Patent DE-102012002774-B4 (DE)
Title: Verfahren und System zum automatischen optimalen Betrieb einer Strangpresse für Metalle
Inventor: PANDIT MADHUKAR
IPC: B21C31/00
Filed: 2012-02-10
Granted: 2020-01-23
Abstract: Verfahren zur automatischen, von Produktionsbeginn an selbsteinstellender, iterativ optimierender Führung einer mit einer SPS gesteuerten, mit einer Pressgeschwindigkeitsregelung, einer Barrentemperaturregelung und evtl. Profiltemperaturregelung ausgestatteten, Strangpresse für Metalle dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des ersten Presszyklus nach einem Matrizenwechsel die für das neue in der Presse erstmals herzustellendes Profil mit den Produktparametern pneu = (p, p, p)- p: Pressverhältnis- p: Kompaktheit der Querschnittsgeometrie- p: der Legierungshärte zugeordnete Zahl einzustellenden Eingaben, nämlich- u: der Sollwert vder mittleren Pressgeschwindigkeit- u: der Sollwert der Temperatur des Barrens θ- u: die Solltemperatur des Profils am Austritt der Matrize θ. Bereits für den ersten Presszyklus unter Verwendung der optimalen in einer Datenbank abgespeicherten Daten geschätzt und vorgegeben werden, sodass die Profilaustrittstemperatur θfür den Zyklus möglichst den ebenfalls aus der Datenbank ermittelten und vorgegebenen optimalen Sollwert θbeträgt, wobei die Schätzung der Eingaben anhand der in der Datenbank aus früheren Produktionen gesammelten optimalen Datensätzen Prod_j, nämlich- u: der Sollwert der mittleren Stempelgeschwindigkeit v- u: der Solltemperatur des Profils am Austritt der Matrize- u: der Solltemperatur des Barrens in Verbindung mit den zugehörigen Produktparametern nämlich- pj : dem Pressverhältnis und- p: der Kompaktheit der Querschnittsgeometrie und- p: der der Legierungshärte zugeordneter Kennzahl durchgeführt wird und nach einem jeden Presszyklus die entsprechenden Einträge in der Datenbank nachgeführt werden, derart dass in der Datenbank immer für das Produkt die optimalen Eingaben vorhanden sind, gemäß folgenden Schritten:(Schritt 1 Datenselektion und -Reduktion) Datensätze Prod_j = (p, p, p, u, u, u) von den Produkten Prod_ j in der Datenbank werden gesucht, deren Produktparameter in der Nähe der Parameter des neuen Produkts liegen, wobei zur Erfassung der Nähe der Produktparameter die Metrikverwendet wird. Die mos Datensätze aus der Datenbank DB bestehend aus den Produktparametern pbzw. die zugehörigen optimalen Eingaben u, von Prod_jfür die gilt ρ(p, p) < 0.1 werden gesucht. Bei Bedarf wird der Nachbarschaftsabstand 0.1 sukzessiv erhöht und die Suche wiederholt, bis etwa 10 oder mehr Datensätze zur für die weiteren Berechnungen erhalten werden,(Schritt 2 Aufstellung der Berechnungsformel)Der Zusammenhang zwischen den gesammelten Daten unter einander bzw. der zu bestimmenden Eingaben und der neuen Produktparameter wird näherungsweise durch ein lineares Gleichungssystemdargestellt und durch das Heranziehen des Least Squares Verfahrens die Formelmitfür i= 1, 2, 3 erhalten,(Schritt 3 Bestimmung der Konstanten der Berechnungsformel) Die Konstanten cwerden berechnet anhand Gl.4 und Gl.5,(Schritt 4 Berechnung der Eingaben)Die Eingaben werden ausberechnet und zu SPS übergeben,(Schritt 5 Durchführung von Pressungen)Die Produktion wird mit diesen Eingaben begonnen und die Presszyklen durchgeführt, wobei die Eingabegrößen mit einer automatischen Iterativ Lernenden Regelung, wie in DE 10 2005 047 285 B4 beschrieben, von Presszyklus zu Presszyklus derartig geregelt, sodass die Presszeit unter Einhaltung vorgegebener Grenzen der Prozessgrößen minimiert wird und(Schritt 6 Abspeichern der optimalen Eingaben in Verbund mit den zugehörigen on Produktparametem)Die Produktparameter und die erzielten optimalen Eingaben sowie die erzielte Presszeit, die mittlere Pressgeschwindigkeit und der Mittelwert und Standardabweichung der Profiltemperatur werden in der Datenbank als weiterer Datensatz in der Datenbank eingetragen, damit in der Datenbank stets für die einzelnen Produkte und Produktparameter-Satz jeweils die optimalen Eingaben zu finden sind.