Productivity Optimization
Produktivitätssteigerung
Beschreibung
Das thermomechanische Ringwalzen ist eine Weiterentwicklung des herkömmlichen Kaltringwalzens, bei der Umformung und Wärmebehandlung in einem Prozessschritt kombiniert werden, um ein Produkt mit der gewünschten Geometrie und Härte sowie Mikrostruktur zu erhalten. Die hohe Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Störgrößen begrenzt jedoch die Wiederholbarkeit und damit eine reproduzierbare Bauteilqualität. Es wurde daher eine KI-basierte, prädiktive Prozessregelung für die gezielte Erstellung von Mikrostruktur und Härte entwickelt.
Herausforderung
Die Modifikation der Maschinensteuerung ist für solche Zwecke und unter realen Bedingungen sehr ressourcenaufwändig. Aus diesem Grund wird an diesem Demonstrator ein virtueller Zwilling der Ringwalze eingesetzt. Somit können die Prozessparameter schon im Vorfeld analysiert und Regelungsansätze überprüft werden. Das Modell wurde auf den erreichbaren Umformgrad im Kern des Bauteils trainiert. Über eine Kopplung mit der gemessenen Temperatur und den Vorschub der Axialachse zur Aufweitung des Rings wird die Anpassung von Vorschub und Kühlleistung das Erreichen der geforderten Bauteileigenschaften sichergestellt.
Nutzen
Der Demonstrator zeigt, wie die Prozessregelung bei unterschiedlichen Anfangsbedingungen den Zielkorridor mit der gewünschten Bauteilqualität über die Anpassung der Kühlrate und Zustellung zuverlässig erreicht.
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