Methode zur Auslegung von Formwerkzeugen zum Rotationszugbiegen von Bogen-in-Bogen-Geometrien

Teilprojekt SPP 2422

Projektübersicht

Principle Investigators:

Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel
Prof. Dr. Kristof Van Laerhoven

Projektteam:

Jonas Knoche, M.Sc.
Zeyneddin Öz, M.Sc.
Alireza Yazdani, M.Sc.

Forschungseinrichtungen:

Lehrstuhl für Umformtechnik (UTS), Universität Siegen
Lehrstuhl für Ubiquitous Computing (IUC), Universität Siegen

Halbzeugwerkstoff(e):

Rohr (1.4301, CW024A)

Fertigungsprozesse:

Rotationszugbiegen

Motivation

  • Aufbau einer digitalen Repräsentation für das zweistufige Rotationszugbiegen von Bogen-in-Bogen Geometrien
  • Evaluierung des Einflusses von unterschiedlichen Halbzeugeigenschaften und Prozessparametern auf die geometrischen Merkmale von Biegebauteilen
  • Datengetriebene Verbesserung des Wirkflächendesigns bei Formspannbacken durch eine Kombination aus Erfahrungswissen, Simulations- und Prozessdaten

Ziele

Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer datengetriebenen Auslegungsmethode für die Wirkflächen von Formwerkzeugen beim Rotationszug- biegen von Bogen-in-Bogen Geometrien. Hierfür werden sensitive Prozessgrößen ermittelt, die zu schwankenden Qualitätsmerkmalen bei Biegebauteilen führen. Die
automatisierte und zeitsynchrone Erfassung dieser Prozessgrößen im Prozess erfolgt durch in das Umformsystem integrierte Sensoren. Die Entwicklung einer Methode zur Parametrierung der Wirkflächen von Formspannbacken erfolgt unter der Berücksichtigung der Umformsystemeigenschaften und der realen Bauteilgeometrie.Die Prozessdaten werden mit Simulationsdaten und Erfahrungswissen kombiniert, wobei datengetriebene und visualisierbare Modelle adaptiert sowie ein spezifisches Feature-Engineering und Regression-Learning angewendet werden. Ziel ist die
einheitliche Sammlung und Erstellung eines „Benchmark“ Referenzdatensatzes mit der datenbasierten Repräsentation der Prozessfolge und ersten Adaptionen von Methoden zur Erklärbarkeit in der Kombination mit Domänenwissen und der erlernten Analyseergebnisse.

Projektinhalt

Arbeitsprogramm

Arbeitspaket

Beschreibung

AP1

FE-Prozessauslegung, Auswahl Messgrößen, Parametrierung Werkzeug-
flächen und Design der Datenplattform

AP2

Auswahl der Sensoren zu den Messgrößen und Entwicklung der Sensor-
anbindungen

AP3

Automatisierung und Erprobung der Datenerfassung, Entwicklung von
Schnittstellenkonzepten und Feature Engineering

AP4

Simulationsgestützte Prozessmodellierung, Auswahl sensitiver Prozess-
größen, Betrieb der Datenaufnahmeinfrastruktur und Feature Generation

AP5

Dauerbetrieb mit gezielter Variation der Prozessrandbedingungen, Analyse
der Prozessdaten und Feature Selection

AP6

Entwicklung einer digitalen Repräsentation und Neuauslegung von Form-
spannbacken

Erwartete Ergebnisse

Das angestrebte Ergebnis dieses Projektes ist eine Methode zur Verbesserung des Wirkflächendesigns von Formspannbacken beim zweistufigen Rotationszugbiegen von Bogen-in-Bogen Geometrien. Hierfür werden synthetische Daten aus Simulationen, Prozessdaten aus dem Umformprozess und Erfahrungswissen der
Bediener miteinander kombiniert.

Kontakt

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel
Universität Siegen
Lehrstuhl für Umformtechnik
Breite Straße 11
57076 Siegen
E-Mail: bernd.engel@uni-siegen.de
Website: https://protech.mb.uni-siegen.de/uts/

Prof. PhD Kristof Van Laerhoven
Universität Siegen
Department of Electrical Engineering and Computer Science
Hölderlinstr. 3
57076 Siegen
E-Mail: kvl@eti.uni-siegen.de
Website: https://www.eti.uni-siegen.de/ubicomp/home/index.html.en?lang=en

Jonas Knoche, M.Sc.
Universität Siegen
Lehrstuhl für Umformtechnik
Breite Straße 11
57076 Siegen
E-Mail: jonas.knoche@uni-siegen.de
Website: https://protech.mb.uni-siegen.de/uts/

Zeyneddin Öz, M.Sc.
Alireza Yazdani, M.Sc

Zum Seitenanfang