Karriere am WZL

 

Masterarbeit

am Forschungsbereich Technologie der Fertigungsverfahren, Abteilung Schleifen, Umformen und Technologieplanung, Gruppe Umformende Fertigungsverfahren
 

Maschinelles Oberflächenhämmern - Regelungstechnische Optimierung

Ausgangssituation

Das maschinelle Oberflächenhämmern (MOH) ist ein hochfrequentes Randzonenbearbeitungsverfahren für metallische Bauteile. Durch eine Einglättung der Oberflächenrauheit, sowie die Einbringung von Kaltverfestigung und Druckeigenspannungen, wird die Verschleiß- und Ermüdungsfestigkeit der Bauteile verbessert. Besonders in den Bereichen Automotive und Aerospace findet dieses Verfahren zunehmend Anwendung.
Am WZL kommt ein elektromechanisches Hämmersystem der Fa.Accurapuls zum Einsatz. Dieses System besteht aus einer Steuereinheit, einem Hammerkopf und verschiedenen Hammerstößeln und wird an einem Industrieroboter ABB IRB6660 angebracht.
Das MOH ist ein innovatives Verfahren und daher noch unvollständig erforscht. So sind u.a. die Hämmer-systeme noch nicht ausgereift und es besteht Optimierungspotenzial hinsichtlich der Regelungstechnik.
Zurzeit wird der MOH-Prozess über zwei Steuerungen geschaltet. Dabei sorgt die Steuerung des Hämmersystems für die hämmernde, hochfrequente oszillierende Bewegung des Stößels auf die Bauteiloberfläche und die Robotersteuerung für die verfahrende Bewegung des Hammerkopfes über das Bauteil. Diese Prozesshandhabung ist unpräzise und wenig bedienerfreundlich.

 
Das Ziel dieser Arbeit besteht daher in der Entwicklung einer regelungstechnischen Arbeitsumgebung, in welcher sowohl die MOH-Prozessparameter Frequenz und Leistung als auch die Relativbewegung des Hammerkopfes zum Bauteil eingestellt werden können. Der Schutz von kritischen Bauteilbereichen (Kanten, Radien) mittels sich über die Arbeitsumgebung im Prozess anpassender Parameter steht dabei im Mittelpunkt des Interesses.
Neben einem ersten Einblick in die Roboterprogrammierung mittels RobotStudio der Fa. ABB wirst du dich in die Thematik der Elektro- und Regelungstechnik einarbeiten. Weiterhin wirst du mithilfe von entsprechender Messtechnik prozessrelevante Kenngrößen (Hämmerkraft, Stromstärke, Spannung, Temperatur, Stößelweg) erfassen. Anhand dieser wirst du anschließend eine regelungstechnische Arbeitsumgebung entwickeln, die beispielsweise auf Grundlage eines bereits bestehenden Prozessmodells in MATLAB/SIMULINK basiert.

Geboten wird:

– Umfassende Betreuung
– Eigenständige Zeiteinteilung
– Klar abgegrenzte Aufgabenstellung
– Mischung aus experimentellen Arbeiten u. Softwareprogrammierung
– Einarbeitung in die Software Ro-botStudio und Matlab/Simulink
– Einblicke in die Robotertechnik und ein spannendes Umformverfahren
 
Voraussetzungen:
– Motivation und Einsatzbereitschaft
Zeitaufwand: 11,00 Arbeitsstunden

Ansprechpartner(in):
Robby Mannens, M.Sc. RWTH Aachen
 
Herwart-Opitz-Haus 54A 412
Tel.: +49 241 80-28244
Fax: +49 241 80-22293
Mail: R.Mannens@wzl.rwth-aachen.de