Modellgestützte Analyse von Pressmaschinen auf Grundlage experimentell verifizierter Parameter
Verfasser:
Knut Großmann, Hajo Wiemer - Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik (IWM), Technische Universität Dresden, Dresden -
Peter Groche, Thomas Hofmann - Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU), Technische Universität Darmstadt
ISBN 978-3-86776-205-2 - 164 Seiten, 52,40 €
Zusammenfassung
Im Bereich der Fertigungstechnik im Allgemeinen und bei den für Stanz- und Umformoperationen eingesetzten Pressmaschinen im Speziellen spielt das Genauigkeitsverhalten eine für das Produktionsergebnis wesentliche Rolle. Den in der Vergangenheit ständig gestiegenen Anforderungen an die Produktqualität, die Prozesssicherheit und die Werkzeugstandzeit wurde zunächst mit der Untersuchung und Optimierung des statischen Pressenverhaltens begegnet. Über die statischen Eigenschaften hinaus, wird die Genauigkeit einer Umformmaschine wesentlich durch ihr dynamisches Verhalten, d.h. durch ihre Schwingungseigenschaften bestimmt.
Mit der oben genannten Entwicklung ging in den letzten 30 Jahren eine rasante Entwicklung im Bereich der numerischen Berechnungsverfahren einher. Nachdem insbesondere auf dem Finite-Elemente-Verfahren basierende Berechnungsmethoden zur statischen Auslegung von Pressengestellen in der industriellen Praxis Einzug gehalten haben, gibt es zunehmend die Notwendigkeit, auch das dynamische Verhalten durch Modellrechnungen abzubilden. Zur Modellierung der dynamischen Wechselwirkungen im komplexen Pressengesamtsystem oder in komplexen Pressenteilsystemen wurden zunehmend die Methoden der Mehrkörpersimulation genutzt. Zunächst steht vor allem die Abbildung bereits existierender Maschinen im Vordergrund, um die komplexen Wirkzusammenhänge in der Pressmaschine auf Basis von abgeglichenen Modellen kennen zu lernen, d.h. analysierbar und bewertbar zu machen. Mit den angestrebten Modellierungsgrundlagen soll künftig die Auslegung neuer Maschinen konstruktionsbegleitend unterstützt werden.
Die Modellierungsgrundlagen (Forschungsstelle 1: Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik der TU Dresden) schließen sowohl die Erarbeitung einer problem- und baugruppenspezifischen Modellbildung als auch die Ermittlung der erforderlichen Parameter inklusive der Parameterabschätzung und der experimentellen Verifikation (Forschungsstelle 2: Institut für Produnktionstechnik und Umformmaschinen) ein. Neben diesen Punkten spielen rein praktische Aspekte im Modellumgang eine wichtige Rolle wie die für praxisrelevante Rechenzeiten wesentliche Reduktion von Freiheitsgraden.
Der vorliegende Abschlussbericht soll diesem Umfang Rechnung tragen und sowohl eine Vorgehensweise zur rechnerischen Abbildung von Pressmaschinen als auch einen Methodenkatalog zur messtechnischen Erfassung von Maschinenparametern bereitstellen. Hinsichtlich der rechnerischen Abbildung wurden die Eigenschaften der wesentlichen Pressenbestandteile besprochen und ihre Darstellung in verschiedenen Abstraktionsstufen beschrieben. Für die einzelnen Simulationsmodelle wurde eine Abschätzung des Leistungsvermögens auf der einen und des Bearbeitungsaufwands auf der anderen Seite getroffen. Neben der Entwicklung eines Modellierungsleitfadens war es Ziel des Vorhabens, die Messmethoden zur Erfassung der dynamischen Maschinenparameter darzustellen.
Mit den Ergebnissen des Forschungsvorhabens werden die Grundlagen für die Entwicklung genauerer und produktiverer Pressmaschinen geschaffen, indem mithilfe der modellgestützten und experimentellen Analysemethoden die Eigenschaften der Pressen unter Betriebsbedingungen analysierbar, bewertbar und damit gezielt gestaltbar werden. Die Beschreibung der Ergebnisse soll den Anspruch nach Transparenz und Nachvollziehbarkeit erfüllen und damit auch für kleine und mittlere Unternehmen ohne spezialisierte Berechnungsabteilungen anwendbar und damit technisch und wirtschaftlich zu verwerten sein.
Das Forschungsvorhaben " Modellgestützte Analyse von Pressmaschinen auf Grundlage experimentell verifizierter Parameter" wurde von der EFB e.V finanziert und betreut und über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AIF e.V) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWI) gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 245 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle und im Buchhandel erhältlich.
