Versuchssystem zur experimentellen Untersuchung von Prozessdynamik
Dieses mobile Labor veranschaulicht die Durchführung und Analyse von Fräsprozessen unter Berücksichtigung der Prozessdynamik. Einerseits kann mit der mobilen Fräsmaschine ein realer Fräsprozess in Vorlesungen durchgeführt werden und andererseits die Problematik der Prozessdynamik thematisiert und analysiert werden. Durch die Live-Vorführung kann ein generelles Verständnis für die spanende Fertigung vermittelt werden. Die Dynamik kann durch die Wahl geeigneter Parameter positiv beeinflusst werden, so dass Oberflächenfehlern vermieden werden und schlussendlich eine Optimierung des Gesamtprozesses stattfindet. Studierende können gemeinsam mit den Lehrenden erörtern, welchen Einfluss verschiedene Parameter auf den Prozess haben.
Aufwand
Adaptierung
Die Entwicklung und Nutzung eines solchen Labors sind dank der kompakten Bauweise und vorgegebenem Interface zur Bedienung relativ unkompliziert. Die Auslegung eines Beispielprozesses benötigt hier die meiste Zeit, je nach Komplexität. Gleiches ergibt sich für die Dynamikanalyse, bei der die Prozessauslegung den größten Aufwand darstellt.
Durchführung
Dadurch, dass ein Beispielprozess live in der Vorlesung angeboten wird, hält sich der Aufwand für die Durchführung in Grenzen. Die vorbereiteten Videos zur Dynamikanalyse müssen lediglich abgespielt werden und somit mit einem überschaubaren Aufwand verbunden.
Nachbereitung
Um den Prozess möglichst attraktiv zu halten, sollten die Prozesse stets an aktuelle, industrienahe Themen angepasst werden. Damit verbunden ist die Programmierung sowie korrekte Auslegung und Erprobung des vorzuführenden Prozesses. Zusätzlich muss eine regelmäßige Wartung stattfinden um den sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Zielgruppen
Product Owner
Lehrende im Maschinenbau und angrenzender Ingenieurwissenschaften
Target Group
Studierende ingenieurtechnischer Studiengänge, in denen spanende Verfahren Teil des Curriculums ist
Einsatzszenario
Das mobile Labor wird in der Grundlagenvorlesung an der TU Dortmund eingesetzt. Als Abschluss der Vorlesung und Vertiefung der zuvor theoretisch behandelten Grundlagen der spanenden Fertigung mit geometrisch bestimmter Schneide wird die Bearbeitung eines Impellers gezeigt. Die Komplexität eines 5-achsigen Prozesses kann so den Studierenden live demonstriert werden. Zur Auslegung solcher Prozesse werden den Studierenden zwei vereinfachte Experimente zur Prozessstabilität gezeigt, die den Einfluss der Parameter Drehzahl und Arbeitseingriff verdeutlichen. Dabei wird gemeinsam mit den Studierenden die korrekte Wahl der Prozessparameter erarbeitet. Anhand von akustischen Aufnahmen wird der Beispielprozess analysiert und zeigt, wie mit einfachen Mitteln Probleme bei der Fräsbearbeitung erkannt werden können.
