Wissensbasierte Prozeßregelung

Wissensbasierte Prozeßregelung von Soltysiak,  Roland
Frontmatter -- Inhalt -- Vorwort der Herausgeber -- Vorwort des Autors -- A. Einführung -- 1. Eine typische Diskussionsrunde -- 2. Regelungen im Ebenenmodell -- 3. Das allgemeine Regelungsmodell -- B. Methoden der integrierten Prozeßregeiung -- 1. Produktionsplanung -- 2. Theoretische Modellbildung -- 3. Empirische Modellbildung -- 4. Menschliches Regelverhalten -- 5. Expertensysteme zur Prozeßführung -- 6. Die Wissensdarstellung -- 7. Die Wissensspeicherung -- 8. Die Inferenzstruktur -- 9. Der Wissenserwerb -- 10. Regelungstheorie -- C. Anhang -- 1. Literaturempfehlungen -- 2. Literaturverzeichnis -- 3. Register
Aktualisiert: 2023-05-29
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Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen unter Zerspanungsbedingungen mit Hilfe der Betriebsmodalanalyse

Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen unter Zerspanungsbedingungen mit Hilfe der Betriebsmodalanalyse von Berthold,  Jan, Drossel,  Welf-Guntram
Die Betriebsmodalanalyse (OMA, engl. für Operational Modal Analysis) erlaubt die Ermittlung modaler Parameter (Eigenfrequenzen, modale Dämpfungen, Eigenschwingformen) unter ambienten Anregungsbedingungen. Genutzt wird dieses Verfahren vorwiegend an sehr großen Strukturen wie Gebäuden, Windkraftanlagen, Schiffen und Flugzeugen, an denen eine artefaktische Anregung nur schwer möglich ist. Im Werkzeugmaschinenbau wird vor allem die Experimentelle Modalanalyse (EMA) zur Charakterisierung des dynamischen Verhaltens genutzt. Die Anregung erfolgt zumeist mittels Impulshammer oder Shaker während des Stillstands der Maschine. Alle dynamischen Effekte, die ausschließlich unter Betriebsbelastungen (Vorspannungen, Reibungseffekte, gyroskopische Momente, Prozessdämpfung) auftreten, können somit nicht beachtet werden. Die vorliegende Arbeit adressiert aus diesem Grund die OMA an Werkzeugmaschinen, um Betriebseffekte während der Zerspanung abzubilden und somit modale Parameter zu ermitteln, die den Arbeitspunkt relevant und plausibel repräsentieren. Dazu werden die Annahmen und Randbedingungen, die der Methodik zugrunde liegen, hinsichtlich der Spezifika von Werkzeugmaschinen unter Prozessbedingungen untersucht. Schwerpunkte sind die Beschreibung der Veränderungen des dynamischen Verhaltens im Arbeitsraum zur Auslegung einer zeitinvarianten Werkzeugbahn, die Generierung einer analysegerechten Anregung durch einen Zerspanprozess und die Untersuchung verschiedener Identifikationsmethoden zur Ermittlung der modalen Parameter.
Aktualisiert: 2022-04-30
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Erfassung und Regelung der Kraftverteilung in Tiefziehprozessen

Erfassung und Regelung der Kraftverteilung in Tiefziehprozessen von Drossel,  Welf-Guntram, Zorn,  Wolfgang
Die wirkenden Kräfte und ihre Verteilung in der Werkstückebene stellen in der Blechumformung wesentliche Prozessbeeinflussende Größen dar. Der hohe Aufwand zur Realisierung einer optimalen Verteilung im Rahmen des notwendigen manuellen Eintuschiervorgang zeugt von der Bedeutung dieser Größen. Die Beurteilung der Bauteilqualität erfolgt in der Regel am fertigen Bauteil, entsprechende Korrekturen werden somit insbesondere im Serienprozess erst nach dem Durchlauf vieler weiterer Bauteile vorgenommen. Die Möglichkeit einer serienprozessfähigen in-process-Erfassung der Verteilung ist bislang nicht bekannt. Im Rahmen der Arbeit wird anhand einer konkreten Werkzeuggeometrie die Frage erörtert, inwieweit die Kraftverteilung zwischen Werkzeugaufnahme und Werkzeug sowie ihr zeitlicher Verlauf geeignete Messgrößen für die Bauteilqualität sein können. Des Weiteren werden fundamentale Wirkzusammenhänge zwischen Werkzeuggeometrie und Verteilung der Kraft identifiziert und damit die Übertragbarkeit auf andere Werkzeuggeometrien gewährleistet. Im Hinblick auf die mögliche Anwendung dieser Zusammenhänge für einen autonomen Fertigungsprozess wird darüber hinaus auch die Regelbarkeit mittels geeigneter Stellmechanismen untersucht und diskutiert. Zur Beantwortung der Fragen wird ein neuartiges Messsystem genutzt, welches für verschiedene Werkzeuge angewendet werden kann. Simulationen unterstützen hierbei vor allem bei der Ermittlung der notwendigen Anforderungen für die Systementwicklung. Anhand von experimentellen Untersuchungen werden verschiedene Methoden entwickelt, die wirkenden Kräfte zwischen Oberwerkzeug und Stößel sowie ihre Verteilung in einen Zusammenhang.
Aktualisiert: 2022-10-06
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Regelung des Werkstoffflusses zur Erhöhung der Bauteilqualität bei Rotationszugbiegen

Regelung des Werkstoffflusses zur Erhöhung der Bauteilqualität bei Rotationszugbiegen von Borchmann,  Linda
Die Arbeit stellt eine wissensbasierte Methode zur Regelung des Werkstoffflusses beim Rotationszugbiegen von Rohren vor, welche die Faltenbildung während des Biegeprozesses selbstständig verhindert. Dadurch kann der Ausschuss vermieden werden und manuelle Einstellvorgänge entfallen. Die Gegenmaßnahmen zur Verhinderung der Falten erfolgen unter Beachtung der Rissbildung und damit so gering wie möglich. Der Prozess wird innerhalb des Gutteilbereichs entlang seiner Grenze zur Faltenbildung geführt, sodass unnötig hohe Werkzeugkräfte verhindert und der Werkzeugverschleiß reduziert werden können. Die Methode beinhaltet ein Prozessmodell, welches neben dem System einer Regelung auf andere Problemlösungssysteme, wie z. B. Case-based reasoning-Systeme, übertragbar ist. Die Umsetzung der Methode erfolgte mittels eines Fuzzy-Reglers mit dem Vorteil, unscharfe, nichtlineare Abhängigkeiten mathematisch beschreiben zu können. Die Entwicklung der Produktionsregeln und Zugehörigkeitsfunktionen erfolgte auf Basis von Erfahrungswerten und vorhandenem Prozesswissen.
Aktualisiert: 2022-04-21
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Wissensbasierte Prozeßregelung

Wissensbasierte Prozeßregelung von Soltysiak,  Roland
Frontmatter -- Inhalt -- Vorwort der Herausgeber -- Vorwort des Autors -- A. Einführung -- 1. Eine typische Diskussionsrunde -- 2. Regelungen im Ebenenmodell -- 3. Das allgemeine Regelungsmodell -- B. Methoden der integrierten Prozeßregeiung -- 1. Produktionsplanung -- 2. Theoretische Modellbildung -- 3. Empirische Modellbildung -- 4. Menschliches Regelverhalten -- 5. Expertensysteme zur Prozeßführung -- 6. Die Wissensdarstellung -- 7. Die Wissensspeicherung -- 8. Die Inferenzstruktur -- 9. Der Wissenserwerb -- 10. Regelungstheorie -- C. Anhang -- 1. Literaturempfehlungen -- 2. Literaturverzeichnis -- 3. Register
Aktualisiert: 2023-03-27
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Modellbasierte, adaptive Prozessregelung für das Laserstrahlstrukturieren

Modellbasierte, adaptive Prozessregelung für das Laserstrahlstrukturieren von Pothen,  Mario
Beim Laserstrahlstrukturieren sorgen eine Vielzahl von Parameterkombinationen für ein nicht vorhersagbares Abtragergebnis. In dieser Dissertation wurde ein automatisiertes Verfahren zur Bestimmung von zeitlichen Parametern der Scannerspiegel entwickelt, welches Einbrandeffekte an Strukturrändern verhindert. Außerdem wurde ein Messgerät für eine online-adaptive Regelung in den Prozess integriert, welches den Abtragprozess kontinuierlich überwacht und entsprechend der programmierten Abtragtiefe regelt.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Simulation und praktische Anwendung des geregelten Carbonitrierens von niedriglegierten Stählen

Simulation und praktische Anwendung des geregelten Carbonitrierens von niedriglegierten Stählen von Skalecki,  Marian Georg
Das Carbonitrieren dient der Verbesserung der Eigenschaften von Stahlbauteilen durch die Anreicherung der Randschicht mit Kohlenstoff und Stickstoff. Heutzutage finden dabei insbesondere niedriglegierte Einsatz- und Wälzlagerstähle Anwendung. Das Verfahren bringt Vorteile bei Bauteilen der Antriebstechnik, wie Zahnrädern und Lagern. Die Kohlenstoff- und Stickstoffkonzentration sowie deren Tiefenverteilung bedingen neben anderen Faktoren durch die Einstellung definierter Gefüge maßgeblich die erzielten Eigenschaften, wie Dauerfestigkeit und Verschleißbeständigkeit. Optimale Profile bewirken eine gezielt eingestellte Mikrostruktur aus Martensit, Restaustenit, fein verteilten Ausscheidungen, wie Carbiden und Nitriden, und Druckeigenspannungen am Rand. Die Verbesserung der Prozesssicherheit durch die Regelung des Carbonitrierens und die Simulation der tatsächlichen Kohlenstoff- und Stickstoffprofile führt zur Möglichkeit der gezielten Einstellung von optimal auf die Beanspruchung angepassten Zuständen. In der vorliegenden Arbeit wird erstmalig die Anwendung des geregelten Carbonitrierens und die Simulation der werkstoffabhängigen Kohlenstoff- und Stickstoffkonzentrationen sowie auftretenden Ausscheidungen erarbeitet und bewertet. Durch diese Untersuchungen wird das geregelte Carbonitrieren als Verfahren mit hohem Anwendungspotential für hochbeanspruchte Bauteile der Antriebstechnik in Richtung eines prozesssicheren Wärmebehandlungsverfahrens weiterentwickelt.
Aktualisiert: 2020-01-27
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Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme 3

Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme 3 von Brecher,  Christian, Weck,  Manfred
Der zweite Teil beschreibt Steuerungskonzepte einschließlich ihrer Programmiertechniken für verschiedene Anwendungsbereiche moderner Produktionssysteme. Bestandteil dieser Betrachtungen sind speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Numerische Steuerungen (NC) und Robotersteuerungen (RC). Im Kontext automatisierter Fertigungssysteme werden darüber hinaus die verschiedenen Ebenen der Automatisierungspyramide und die Bedeutung von Leitsystemen (MES) beschrieben. Abschließend geht der Band auf das Engineering von Maschinen und Anlagen ein. Das Kompendium „Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme" wurde vollständig überarbeitet. Die bisher fünfbändige Reihe wird in der neuen 9. Auflage zu drei Bänden mit durchgängigen Farbabbildungen zusammengefasst.
Aktualisiert: 2023-04-02
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Statistische Prozessregelung – SPC

Statistische Prozessregelung – SPC von Quentin,  Horst
Die Statistische Prozessregelung (SPC Statistical Process Control) ist eine Qualitätstechnik mit der sich Prozesse kontinuierlich beobachten und regeln lassen. Sie zeigt, ob die Prozesse fähig sind, die geforderte Produktqualität einzuhalten. Mit diesem Band lässt sich die Statistische Prozessregelung erfolgreich anwenden. Sowohl für Einsteiger als auch zum Nachschlagen geeignet!
Aktualisiert: 2020-06-18
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Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme 3

Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme 3 von Brecher,  Christian, Weck,  Manfred
Der zweite Teil beschreibt Steuerungskonzepte einschließlich ihrer Programmiertechniken für verschiedene Anwendungsbereiche moderner Produktionssysteme. Bestandteil dieser Betrachtungen sind speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Numerische Steuerungen (NC) und Robotersteuerungen (RC). Im Kontext automatisierter Fertigungssysteme werden darüber hinaus die verschiedenen Ebenen der Automatisierungspyramide und die Bedeutung von Leitsystemen (MES) beschrieben. Abschließend geht der Band auf das Engineering von Maschinen und Anlagen ein. Das Kompendium „Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme" wurde vollständig überarbeitet. Die bisher fünfbändige Reihe wird in der neuen 9. Auflage zu drei Bänden mit durchgängigen Farbabbildungen zusammengefasst.
Aktualisiert: 2023-04-03
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Entwicklung einer Prozessregelung für das atmosphärische Plasmaspritzen zur Kompensation elektrodenverschleißbedingter Effekte

Entwicklung einer Prozessregelung für das atmosphärische Plasmaspritzen zur Kompensation elektrodenverschleißbedingter Effekte von Richter,  Johannes
Die Herstellung von keramischen Wärmedämmschichten mithilfe des atmosphärischen Plasmaspritzprozesses stellt aufgrund der Vielzahl von Einflussgrößen eine Herausforderung dar. Zur Erzeugung reproduzierbarer Schichtqualität ist insbesondere eine Kompensation des Elektrodenverschleißes erforderlich, da dieser Effekt eine kontinuierliche Veränderung der Beschichtungsergebnisse bewirkt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Prozessregelung beschrieben, welche eine Reduktion der Schwankungen der Beschichtungsergebnisse über die Elektrodenlaufzeit ermöglicht. Dies wurde mithilfe einer Regelung von Parametern realisiert, die auf Online-Prozessdiagnostik basiert. Die Ermittlung der Zusammenhänge zwischen den Prozessgrößen erfolgte anhand von Langzeitbeschichtungsversuchen über komplette Elektrodenlaufzeiten, welche eine detaillierte Beschreibung der elektrodenverschleißinduzierten Prozessveränderungen ermöglichen. Alle Ergebnisse wurden dabei in fertigungsnaher Umgebung anhand von Gasturbinenschaufelbeschichtungen verifiziert.
Aktualisiert: 2019-11-13
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Quasistatische Schleifbelastung durch adaptive Prozessregelung beim Verzahnungsschleifen

Quasistatische Schleifbelastung durch adaptive Prozessregelung beim Verzahnungsschleifen von Xu,  Yiwen
Das Verzahnungsschleifen unterliegt zahlreichen Einflussgrößen, die zur schwankenden Schleifbelastung führen. Dadurch entstehen erhebliche Qualitätsprobleme in der Praxis. Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines adaptiven Prozessregelungssystems für das kontinuierliche Wälzschleifen von Verzahnungen mit Schleifwerkzeugen aus keramisch gebundenem Korund. Dieses System soll im Anwendungsfall dazu beitragen, die Produktivität des Verzahnungsschleifens bei gleichzeitiger Einhaltung der geforderten Werkstückqualität zu erhöhen. Entscheidend für den erfolgreichen Einsatz des Prozessregelungssystems ist die Akzeptanz des Nutzers, welche durch nachgewiesene Zuverlässigkeit, Benutzerfreundlichkeit und Effektivität des Systems angestrebt wird. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit waren die kritischen Einflussgrößen bezüglich der Schleifbelastung herauszufinden. Ausgehend von diesen Größen entstand eine signalbasierte Regelungsmethode. Die Stromsignale der Maschinenachsen und die Schwingungssignale wurden untersucht. Die Ergebnisse führten dazu, dass die Schleifbelastung durch zuverlässige Messsignalmerkmale beschrieben werden konnte. Neue Modelle zur Berechnung des lokal bezogenen Zeitspanvolumens und des globalen Zeitspanvolumens wurden hergeleitet, um die Schleifbelastung theoretisch zu beschreiben. Darüber hinaus erfolgte die Entwicklung eines neuen Verfahrens zur werkstückunabhängigen Grenzwertfindung, um die Inbetriebnahme des Systems zu unterstützen und die Benutzerfreundlichkeit zu steigern. Das System basiert auf einer neuen kennfeldabhängigen Regelungsstrategie. Das komplette System wurde in der Serienproduktion verifiziert. Die Effektivität des Systems konnte nachgewiesen werden.
Aktualisiert: 2020-12-08
Autor:
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Energie aus Abfall, Band 10

Energie aus Abfall, Band 10 von Beckmann,  Michael, Thomé-Kozmiensky,  Karl J.
Das Buch Energie aus Abfall, Band 10 widmet sich thematisch breit gestreut den aktuellen Entwicklungen der thermischen Abfallbehandlung. Themenschwerpunkte sind: • Errichtung, Ertüchtigung, Betrieb und Prozessregelung • Energieeffizienz • Dampferzeuger und Korrosionsschutz • Abgasbehandlung • Biologische & Mechanisch-Biologische Abfallbehandlung • Klärschlamm • Verwertung von Ersatzbrennstoffen Das Buch wendet sich an Entscheidungsträger und Fachleute in der Politik, in Behörden, in der Entsorgungswirtschaft und Wissenschaft, an Ingenieur- und Beratungsbüros sowie an Anlagenbauer und -betreiber.
Aktualisiert: 2020-03-03
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