DE10211397C1 - Press operating method uses detected velocity variation of fly-wheel of operating drive for calculation of actual press function value for process parameter correction - Google Patents

Abstract

The operating method has the oscillating ram (2) carrying the press tool (5) driven by an operating drive (3) provided with a fly-wheel (9), the velocity variation of the fly-wheel detected during the ram movement for calculation of an actual value for the press function, compared with a required value, for correction of at least one process parameter, e.g. the lubrication of the workpiece (7). An Independent claim for a press is also included.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Presse nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher defi­ nierten Art. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Presse zur Durchführung des Verfahrens nach der im Oberbegriff von Anspruch 8 näher definierten Art.The invention relates to a method for operating a Press according to the defi in the preamble of claim 1 closer kind. Furthermore, the invention relates to a press to carry out the method according to the in the preamble of Claim 8 defined art.

Gattungsgemäße Pressen und zugehörige Verfahren sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Lediglich beispiel­ haft wird in diesem Zusammenhang auf die DE 197 01 282 A1 verwiesen, in der eine Sicherheitsabschaltung beschrieben ist, welche mittels eines Sensors die auf das Werkstück oder eine Werkzeugstufe ausgeübte Kraft mißt, mit abgespeicherten Kraftwerten vergleicht, und den Kraftfluß unterbricht, wenn die auftretende Kraft um einen bestimmten Betrag von dem Sollwert abweicht.Generic presses and associated processes are from the known general state of the art. Just an example is in this connection to DE 197 01 282 A1 referenced in which a safety shutdown is described is which by means of a sensor on the workpiece or a tool level measures the force exerted, with stored ones Compares force values, and interrupts the flow of force when the force occurring by a certain amount from that Setpoint deviates.

Aus der JP 2000312999 A ist eine Spindelpresse mit einem Schwungrad bekannt, das ohne Kupplung direkt mit einem Spin­ delantrieb für den Stößel verbunden ist. Zum Antrieb des Schwungrads dient ein Schrittmotor. Sowohl der Schrittmotor als auch das Schwungrad sind jeweils mit einem Positionsgeber (Encoder) verbunden, die ihrerseits mit einer Steuerungsein­ richtung verbunden sind. Die Sensoren dienen der Drehzahler­ fassung, so dass die Steuerungseinrichtung den Antriebsmotor steuern kann.From JP 2000312999 A is a screw press with a Flywheel known that with no clutch directly with a spin del drive for the plunger is connected. To drive the Flywheel serves a stepper motor. Both the stepper motor as well as the flywheel are each with a position transmitter (Encoder) connected, which in turn is connected to a controller direction are connected. The sensors serve the speed version, so that the control device the drive motor can control.

Problematisch bei bekannten Verfahren wie dem oben beschrie­ benen ist jedoch, daß insbesondere beim Einarbeiten solcher Pressen häufiges Probieren erforderlich ist, um die richti­ gen Prozeßparameter, wie z. B. die Art der Schmierung der Werkstücke, die Temperatur der Werkstücke oder die Auswahl der Werkzeuge zu ermitteln. Dies führt einerseits zu einer verhältnismäßig großen Anzahl an Ausschußteilen, teilweise auch zu Beschädigungen der Werkzeuge oder gar der Presse selbst und andererseits zu einer oftmals sehr langen Einar­ beitungszeit, was letztlich eine geringere Produktivität der Presse über ihre Lebensdauer betrachtet nach sich zieht.Problematic with known methods such as that described above benen is, however, that especially when incorporating such Pressing frequent trials is required to get the right one gene process parameters such. B. the type of lubrication Workpieces, the temperature of the workpieces or the selection  of the tools. On the one hand, this leads to a relatively large number of committee parts, some also damage to the tools or even the press itself and on the other hand to an often very long unit processing time, which ultimately results in lower productivity Press over its lifespan.

Das beschriebene Problem stellt sich jedoch nicht nur wäh­ rend der Einarbeitungszeit der Presse, sondern auch während des ganz normalen Betriebs derselben, da auch hier Änderun­ gen der Prozeßparameter auftreten können, die zu einer schleichenden und häufig unbemerkten Verschlechterung des Prozesses und damit auch der hergestellten Werkstücke führen können.However, the problem described does not just arise during the training period of the press, but also during the normal operation of the same, since changes here too conditions of the process parameters that can lead to a creeping and often unnoticed deterioration of the Process and thus also the manufactured workpieces can.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren zum Betreiben einer Presse zu schaffen, bei welchem ständig Aussagen über die Qualität des Verfahrens und somit der hierdurch hergestellten Werkstücke gemacht werden kön­ nen.It is therefore an object of the present invention to provide a method to create a press with which constant statements about the quality of the process and thus of the workpieces produced in this way can be made NEN.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the in claim 1 mentioned features solved.

Durch die Ermittlung der Geschwindigkeitsänderung des Schwungrades sind in äußerst einfacher Weise Rückschlüsse auf das demselben entnommene Arbeitsvermögen möglich, so daß mittels des erfindungsgemäßen Vergleiches des ermittelten Istwertes mit einem Sollwert Aussagen über die Qualität des Prozesses gemacht und entsprechende Korrekturen an verschie­ denen Prozeßparameter vorgenommen werden können.By determining the speed change of the Flywheels are very simple to draw conclusions from possible on the work capacity taken from it, so that by means of the inventive comparison of the determined Actual value with a target value statements about the quality of the Process made and corrections to various which process parameters can be made.

Im Sinne einer Prozeßregelung wäre es auf diese Weise mög­ lich, nur so viel Arbeitsvermögen auf den Stößel zu übertra­ gen, wie für einen kontinuierlichen Produktionsprozeß benö­ tigt wird.In the sense of a process control it would be possible in this way only to transfer so much work capacity to the ram conditions as needed for a continuous production process is done.

Wenn in einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Sollwerte in Form einer Weg-Zeit-Kurve des Stößels vorliegen, so können die beschriebenen Abweichungen der Istwerte von den Sollwerten als im wesentlichen mit kon­ stantem Abstand von der Weg-Zeit-Kurve verlaufende Hüllkur­ ven vorliegen, so daß in einfacher Weise exakte Aussagen über den Prozeß möglich sind. Die genannten Weg-Zeit-Kurven mit den entsprechenden Hüllkurven können von an sich bekann­ ten Steuereinrichtungen verarbeitet werden, wodurch die er­ findungsgemäßen Eingriffe in den Produktionsprozeß besonders effektiv durchführbar sind.If in an advantageous embodiment of the present Invention the target values in the form of a path-time curve of the Tappet, the described deviations can the actual values from the target values as essentially with con envelope at a constant distance from the path-time curve ven are available, so that exact statements are simple are possible about the process. The path-time curves mentioned with the corresponding envelopes can be known per se th control devices are processed, which he Interventions in the production process according to the invention in particular are effectively feasible.

Eine Presse zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 8 beschrieben.A press to carry out the process is required 8 described.

Der erfindungsgemäße Sensor zur Ermittlung einer Geschwin­ digkeitsänderung des Schwungrades stellt ein sehr kostengün­ stiges Bauteil dar, wodurch die Kosten der einzelnen Presse trotz der oben beschriebenen stark erhöhten Funktionalität nur sehr geringfügig erhöht werden.The sensor according to the invention for determining a speed  Changing the flywheel is very cost effective permanent component, reducing the cost of each press despite the greatly increased functionality described above can be increased only very slightly.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Presse kann vorge­ sehen sein, daß der Sensor über eine Steuereinrichtung mit einer Kupplungs- und Bremseinrichtung für den Stößel in Wirkverbindung steht.In an advantageous embodiment of the press can pre can be seen that the sensor with a control device a clutch and brake device for the plunger in Active connection is established.

Hierdurch kann die Bewegung des Stößels mit sehr einfachen Mitteln von der Steuereinrichtung gesteuert werden, welche ihre Signale von dem Sensor erhält.This allows the movement of the ram to be very simple Means are controlled by the control device, which receives its signals from the sensor.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.Further advantageous refinements and developments of Invention result from the remaining subclaims and in principle from the following based on the drawing illustrated embodiment.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Presse zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und Figure 1 is a press for performing the method according to the invention. and

Fig. 2 eine beispielhafte Weg-Zeit-Kurve des Stößels der erfindungsgemäßen Presse mit einer zugehörigen Hüll­ kurve. Fig. 2 shows an exemplary path-time curve of the ram of the press according to the invention with an associated envelope.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Presse 1 mit einem Stößel 2, welcher von einer Antriebseinrichtung 3 an­ getrieben wird und somit beispielsweise eine Oszillationsbe­ wegung ausführt. Im vorliegenden Fall handelt es sich um ei­ nen Exzentertrieb, der in an sich bekannter Weise ein Pleuel 4 zur Verbindung der Antriebseinrichtung 3 mit dem Stößel 2 aufweist. An dem Stößel 2 ist ein Werkzeugoberteil 5a eines Werkzeugs 5 angeordnet, das mit einem Werkzeugunterteil 5b zusammenarbeitet, welches auf einem Ständer 6 der Presse 1 in an sich bekannter Weise angebracht ist. Fig. 1 shows a schematic representation of a press 1 with a plunger 2 , which is driven by a drive device 3 and thus, for example, executes an oscillation movement. In the present case, it is egg nen eccentric drive, which has a connecting rod 4 in a manner known per se for connecting the drive device 3 with the tappet 2 . On the plunger 2 , an upper tool part 5 a of a tool 5 is arranged, which cooperates with a lower tool part 5 b, which is attached to a stand 6 of the press 1 in a manner known per se.

Mit dieser Anordnung werden Werkstücke 7 hergestellt bzw. bearbeitet, wobei es sich sowohl um großflächige Blechteile als auch um kleinere Tiefziehteile oder um sonstige Umform­ teile handeln kann.With this arrangement, workpieces 7 are manufactured or processed, which can be both large sheet metal parts and smaller deep-drawn parts or other forming parts.

Die Antriebseinrichtung 3 ist über eine Kupplungs- und Brem­ seinrichtung 8 in an sich bekannter Weise mit einem Schwung­ rad 9 verbunden. In ebenfalls an sich bekannter Weise nimmt das Schwungrad 9 die Bewegung der Antriebseinrichtung 3 auf und gibt diese zu bestimmten Zeitpunkten wieder an den Stö­ ßel 2 ab, wobei die Kupplungs- und Bremseinrichtung 8 dafür vorgesehen ist, diese Bewegung gegebenenfalls zu trennen.The drive device 3 is connected via a clutch and brake device 8 in a manner known per se with a flywheel 9 . In a manner known per se, the flywheel 9 picks up the movement of the drive device 3 and releases it again at certain points in time on the tappet 2 , the clutch and braking device 8 being provided for separating this movement if necessary.

Die Presse 1 weist einen Sensor 10 auf, welcher sich in un­ mittelbarer Nähe des Schwungrades 9 befindet und dazu dient, eine Geschwindigkeitsänderung des Schwungrades 9 zu ermit­ teln. Bei dem Sensor 10 handelt es sich demnach um einen Be­ schleunigungssensor. Aus dieser ermittelten Geschwindigkeit­ sänderung bzw. dem Rückgang der Drehzahl des Schwungrades 9 wird, beispielsweise in einer Steuereinrichtung 11, ein Ist­ wert des dem Schwungrad 9 entnommenen Arbeitsvermögens be­ rechnet und mit einem zugehörigen Sollwert verglichen. Bei einer vorbestimmten Abweichung des Sollwertes von dem Ist­ wert werden dann Korrekturen an wenigstens einem die Bear­ beitung der Werkstücke 7 beeinflussenden Prozeßparameter vorgenommen. Bei diesen Prozeßparametern kann es sich bei­ spielsweise um die Schmierung der Werkstücke 7, um die Tem­ peratur der Werkstücke 7, um das Werkzeug 5 mit dem Werkzeu­ goberteil 5a und dem Werkzeugunterteil 5b betreffende Para­ meter oder um sonstige das mit der Presse 1 durchgeführte Umformverfahren betreffende Parameter handeln, wie z. B. Um­ formgrade.The press 1 has a sensor 10 , which is located in the immediate vicinity of the flywheel 9 and is used to determine a change in speed of the flywheel 9 . Accordingly, the sensor 10 is an acceleration sensor. From this determined speed change or the decrease in the speed of the flywheel 9 , for example in a control device 11 , an actual value of the working power taken from the flywheel 9 is calculated and compared with an associated setpoint. In the event of a predetermined deviation of the desired value from the actual value, corrections are then made to at least one process parameter influencing the machining of the workpieces 7 . These process parameters can be, for example, the lubrication of the workpieces 7 , the temperature of the workpieces 7 , the tool 5 with the tool part 5 a and the tool lower part 5 b, or other parameters related to the press 1 Parameters related to the forming process act, such as. B. To form degrees.

Es ist auf diese Weise möglich, eine Aussage über den Ablauf des mit der Presse 1 durchgeführten Umformverfahrens und über die Qualität der produzierten Werkstücke 7 zu machen. Mit Hilfe des ermittelten Arbeitsvermögens kann außerdem die Kupplungs- und Bremseinrichtung 8 über die Steuereinrichtung 11, die mit dem Sensor 10 in Wirkverbindung steht, so gere­ gelt werden, daß auf den Stößel 2 nur so viel Arbeitsvermö­ gen übertragen wird, wie für einen kontinuierlichen Produk­ tionsprozeß notwendig ist.In this way it is possible to make a statement about the course of the forming process carried out with the press 1 and about the quality of the workpieces 7 produced. With the help of the determined work capacity, the clutch and brake device 8 can also be regulated via the control device 11 , which is in operative connection with the sensor 10 , so that only as much work capacity is transferred to the plunger 2 as for a continuous product tion process is necessary.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm der Bewegung des Stößels 2 mit ei­ ner lediglich als beispielhaft zu betrachtenden Weg-Zeit- Kurve 12, welche die vor dem Beginn des Betriebs der Presse 1 ermittelten Sollwerte darstellt. Die Weg-Zeit-Kurve 12 ist von einer oberen Hüllkurve 13a und einer unteren Hüllkurve 13b umschlossen, welche vorbestimmte, maximale Abweichungen von den Sollwerten gemäß der Weg-Zeit-Kurve 12 darstellen. Die beiden Hüllkurven 13a und 13b verlaufen dabei im wesent­ lichen mit gleichem Abstand von der Weg-Zeit-Kurve 12, wobei in bestimmten Abschnitten die Abstände der Hüllkurven 13a und 13b von der Weg-Zeit-Kurve 12 auch geringer sein können. Fig. 2 shows a diagram of the movement of the plunger 2 with egg ner only to be regarded as an example path-time curve 12 , which represents the setpoints determined before the start of the operation of the press 1 . The path-time curve 12 is enclosed by an upper envelope 13 a and a lower envelope 13 b, which represent predetermined, maximum deviations from the target values according to the path-time curve 12 . The two envelopes 13 a and 13 b run in wesent union with the same distance from the path-time curve 12 , and in certain sections, the distances of the envelopes 13 a and 13 b from the path-time curve 12 may also be smaller ,

Wird beim Ermitteln einer in Fig. 2 nicht dargestellten Ist- Kurve eine Abweichung von der vorgegebenen Weg-Zeit-Kurve 12 um einen Betrag festgestellt, der größer ist als der Abstand einer der Hüllkurven 13a oder 13b von der Weg-Zeit-Kurve 12, wird also mit anderen Worten das Austreten der Ist-Kurve aus den Hüllkurven 13a bzw. 13b festgestellt, so bildet dies die Grundlage für eine Fehlererkennung an dem momentan ablaufen­ den Prozeß. Dabei kann je nach Ort und Art des Austritts der Ist-Kurve ein spezieller Fehler festgestellt werden, der beispielsweise schon vorher in der Steuereinrichtung 11 ab­ gespeichert ist.If an actual curve (not shown in FIG. 2) is determined, a deviation from the specified path-time curve 12 is determined by an amount that is greater than the distance between one of the envelopes 13 a or 13 b and the path-time curve 12 , in other words if the actual curve emerges from the envelopes 13 a or 13 b, this forms the basis for an error detection on which the process is currently running. Depending on the location and type of exit of the actual curve, a special error can be determined, which is already stored in the control device 11 , for example.

In diesem Zusammenhang ist es möglich, die Weg-Zeit-Kurve 12 aufgrund der während der Bearbeitung der Werkstücke 7 ermit­ telten Istwerte des dem Schwungrad 9 entnommenen Arbeitsver­ mögens ständig anzupassen, so daß ein optimaler Kurvenver­ lauf gegeben sein kann. Selbstverständlich kann die Weg- Zeit-Kurve 12 auch durch eine Simulation oder dergleichen erzeugt und anschließend nicht geändert werden. In this context, it is possible to constantly adjust the path-time curve 12 on the basis of the actual values determined during the machining of the workpieces 7 of the working wheel removed from the flywheel 9 , so that an optimal curve run can be given. Of course, the path-time curve 12 can also be generated by a simulation or the like and subsequently not changed.

Wenn die Hüllkurven 13a bzw. 13b nach oben oder unten ver­ lassen werden, wird der Umformgrad erhöht oder verringert, beispielsweise durch eine in Fig. 1 schematisch angedeutete, an sich bekannte Stößelverstelleinrichtung 14, die mit dem Sensor 10 gekoppelt sein kann.If the envelopes 13 a or 13 b are left up or down ver, the degree of deformation is increased or decreased, for example by a plunger adjustment device 14 , which is indicated schematically in FIG. 1 and can be coupled to the sensor 10 .

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben einer Presse, welche wenigstens einen oszillierenden Stößel, eine Antriebseinrichtung für den Stößel mit einem Schwungrad sowie ein an dem Stößel angebrachtes Werkzeug aufweist, mit welchem Werk­ stücke bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bewegung des Stößels (2) eine Geschwindig­ keitsänderung des Schwungrades (9) ermittelt wird, wobei aus der ermittelten Geschwindigkeitsänderung des Schwungrades (9) ein Istwert des demselben entnommenen Arbeitsvermögens berechnet und mit einem zugehörigen Sollwert verglichen wird, und wobei bei einer vorbe­ stimmten Abweichung des Sollwertes von dem Istwert Kor­ rekturen an wenigstens einem die Bearbeitung der Werk­ stücke (7) beeinflussenden Prozeßparameter vorgenommen werden.1. A method of operating a press which has at least one oscillating tappet, a drive device for the tappet with a flywheel and a tool attached to the tappet, with which work pieces are processed, characterized in that during the movement of the tappet ( 2 ) a speed change of the flywheel ( 9 ) is determined, with an actual value of the work capacity taken from the same being calculated from the determined change in speed of the flywheel ( 9 ) and compared with an associated desired value, and corrections in the case of a predetermined deviation of the desired value from the actual value be carried out on at least one process parameter influencing the machining of the work pieces ( 7 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorbestimmten Abweichung des Sollwerts von dem Istwert Korrekturen an einer Schmierung der Werkstücke (7) vorgenommen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that in the event of a predetermined deviation of the target value from the actual value, corrections are made to a lubrication of the workpieces ( 7 ). 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorbestimmten Abweichung des Sollwerts von dem Istwert Korrekturen an dem Werkzeug (5) vorgenommen wer­ den.3. The method according to claim 1, characterized in that in the event of a predetermined deviation of the target value from the actual value, corrections are made to the tool ( 5 ). 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorbestimmten Abweichung des Sollwerts von dem Istwert Korrekturen an der Temperatur der Werkstücke (7) vorgenommen werden. 4. The method according to claim 1, characterized in that in the event of a predetermined deviation of the desired value from the actual value, corrections are made to the temperature of the workpieces ( 7 ). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwerte in Form einer Weg-Zeit-Kurve (12) des Stö­ ßels (2) vorliegen.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the target values are present in the form of a path-time curve ( 12 ) of the plunger ( 2 ). 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmten Abweichungen als im wesentlichen mit konstantem Abstand von der Weg-Zeit-Kurve (12) verlau­ fende Hüllkurven (13a, 13b) vorliegen.6. The method according to claim 5, characterized in that the predetermined deviations as substantially constant distance from the path-time curve ( 12 ) duri fende envelopes ( 13 a, 13 b) are present. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Weg-Zeit-Kurve (12) aufgrund der während der Bear­ beitung der Werkstücke (7) ermittelten Istwerte stetig angepaßt wird.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the path-time curve ( 12 ) is continuously adapted on the basis of the actual values determined during the machining of the workpieces ( 7 ). 8. Presse zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
mit wenigstens einem oszillierenden Stößel, einer An­ triebseinrichtung für den Stößel, welche ein Schwungrad aufweist,
mit einem an dem Stößel angebrachten Werkzeug und
mit einem Sensor (10),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sensor (10) zur Ermittlung einer Geschwindig­ keitsänderung des Schwungrades (9) dient und
dass eine Steuereinrichtung (11) vorgesehen ist, die mit dem Sensor (10) verbunden ist und die dazu dient, aus der Geschwindigkeitsänderung des Schwungrads (9) einen Ist­ wert des dem Schwungrad (9) entnommenen Arbeitsvermögens zu berechnen, dieses mit dem zugehörigen Sollwert zu ver­ gleichen und bei einer vorbestimmten Abweichung des Ist­ werts von dem Sollwert Korrekturen an wenigstens einem die Bearbeitung der Werkstücke (7) beeinflussenden Pro­ zessparameter vorzunehmen.8. Press for performing the method according to one of claims 1 to 7,
with at least one oscillating tappet, a drive device for the tappet, which has a flywheel,
with a tool attached to the ram and
with a sensor ( 10 ),
characterized,
that the sensor ( 10 ) is used to determine a speed change of the flywheel ( 9 ) and
that a control device ( 11 ) is provided which is connected to the sensor ( 10 ) and which is used to calculate an actual value of the working capacity taken from the flywheel ( 9 ) from the speed change of the flywheel ( 9 ), this with the associated setpoint to compare and make corrections to at least one process parameter influencing the machining of the workpieces ( 7 ) if the actual value deviates from the target value. 9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) über die Steuereinrichtung (11) mit ei­ ner Kupplungs- und Bremseinrichtung (8) für den Stößel (2) in Wirkverbindung steht.9. Press according to claim 8, characterized in that the sensor ( 10 ) via the control device ( 11 ) with egg ner clutch and brake device ( 8 ) for the plunger ( 2 ) is in operative connection. 10. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) mit einer Stößelverstelleinrichtung (14) in Wirkverbindung steht.10. Press according to claim 8, characterized in that the sensor ( 10 ) is in operative connection with a tappet adjusting device ( 14 ).