DE10028148A1 - Verfahren zum Betreiben einer Pressenanlage - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Pressenanlage werden ein Pressenstößel und wenigstens eine Werkstücktransporteinrichtung elektromechanisch angetrieben und mittels einer Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung mit wenigstens einem Eingang und wenigstens einem Ausgang elektrisch versorgt. Bei einem Spannungsabfall an dem Eingang der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung wird die Stromstärke an dem Eingang der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Pressenanlage nach der im Oberbegriff der An­ sprüche 1 und 2 näher definierten Art.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 195 26 491 A1 bekannt.

Bei diesem Verfahren werden bei einem eventuellen Netzspannungsausfall alle für die Bewegung der Werk­ stücktransporteinrichtungen maßgeblichen Einrichtungen aus einem Zwischenkreis mit Spannung versorgt. Dadurch ist es möglich, daß zumindest die Werkstücktransport­ einrichtungen in einen kollisionsfreien Bereich ver­ fahren werden können, um Kollisionen mit dem Pressen­ stößel oder mit anderen Bauteilen der Pressenanlage zu vermeiden.

Das dort beschriebene Verfahren kann zwar zur Vermei­ dung von Kollisionen sehr gut eingesetzt werden und es sind auch entsprechende Erfolge nachweisbar, aller­ dings setzt es immer ein Abschalten der Pressenanlage voraus, was offensichtliche Nachteile, wie Produktionsausfall oder eine unter Umständen notwendige Neu­ einrichtung der Anlage zur Folge hat.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Pressenanlage zu schaf­ fen, mittels welchem trotz eines eventuellen Span­ nungsabfalls und sogar eines kurzfristigen vollständi­ gen Ausfalls der Netzspannung die Pressenanlage wei­ terbetrieben werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Dadurch, daß bei einem Spannungsabfall an dem Eingang der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung die Strom­ stärke an dem Eingang der Versorgungs- und Rückspeise­ einrichtung erhöht wird, bleibt die dem Antrieb des Pressenstößels zugeführte Leistung gleich, wodurch das Verfahren mit einer konstanten Hubzahl weiterbetrieben werden kann. Die Versorgungs- und Rückspeiseeinrich­ tung wird in diesem Fall bis zu einem gewissen Grad überlastet, so daß dieses Verfahren bis zu einem ge­ wissen Grad des Spannungsabfalls, je nach Belastbar­ keit der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung, durchgeführt werden kann.

Eine alternative Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 2.

Durch die dort erfindungsgemäß durchgeführte Reduzie­ rung der Hubzahl des Pressenstößels bei einem Span­ nungsabfall an dem Eingang der Versorgungs- und Rück­ speiseeinrichtung benötigt die Pressenanlage eine geringere Leistung, wodurch die Stromstärke konstant gehalten wird und dadurch ein Ausgleich des Spannungs­ abfalls stattfindet.

Durch beide erfindungsgemäßen Lösungen wird vorteil­ hafterweise erreicht, daß bei einem Spannungsabfall, bis hin zum vollständigen Ausfall der Spannung für eine gewisse Zeit, die Pressenanlage unter Beibehal­ tung der üblichen Sicherheitsvorkehrungen weiterbe­ trieben werden kann und kein vollständiger Produkti­ onsausfall in Kauf genommen werden muß. Eine Wiederin­ betriebnahme der Pressenanlage kann erfindungsgemäß in jedem Fall verhindert werden.

Bei der Erhöhung der Stromstärke an dem Eingang der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung kann in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens im Falle des Erreichens der maximalen Strom­ stärke der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung auch die Hubzahl des Pressenstößels verringert werden, wo­ durch sich ein fließender Übergang bzw. eine Kombina­ tion der beiden oben angegebenen Verfahren ergibt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens ist in Anspruch 8 angegeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Un­ teransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbei­ spiel.

Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Dar­ stellung eine elektrische Schaltung für eine Pressenanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens.

An einem Netzanschluß 1, z. B. eines 400-Volt- Wechselstromnetzes, ist eine Versorgungs- und Rück­ speiseeinrichtung 2 angeschlossen, in welcher die Wechselspannung aus dem Netz gleichgerichtet wird. Hierzu weist die Versorgungs- und Rückspeiseeinrich­ tung 2 einen Eingang 3 und einen Ausgang 4 auf, der beliebige Verbraucher mit Gleichstrom versorgen kann.

An den Ausgang 4 ist ein Zwischenkreis 5 angeschlos­ sen, an welchem wiederum ein Wechselrichter 6, mehrere Wechselrichter 7a, 7b und 7c sowie ein Gleichspan­ nungsumsetzer 8 angeschlossen sind. Diese Geräte sind notwendig, um die in dem Zwischenkreis 5 herrschende Gleichspannung von z. B. 600 Volt in eine Spannung um­ zuwandeln, die für die im folgenden beschriebenen Ge­ räten und Einrichtungen geeignet ist.

So ist an dem Wechselrichter 6 eine als Elektromotor ausgebildete Antriebseinrichtung 9 angeschlossen, wel­ che ein Schwungrad 10 und damit einen nicht darge­ stellten Pressenstößel einer ebenfalls nicht darge­ stellten Pressenanlage antreibt. Die zuvor beschriebe­ nen Elemente stellen Teile dieser an sich bekannten Pressenanlage dar.

An die Wechselrichter 7a, 7b und 7c sind drei An­ triebseinrichtungen 11a, 11b und 11c angeschlossen, die zum Antrieb von Werkstücktransporteinrichtungen, wie z. B. einem Feeder, einem Schiebetisch oder sonsti­ gen Handhabungseinrichtungen für die Pressenanlage, dienen. Auch die Werkstücktransporteinrichtungen sind im vorliegenden Fall nicht dargestellt. Die Wechsel­ richter 6 und 7a, 7b und 7c transformieren dabei die Gleichspannung von im vorliegenden Fall 600 Volt auf eine Wechselspannung von beispielsweise 400 Volt.

Der Gleichspannungsumsetzer 8 transformiert die Span­ nung von 600 Volt aus dem Zwischenkreis 5 in eine Gleichspannung von beispielsweise 24 Volt, um damit eine PLC 12, eine Bremseinrichtung 13 und verschiedene Sensoren 14 mit Gleichstrom zu versorgen. Die Wir­ kungsweise des Gleichspannungsumsetzers 8 ist an sich bekannt und spielt im folgenden auch keine Rolle.

Die Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung 2 kann auch als selbstgeführte, gepulste Einspeise-Rückspeiseein­ heit bezeichnet werden und regelt selbstgeführt den Zwischenkreis 5 der Pressenanlage. Auf diese Weise ist es unter anderem auch möglich, elektrische Energie aus dem Schwungrad 10 über die dann als Generator betrie­ bene Antriebseinrichtung 9 in den Zwischenkreis 5 oder über die Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung 2 zu­ rück ins Netz zu speisen.

Im Normalfall liegt an dem Netzanschluß 1 ständig eine konstante Spannung von z. B. 400 Volt an, die zu einem kontinuierlichen Betrieb der Pressenanlage im idealen Fall ohne Störungen führt. Die Versorgungs- und Rück­ speiseeinrichtung 2 versorgt aus dem Wechselstromnetz den Zwischenkreis 5. Aus dem Zwischenkreis 5 werden der Pressenantrieb 9 und wenigstens eine Werkstück­ transporteinrichtung versorgt. Die Leistung, die dem Zwischenkreis 5 entnommen werden kann, ergibt sich aus der Leistung, die aus dem Netz in den Zwischenkreis 5 gespeist wird. Diese Leistung ist proportional der Spannung und dem Strom an dem Eingang der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung 2.

Fällt jedoch die Spannung an dem Netzanschluß 1 und somit an dem Eingang 3 der Versorgungs- und Rückspei­ seeinrichtung 2 ab, so wird an dem Eingang 3 der Ver­ sorgungs- und Rückspeiseeinrichtung 2 die Stromstärke erhöht. Dies führt zu einer gleichbleibenden Leistung in dem Zwischenkreis 5, wodurch auch die Wechselrich­ ter 6, 7a, 7b und 7c sowie der Gleichspannungsumsetzer 8 mit der üblichen Leistung versorgt werden. Im Endef­ fekt können dadurch sowohl die Antriebseinrichtung 9 für den Pressenstößel als auch die Antriebseinrichtun­ gen 11a, 11b und 11c für die Werkstücktransportein­ richtungen in gewohnter Weise mit elektrischer Lei­ stung versorgt werden. Dies bedeutet, daß das Verfah­ ren beim Betrieb der Pressenanlage trotz eines eventu­ ellen Spannungabfalls in gewohnter Weise durchgeführt werden kann. Dies ist so lange möglich, bis die maxi­ mal zulässige Stromstärke der Versorgungs- und Rück­ speiseeinrichtung 2 erreicht ist.

Ist die maximal zulässige Stromstärke der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung 2 erreicht, so wird bei ei­ nem Spannungsabfall an dem Eingang 3 der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung 2 die Hubzahl des Pressen­ stößels reduziert. Dies führt zu einem geringeren Lei­ stungsbedarf des Pressenantriebs 6, wodurch eine ge­ ringere Leistung aus dem Zwischenkreis 5 entnommen wird. So kann trotz eines verhältnismäßig langen Ab­ falls der Spannung die Pressenanlage weiterbetrieben werden, ohne daß ein Abschalten derselben notwendig ist.

Dadurch, daß bei einem Spannungsabfall am Eingang 3 der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung 2 der Strom am Eingang 3 entsprechend erhöht wird, bleibt die dem Zwischenkreis 5 und somit dem Pressenantrieb 9 und der Werkstücktransporteinrichtung zugeführte Leistung gleich. Dadurch kann die Pressenanlage mit konstanter Hubzahl weiter betrieben werden. Die Stromstärke kann so lange erhöht werden, bis die maximal zulässige Stromstärke der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung 2 erreicht ist. Dieser ist abhängig von der Größe der gewählten Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung 2. Dies ergibt, daß das beschriebene Verfahren bis zu einem gewissen Grad des Spannungsabfalls betrieben werden kann.

Dabei kann der Übergang von der oben beschriebenen Erhöhung der Stromstärke an dem Eingang 3 der Versor­ gungs- und Rückspeiseeinrichtung 2 zu der nachfolgend beschriebenen Verringerung der Hubzahl des Pressenstö­ ßels kontinuierlich oder an einem bestimmten Punkt sprunghaft erfolgen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Betreiben einer Pressenanlage, bei welcher ein Pressenstößel und wenigstens eine Werkstücktransporteinrichtung elektromechanisch angetrieben und mittels einer Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung mit wenigstens einem Eingang und wenigstens einem Ausgang elektrisch versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Spannungsabfall an dem Eingang (3) der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung (2) die Stromstärke an dem Eingang (3) der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung (2) erhöht wird.

2. Verfahren zum Betreiben einer Pressenanlage, bei welcher ein Pressenstößel und wenigstens eine Werkstücktransporteinrichtung elektromechanisch angetrieben und mittels einer Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung mit wenigstens einem Eingang und wenigstens einem Ausgang elektrisch versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Spannungsabfall an dem Eingang (3) der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung (2) die Hubzahl des Pressenstößels reduziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der maximal zulässigen Stromstärke der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung (2) die Hubzahl des Pressenstößels reduziert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pressenstößel mit einem Schwungrad (10) ver­ bunden ist, durch welches bei einem Spannungsab­ fall oder einem Spannungsausfall an dem Eingang (3) der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung (2) Energie über eine Antriebseinrichtung (9) in den Zwischenkreis (5) gespeist wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung (2) mit Wechselstrom von einem Netzanschluß (1) versorgt wird, welcher von der Versorgungs- und Rückspeise­ einrichtung (2) in Gleichstrom umgewandelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung (2) zur Verfügung gestellte Gleichstrom durch ei­ nen Wechselrichter (6) in einen Wechselstrom für wenigstens eine Antriebseinrichtung (9) des Pres­ senstößels umgewandelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung (2) zur Verfügung gestellte Gleichstrom durch ei­ nen Wechselrichter (7a, 7b, 7c) in einen Wechsel­ strom für wenigstens eine Antriebseinrichtung (11a, 11b, 11c) der wenigstens einen Werkstücktrans­ porteinrichtung umgewandelt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Pressenstö­ ßel, einer Werkstücktransporteinrichtung und einer Versorgungs- und Rückspeiseeinrichtung (2) mit we­ nigstens einem Eingang (3) und wenigstens einem Ausgang (4)