Industrielle Anwendung von Werkzeugführungen als Analysesystem
Frank Schirmacher, Wolfgang Voelkner, Hans Wilfried Wagener, Andreas Wendenberg
Die Vorgänge der Blechumformung entziehen sich in der Regel der unmittelbaren Beobachtung. In der umformtechnischen Praxis bedeutet dies, dass der Betreiber der Anlagen oft auf das Erfahrungspotential des Bedienpersonals angewiesen ist. Da das Teilespektrum zunehmend komplexer wird, sind die bisher zur Anwendung kommenden empirischen Vorgehensweisen nicht mehr ausreichend.
Es wird ein Mess- und Analysesystem auf seine Anwendbarkeit in Bezug auf die Erkennung von Prozessfehlern und die Eignung zur On-Line-Prozessüberwachung untersucht. Das System nutzt die an den meisten Werkzeugen vorhandenen Führungselemente, Säulen oder Stollenführungen, als Sensoren. Die Versuchswerkzeuge sind mit Führungssäulen und/oder Führungsstollen ausgerüstet.
Die Führungssäulen werden durch die Applikation von Dehnungsmessstreifen und die Führungsstollen durch eine geeignete Sensorik als Kraftaufnehmer ausgerüstet. Bei den Werkzeugen handelt es sich um ein Tiefziehwerkzeug zur Herstellung von rotationssymmetrischen Näpfen, ein Tiefziehwerkzeug zur Herstellung von Tankhälften und um ein Schneidwerkzeug zur Herstellung von Platinen. Ferner kommen ein Tiefziehwerkzeug zur Herstellung von Kotflügeln und ein dreistufiges Fließpresswerkzeug und zwei Stahlguss- Versuchswerkzeuge zum Einsatz.
Generell kann festgestellt werden, dass dieses Modell sowohl für die hydraulische C-Gestellpresse als auch die mechanische Torgestellpresse die realen Verhältnisse für die signifikanten Kenngrößen Kippung und Versatz über weite Strecken qualitativ und auch wertmäßig richtig widerspiegelt. Damit ist die prinzipielle Möglichkeit gegeben, aus den Säulensignalen direkt Rückschlüsse auf die Verhältnisse an der interessierenden Wirkstelle (Werkzeugschließebene ) hinsichtlich der Deformationen und der zugehörigen summarischen Kraftgrößen zu ziehen und deren Größe zu bestimmen. Während bei der weichen C-Gestellpresse der Maschineneinfluss (vertikale Auffederung) überwiegt, kommt es bei der Torgestellpresse auf Grund der großen Pressensteifigkeit zu einer verstärkten Deformation des Werkzeuges, die sich in der Verspannung der Säulen gegeneinander dokumentiert.
