Beschreibung
P 1217 – Induktive Flanscheinzugssensorik für das Tiefziehen
Die Bauteilqualität von Tiefziehteilen unterliegt im Serienbetrieb trotz umfänglicher Qualitätskontrollen der gesamten Wertschöpfungskette nicht beherrschbaren stochastischen Schwankungen. Eine Möglichkeit trotz der sich ändernden Eingangsgrößen einen robusten Prozess zu implementieren, ist der Aufbau eines Regelkreises zur Prozessüberwachung. Während mit dem Einzug des Bauteilflansches eine geeignete Regelgröße zur zuverlässigen Bestimmung der Bauteilqualität existiert, bedarf es entsprechender Sensoren zur Erfassung dieser Größe, die auch im industriellen Umfeld funktionieren.
In diesem Forschungsprojekt werden zunächst existierende Sensorsysteme für das Tiefziehen auf Basis verschiedener Messmethoden analysiert. Hierauf aufbauend wird ein induktives Sensorsystem konzipiert, welches durch seinen Aufbau besonders robust gegenüber den im Prozess wirkenden Belastungen ist. Hierbei werden zwei unterschiedliche Messmethoden erprobt, von denen die transformatorische gegenüber der parametrischen aufgrund ihrer höheren zeitlichen Auflösung ausgewählt wird. Das unter Zuhilfenahme von numerischer Simulation entwickelte Design wird anschließend hergestellt, nachdem die dafür notwendige Prozesskette erarbeitet worden ist. Nach dem Einbau des Sensors in das Werkzeug werden im realen Tiefziehprozess die wesentlichen Einflussgrößen auf das Sensorsignal ermittelt und im Anschluss daran die relevanten Parameter im Rahmen der statistischen Versuchsplanung auch quantitativ analysiert. In diesem Zusammenhang wurden die Werkzeugtemperatur sowie der Blechwerkstoff, die Messfrequenz und die Niederhalterkraft als relevante Einflussgrößen identifiziert. Als wesentlicher Störfaktor stellte sich eine ungenaue Platinenpositionierung heraus. In abschließenden Untersuchungen ließen sich sowohl Reißer- als auch Faltenbildung bei verschiedenen Platinenwerkstoffen anhand der Messdaten des induktiven Sensors nachweisen.
Veröffentlichung:
2022
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. B.-A. Behrens, Prof. Dr.-Ing. H. J. Maier
