Diplomarbeiten 1993 - Archiv

Bastian, Frank
Untersuchungen zur elektrischen Festigkeit von Elektrodenanordnungen in festen Medien

Zur Wandlung elektrischer Energie in mechanische Energie von Leistungsschallimpulsen werden experimentelle Untersuchungen mit dem Ziel der Stabilisierung des Energieumsatzes durchgeführt. Dabei werden anhand verschiedener Unterwasserelektrodenanordnungen die Durchschlags- und Entladebedingungen in einem speziellen Energiewandelsystem näher betrachtet. Im Ergebnis stehen Empfehlungen zur konstruktiven Gestaltung von Systembaugruppen.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze
Betreuer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe

Berthold, Ingo
Generator- und Vorschub-Steuerung für einen Hochstrom-Nadelimpulsgenerator

Die Diplomarbeit beschreibt den Aufbau einer Vorschubsteuerung und einer Generatorsteuerung. Die Analyse des Prozesses erfolgt durch einen Zündverzögerungszeitsensor, der von beiden Steuerungen genutzt wird. Die Beschreibung der Funktionsweise und die Dimensionierung der Hauptbaugruppen erfolgte für die Vorschubsteuerung. Am Schluß der Arbeit wird eine Generatorsteuerung vorgestellt.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze
Betreuer: Dipl.-Ing. Th. Pape

Ewert, Andreas
Berechnung elektrischer und magnetischer Feldverläufe beim Bahnerodieren mit verschiedenen Grundelektroden

Mittels des Feldberechnungsprogramms ANSYS sind Untersuchungen zum Durchschlagsverhalten im Arbeitsspalt und zur Ausbildung des Stromdichteverlau-fes im Werkstück durchgeführt worden. Nach den grundlegenden Darstellungen zum elektroerosiven Bearbeitungsverfahren, zum Finite-Elemente-Verfahren und zum Feldberechnungsprogramm ANSYS wird die Modellbildung für die Berechnung elektrischer Felder aufgezeigt. Die Probleme liegen vor allem in der richtigen Elementeauswahl und ihrer Vernetzung, weil der zu analysierende Bereich um vier Zehnerpotenzen größer ist, als der Arbeitsspalt, der betrachtet werden sollte. Es wurden Anordnungen von runden, quadratischen und dreieckigen Grundelektroden im 3D-Bereich untersucht. Für das elektrische Strömungsfeld im Werkstück galt es nachzuweisen, bis zu welchen geometrischen Abmessungen der Entladefußpunkt durch das Modell eines Halbkugelerders angenähert werden kann. Durch diese Restriktionen können der Spannungsabfall über dem Werkstück bestimmt und abtragsspezifische Aussagen bei der funkenerosiven Bearbeitung von Keramiken getroffen werden.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. W. Schätzing
Betreuer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze

Hannes, Thomas
Programmiermodul zum Programmieren von Verzahnungen für das elektroerosive Schneiden

Die Arbeit enthält die Beschreibung der Entwicklung eines Programmiermoduls für Sonderverzahnungen nach DIN 5480. Das Programmiermodul wurde in das Programmiersystem DCAM-NC eingebunden. Damit ist es möglich, mit minimalem Programmieraufwand ein Quellprogramm für das funkenerosive Schneiden von Verzahnungen zu erstellen. Durch Nutzung von Postprocessoren werden aus dem Quellprogramm NC-Programme für CNC-gesteuerte Drahterodieranlagen erzeugt. Es wurde ein Verfahren entwickelt, daß es möglich macht, die Zahnflanke (Evolvente) mit hinreichender Genauigkeit zu beschreiben, so daß die CNC-Maschine in der Lage ist, die Evolvente nachzubilden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, ein Quellprogramm zu erzeugen, welches eine äquidistante Kontur zur Kontur der Verzahnung erzeugt. Damit ist die Herstellung von Elektroden für die Senkerosion möglich. Durch Nutzung dieser Elektroden können Verzahnungen durch funkenerosives Senken hergestellt werden.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. W. Schätzing
Betreuer: Dipl.-Ing. U. Franz (Sparctec Magdeburg)

Heyder, Dirk
Impulsstromquelle mit kurzen, stromstarken Impulsen für das Drahterodieren

Die Arbeit beschreibt ein Schaltungskonzept für einen Nadelimpulsgenerator, der kurze, stromstarke Impulse für die funkenerosive Bearbeitung von leitfähigen Keramiken erzeugt. Mittels einer Simulation wird eine Optimierung der Schaltung durchgeführt. Unter Nutzung der Simulationsergebnisse erfolgt der Aufbau einer Generatorstufe. Für den Nadelimpulsgenerator wird nach den technologischen und schaltungs-technischen Vorgaben eine Steuerung entwickelt. Die simulierten Verläufe von Strom und Spannung werden im Vergleich zu am Generator gemessenen Verläufen gewertet. An der ED-Trennanlage werden mit der aufgebauten Generatorstufe die Abtragsraten für verschiedene Materialien untersucht. Die Arbeit enthält eine vollständige Dokumentation der Simulation sowie die Schaltungsunterlagen des Nadelimpulsgenerators und der Steuerung.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. R. Döbbelin
Betreuer: Dipl.-Ing. M. Timm

Klimek, Antje
Prozeßanalyse der funkenerosiven Senkbearbeitung von Materialien mit schlechter elektrischer Leitfähigkeit

Ableitend aus der Literatur sind die verschiedenen Abtragsmechanismen für die funkenerosive Bearbeitung von Metallen, Halbleitern und keramischen Werkstoffen verglichen und in ihrem physikalischen Wirken erklärt worden. Die daraus folgenden Unterschiede für die Prozeßanalyse und die Prozeßführung sind aufgezeigt, d. h. der Einfluß einzelner Prozeßparameter untersucht und dargestellt. In einem umfassenden theoretischen Teil der Arbeit sind die Abtragstheorien gewichtet und zur Erklärung von Vorgängen, wie die Feinstbear-beitung und das Polieren von Metallen, das Senkerodieren von Keramiken und von anderen Halbleitern, herangezogen worden. Wichtigste Erkenntnis der Arbeit ist es, daß für die funkenerosive Bearbeitung von Materialien mit schlechteren elektrischen Leitfähigkeiten, die Erosionstheorie von Zolotych nicht mehr als alleiniger Abtragsmechanismus herangezogen werden kann. Durch praktische Untersuchungen an Messing, Aluminium, Hartmetall (WC-Co), unlegiertem Stahl, Titan, einem Magnetwerkstoff (AlNiCo) und einer Keramik (Al2O3 + TiC) sind diese theoretischen Betrachtungen nachgewiesen worden.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. E. Blumschein
Betreuer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze

Köhler, Steffen
Untersuchungen zu ruckoptimierten Bewegungsgesetzen für den Einsatz an lagegeregelten Werkzeugmaschinen

Moderne Servoantriebe an Werkzeugmaschinen lassen immer kürzere Anregelzeiten zu. Die daraus resultierende schnelle Reaktion der Maschine auf Führungsgrößenänderungen kann zu Kraft- und Drehmomentenspitzen führen, die den Antrieb und die Mechanik stark belasten. In der Arbeit werden unter Einsatz eines Modellierungs- und Simulationssystems drei Bewegungsgesetze untersucht, die durch Modifikation des Beschleunigungsverlaufes in der Steuerung keinen unendlich großen Ruck im mechanischen System mehr zulassen und dieses somit entlasten. Unterschiede zwischen der herkömmlichen Kaskadenregelung und der Modellfolgeregelung, die den Schleppabstand nahezu eliminiert, werden herausgestellt. Durch ein Sollwertgenerierungsprogramm zur Simulation kompletter Bewegungsabläufe an einer Werkzeugmaschinenachse wird eine Umsetzung der Simulationsergebnisse in einer existierenden Steuerung (andronic) angeregt. Dazu und zur Vervollständigung der Arbeit dienen auch praktische Untersuchungen an drei Portalrobotern der Firma SLV Halle GmbH.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. U. Knauff
Betreuer: Dipl.-Ing. U. Mandel

Lemke, Anja
Automatische Kennzeichnung von Blechteilen in einer flexiblen Fertigungslinie

Die Arbeit gibt einen Überblick über Fertigungsverfahren, die zur Kennzeichnung von Blechteilen genutzt werden können. Die Verfahren elektrochemisches Mar-kieren und Metallfärben werden detaillierter untersucht und das Laserbeschriften theoretisch betrachtet. Durch das elektrochemische Markieren mit einer entsprechend dimensionierten Elektrodenanordnung kann auf der Oberfläche ein Strichcode dargestellt werden. Mit dem Metallfärben ist ebenfalls eine Kennzeichnung möglich. Verschiedene Informationen sind hierbei jedoch nur durch Werkzeugwechsel realisierbar. Beide Markierungen sind mit optischen Verfahren les- und auswertbar. Zum elektrochemischen Kennzeichnen wurde in der Arbeit ein Anlagenentwurf erstellt.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-J. Scheibe
Betreuer: Dr.-Ing. W. Schätzing

Lokstein, Holger
Gleichspannungsquelle mit aktivem Oberschwingungsfilter

Im Rahmen der Diplomarbeit wurde eine Möglichkeit zur Verringerung der Netzrückwirkungen einer Gleichrichterschaltung untersucht. Angewendet wurde das Prinzip des aktiven Oberwellenfilters, bei dem ein gesteuerter Hochsetzsteller hinter eine B2-Gleichrichterschaltung mit geringer Eingangskapazität geschaltet wird. Zur Ansteuerung des Hochsetzstellers diente ein modifiziertes Steuerungskonzept von SIEMENS. Dabei wird der Ladestrom der Ausgangskondensatoren einem sinusförmigen Sollwert nachgeführt. Zum Test und zur Optimierung der Schaltungsparameter wurden eine Simulation in IDAS durchgeführt und eine Testschaltung aufgebaut. Es wurde nachgewiesen, daß mit einer derartigen Schaltung eine stellbare Ausgangsgleichspannung, die größer als die Netzspitzenspannung ist, mit hohem Wirkungsgrad und hohem Leistungsfaktor erzeugt werden kann.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. E. Blumschein
Betreuer: Dipl.-Ing. Th. Pape

Müller, Steffen
Stoffrecycling durch Leistungsschallimpulse

In der vorliegenden Arbeit werden die Einsatzmöglichkeiten von durch elektrische Entladungen erzeugten Leistungsschallimpulsen im Recycling mineralischer Werkstoffe untersucht. Durch einen Vergleich mit mechanischen Verfahren werden die speziellen Einsatzgebiete des Leistungsschallimpulsverfahrens zur Glaszerkleinerung aufgezeigt. Der Zusammenhang zwischen elektrischen und hydraulischen Parametern wird experimentell näher betrachtet. Im Ergebnis werden Entwicklungsvorschläge zum Bau einer Impulszerkleinerungsanlage angegeben.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze
Betreuer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe

Riebe, Michael
Entwicklung einer Benutzeroberfläche für mit SERCOS- Interface ausgerüstete CNC

Im Rahmen der Arbeit wurde ein Konzept für eine Bedienoberfläche für mit SERCOS-Interface ausgerüstete numerische Steuerungen entwickelt. Zur Veranschaulichung des Konzeptes wurde ein unter WINDOWS laufendes Computerprogramm erstellt. Anhand der Definition der digitalen, lichtleitergebundenen SERCOS-Schnittstelle und der Beschreibung des dynamischen Datenaustausches werden die Möglichkeiten der Kommunikation zwischen Bedienoberfläche und dem SERCOS-Interface erläutert. Das Programm ermöglicht die Einrichtung des SERCOS-Interface, die Änderung der Antriebsparameter und die Ausführung von Kommandos. Es besitzt ein Hilfesystem zur Unterstützung des Nutzers. Weiterhin wurde ein Zusatzprogramm entwickelt, das zur Demonstration des Datenaustausches dient.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. U. Knauff
Betreuer: Dipl.-Ing. U. Mandel

Salzmann, Jens-Michael
Übertragungsanalyse bei statischen Impulsgeneratoren für das funkenerosive Bearbeiten

Die Arbeit beinhaltet die theoretischen Untersuchungen des Übertragungsverhaltens von Strom und Spannung zwischen Generator und Arbeitsspalt bei der elektroerosiven Materialbearbeitung. Die Übertragunsstrecke wird unterteilt in Kontakte, Leiterschleife, Zuleitung und Generator. Für diese Übertragungselemente wurden Modelle erstellt und Parameterbereiche definiert. Als Generatoren fungieren ein statischer Impulsgenerator und ein Konstantstrom-Generator. Desweiteren wurde für den Arbeitsspalt ein allgemeingültiges Arbeitsspaltmodell erstellt, wodurch ein Generatorenvergleich möglich wurde. Auf Grund der Simulationsergebnisse wurden Aussagen für einen optimalen Anlagenaufbau getroffen. Die Simulation erfolgte mit den Programmsystemen MATLABTM und IDASTM.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. W. Fischer
Betreuer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze

Schulze, Volker
Prozeßüberwachung und -diagnostizierung mit speicherprogrammierbaren Steuerungen

Die Arbeit beinhaltet das Konzept eines Überwachungs- und Diagnosesystems für diskrete technische Prozesse. Eine Implementierungsvariante wird anhand eines Beispielprozesses erprobt. In der Arbeit ist je ein Abschnitt dem Steuerungs- und dem Diagnoseprogramm gewidmet. Beim Diagnoseprogramm werden Schritt für Schritt die Funktionsweise der einzelnen Programmbestandteile erläutert. Die Kommunikation zwischen SPS und PC ist Gegenstand eines weiteren Kapitels. Den Abschluß der Arbeit bildet ein Ausblick auf Einsatzmöglichkeiten und Grenzen sowie zukünftige Varianten der Realisierung.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. U. Knauff
Betreuer: Dipl.-Ing. M. Spiegler

Wehlmann, Olaf
Modellierung und Simulation einer Hochleistungsimpulsanlage

Die Arbeit beschäftigt sich mit Untersuchungen zur Energiebereitstellung für die Erzeugung von Impulsentladungen hinsichtlich der bei ihnen auftretenden Impulsstrom- und Spannungsverläufe sowie der Möglichkeit ihrer Simulation. Sie gibt einen Überblick über den Stand der Forschungsergebnisse und versucht diese anhand eigener experimenteller Untersuchungen zu werten. Darauf aufbauend wird das Simulationsmodell eines Stoßstromkreises entwickelt, das unter Einbeziehung der elektrischen Ersatzschaltbilder der einzelnen Abschnitte die Simulation im Programmsystem IDAS ermöglicht. Abschließend werden Vorschläge für die Gestaltung der Entladekreise in Hoch-leistungsimpulsanlagen aus der Sicht des elektrischen Energieumsatzes und des damit verbundenen Wirkungsgrades formuliert.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe
Betreuer: Dipl.-Ing. M. Timm

Zange, Rainer
Entwicklungsanalyse zum Aufbau von Hochspannungsimpulsgeneratoren

Die Arbeit enthält Untersuchungen zum Energieumsatz in leistungsorientiert dimensionierten Reihenschwingkreisen für die Erzeugung von Leistungsschallimpulsen. Mit Hilfe eines Berechnungsmodells zur Bestimmung von Reflexionsfaktoren für ausgewählte Materialschichtungen werden Parametervorgaben für eine anwendungsbezogene Erzeugung von Leistungsschallimpulsen abgeleitet. Dazu wurden zwei Programme mit der Programmiersprache Turbo Pascal erstellt, die zur Berechnung der Reflexionsfaktoren für Schichtmodelle und zur Berechnung von Entladekreisen mit für eine Anwendung gefordertem Stromverlauf dienen.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. H.-P. Schulze
Betreuer: Dr.-Ing. H.-P. Scheibe

Zöllner, Frank
Automatische Digitalisierung

Die Arbeit beinhaltet das Konzept und die Realisierung einer automatischen Digitalisierung von mathematisch nicht oder nur schwer beschreibbaren Werk-stücken unter Verwendung einer CNC-Steuerung. Beginnend mit der Auswahl eines geeigneten Tastkopfes werden Schritt für Schritt die entscheidenden Auswahlkriterien und die Funktionsweise der einzelnen Module erläutert. Dabei wurde je ein Abschnitt dem CNC-Steuerungsprogramm und der nachfolgenden Auswertungsroutine gewidmet. Erste Erfahrungen, Testergebnisse sowie Einsatzgrenzen des vorliegenden, frei extrapolierenden Abtastalgorithmus sind Gegenstand eines weiteren Abschnittes. Den Schluß der Arbeit bildet ein Ausblick auf andere Einsatzmöglichkeiten und zukünftige Varianten der Realisierung.
Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. G. Wollenberg
Zweitprüfer: Dr.-Ing. W. Schätzing
Betreuer: Dr.-Ing. U. Knauff