Modellgestützte Analyse von Pressmaschinen auf Grundlage experimentell verifizierter Parameter

Laufzeit:	06/2003 – 11/2005
Finanzierung:	AiF / EFB
Bearbeiter:	Dr.-Ing. Hajo Wiemer
Kooperation:	Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen, TU Darmstadt

Zielstellung

Das Gemeinschaftsvorhaben mit dem PtU der TU Darmstadt verfolgt das Ziel, einen Beitrag zur Verbesserung des Genauigkeits- und Verschleißverhaltens sowie zur Steigerung der Produktivität von Pressmaschinen zu leisten. Dies gelingt maschinenseitig nur mit der Verbesserung der Maschineneigenschaften, beispielsweise durch Optimierung von variablen Pressenparametern, der Werkzeuggestaltung sowie der konstruktiven Pressengestaltung. Dazu ist jedoch vertieftes Wissen über die komplexen dynamischen Wechselwirkungen im System "Pressmaschine, Werkzeug und Prozess" notwendig, welches den Einsatz modellgestützter Analysemethoden unentbehrlich macht. Im Projekt soll deshalb den Forderungen aus der Praxis nach Simulationsmethoden mit verbesserter Aussagefähigkeit, mehr Anwenderfreundlichkeit sowie nach unterstützenden Methoden zur Modellverifikation nachgegangen werden.

Projektziel ist somit die Entwicklung eines praxistauglichen Analyse-Werkzeuges auf der Basis vorhandener Modellgrundlagen, welches diesen Anforderungen gerecht wird.

Lösungsweg

In vorangegangen Forschungsarbeiten des IWM ging es insbesondere um die Grundlagen für Modellierung und Simulation des dynamischen Verhaltens von Umformpressen und deren Baugruppen anhand des exemplarischen Beispiels GT-Presse PTR3200. In der konsequenten thematischen Weiterführung werden folgende Schwerpunkte bearbeitet:

Anwendung des Modells der Zweistößel-Transferpresse für grundlegende Problemanalysen an Mehrstößel-Transferpressen z. B. im Überlast- und Prozessverhalten
Verallgemeinerung der erstellten exemplarischen Teilmodelle der einzelnen Baugruppen, Ablage in Referenzmodellen und zusammenfassende Erstellung eines "Methodenkataloges zur Modellbildung"
Modellverifikation auf Grundlage experimentell ermittelter Parameter und Erstellung des "Methoden-Kataloges zur Modellverifizierung" (Entwicklung von experimentellen Untersuchungsmethoden, mit denen u. a. eine indirekte Parameterverifikation möglich ist)
Nachweis der Anwendbarkeit der Referenzmodelle sowie der Verifikationsmethoden an vom projektbegleitenden Ausschuss ausgewählten Pressen anderer Bauart

FO Pressenanalyse-Bild 1 — Abb. 1: Vorgehensweise bei der Modellbildung durch Anwendung der Methoden-Kataloge zur Modellbildung und Modellverifikation

Ergebnisse

Als Ergebnisse wurden am IWM die Grundlagen für die Modellierung (Modellbildung, Parameterermittlung, Grenzen der Modellaussagefähigkeit) der wesentlichen Pressenbaugruppen bearbeitet. Zu den wesentlichen Baugruppen zählen:

Stößel, Pressenrahmen und Aufstellung
Räder- und Hebelgetriebe, hydraulische Überlastsicherung, Stößelgewichtsausgleich
Stößelführungssystem

Die Baugruppenmodelle wurden im Sinne von Referenzmodellen in einem so genannten "Methodenkatalog zur Modellbildung" abgelegt und werden im weiteren Projektverlauf mit den vom Projektpartner erarbeiteten Verifikationsmethoden verknüpft.