Prozessüberwachung und -regelung beim Trennschleifen von Hartgestein

Natursteine werden aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaften und ihrer Ästhetik als Baumaterialien z. B. für Fußböden, Treppenstufen und Fassadenverkleidungen verwendet. Für das Zerteilen des Natursteins in einzelne Platten haben sich Trennschleifscheiben aufgrund ihrer Eigenschaften durchgesetzt. Bei der Herstellung von Platten und Fliesen entstehen Zerspanungsraten von mehr als 60 %, die zu einem Verlust von Rohmaterial sowie zu hohen Werkzeug- und Energieaufwänden führen. Durch eine Reduzierung der Schnittfugenbreite bei Einhaltung der geforderten Bearbeitungsqualität können diese Aufwände reduziert und die Wirtschaftlichkeit des Trennschleifprozesses gesteigert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Trennschleifprozess-Regelkreis für dünne Trennschleifscheiben, mit dem Ziel der Steigerung der Prozesssicherheit, untersucht. Die eingesetzte Trennschleifscheibe ist um 40 % schmaler als industrieübliche Scheiben. Für die Realisierung des Regelkreises wurde ein Überwachungssystem entwickelt, das die eingriffsnahe Messung der auftretenden axialen Beschleunigung der Trennschleifscheibe während des Trennschleifprozesses ermöglicht. Als Sensoren werden piezoelektrische Elemente verwendet. Auf Grundlage von Trennschleifuntersuchungen wird ein Trennschleifprozess-Regelkreis entwickelt und untersucht. Der Regelkreis variiert die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit der axialen Werkzeugschwingung. Durch den entwickelten Regelkreis werden weitere Erkenntnisse über das Schwingungsverhalten einer Trennschleifscheibe während eines Prozesses gewonnen und Ansätze zur Steigerung der Bearbeitungsqualität dünner Trennschleifscheiben durch eine Prozessregelung aufgezeigt.