Projekt D.2 Technology Enablers for Embedding Cognition and Self-Optimising into Production Systems

Typische Störgrößen beim Spritzgießen (Bild: IKV)
Typische Störgrößen beim Spritzgießen (Bild: IKV)                                                     
Konzept eines selbstoptimierenden Spritzgießprozesses (Bild: IKV)
Konzept eines selbstoptimierenden Spritzgießprozesses (Bild: IKV)
gestörter Prozess (Bild: IKV)
gestörter Prozess (Bild: IKV)                                                                                                                                    

Der Verlauf des Werkzeuginnendrucks korreliert mit vielen die Qualität des Formteils bestimmenden Merkmalen. Somit ist es zur Gewährleistung einer optimalen und konstanten Formteilqualität erforderlich, einen idealen Verlauf des Werkzeuginnendrucks reproduzierbar zu erzielen. Diese Reproduzierbarkeit des Werkzeuginnendrucksverlaufes kann durch eine konventionelle Prozessführung, die ein gewünschtes Profil der Schneckenvorlaufgeschwindigkeit realisiert, aufgrund von Störungen des Prozesses sowie Abnutzungserscheinungen der Maschine nicht immer gewährleistet werden. Abhilfe schafft eine direkte Regelung des Werkzeuginnendrucks, zu der wegen des nichtlinearen und totzeitbehafteten Übertragungsverhaltens der Regelstrecke gehobene Regelungsstrategien notwendig sind.

Die Verwendung eines modellprädiktiven Reglers mit einem Künstlichen Neuronalen Netzwerk als Prozessmodell ermöglicht die reproduzierbare Realisierung eines gewünschten Verlaufes des Werkzeuginnendrucks. Dank eines solchen Reglers wird die Robustheit des Prozesses gegen durch Störeinflüsse verursachte Prozessschwankungen gesteigert und die Qualitätskonstanz der gefertigten Bauteile deutlich erhöht. Die Regelgüte soll dabei durch die Option des „Nachlernens“ des Prozessmodells während des laufenden Betriebes kontinuierlich verbessert werden. Ein weiteres wesentliches Ziel stellt die Vereinfachung der Einrichtung des Prozesses dar, das durch verschiedene Maßnahmen erreicht werden kann. Zum einen kann durch eine Verknüpfung des Reglers mit geeigneten Simulationsprogrammen der optimale Werkzeuginnendruckverlauf ermittelt und automatisch als Sollgröße in die Regelung übernommen werden. Zum anderen bietet eine automatisierte Ermittlung des zur Regelung der Nachdruckphase benötigten pvT-Verhaltens des verwendeten Kunststoffs direkt im verwendeten Spritzgießwerkzeug die Möglichkeit, eine exakt auf den Prozess abgestimmte Beschreibung des Materialverhaltens zu erhalten und eine schnelle Einrichtung des Prozesses zu erzielen.

Weitere Informationen finden Sie hier auf der Website des Exzellenzclusters.