Integration von Regelungsalgorithmen in die Finite-Elemente-Simulation von Ringwalzprozessen

Das Radial-Axial-Ringwalzen ist ein flexibles Verfahren zur Herstellung nahtloser Ringe unterschiedlichster Querschnitte und Abmessungen. Ausgehend von einem kompakten, gelochten Vorring entsteht die Endgeometrie durch inkrementelle Umformung im Radial-und Axialwalzspalt. Dabei werden im industriellen Prozess u.a. die Drehzahlen, Vorschübe und Positionen der Haupt-und Axialwalzen, des Dorns und der Zentrierrollen in Abhängigkeit von im Prozessverlauf gemessenen Größen geregelt. Dies stellt eine grundsätzliche Schwierigkeit für die Finite-Elemente-Simulation des Ringwalzens dar, da bei konventioneller Simulation die Zeitverläufe dieser Freiheitsgrade vorab bekannt sein müssten. In dieser Arbeit wird daher aufgezeigt, wie die Regelungsalgorithmen der Ringwalzanlage in die Finite Elemente Simulation integriert werden können. Dabei wird die Kinematik des Prozesses basierend auf für die Anlagenbedienung üblichen Vorgaben unter Nutzung der Werte virtueller Sensoren entsprechend den anlagenspezifisch üblichen Algorithmen erst im Verlauf der Simulation definiert. Mit diesem Vorgehen ist es nicht nur möglich, Ringwalzprozesse auszulegen sondern auch neue Ringwalzstrategien und Regelungskonzepte zunächst in der Simulation zu erproben.