Erhöhung der Fertigungssicherheit und -qualität beim Hochdruckwasserstrahlen durch den Einsatz von Sensoren

Die heutigen Anlagen für das Hochdruckwasserstrahl-Schneiden liegen im Hinblick auf die Werkzeugüberwachung und Prozeßdatenerfassung weit hinter dem in der konventionellen Fertigungstechnik üblichen Standard. Lange Zeit lag die Ursache hierfür an der mangelnden Entwicklung der Anlagentechnik. So fehlte es z.B. an einer Hochdruckpumpe, die sich den Belangen des Prozesses durch eine Mikroprozessorregelung anpassen konnte oder an genauen Wasserstrahlschneidanlagen. Seit etwa drei Jahren ist dieser Mangel behoben und es befinden sich entsprechende Systeme auf dem Markt. Erst die moderne Anlagentechnik macht es möglich, die Verfahrenskenngrößen gegen die Anlagen-Störgrößen abzugrenzen. Um den industriellen Einsatz der Hochdruckwasserstrahlschneidtechnik weiter zu steigern werden in dieser Arbeit Mittel und Wege aufgezeigt die Fertigungssicherheit, Reduzierung von Ausfallzeiten, eine höhere Nutzung der Maschine bei besserer Fertigungsqualität und eine Erhöhung des Automatisierungsgrades zu e rreichen. Die Arbeit befaßt sich mit den Einflüssen der physikalisch-technischen Prinzipien der Komponenten auf das Bearbeitungsergebnis. Der Einfluß dieser Anlagenkomponenten wird anhand verschiedener Einstellungen und Funktionsweisen untersucht und bewertet. Aufbauend darauf werden Vorschläge zur Verbesserung der Anlagentechnik gemacht und Strategien zur Überwachung des Schneidprozesses mit Hilfe von Sensoren entwickelt. Durch die Optimierung von Anlagenkomponenten wurden in einfacher Art und Weise die Schnittqualität und die Schneidleistung bei der Versuchsanlage gesteigert. Weiterhin konnte gezeigt werden, daß durch den Einsatz von Sensoren in Verbindung mit einer geeigneten Auswerteelektronik die Überwachung des Werkzeuges Schneidstrahl, zur Sicherung des Bearbeitungsprozesses, möglich ist. In einer Vcrsuchsanlage wurden Sensoren und Auswerteelektronik installiert die den Schneidstrahl beim Eingriff, d.h. während des Schnittes, "online" überwachen und Informationen über den Proze ß verlauf liefern.