Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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A time domain simulation approach for micro milling processes

2012 , Uhlmann, Eckart , Mahr, Frederik

Prediction of Process Machine Interactions (PMI) can be achieved using models for conventional milling processes in the time and frequency domain. However, instabilities such as regenerative chatter can also be observed in micro milling processes using filigree cemented carbide end mills. The dominant chatter frequencies are basically related to the end mills eigenfrequencies. Nevertheless, the dynamic characteristics of the machine tool structure and the work piece must not be neglected. In this paper a comprehensive time domain process model is presented. The machine tool dynamics are considered as non-coupled oscillators based on measured frequency response functions at the tool holder. The end mill is modeled as rotating Euler-Bernoulli beam with variable boundary conditions at the tool clamping. At first, the parameter identification for a geometric cutting force model is described. It contains the cutting edge radius as a time-depended parameter. Thereafter, the modeling and parameter identification of the structural parts are presented. A stability criterion is defined with special regard to the tool deflection at the TCP. Finally, simulation results at different stable and unstable operating points for full immersion cutting are discussed in detail and compared to experimental tests.

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Online-Prozeßoptimierung für aufgeladene Dieselmotoren

1996 , Bauer, M. , Bredenbeck, J. , Krause, F.-L. , Pucher, H. , Raubold, W.

Dieser Aufsatz berichtet von einem Meta-Managementsystem, das den aufgeladenen Dieselmotor für eine frei wählbare Betriebsstrategie kontinuierlich im jeweiligen Optimum hält. Merkmale dieses Systems sind unter anderem beliebig gewichtbares Optimierungsziel, zum Beispiel Abgasqualität und/oder Kraftstoffverbrauch, Kompensation von Motoralterung und Lernfähigkeit. Neben der Vorstellung der prinzipiellen Arbeitsweise sowie von Ergebnissen aus dem Einsatz am Motorprüfstand werden Versuche zur Abbildung von Motorkennfeldern in Neuronalen Netzen vorgestellt.

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Modellieren für die Produktentwicklung

1995 , Krause, F.-L. , Golm, F. , Rieger, E. , Woll, R.

New strategies and requirements for product development imply the equivalent treatment of modelling tasks for product and process. In the present article an approach is described which aims on the flexible adaptation of the product development with respect to product and process specific constraints. This is achieved by the combination of an approach for planning and optimisation of product development, a semantic feature approach which enables the individual integration of system components and a method for quality management accompanying the product development.

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Fabrication of smooth surfaces in hardened tool to steel using my-EDM technology

2012 , Uhlmann, Eckart , Domingos, David C.

In this paper a process optimization was conducted to enable the achievement of smoothest surfaces in hardened tool steel using my-EDM technology. The trials were carried out using DoE-methods, aiming therefore the limitation on the number of experiments. The paper gives detailed information on the experimental procedure applied and on the achieved results, considering surface roughness and sub-surface damage as well as crack formation on the work piece surface.

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Planning and multicriteria optimization of design processes

1996 , Krause, F.-L. , Golm, F.

Proceeding from the assumption that in the future an intensified re-engineering of business processes in the area of product development will be necessary, the development of powerful tools in this area appropriate. An approach is presented providing the support for the restructuring and optimization of business processes surpassing the functional scope of commercially available tools. The approach sets the further goal of imploying the business models generated to perform a multi-criteria process optimization as well. This optimization is to be performed in an automated fashion under end-user control based on a process-related system of key-figures.

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Konzepte und Implikationen zur Integration von VR-, CAx- und PDM-Systemen für die funktionale Absicherung von Montage-/Demontageoperationen

2010 , Wöhler, T. , Wolter, L. , Rothenburg, U. , Strauchmann, M. , Mader, S. , Haupt, M.

Die Erstellung virtueller Montage- und. Demontageprozesse ist ein komplexer und zeitaufwendiger Prozess, der derzeit durch einen hohen manuellen Aufwand gekennzeichnet ist. In diesem Beitrag werden Ergebnisse des Forschungsprojekts AVILUSplus vorgestellt, die darauf abzielen, virtuelle Montage- und Demontageprozesse auf der Grundlage von existierenden Informationen als Teil der Absicherung von zu entwickelnden Produkten im Rahmen der Virtuellen Produktentstehung effizienter in deren Prozessketten zu integrieren. Dazu wurden Methoden und Werkzeuge entwickelt, um CAD-Modelle für diesen Zweck aufzubereiten und notwendige geometriebezogene Informationen aus den Modellen zu extrahieren. Auf der Grundlage von Bauteilgeometrie und -physik werden Montage- und Demontagepfade erzeugt. Die zugehörigen Handlungsanweisungen werden entsprechend ihrer Handlungssemantik formuliert und mit Verknüpfungen zu Baugruppenstrukturen und Werkzeugen versehen. Die Integration der Modelle und Werkzeuge in PLM-Strukturen und -Prozesse ermöglicht deren durchgängige Nutzung im Produktentwicklungsprozess und führt zu einer engeren Integration von VR/AR-Anwendungen zur virtuellen Absicherung. Die entwickelten Verfahren werden in einen gemeinsamen Demonstrator integriert, welcher im Rahmen dieses Dokuments vorgestellt wird.

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Simulation als Grundlage der Bewertung und Optimierung von Produktentwicklungsprozessen

1995 , Krause, F.-L. , Loske, B. , Golm, F. , Raupach, C.

Dringende Investitionsentscheidungen zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit werden im Produktentwicklungsbereich nur schleppend getroffen, weil keine geeigneten Methoden zur Analyse und Bewertung neuer Entwicklungsstrategien und entsprechender informationtechnischer Konzepte im Produktentwicklungsprozeß zur Verfügung stehen. Simulationstechnik als Analysewerkzeug komplexen dynamischer Systeme in Verbindung mit einem Planungssysten zur Bewertung und Optimierung von Ablaufstrukturen wird als ein effizientes Planungskonzept für das Reengineering von Produktentwicklungsprozessen vorgestellt.

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