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EFB-Forschungsbericht Nr. 053

Rechnergestützter Technologie-Speicher Blechumformung

EFB53.jpg

Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. Eckart Doege, Dipl.-Ing. Frank Boinski, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen der Universität Hannover, Dr.-Ing. Rolf Umbach, Dipl.-Ing. Gerhard Lippmann, Fraunhofer-Einrichtung für Umformtechnik und Werkzeugmaschinen, Chemnitz

286 Seiten (Sw 170 Abb., 4 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-117-8

Preis (Digital) EUR 121,00

Preis (Print) EUR 135,90

Schlagwörter: entgraten, Werkstück, Klassifizierung

Zusammenfassung

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird der rechnerunterstützte Technologie-Speicher Blechumformung als Softwaresystem geschaffen.
Der Technologie-Speicher dient der Abspeicherung bewährter Stadienfolgen mit bildlicher Darstellung der Blechformteile und der Möglichkeit der Recherche nach gleichen oder ähnlichen Werkstücken.

Ausgehend von der Erstellung eines spezifischen Klassifizierungssystems für diesen Technologie-Speicher, erfolgt der Aufbau des Systems.
Das Klassifizierungssystem wird nach den Ordnungsgesichtspunkten:

  • nach der geometrischen Form,
  • zuküftige Entwicklungen sind zu berücksichtigen und
  • Anpaßfähigkeit muß gewährleistet sein entsprechend einer Baumstruktur entwickelt.

Der Aufbau des rechnerunterstützten Technologie-Speichers erfolgt in zwei Komplexen.

Der Komplex 1 - "Klassifizierung" beinhaltet alle notwendigen Programme zur Klassifizierung der Blechformteile. Mit diesem Programm können Werkstücke durch eine grobe, aber weitgehend eindeutige Beschreibung der geometrischen Gestalt und ihre Einordnung in Werkstoff- und Abmessungsbereiche klassifiziert werden.

Der Komplex 2 - "Recherche" enthält das Recherchesystem für die Ermittlung gleicher bzw. ähnlicher Blechformteile. Das Programm "Recherche/Auswertung" realisiert eine schnelle Suche nach gleichen oder ähnlichen Werkstücken im Technologie-Speicher.
Durch Anbieten verschiedener Recherchevarianten können spezielle Formen des Werkstückes priorisiert werden.

Ergebnis der Recherche ist die Bereitstellung der Angaben zum Blechformteil auf einem Technologieerfassungsblatt sowie die Bereitstellung der zum Blechformteil gehörenden Fertigteilskizzen bzw. Skizzen der Arbeitsfolgen.

Über spezielle Eingabe- und Pflegekomponenten wird das System gewartet.
Als Thematik, die einer weiteren Vertiefung bedarf, läßt sich benennen die Weiterentwicklung bzw. die Änderung des Klassifizierungssystems entsprechend der Produktpalette beim Anwender, seine Anpassung an Standardschnittstellen (z.B. CAD, Scanner), Anpassung an die DV-Umgebung des Anwenders, als auch die Schaffung von Schnittstellen zu Datenbanken.

Übergeordnetes Ziel ist die Integration der Angebotsarbeit mit Kosteninformation, die Anpassung der einzuspeichernden Daten an Firmenbelange und die Erweiterung der technologischen Informationen zur Verkürzung der Produktionsvorbereitungsphase und Reduzierung von Kosten besonders für kleine und mittlere Unternehmen.

Gemeinsam vom FhE/IUW Chemnitz und vom IFUM Hannover wurde ein rechnerunterstützter "Technologiespeicher Blechumformung" entwickelt, mit dessen Hilfe auf der Grundlage ähnlicher Teile geometrische und technologische Parameter für neu zu fertigende Teile ermittelt werden können. Die Arbeiten am IFUM Hannover umfaßten dabei die Bereitstellung bzw. den Abgleich geometrischer und technologischer Kennwerte zu vorhandenen Stadienfolgen.
Zur Nachrechnung der im Technologiespeicher vorhandenen Stadienfolgen wurden zwei am IFUM entwickelte Programme zur Ziehteilauslegung eingesetzt. Das Programm "TiefziehStuf“ dient der überschlägigen Auslegung der Zugabstufung und basiert im wesentlichen auf verfahrensgebundenen Werkstoff- und Geometriekennwerten und praxisnahen Erfahrungswerten. Das Programm "PressKon" enthält verschiedene Module zur Berechnung der Versagensarten "Reißer" und "Falten" und zur Sicken- und Zuschnittauslegung. Die Grundlage bilden hier Berechnungsansätze zur Ermittlung der Umformkräfte aus der elementaren Plastizitätstheorie.

Die berechneten Ziehstufenzahlen sind zumeist deutlich geringer als die Stufenzahlen im Technologiespeicher. Hieraus kann auf relativ große Fertigungssicherheiten bei der konventionellen Auslegung von Stadienfolgen geschlossen werden, die aus der empirischen bzw. intuitiven Vorgehensweise des Planers resultieren.

Demgegenüber stehen Gründe für zu geringe Stufenzahlen aus den Berechnungen.
Dies sind im wesentlichen fertigungstechnologische Gesichtspunkte und Qualitätsanforderungen an das Fertigteil, die bei der Berechung nicht oder nur bedingt berücksichtigt werden. Hier wären die Faltenbildung bei konischen Teilen, Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit, die Gefahr von Kaltverschweißungen infolge überhöhter Flächenpressungen sowie Stückzahlen und geplante Werkzeugstandmengen zu nennen.

Die Vergleichbarkeit der Berechnungsergebnisse und der Technologiespeicherdaten ist allerdings aufgrund fehlender Werkstoffkennwerte aus dem Technologiespeicher insgesamt eingeschränkt.

Das Forschungsvorhaben „Rechnergestützter Technologie-Speicher Blechumformung“ wurde unter der Fördernummer AiF. 52D von der EFB e.V finanziert und betreut und über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AIF e.V) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWI) gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 53 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle erhältlich.

Inhalt

Teil I Rechnergestützter Technologie-Speicher (Grundlagen)

1 Einleitung
2 Problemstellung und Forschungsziel
3 Stand der bisherigen Forschung
3.1 Allgemeine Betrachtungen
3.2 Teilekatalog/Technologie-Speicher
3.3 Vorhandene Klassifizierungssysteme
4 Arbeitsschritte zur Schaffung des Technologie-Speichers
5 Klassifizierungssystem für den Technologie-Speicher
5.1 Klassifikation/Klassifizierungssystem
5.2 Allgemeine Ordnungsgesichtspunkte zur Erstellung eines Klassifizierungssystems
5.3 Spezifische Gesichtspunkte zur Erstellung des Klassifizierungssystems für den Technologie-Speicher Blechumformung
5.4  Struktur des Klassifizierungssystems für den Technologie-Speicher
6 Struktur des Softwaresystems Technologie-Speicher
6.1  Struktureller Aufbau
6.2  Komplex 1 - Klassifizierung
6.2.1  Begriffsbestimmungen zum Komplex 1 - Klassifizierung
6.2.2  Steuerbaum - Knotenaufbau
6.3  Komplex 2 - Recherche (Auswertung)
6.3.1  Begriffsbestimmungen zum Komplex 2 - Recherche
6.3.2  Recherche - Strategie
6.3.3  Recherche ohne Priorisierung
6.3.4  Recherche mit Priorisierung
6.3.5  Editor für die Dateien des Technologie-Speichers
6.4  Bestandteile des Programmsystems des Technologie-Speichers
7 Leistungsumfang des Technologie-Speichers
8 Zusammenfassung und Ausblick
9 Literatur
10 Anlagen
Anlage 1 Klassifizierungssystem Technologie-Speicher Blechumformung
Anlage 2 Klassifizierungsgrundsätze
Anlage 3 Definitionen
Anlage 4 Klassifizierungsbedingungen
Anlage 5 Bewertung der Ähnlichkeit mittels Wertigkeiten
Anlage 6 Steuerbaum-Knotenaufbau an ausgewählten Knoten
Anlage 7 Technologieerfassungsblatt
Anlage 8 Programmkenndaten der einzelnen Module

Teil II Datenverarbeitungstechnisches Handbuch

1  Übersicht zum Gesamtsystem
2.  Programmkenndaten
2.1  Programmkenndaten Modul KADI
2.2  Programmkenndaten Modul TREDI
2.3  Programmkenndaten Modul FORMDRU
2.4  Programmkenndaten Modul EDITREDI
2.5  Programmkenndaten Modul EDISUB
2.6  Programmkenndaten Modul SUBDRU
2.7  Programmkenndaten Modul EDIKADI
3  Programmbeschreibung
3.1  Verwendete Darstellungsmittel
3.2  Leistungsumfang
3.2.1  Klassifizierung (KADI)
3.2.2  Recherche und Auswertung
4.  Programmstruktur
4.1  Strukturierung - Modul KADI
4.2  Strukturierung - Modul TREDI
4.3  Strukturierung - Modul EDIKADI
4.4  Strukturierung - Modul EDITREDI
4.5  Strukturierung - Modul EDISUB
4.6  Strukturierung - Modul FORMDRU
4.7  Strukturierung - Modul SUBDRU
5  Beschreibung der Programm Bausteine
5.1  Komponenten von KADI
5.1.1  Auswahl der zu klassifizierenden Formdetails
5.1.2  Module in KADI
5.1.3  Rahmen-Unterprogramm raster()
5.1.3.1  Module in raster()
5.2  Komponenten von TREDI
5.2.1  Beschreibung des Recherchevorganges
28
5.2.2  Modul TREDI
5.2.2.1  Rahmen-Unterprogramm raster()
5.2.2.2  Auswertung der Rechercheergebnisse
5.3  Serviceprogramm FORMDRU
5.3.1  Druck der Inhalte der Technologie-Erfassungsblätter
5.4  Modul EDITREDI
5.4.1  Die Arbeit mit EDITREDI
5.4.2  Wirkung der Funktionstasten
5.5  Modul EDISUB
5.5.1  Die Arbeit mit EDISUB
5.6 Modul SUBDRU
5.7  Modul EDIKADI
6  Beschreibung der Entwicklungsumgebung und der Projektfiles
6.1  Entwicklungsumgebung
6.2  Projektfiles
6.2.1  Projektfiles für KADI und TREDI
6.2.2  Projektfiles für Serviceprogramme
7  Datenflußbeschreibung
7.1  Datenfluß zwischen KADI und TREDI
7.1.1  Datenfluß der Klassifizierung
7.1.2  Datenfluß der Recherche
7.2  Programmablaufpläne (PAP)
7.2.1  Programmablaufplan KADI
7.2.1.1  Programmablaufplan Unterprogramm raster() im PAP KADI
7.2.2  Programmablaufplan TREDI
7.2.2.1  Programmablaufplan Recherche
7.2.2.2  Programmablaufplan Auswertung
7.2.3  Programmablaufpläne - Serviceprogramme
7.2.3.1  Programmablaufplan EDISUB
7.2.3.2  Programmablaufplan EDITREDI
7.2.3.3  Programmablaufplan SUBDRU
7.2.3.4  Programmablaufplan FORMDRU
7.2.3.5  Programmablaufplan EDIKADI
8  Datenbestände
8.1  Aufbau der Klassifikatordateien
8.1.1  Datei STEUERBA.KNO (Binär, sequentiell)
8.1.2  Datei KNOTEN.VER (Binär, sequentiell)
8.2  Aufbau der Technologie-Dateien
8.2.1  Substitutionsdateien
8.2.1.1  Datei TECHNO.SUB
8.2.1.2  Datei BETNAM.SUB
8.2.1.3  Datei WERKST.SUB
8.2.1.4  Datei HALBZ.SUB
8.2.1.5  Datei MASCH.SUB
8.2.1.6  Datei WERKZ.SUB
8.2.2  Datenbestand des Technologiespeichers
8.2.2.1  Datei BEMERK.TRE (ASCII, sequentiell)
8.2.2.2  Datei TECHNO.TRE (Binär, sequentiell)
8.2.2.3  Datei VARHZ.TRE (ASCII, feste Satzlänge)
8.2.2.4  Datei TECHZU.TRE (Binär+ASCII, sequentiell)
8.2.2.5  Datei KLASS.TRE (Binär, sequentiell)
8.2.2.6  Datei RESTINFO.TRE (Binär, sequentiell)
8.2.2.7  Datei INDEX.TRE (Binär, feste Satzlänge)
8.2.3  Sonstige Dateien
8.2.3.1  Datei MASCHART.TXT
8.2.3.2  Datei HTX1.TXT
8.2.3.3 Datei HTX2.TXT
8.2.3.4  Datei HTX3.TXT
8.2.4  Erzeugte Dateien
8.2.4.1  Protokolldateien (*.PRO)
8.2.4.2 Klassifikatordateien (*. KLA)
8.2.5  Temporäre Dateien
9  Probleme der Datensicherheit
10  Installationshinweise
11  Literatur
12  Anlagen
Anlage 1  Aufbau Technologie-Erfassungsblatt
Anlage 2  Liste der Dateien für das System KADI & TREDI
Anlage 3  Kennbuchstaben für Maschinenbezeichnung
Anlage 4  Kodierung der Maschinenbezeichnung
Anlage 5  Informationen zu den Hilfe-Text-Dateien

Teil III Anwendungshandbuch

1 Einleitung
2 Voraussetzungen
3 Installation
4 Systemaufbau und Bestandteile
4.1 Komplex 1 - Klassifizierung
4.2 Komplex 2 - Recherche/Auswertung
4.3 Bestandteile des Programmsystems
5 Leistungsumfang
6 Handhabung
6.1 Klassifizierung
6.1.1 Starten von KADI
6.1.2 Bildschirmaufbau von KADI
6.1.3 Kommandos und Funktionstasten
7 Arbeit mit KADI
7.1 Hilfe - Funktion
7.2 Klassifizieren
7.3 Klassifizierung von ebenen Blechformteilen
7.3.1 Innere Konturen
7.3.2 Nebenformen
7.3.3 Angaben zu Werkstoffen
7.3.4 Angaben zu Blechdicken
7.3.5 Angaben zu Abmessungen
7.3.6 Sichern der Klassifizierungsdatei
8 Arbeit mit Recherche und Auswertung
8.1 Laden der Klassifizierungsdatei
8.2 Recherche ohne Priorisierung
8.3 Recherche
8.4 Auswertung
8.5 Recherche mit Priorisierung
9. Klassifizierung von räumlichen Blechformteilen
9.1 Klassifizierung Formkantenteil
9.2 Recherche und Auswertung
9.2.1 Anzeige Skizze
9.2.2 Angaben zum Werkstück
9.2.3 Angaben zur Technologie
9.2.4 Angaben zu Kraft! Arbeit
9.2.5 Angaben zur Stückzahl
9.2.6 Angaben zum Werkzeug
9.2.7 Angaben zur Maschine
9.2.8 Angaben zur Mechanisierungs-/ Automatisierungstechnik
9.2.9 Bemerkungen zum Werkstück
9.3 Klassifizierung von Hohlteilen
9.4 Recherche und Auswertung
9.5 Klassifizierung von allseitig geschlossenen Blechformteilen
10 Anlagen:
Anlage 1 Klassifizierungsgrundsätze
Anlage 2 Definitionen
Anlage 3 Kommandos

Teil IV Rechnergestützter Technologie-Speicher (Berechnungen)
1.  Einleitung
2.  Arbeiten am IFUM Hannover
3.  Programme zur Ziehteilauslegung
3.1  Vorauslegung der Stadienfolge
3.2  Versagensrechnung
3.2.1  Programmsystem
3.2.2  Modell zur Berechnung der Umformkräfte
3.2.3  Einfluß der Modellannahmen auf das Berechnungsergebnis
4.  Werkstoff- und Technologieparameter
4.1  Werkstoffkennwerte
4.2  Reibbeiwerte
5.  Versagens- und Variantenrechnung
5.1  Berechnungsergebnisse
5.2  Vergleich von Berechnungsergebnissen und Technologiespeicherdaten
6.  Zusammenfassung
Literatur
Anhang