Karriere am WZL

 

Masterarbeit oder Bachelorarbeit

am Forschungsbereich Technologie der Fertigungsverfahren, Abteilung Zerspantechnologie, Gruppe Produkt- und Prozessüberwachung
 

Identifikation analytischer Kraftmodelle beim Fräsen

Thema
Seit den 1950er Jahren gibt es verschiedene Ansätze die Zerspankraft durch empirische Modelle zu simulieren. Bedeutend sind u.a. das exponentielle Kraftmodell nach Kienzle (1952) und der lineare Ansatz nach Altintas (2012). Analytische Modelle können durch eine mathematische Gleichung ausgedrückt werden, benötigen jedoch häufig empirisch ermittelte Koeffizienten. Sie gelten nur für einen bestimmten Prozessbereich und müssen daher jeweils neu identifiziert werden. Dazu wird das Modell mit dem tatsächlichen Kraftverlauf (und den herrschenden Eingriffsbedingungen) gefittet.

Ziel der Arbeit ist es, die Identifikation für verschiedene Kraftmodelle umzusetzen und hinsichtlich ihrer Genauigkeit und des benötigten Rechenaufwandes zu vergleichen. Dazu stelle ich dir Messschriebe und die zugehörigen Eingriffsbedingungen zur Verfügung. Du implementierst ausgewählte Kraftmodelle in Matlab unter Berücksichtigung verschiedener Fräsergeometrien. Das Fitten kann mit handelsüblichen Optimierungsalgorithmen aus Matlab durchgeführt werden. Je nach Interesse, kann dieser Punkt auch vertieft werden.

 
Aufgaben
• Literaturrecherche zu Kraftmodellen für das Fräsen
• Auswahl geeigneter Modelle
• Implementierung in Matlab oder C für Schaft- und Messerkopffräser
• Vergleich der Genauigkeit und des Rechenaufwandes anhand von Testdaten
• Auswahl eines Algorithmus‘
• Dokumentation der Arbeit

Kontext
Zur Modellbasierten Prädiktiven Kraftregelung beim Fräsen wird eine schnelle und zuverlässige Identifikation des Kraftmodells benötigt. Mit diesem Modell wird die zukünftige Prozesskraft geschätzt und anschließend die Stellgröße optimiert. Zurzeit wird das Modell nach Kienzle verwendet. Deine Aufgabe ist es Alternativen aufzuzeigen und (die Identifikation) umzusetzen.
 
Voraussetzungen:
  • Motivation und Einsatzbereitschaft
  • Eigenständiges Arbeiten
  • Interesse am Programmieren mit Matlab


Zeitaufwand: 300,00 Arbeitsstunden

Ansprechpartner(in):
Max Schwenzer
 
Herwart-Opitz-Haus 53B 314
Tel.: +49 241 80-28021
Fax: +49 241 80-22293
Mail: M.Schwenzer@wzl.rwth-aachen.de