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Entwicklung eines analytischen 3D-Simulationsmodells zur Regelung einer Richtmaschine

Es wurde eine Bauart von Rollenrichtmaschinen untersucht, bei der die Richtrollen zur Beseitigung von Rand- oder Mittelwellen eines vom Coil abgewickelten Blechhalbzeuges gebogen werden können. 

Abb.: Richtmaschine mit biegsamen Richtrollen

Im Hinblick auf eine künftige Regelung wurden Möglichkeiten einer intelligenten Einstellung der Positionen der Richtrollen von Maschinen dieser Bauart erforscht. Die Richtmaschine wurde analytisch modelliert und die Simulation anhand experimenteller Ergebnisse validiert. Die Simulation und Visualisierung der Richtmaschine wurde in der Entwicklungsumgebung MATLAB umgesetzt. Bevor der virtuelle Richtprozess durchlaufen werden kann, muss die Topografie des Bleches im entspannten Zustand bekannt sein bzw. erfasst werden. Die Rohdaten zur Abbildung des Ausgangsbleches werden von der Software eingelesen und dreidimensional abgebildet. Dabei werden vorliegende Planheitsfehler detektiert. Der Berechnungsalgorithmus simuliert die Bewegung des Bleches innerhalb der Maschine und berechnet dessen Verformung unter der vorliegenden Wechselbiegebeanspruchung. Zur Eingabe der Maschinengeometrie und der Einstelldaten wurde eine benutzerfreundliche grafische Oberfläche entwickelt, mit deren Hilfe auch das Blech und die Ergebnisse visualisiert werden. Das parametrisch aufgebaute Programm ermöglicht es, unterschiedliche Baugrößen der genannten Richtmaschinenbauart dreidimensional zu modellieren.

Die Abweichungen zwischen Simulation und Praxis liegen in einer Größenordnung, die es ermöglicht, qualifiziert eine Tendenz für geeignete Maschineneinstellungen aufzuzeigen und eine günstige Einstellung zu finden. Das Simulationsprogramm kann in Zukunft eine Grundlage zum Aufbau einer Regelung für eine Richtmaschine der genannten Bauart dienen. Hierfür wäre jedoch eine prozessbegleitende Messung der im Blech vorliegenden Planheitsfehler erforderlich.

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