Sac akışını kullanarak derin çekme için proses kontrol tasarımı ve uygulaması

Sac şekillendirme proseslerinde, yüksek mukavemetli ve düşük şekillendirilebilirliğe sahip yeni malzemelerin kullanılması ve parça tasarım karmaşıklığının artması, yüksek kaliteli parçaların hatasız şekillendirilebileceği proses pencerelerinin daralmasına yol açmaktadır. Ayrıca proses limitlerindeki bu azalmalar, malzeme özelliklerindeki ve yağlama koşullarındaki değişiklikler gibi proses varyasyonlarına duyarlılığı artırarak, hurda oranlarının artmasına ve seri üretimde verimliliğin düşmesine neden oldu. Son yıllarda, parça şekillendirilebilirliği ve verimliliği artırmak için derin çekmede proses kontrol stratejileri ve farklı alt yastık sistemleri geliştirilmiş ve kullanılmıştır. Bu tez esas olarak, süreç varyasyonlarının varlığında parça kalitesini ve tekrarlanabilirliği iyileştirmek için hat içi orantılı artı integral (PI) süreç kontrolü için tasarım metodolojileri geliştirmeye odaklanmıştır. Ayrıca, çoklu hidrolik aktüatörlere ve hat içi izleme için proses sensörlerine sahip segment elastik bir pot çemberi içeren akıllı-kompakt bir yastık sistemi, deneyler yapmak için bir servo milli preste tasarlanmış ve uyarlanmıştır. Sonlu eleman analizi (FEA) yazılım araçları, yüksek kaliteli parçalar üretmek için gerekli olan alt yastık kuvveti ve malzeme akışı gibi optimal süreç parametrelerini belirlemek için kullanılır. Ek olarak, flanş akışı ve pres kuvveti gibi proses değişkenleri, yırtılma ve buruşma gibi arızalar ile ilişkilerini belirlemek için sayısal ve deneysel olarak değerlendirilmiştir. Bu çalışma, PI proses kontrolörü yardımıyla bir referans flanş akışının izlenmesine dayalı olarak boş tutucu kuvvet ayarlamaları tarafından manipüle edilen bir kontrol değişkeni olarak flanş akışına odaklanmaktadır. Sunulan kritik yenilik, daha önce literatürde araştırılmamış bir kombinasyon olan PI tabanlı proses kontrolü ve flanş akışı referans parametresinin kullanılmasıdır. Yarı karmaşık dikdörtgen sac parça ile derin çekme için bir proses kontrolörünün sistematik tasarımı ve uygulaması sunulmaktadır. İlk olarak, FEA simülasyon aracı ve deneysel çalışmaya göre, derin çizim süreci model yapısı ayrık zamanlı transfer fonksiyonları şeklinde türetilmiştir. İkinci olarak, kalıp geometrisine göre değişebilen dinamik model parametreleri, deneylere dayalı sistem tanımlama teknikleri ile tahmin edilmektedir. Daha sonra, dinamik süreç modeline dayalı bir süreç kontrolörü geliştirmek için sayısal simülasyon araçları kullanılır. Proses kontrolörü, kök-yer ve frekans-tepki analizi kullanılarak ince ayarlanmıştır. Son olarak, simülasyon ortamında oluşturulan önerilen hat içi proses kontrolörü, PLC aracılığıyla servo milli preste uygulanır. Deneyler, levha çevresine yerleştirilmiş yer değiştirme sensörleri aracılığıyla ölçülen flanş akışını kontrol etmek için 16 hidrolik aktüatör içeren akıllı-kompakt alt yastık sistemi ile bir servo milli preste gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, önerilen proses kontrol tasarımının, referans flanş akışını izlemede ve proses varyasyonlarının varlığında parça kalitesini ve tekrarlanabilirliği iyileştirmede mükemmel bir performansa sahip olduğunu göstermektedir.