Automatisierung der Justage von Drehankerrelais

ISBN-13: 9783540573036 / Niemiecki / Miękka / 1993 / 113 str.

Georg Krüll

Opis

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitar beiter am Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Mein besonderer Dank gilt dem Leiter des Instituts, Herrn Professor Dr. h.c. mult. Dr.-Ing. H.J. Warnecke, fUr seine groBzugige UnterstUtzung und F6rderung, die ent scheidend zur erfolgreichen Durchfuhrung dieser Arbeit beigetragen hat. Herrn Professor Dipl.-Ing. A. Jung danke ich fUr die Obernahme des Mitberichtes, die eingehende Durchsicht und die wertvollen Hinweise, die sich aus der anschlieBenden Diskussion ergaben. Herrn Professor Dr.-Ing. A.-D. Schraft, Herrn Dr.-Ing. M. Schweizer und der Vielzahl weiterer Kollegen danke ich an dieser Stelle fUr die anregenden Gesprache und die kritischen Diskussionen. Hierbei ist besonders die wertvolle Unterstutzung durch Herrn Dr.-Ing. U. Schweigert zu erwahnen. Ganz besonders danke ich aber meiner Frau Silvia und meiner Tochter Juliana, ohne deren Verstandnis fur haufige Entbehrungen und deren Motivierung diese Arbeit nicht gelungen ware."

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise.- 2 Ausgangssituation.- 2.1 Begriffe und Definitionen.- 2.2 Stand der Technik.- 2.2.1 Relaisjustage.- 2.2.2 Biegejustage.- 2.2.3 Regelsysteme für multifunktional verflochtene Justage-kreise.- 3 Analyse und Ableitung von Anforderungen.- 3.1 Analyse des Produktspektrums.- 3.2 Analyse der Justage von Balanced-Force-Relais.- 3.2.1 Analyse des manuellen Justageablaufes.- 3.2.2 Analyse der Sensorikfunktionen.- 3.2.2.1 Messen elektrischer Parameter.- 3.2.2.2 Messen der Kontaktkräfte.- 3.2.2.3 Messen der Kontaktabstände.- 3.2.3 Analyse der Aktorikfunktionen.- 3.2.3.1 Justage der Magnetfelder von Permanentmagneten.- 3.2.3.2 Justage von Bauteilpositionen durch plastische Verformungen.- 3.3 Folgerungen aus den Analyseergebnissen.- 3.4 Anforderungen an automatisierte Justagesysteme für Balanced-Force-Relais.- 3.4.1 Gesamtsystem.- 3.4.2 Steuerungssystem zur Justage.- 3.4.3 Messen der Kontaktkräfte.- 3.4.4 Messen der Kontaktabstände.- 3.4.5 System zur Justage von Bauteilpositionen durch plastische Verformungen.- 4 Konzeption eines Gesamtsystems für die automatische Justage von Balanced-Force-Relais.- 4.1 Konzeption eines Steuerungssystems zur multifunktional verflochtenen Justage.- 4.2 Messen von Kontaktabständen.- 4.3 Messen von Kontaktkräften.- 4.4 Verändern von Bauteilpositionen durch Biegejustieren.- 4.4.1 Untersuchungen zur Genauigkeit der Konzepte zum Biegejustieren.- 4.4.1.1 Analytische Beschreibung der Biegejustage am Biegebalken.- 4.4.1.2 Untersuchung des Biegejustageprozesses mit Hilfe der FEM-Methode.- 4.4.1.3 Bewertung der konzipierten Verfahren zum Biegejustieren.- 5 Entwicklungen zum Verfahren des fließkurvengeregelten Biegejustierens.- 5.1 Genauigkeitsbeeinträchtigende Faktoren für das fließ-kurvengeregelte Biegejustieren und Möglichkeiten zu deren Berücksichtigung.- 5.1.1 Kinematikbedingte Faktoren.- 5.1.1.1 Winkeländerungen.- 5.1.1.2 Reibung an den Kontaktstellen.- 5.1.2 Werkstoffmechanikbedingte Faktoren.- 5.1.2.1 Bauschinger-Effekt.- 5.1.2.2 Dämpfung durch innere Reibung.- 5.1.2.3 Vorverformungsbewirkte Anelastizität.- 5.1.3 Aktorbedingte Faktoren.- 5.1.3.1 Statische Nachgiebigkeiten und Spiele des Aktors.- 5.1.3.2 Dynamische Eigenschaften des Aktors.- 5.1.3.3 Meßgenauigkeit der Sensoren.- 5.1.3.4 Geschwindigkeit des Regelprozesses.- 5.1.4 Gesamtheitliche Fehlerquellenberück-sichtigung.- 5.1.5 Steigerung der Biegegenauigkeit durch dedizierte Entlastungssteifigkeit.- 5.2 Positionsübergreifende Direktjustage.- 6 Entwicklung eines Justagesteuerungsverfahrens auf der Basis von Fuzzy-Logik.- 6.1 Struktur des Steuerungssystems.- 6.2 Einrichtung und Abarbeitung des Fuzzy-Systems.- 6.3 Entwicklung von Verfahren zur Adaption des Fuzzy-Reglers auf schwankendes Bauteilverhalten.- 6.3.1 Skalenadaption.- 6.3.2 Plausibilitäts-und Termadaption.- 6.3.3 Einsatzgebiete der entwickelten Adaptionsverfahren.- 7 Versuchsaufbau und Versuchsergebnisse.- 7.1 Mechanischer Aufbau.- 7.2 System zum Biegejustieren und zur Kontaktkraftmessung.- 7.2.1 System zum Messen der Kontaktabstände.- 7.3 Steuerung.- 7.4 Justageablauf.- 7.5 Versuche zum fließkurvengeregelten Biegejustieren.- 7.5.1 Verringerung der winkelbedingten Fehler.- 7.5.2 Verringerung der reibungsbedingten Fehler.- 7.5.3 Verringerung der Fehler durch werkstoffmechanische Dämpfung.- 7.5.4 Verringerung der Fehler durch die durch Vorverformung bewirkte Anelastizität.- 7.5.5 Verringerung der Fehler durch statische Nachgiebigkeiten und Spiele des Aktors.- 7.5.6 Bewertung der Ergebnisse mit dedizierter Entlastungssteifigkeit.- 7.5.7 Bewertung der Ergebnisse der positionsübergreifenden Direktjustage.- 7.6 Versuche mit der Steuerung auf der Basis von Fuzzy-Logik.- 7.6.1 Vergleich mit den Ergebnissen einer Steuerung ohne Fuzzy-Logik.- 7.6.2 Ergebnisse mit den entwickelten Adaptionsverfahren.- 8 Zusammenfassung und Ausblick.- 9 Literaturverzeichnis.