Echtzeitfähige Modellierung eines innovativen Drückwalzprozesses für die eigenschaftsgeregelte Bauteilfertigung

Abstract

Zusammenfassung Aufgrund aktueller Transformationsprozesse kommt der automatisierten und ressourceneffizienten Fertigung hochfester Leichtbauteile eine steigende Bedeutung zu, beispielsweise im Flugzeug- und Fahrzeugbau. Für kleine Losgrößen bietet sich hier insbesondere das Fertigungsverfahren des Drückwalzens an. Der konventionelle, industriell genutzte Drückwalzprozess stößt allerdings aufgrund der Prozesskomplexität hinsichtlich der Reproduzierbarkeit an seine Grenzen. Dies wird in der Praxis teilweise durch personengebundenes Erfahrungswissen kompensiert. Auch ist es nicht möglich, Bauteileigenschaften definiert einzustellen. Aus diesem Grund bietet der Einsatz einer neuartigen Eigenschaftsregelung Chancen zur Weiterentwicklung des Fertigungsprozesses und die Möglichkeit zur Prozessautomatisierung. Hier werden die Werkzeugbahnen abhängig einer Online-Eigenschaftsmessung über eine zusätzliche Reglerkaskade manipuliert. Die Entwicklung einer solchen Eigenschaftsregelung erfordert den Einsatz geeigneter, modellbasierter Entwurfsmethoden. In diesem Beitrag wird daher ein regelungstechnisches Systemmodell für das Drückwalzen metastabiler austenitischer Edelstähle vorgestellt. Das Simulationsmodell weist aufgrund seiner Echtzeitfähigkeit neben dem Einsatz als reines Entwurfsmodell weitere Nutzungsmöglichkeiten z.B. in Beobachtern auf und grenzt sich somit von domänenspezifischen Simulationstools wie der FEM ab.