Construction, Modeling and Control of a Metal Forming Machine

In dieser Arbeit wird der Zusammenbau und die Steuerung einer Vorrichtung zur Umformung von Blechen vorgestellt. Ausgehend von einem bereits in einem vorangegangen Projekt abgeschlossenen CAD– Modell, wurden die mechanischen Bauteile zusammengebaut und ordnungsgemaß ausgerichtet. Nachdem die funktionsgerechte Ausführung überprüft wurde, wurde die Anlage elektrifiziert, indem ein eigener Schaltschrank mit Antriebskomponenten ausgelegt und die Maschine entsprechend verkabelt wurde. Drei Motoren treiben zwei Achsen zur Realisierung von unabhangigen Bewegungen in horizontaler und vertikaler Richtung an. Dabei wurde in der Steuerung einerseits eine parallele, starre Kopplung, eine sogenannte Gantry-Achse, sowie eine Achskopplung dieses Achsverbundes und einer weiteren Achse für bahngesteuerte Bewegungen realisiert. Während eine Achssteuerung durch die Ausarbeitung von Modellen zur mathematischen Beschreibung der Maschinenkinematik und -kinetik erst ermoglicht wurde, soll die standardmaßig auf den verwendeten Achsantrieben vorhandene Kaskadenregelung durch ein Modell der Maschinendynamik verbessert werden. Mithilfe einer Mensch-Maschine Schnittstelle wurde die Maschinenbedienung letztlich derart vereinfacht, dass auch Endanwender Versuchsreihen zur Aufzeichnung von Technologiedaten vornehmen konnen. Ein abschließender Funktionsnachweis uberprüft die Einhaltung der vorgegebenen Anforderungen. Diese Vorrichtung unterstutzt durch ihre rigide Bauweise die Ermittlung von maschinenunabhangigen Umformtechnologiedaten. Die Erkenntnisse aus halbanalytischen Simulationen, sowie aus FEM Modellen sollen unterstutzt, beziehungsweise verifiziert werden. Die Verbesserung der Datengrundlage und weiter der den Maschinen zugrundeliegenden Datenmodelle tragen wesentlich zur Optimierung der Biegeergebnisse bei gleichzeitiger Verkürzung der Einfahrzeiten bei.