Prozessintegrierte Softsensorik zur Oberflächenkonditionierung beim Außenlängsdrehen von 42CrMo4

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Qualifizierung eines in-process fähigen, multisensoriellen Regelungskonzepts für einen ggf. aus mehreren Zielgrößen zusammengesetzten Randschichtzustand. Dieses Regelungskonzept soll exemplarisch für den Anwendungsfall des Außenlängsdrehens von vergütetem 42CrMo4 mittels geeigneter Modellansätze umgesetzt werden. Die Herausforderung bei diesem Zerspanungsprozess ist es, die Ausbildung randnaher thermisch induzierter weißer Schichten (White Layer) und der mit ihnen einhergehenden, aus technischer Sicht nachteiligen Zugeigenspannungszustände zu vermeiden. Dagegen sind mechanisch induzierte weiße Schichten, die mit Druckeigenspannungen einhergehen, zuzulassen, sodass durch das Regelungskonzept mehrere Zielgrößen simultan adressiert werden, die in gegenseitiger Abhängigkeit zueinander stehen. 

Gegenstand der ersten Förderphase ist die Konzeption eines geeigneten Softsensors, mit dem die während des Bearbeitungsprozesses auftretenden Charakteristika der Randschicht kontinuierlich erfasst werden. Der entwickelte Softsensor soll eine modular erweiterbare Struktur besitzen, mit der sowohl der Einbezug weiterer Sensorprinzipien als auch zusätzlicher Informationen aus Simulationsroutinen ermöglicht wird. Um die Güte des Softsensors bei der Erfassung der weißen Schichten zu quantifizieren, wird entsprechend des „Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement“ (GUM) dessen Messunsicherheiten ermittelt.