Datum: 02.09.2004


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. A. Weckenmann

Flexible Formgebungsprozesse wie das Laserstrahlumformen zeichnen sich durch die Verwendung formunabhängiger Werkzeuge aus und ermÎglichen somit eine effiziente Produktentwicklung. Variierende Halbzeugeigenschaften in Verbindung mit der fehlenden formgebenden Werkzeugtechnik führen aber auch zu unzureichender Reproduzierbarkeit der Produkte. Für einen industriellen Einsatz ist daher eine Regelung des Umformprozesses unabdingbar. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Entwicklung prozessüberwachender Methoden und Algorithmen zur Regelung flexibler Formgebunsprozesse. Dabei sind Effizienz und Schnelligkeit der Regelung wesentliche Nebenbedingungen. Für eine effiziente Regelung muss bei dem Vergleich der aktuellen Geometrie mit der Zielgeometrie aufgrund der großen Datenmengen auf eine komplette Flächenrückführung der 3D-Messdaten verzichtet werden. Der Vergleich wird daher mit Hilfe signifikanter Merkmale durchgeführt. Die entwickelten Methoden und Algorithmen wurden exemplarisch anhand zweier Regelkreise für das Laserstrahlumformen umgesetzt. Der erste Regelkreis ist im Bereich des Rapid Prototypings anzusiedeln. Hier wurde aufbauend auf einem existierenden Technologieprozessor ein prozessüberwachender Regelkreis für das Laserstrahlumformen viereckiger Hohl- Strangpressprofile entwickelt. Ein Einsatz dieses Systems ist im Umfeld der Spaceframe- Technologie möglich. Der zweite Regelkreis ermöglicht das Richten komplexer Freiformgeometrien, z.B. von Karosseriebauteilen. Beiden Regelkreisen liegt die gleiche methodische Vorgehensweise zugrunde. Die gezeigte erfolgreiche Verbindung fertigungstechnischer und informationstechnischer Methoden ermöglicht auch in Zukunft ein breites Anwendungsfeld für die schnelle Regelung und die Automatisierbarkeit flexibler Formgebungsprozesse.