Adaptive Regelung für das Tiefbohren mit Einlippenbohrern kleiner Durchmesser

Die vorliegende Arbeit zur adaptiven Regelung adressiert das Tiefbohren mit Einlippenbohrern kleiner Durchmesser. In dieser Arbeit werden Methoden zur Regelstreckenidentifikation entwickelt, die es ermöglichen, das aktuelle Prozessverhalten beim Tiefbohren entlang des Bohrwegs sicher zu identifizieren und geeignet zu modellieren. Um die Identifikationsmethoden für eine optimale Reglerparameteradaption nutzen zu können, wird eine Reglerauslegung entwickelt, die einen für kleine Werkzeugdurchmesser optimalen Regelverlauf hervorruft. Der Regelverlauf beinhaltet zunächst eine möglichst schnelle Reaktion auf große Regelabweichungen und ein im Folgenden eher konservatives Verhalten, um das Überschwingen der Regelgröße zu verhindern. Diese Reglerauslegung zeigt deutliche Vorteile hinsichtlich der quadratischen Regelfläche und ist für Produktionssysteme mit ausgeprägtem Totzeitverhalten geeignet. Sowohl die Methoden zur Regelstreckenidentifikation als auch die prozessspezifische Reglerauslegung werden in adaptiven Regelungssystemen implementiert. Die Systeme werden experimentell auf ihre Eignung zur Kompensation von massiven Störungseinflüssen durch Spänestaus untersucht. Insbesondere durch rekursive Algorithmen zur Regelstreckenidentifikation am geschlossenen Regelkreis ist es gelungen, den Prozess mit einem prädiktiven Regelungssystem sicher zu beherrschen. Trotz der erfolgreichen Störungskompensation mit Hilfe der adaptiven Regelung ist es technologisch erstrebenswert, das Störungsaufkommen aufgrund von Spänestaus zu reduzieren. Die automatisierte Beurteilung des Spanabtransports stellt hierzu eine wesentliche Voraussetzung dar. Daher werden eine Vorrichtung und ein Signalverarbeitungsverfahren zur Messung der Spanfrequenz bei kleinen Werkzeugdurchmessern entwickelt und experimentell untersucht. Basierend auf den Messergebnissen wird abschließend ein Konzept zur Störungsprävention skizziert.