Prozessüberwachung beim Scherschneiden im offenen Schnitt. Analyse von Festkörperschwingungen und akustischer Emission zur Überwachung

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Stand der Forschung und Technik
  • Scherschneiden
    • Verfahrenseinteilung
    • Verfahrensablauf
    • Schnittflächenkenngrößen
    • Kräfte beim Scherschneiden
  • Verschleiß
    • Grundlagen
    • Verschleißmechanismen
    • Verschleißkenngrößen
  • Akustische Emission
    • Grundlagen Akustik
    • Schallemission
    • Anwendung in der Prozessüberwachung
  • Signalerfassung und Sensortechnik
    • Grundlagen
    • Beschleunigungssensor
    • Messmikrofon
  • Signalaufbereitung und -Analyse
    • Analog-Digital-Wandlung
    • Korrelationsfunktionen
    • Fourier-Transformation
    • Leakage-Effekt und Fensterfunktionen
    • Filter
• Aufgabe
  • Problemstellung und Motivation
  • Ziel
  • Vorgehen
• Versuchs- und Messeinrichtungen
  • Schnellläuferpresse
  • Versuchswerkzeug
  • Sensoren - Akustische Emission
  • Messcomputer und Messprogramm
  • Profilmessgerät
  • Auswerte- und Simulationstools
• Versuchswerkstoffe
  • Werkzeugwerkstoff
  • Blechwerkstoffe
    • Mehrphasenstahl SZBS800
    • Edelstahl 1.4310
• Versuchsdurchführung
  • Versuchsplan
  • Versuchsvorbereitungen
  • Auswertung der Verschleiß- und Schnittflächenkenngrößen
  • Dauerhubversuche
  • Unterbrochene Dauerhubversuche
  • Auswertung der akustischen Emission
  • Simulation der Eigenfrequenzen
• Ergebnisse
  • Werkzeugverschleiß
  • Schnittflächenkenngrößen
  • Signale der Akustischen Emission
    • Dauerhubversuche
    • Konfiguration 1
    • Konfiguration 2
  • Schneid- und Querkräfte
  • Modalanalyse am Schneidwerkzeug
• Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Arbeit analysiert die Auswirkungen von Werkzeugverschleiß auf die akustische Emission beim Scherschneiden im offenen Schnitt. Durch die Variation von Blechwerkstoff, Blechdicke und Hubzahlen soll herausgefunden werden, wie diese Parameter die akustischen Emissionen beeinflussen. Die Untersuchung zielt darauf ab, Korrelationen zwischen Werkzeugverschleiß, Bauteilqualität, Hubzahl und akustischer Emission zu identifizieren und aufzuzeigen, um so neue Wege für die Online-Prozessüberwachung zu erschließen.

• Analyse der Auswirkungen von Werkzeugverschleiß auf die akustische Emission
• Untersuchung des Einflusses von Blechwerkstoff, Blechdicke und Hubzahl auf die akustischen Emissionen
• Ermittlung von Korrelationen zwischen Werkzeugverschleiß, Bauteilqualität, Hubzahl und akustischer Emission
• Entwicklung neuer Ansätze für die Online-Prozessüberwachung

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung führt in die Thematik der Prozessüberwachung beim Scherschneiden im offenen Schnitt ein und erläutert die Bedeutung der Untersuchung angesichts des zunehmenden Einsatzes von hochfesten Werkstoffen. Das Kapitel „Stand der Forschung und Technik“ gibt einen umfassenden Überblick über das Scherschneiden, Verschleißmechanismen, die Grundlagen der akustischen Emission sowie relevante Messtechnik. Die Aufgabenstellung, Zielsetzung und das Vorgehen der Arbeit werden in einem separaten Kapitel zusammengefasst. Die verwendeten Versuchs- und Messeinrichtungen, inklusive Werkzeug, Sensoren und Auswertetools, werden ausführlich beschrieben. Die in der Arbeit verwendeten Werkstoffe für Aktivelemente und Blech werden detailliert dargestellt. In einem weiteren Kapitel wird die Versuchsdurchführung mit den einzelnen Versuchsreihen, der Parametervariation und den Auswertemethoden beschrieben. Das letzte Kapitel präsentiert und interpretiert die erzielten Ergebnisse, wobei die Auswirkungen von Werkzeugverschleiß, Blechwerkstoff, Blechdicke und Hubzahl auf die akustische Emission und die Schnittflächenqualität analysiert werden. Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung der gewonnen Erkenntnisse und einem Ausblick auf zukünftige Forschungsbedarfe.

Schlüsselwörter

Scherschneiden, offener Schnitt, Werkzeugverschleiß, akustische Emission, Prozessüberwachung, Blechwerkstoff, Hubzahl, Schnittflächenqualität, Beschleunigungssensor, Messmikrofon, Schneidkraft, Querkraft, Modalanalyse