DE2745291A1

DE2745291A1 - Verfahren zum zufuehren eines werkstoffstreifens in eine bearbeitungsmaschine und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2745291A1
Application number: DE19772745291
Authority: DE
Inventors: Robert Matthew Carabbio; Ronald Frank Fortman; Daniel A Schoch; John Edwin Voorhees
Original assignee: Minster Machine Co
Current assignee: Nidec Minster Corp
Priority date: 1976-10-07
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1978-04-13
Also published as: GB1593363A; US4078416A; FR2367010A1; CA1106035A; GB1593364A; DE2745291C2; BR7706529A; FR2367010B1; GB1593365A; IT1090091B

Description

Verfahren zum Zuführen eines Werkstoffstreifens in eine Bearbeitungsmaschine und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen eines Abschnitts vorgegebener Größe eines Werkstoffstreifens in eine Bearbeitungsmaschine, wobei das Werkzeug der Bearbeitungsmaschine mit einer Welle gekuppelt ist, die eine volle Umdrehung während eines Eearbeitungszyklus ausführt, und wobei ein Motor im einen Betriebszustand ein Antriebsmoment über zumindest eine Zuführrolle zum Vorschub des Werkstoffstreifens liefert und im anderen Betriebszustand ein Bremsmoment an die eine Zuführrolle zum Abbremsen und Anhalten des Werkstoffstreifens abgibt, sowie eine Zuführeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Werkstoffstreifen in Bearbeitungsmaschinen, vorzugsweise Pressen zum Ausstanzen, Prägen oder Formstanzen von Metallen sind allgemein bekannt und vielseitig im Einsatz. Bei Pressen ist häufig ein Stempeljoch vorgesehen, das auf und ab verfahrbar ist, wobei ein mechanischer Zuführmechanismus

Fs/mü

dafür

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dafür sorgt, daß der Werkstoffstreifen bei geöffnetem Bearbeitungs werkzeug eingeschoben wird. Das Auf- und Abverfahren des Stempeljochs wird in der Regel mit Hilfe einer Kurbelwelle bewirkt, die über ein Hebelsystem oder Getriebesystem mit der Zuführeinrichtung verbunden ist, um den Vorschub des Materialstreifens synchron mit der Pressbewegung zu bewirken.

Die Größe des Vorschubs pro Bearbeitungszyklus kann bei einer solchen Einrichtung dadurch geändert werden, daß z. B. der Durchmesser einer Zuführungsrolle verändert wird, welche reibschlüssig an dem Werkzeugstreifen anliegt und diesen in die Bearbeitungsmaschine verschiebt. Es ist auch möglich, das Hebelsystem, wenn ein solches Verwendung findet, durch Änderung derart anzupassen, daß die Drehung der Zuführrollen in ihren; Betrag an die Vorschublänge angepaßt wird. Bei der Verwendung von Getrieben sind entsprechend die Übersetzungen zu ändern. Häufig findet für derartige mechanische Zuführsysteme eine entsprechend tier Drehung der Kurbelwelle sich drehende Nocke Verwendung, die einen die Zuführrolle tragenden Hebel von dem Werk stoffstreifen abhebt, wenn dieser nicht verschoben werden soll. Wenn immer eine zeitliche Abstimmung bei einem solchen Mechanismus zu machen ist, wird es notwendig, mechanische Einstellungen vorzunehmen, um den Takt einzustellen entsprechend welchem die Zuführrollen den Werkstoffstreifen fassen und verschieben bzw. außer Eingriff sind. Es ist auch bekannt, Abhebesteuerungen für Zuführrollen vorzusehen, wenn der Werkstoffstreifen mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit verschoben wird, wobei die Vorschubgeschwindigkeit in der Größenordnung von 40 Hz pro Minute und darunter liegt. Derartige Einrichtungen sind nicht verwertbar, wenn die Bearbeitungsmaschine mit wesentlich höherer Geschwindigkeit laufen soll, und zwar bis zu 1500 Bearbeitungshüben pro Minute. Derartige elektrisch gesteuerte Zuführeinrichtungen

sind

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sind unabhängig von der Bearbeitungsmaschine und dieser nur elektrisch zugeordnet. Sie verwenden Preßluftkolben oder Luftpolster, um die Kraft zum Auseinanderfahren oder Abheben der Zuführrollen zu liefern. Es sind auch elektromagnetische Ventilsteuerungen bekannt, um pneumatische Betätigungseinrichtungen zum Abheben der Zuführrollen zu steuern. Diese elektrischen Ventileinrichtungen ihrerseits betätigen elektrische Kontakte von einem Grenzlagenschalter, der synchron mit der Kurbelwelle angetrieben wird. Bei diesem System ist es möglich, mechanisch die Winkelposition dieser Kontakte festzulegen, um das Abheben der Andruckrolle bzw. das Auflegen derselben zu bestimmten Zeitpunkten im Bearbeitungszyklus vorzusehen, jedoch handelt es sich auch hierbei um eine mechanische Abstimmung, um den Takt des Vorschubs festzulegen.

Alle diese bekannten Steuerungen benötigen entweder extra Zeit und/oder zusätzliche Teile, um die Einstellung des Vorschubs zu ermöglichen und sind daher nicht nur arbeits- und zeitintensiv in der Einstellung, sondern teurer, da die Leistungsfähigkeit der Bearbeitungsmaschine nicht optimal ausnützbar ist.

Bei Zuführeinrichtungen, die Zuführrollen verwenden, werden diese in der Regel zusammengefahren und an dem zu transportierenden Werkstoffstreifen während des Zuführzyklusses zur Anlage gebracht, um am Ende des Vorschubs wieder abgehoben zu werden, damit der
Werkstoffstreifen während der Bearbeitung frei ist. Der Vorgang des Anlegens und Abhebens der Zuführrolle bzw. des Zusammenfahrens oder Auseinanderfahr ens der Zuführrollen ist auch wichtig bezüglich des Zeitanteils, der für die Bewegung der Zuführrollen benötigt wird, und aufgrund der Tatsache, daß durch das Anlegen der Zuführrollen ein genügender Reibungsschluß gewährleistet sein muß, damit der

Vorschub

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Vorschub in der gewünschten Weise ausgeführt wird. Jedoch darf der Druck, mit dem die Zufülirrollen auf dem Werkstoffstreifen aufliegen, nicht zu groß sein, damit der Werkstoff nicht beschädigt wird.

Aufgrund dieser Überlegungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Zuführeinrichtung für Werkstoffstreifen zu schaffen, um diesen insbesondere mit Hilfe von Zuführrollen entsprechend dem Arbeitszyklus der Bearbeitungsmaschine in diese verschieben zu können. Dabei soll der Zuführzyklus leicht einstellbar sein, um die Bearbeitungsmaschine je nach dem verwendeten Werkzeug mit einer optimalen Bearbeitungsgeschwindigkeit betreiben zu können.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren zum Zuführen eines Abschnitts vorgegebener Große eines Werkstoffstreifens in einer Bearbeitungsmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das an die eine Zuführrolle abgegebene Antriebsmoment unterbrochen wird, wenn die restliche Vorschubbewegung des Werkstoffstreifens gerade ausreicht, tun durch das angelegte Bremsmoment die eine Zuführrolle ohne Drehungsumkehr zum Stillstand zu bringen und den Werkstoffstreifen voll in die Bearbeitungsmaschine zu verschieben.

Eine Zuführeinrichtung gemäß der Erfindung sieht vor, daß Einrichtungen in Abhängigkeit von einer ersten vorgegebenen Drehposition der Welle die Zuführrollen für den Vorschub des Werkstoffstreifens wirksam werden lassen, daß Steuereinrichtungen nach dem Wirksamwerden der Zuführrollen das Antriebsdrehmoment des Motors an die eine Zuführrolle anlegen, daß die Steuereinrichtungen den Motor in einem solchen Zeitpunkt in einen zweiten Betriebszustand steuern und die zumindest eine Zuführrolle mit einem Bremsmoment beaufschlagen, welches diese Zuführrolle zum Stillstand bringt, wenn der restliche Vorschub gerade

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ausreicht, um eine Vorschublänge des Werkstoffstreifens voll in die Bearbeitungsmaschine zu verschieben und die Zuführrolle zum Stillstand zu bringen, und daß weitere Einrichtungen vorhanden sind, die in Abhängigkeit von einer zweiten vorgegebenen Drehposition der Welle die Zuführrollen außer Eingriff mit dem Werkstoffstreifen bringen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisehe Darstellung einer Anlage zum Zuführen von Werkstoff in eine Bearbeitungsmaschine;

1'¹Ig. 2 eine Modifikation der Anlage gemäß Fig. 1 in Teilansicht; Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Drehmomentregelung;

Fig. 4A und 4B ein detailliertes Blockschaltbild für die Steuerung der Werkstoffzufuhr;

Fig. 5 eine schematisehe Darstellung für eine weitere Ausführungsform der Werkstoffzuführung;

Fig. 6 eine Detaildarstellung der hydraulischen Steueranordnung gemäß Fig. 4;

Fig. 7 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer hydraulischen Verstelleinrichtung für die Zuführrolle.

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In Fig. 1 ist eine Präge- oderStanzpresse 10 dargestellt, bei der ein Stempeljoch 12 nach oben und unten verfahrbar ist und die eine Hälfte eines Werkzeuges trägt, dessen andere Hälfte auf einer Amboßplatte 14 befestigt ist. Mit diesem Werkzeug kann ein als Streifen zugeführter Werkstoff 16 durch Ausstanzen, Prägen oder Formstanzen bearbeitet werden.

Das Stempeljoch 12 wird mit Hilfe einer- innerhalb des Pressenrahmens angeordneten Kurbelwelle nach oben und unten verfahren, von der eine Verlängerung 18 zu einem Signalgeber 2'Ί führt, der ein verschlüsseltes Signal über· eine Leitung 22 abgibt, das die Drehwinkelposition der Kurbelwelle während des Betriebs kennzeichnet.

Die Kurbelwelle kann von einen¹ Motor Ml aus angetrieben sein, der über eine Leitung 24 mit elektrischer Energie versorgt wird. Diese Leitung 24 ist über ein Steuergerät 26 und ein einstellbares Steuergerät 28 geführt, das Start- und Stoppschalter 30 sowie eine Geschwindigkeitseinstellung 32 umfassen kann. Die Steuerung des Motors Ml ist herkömmlich, mit Ausnahme des Steuergerätes 26, das unter bestimmten Bedingungen die Energiezufuhr zum Motor Ml unterbricht. Das Steuergerät 26 kann auch, und zwar in der Regel bevorzugt, derart arbeiten, daß die Energiezufuhr zum Motor Ml nicht unterbrochen, sondern vielmehr über eine Leitung 25 eine Kupplung 27 betätigt wird, die wahlweise den Motor an die Kurbelwelle anschließt oder von dieser trennt. An der Presse sind seitlich Zuführrollen 34 und 36 vorgesehen, wobei die Zuführrolle 34 auf der Oberseite des Werkstoffstreifens 16 und die Zuführrolle 36 auf der Unterseite des VVerkstoffstreifens angreift. Die Zuführrolle 34 ist auf einer Welle montiert, welche von einer Drehmomentquelle T aus in Form eines Motor-Generators angetrieben wird und ihrerseits einen Geschwindigkeitskodierer 38 und einen

Positions-

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Positionskodierer 40 antreibt. Der Geschwindigkeitskodierer 38 liefert ein Signal w über die Leitung 42, das die Drehgeschwindigkeit der Drehmomentquelle kennzeichnet und damit der Zuführrolle 34, während der Positionskodierer 40 ein Signal β über die Leitung 44 liefert, das die Winkelposition der Drehmomentquelle und damit der Zuführrolle 34, bezogen auf eine Bezugsposition kennzeichnet, welche die Ruheposition zu Beginn des Arbeitszyklusses sein kann. Wenn man davon ausgeht, daß die Zuführrollen 34 und 36 den Werkstoffstreifen 16 rutschfrei fassen, erhält man von dem Geschwindigkeitskodierer und dem Positionskodierer Signale, welche die Geschwindigkeit und den Betrag der Verschiebung des Werkstoffstreifens 16 während des Zuführzyklusses kennzeichnen.

Die untere Zuführrolle 36 ist auf einem Joch 46 montiert, das seinerseits am Kolben eines Hydraulikzylinders 48 befestigt ist, der über ein Servoventil 50 von einer Druckquelle 52 aus betätigt wird. An dem Joch ist ein verstellbares Anschlagelement 54 vorgesehen, das an einem Anschlag 56 zur Anlage kommt, wenn das Joch seine tiefste Lage bei der Verschiebebewegung der Zuführrolle 36 einnimmt und die Verschiebebewegung beendet wird. Dieser Anschlag zum Beenden der Verschiebung der Zuführrolle kann auch in den Hydraulikzylinder eingebaut sein.

Das System umfaßt ferner eine Steuerzentrale 58, die über eine Leitung 60 mit Energie versorgt wird und ebenfalls mit den Leitungen 22, 42 und 44 in Verbindung steht. Eine weitere Leitung 62 führt zur Drehmomentquelle T und liefert dieser die Antriebsenergie für den Antrieb der Zuführrolle 34 bzw. nimmt von der Drehmomentsquelle Energie ab, wenn die Zuführrolle 34 abgebremst wird.

Es ist

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S.U. 8 /fh Un,erZ„ch,n GU3P-1629

Es ist auch möglich, daß die über die Leitung 62 zugeführte Energie zum Antrieb der Drehmomentquelle beim Einleiten der Abbremsung abgeschaltet wird und das Abbremsen mechanisch erfolgt, um die Trägheitsenergie in dem Zuführsystem zu vernichten.

Die Steuerzentrale 5ί! ist über eine Leitung 64 auch mit einer Zwischenschaltung 66 verbunden, die ein kodiertes Signal an ein Anzeigeinstrument 68 liefert. Ferner ist die Zwischenschaltung 66 über eine weitere Zwischenschaltung 70 an das Steuergerät 26 angeschlossen, welches einen Leistungstrennschalter umfassen kann oder unter bestimmten Bedingungen die Kupplung 27 außer Eingriff hält. Das Anzeigeinstrument 68 kennzeichnet den Anteil der Drehung der Kurbelwelle, welcher noch für das Einfüliren des VVerkstoffstreifens in dem Augenblick zur Verfügung steht, zu welchem die Zuführung beendet wird.

Bei der Anlage gemäß Fig. 1 wird die untere Zuführrolle 3C mit Hilfe des Hydraulikzylinders 48 angehoben, um mit dem Werkstoffstreifen If;

in Eingriff zu kommen. Bei der Ausfülirungsform gemäß Fig. 2 ist die untere Zuführrolle 36 auf einem Hebel 72 montiert, der drehbar am Rahmen 16 in einer Halterung 74 gelagert ist und am freien Ende mit Hilfe einer Feder· 76 nach oben vorgespannt ist, so daß die Zuführrolle 36 den Werkstoffstreifen 16 gegen die Zuführrolle 34 zum Verschieben des VVerkstoffstreifens 16 drückt.

Der Hebel 72 ist ferner mit einem Elektromagneten S verbunden, der von der Steuerzentrale 58 aus angesteuert w ird, wenn die Zuführung des Werkstoffstreifens unterbrochen werden soll. Der Hebel 72 hat ein einstellbares Anschlagelement 78, mit dem die Öffnungsweite, d. h. der Abstand der beiden Zuführungsrollen eingestellt werden kann, wodurch auch die Zeitdauer eingestellt wird, welche als Totzeit beim

Zusammen-

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Zusammenführen der Zuführrollen, d. h. beim Beginn des Zuführzyklusses zu betrachten ist.

In Fig. 3 ist die Prinzipschaltung der Steuerzentrale 58 dargestellt. Von dem Geschwindigkeitskodierer 38 wird über die Leitung 42 die abgegriffene Signalkoniponente einer Multiplikatorstufe 80 zugeführt und darin der Wert w, der die Winkelgeschwindigkeit der Drehmomentquelle T kennzeichnet, mit einem Faktor k multipliziert, so daß man ausgangsseitig

den Wert k . \v erhält, der mit einem negativen Vorzeichen versehen w

(itMii Summierer 82 zugeführt wird.

Der l'ositionskodierer 40 liefert ein Signal #, das den Betrag der Drehung der Drehmomentquelle T von einer Ruheposition bzw. Bezugsposition ausgehend wiihrend eines Zuführzyklusses kennzeichnet, über die Leitung mit einem negativen Vorzeichen an einen zweiten Summierer 84, der gleichzeitig mit einem positiven Eingangssignal O_f beaufschlagt wird, dn.s den für einen Preßzyklus zuzuführenden Anteil des Werkstoffstreifens kennzeichnet.

Das Ausgangssignal des Summierers 84 hat den Wert Φ = & - O. Dieses Signal wird in einer Radizierstufe 86 eingespeist, die ausgangsseitig das Signal -9' an einen Verstärker 88 abgibt, indem dieses

Signal Θ·' mit dem Faktor k multipliziert wird. Der Wert β wird r Tr r

wie folgt definiert:

V G. - O für 4K -

^v ι f

θ' = "V θ - β. für Θ. - -β < 0

r ff

Das Ausgangssignal des Verstärkers 88 hat den Wert k -Θ* und wird

■σ r

an den Summierer 82 angelegt. Vom Summierer 82 wird ausgangs-

seitig

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Sene lü ήΐ unser Ze.chen GU3P-1629

seitig ein Signal e abgegeben, das folgenden Wert hat:

e = k.. . U-' -k w
O r w

Dieses Signal wird an eine Leistungssteuerstufe 90 angelegt, die die Energie-zufuhr über die Leitung 92 zur Drehmomentquelle T und auch die Leistung.sabsorption von der Drehmomentsquelle T während des Verzögerns oder das Abbremsen der Drehmomentsquelle T steuert.

Die Drehmomentsquelle ist üblicherweise derart ausgelöst, daß ein begrenztes maximales Drehmoment zur Verfügung steht, und zwar in Abhängigkeit von dem Leistung«verbrauch in der Anlage, der zur Verfugung stehenden Leistung der Größe der einzelnen Komponenten und vieler anderer Faktoren. Das System hat auch eine gegebene Drehträgheit J, die sich zusammensetzt aus der Trägheit der Drehmomentquelle, der Trägheit der Zuführrollen, der Leerlaufrollen und der Einrichtungen zum Messen der Position sowie uq.v Geschwindigkeit und ferner dem äquivalenten Trägheitsmoment des zuzuführenden Werkstoffstreifens·.

Grundsätzlich soll das Steuersystem den zuzuführenden Werkstoffstreifen so schnell wie möglich für eine gegebene Wegstrecke beschleunigen und dann verzögern, so daß der Werkstoffstreifen exakt mit der gewünschten Werkstofflänge zugeführt wird. Die Entscheidung, wenn das Verzögerungsmoment angelegt werden soll, ist kritisch. Wenn es zu spät angelegt wird, kann die Drehmomentquelle die Bewegung nicht schnell genug abbremsen, so daß der Werkstoffstreifen über die gewünschte Endlage hinaus zugeführt wird. Wenn jedoch die Abbremsung zu früh erfolgt, wird mehr Zeit als notwendig für das Zuführen des Werkstoffstreifens benötigt.

Wenn

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Wenn man die Energiebilanz des Systems betrachtet, kann man den optimalen Zeitpunkt für das Verzögern ausrechnen. Die Energie E im System ist:

E = 1/2 Jw²

wobei J die Systemträgheit an der Welle der Drehmomentsquelle kennzeichnet und w die Drehgeschwindigkeit der Welle der Drehmomentquelle.

Der Energieanteil E , welcher die Drehmomentquelle vom System während der verbleibenden Drehbewegung -Θ angegeben in Radien abnehmen kann, ergibt sich aus nachfolgender Gleichung:

E₁ = T θ
b mr r

Dabei ist T das maximale zur Verfügung stehende Verzögerungsmoment.

Die Verzögerung sollte kurz bevor oder zum Zeitpunkt beginnen, bei welchem E=E ist, d.h. von denn System soll gerade so viel Energie durch Verzögern entnommen werden, wie von der Welle der Drehmomentquelle während der verbleibenden Drehbewegung abgegeben wird, d. h. in mathematischer Form soll die nachfolgende Gleichung erfüllt sein:

T <Y - 1/2 Jw² = 0
mr r '

Bisher haben typische Servomechanismen zum Positionieren feststehende Bedingungen derart, daß die Verzögerung des Zuführmechanismus eintritt, wenn folgende Gleichung erfüllt ist:

O K = K w, wobei K„ und K Konstanten sind, r θ w -θ w „..

Diese

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Seite 12 ZP Unser Zeichen: GU3P-1629

Diese Gleichung entspricht jedoch nicht der vorausstehend abgeleiteten Gleichung, sondern gibt lediglich eine einfache lineare Beziehung zwischen den beiden Größen O und w. Es wurde also nur ein Energieverhältnis abgeleitet.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 3 ist in der Lage, dies"en Nachteil herkömmlicher Steuersysteme zu überwinden und ermöglicht eine Steuerung nachder erwähnten Energiebilanz. Wenn man davon ausgeht, daß O einen positiven Wert hat, ergeben sich die Bedingungen für den Anfang der Verzögerung wie folgt:

# ^v r w

wobei e gleich 0 ist.

Durch Quadrieren beider Seiten erhält man:

? 9 9

K_n β = K w"
# r w

K_n ²O - K ²w² = O
■β r w

Vergleicht man dieses Ergebnis mit dem zuvor abgeleiteten

T O - 1/2 Jw² = O
mr r

so sieht man, daß die Beziehung, welche zwischen den Koeffizienten der beiden Gleichungen bestehen muß, wie folgt ist:

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SM.] 3 Un,.,Z.,ch.n: G₀₃P_-1 539

	2	T	mr
K		J
β		2

K	2

Aus der letzten Gleichung können die relativen Werte von K„ und K

⁶ & w

entnommen werden, für die das System mit den abgeleiteten Werten in der beabsichtigten Weise betrieben werden kann.

Das System gemäß Fig. 3 wurde verwirklicht, indem ein Gleichstrom-Servomotor und ein Gleichstrom-Servoverstärker als gesteuerte Drehmomentquelle Verwendung fand. Die Position und die Geschwindigkeit der angetriebenen Zuführrollen wird mit Hilfe eines Kodierers und eines Tachometer-Generators auf der Welle des Servomotors überwacht.

In Fig. 4 ist das System dargestellt, mit dem die Zuführrollen dadurch gesteuert werden, daß ein an einem Steuerpult angebrachter Wähler die Auswahl bestimmter Winkelpositionen für die Kurbelwelle zuläßt, bei welchen sich die Zuführrollen abheben bzw. abheben sollen oder abheben müssen. Bei einer Testausführung wurde vorgesehen, daß sich die Zuführrollen auf den Werkstoffstreifen immer dann auflegen, wenn die Kurbelwelle die untere Totpunktlage durchläuft, obwohl diese Funktion auch programmiert über die Steuerlogik 59 wie das Abheben der Zuführrolle hätte eingestellt werden können.

Für den Zeitpunkt des Abhebens der Zuführrolle ist es sehr wünschenswert, daß sichergestellt wird, daß die Zuführbewegung des Werkstoff streif ens

809816/083* beendet ist.

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beendet ist, bevor die Zuführrollen 34 und 36 durch das Abheben der einen Rolle auseinanderbewegt werden. Das Steuersystem mit dem Hydraulikzylinder 48 und dem Servoventil 50 wird nicht mechanisch durch die Presse selbst angetrieben, so daß der Zeitpunkt des Auseinanderfahrens der Zuführrollen nicht einer bestimmten Winkelposition der Kurbelwelle entsprechen muß, wie das in der Regel bei mechanisch gesteuerten Systemen der Fall ist.

Sowohl dem Gewicht des zuzuführenden Werkstoffstreifens als auch der Länge desselben entsprechend ist eine bestimmte Zeit für das Zuführen des Materials erforderlich. Das bedeutet, daß bei sehr langsamen Arbeitsgeschwindigkeiten der Presse die Kurbelwelle nur einen kleinen Drehwinkel während des Zuführens des Werkstoffstreifens durchläuft. Wenn die Arbeitsgeschwindigkeit der Presse zunimmt, ändert sich jedoch die Zuführgeschwindigkeit für den Werkstoffstreifen nicht, so daß während der Zeitdauer des Zuführens die Kurbelwelle einen größeren Drehwinkelbereich durchläuft. Für einen bestimmten Hub des Stempeljoches 12 und ein bestimmtes in der Presse angeordnetes Werkzeug gibt es nur einen begrenzten Zeitraum während des Arbeitszyklusses, in dem der Werkstoff ohne Schwierigkeiten zwischen die beiden Werkzeugteile eingeführt werden kann. Am Ende des Zuführzyklusses müssen die Zuführrollen auseinandergeführt werden, damit die Führung des Stempels innerhalb der Form möglich ist. Die beschriebene Zuführeinheit ist so ausgelegt, daß der Augenblick des Endes der Zuführbewegung dem Steuersystem signalisiert wird, das auch kontinuierlich die Drehung der Kurbelwelle der Presse überwacht. Das Steuersystem gibt dann am Anzeigeinstrument 68 den Winkelbereich der sich drehenden Kurbelwelle an, der zwischen dem Zeitpunkt der Vollendung der Materialzuführung und der für das Auseinanderfahren der Zuführrollen einprogrammierter^

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mierten Winkelposition der Kurbelwelle verbleibt. Diese Winkelgröße wird am Anzeigeinstrument 68 als "Restzuführintervall" in Winkelgrad angezeigt. Daraus kann man entnehmen, ob eine weitere Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit für die Presse noch sicher ist.

Wenn sich das Restzuführintervall dem Wert Null nähert, würde eine weitere Vergrößerung der Arbeitsgeschwindigkeit dazu führen, daß sich die Zuführrollen abheben, bevor der Zuführzyklus beendet ist. Damit würde eine einwandfreie Zufuhr des Werkstoffstreifens nicht mehr gewährleistet sein. Daher ist das System gemäß der Erfindung derart ausgelegt, daß ein Fehlersignal immer dann erzeugt wird, wenn das Restzuführintervall sich dem Wert Null nähert bzw. unter diesen Wert absinkt. Dieses Fehlersignal bringt über dasSteuergerät 26 die Presse automatisch zum Stillstand , um die Erzeugung fehlerhafter Preß- oder Stanzstücke bzw. eine Beschädigung der Form zu vermeiden.

Ein weiteres Merkmal des Steuersystems ist die Einrichtung zum Programmieren der Winkelposition der Kurbelwelle, bei welcher die Zuführung des Werkstoffstreifens beginnen soll. Diese Einrichtung umfaßt einen Wähler 102 und ermöglicht, daß sowohl der charakteristische Verlauf des Preßhubs als auch charakteristische Formeigenschaften berücksichtigt werden und das Zuführen des Werkstoff Streifens zum frühestmöglichen sicheren Zeitpunkt ausgelöst wird, wenn nämlich die Stempel und Fuhrungszapfen der Form nicht mehr mit dem zuzuführenden Werkstoff in Berührung kommen. Dies unterscheidet sich von der herkömmlichen mechanischen Zuführung, bei der das gesamte Vorschubintervall fest mit einem bestimmten Winkelintervall der Kurbelwelle der Presse gekoppelt ist. Für das Zusammenführen der Zuführrollen 34 und 36 wird ein festliegendes Zeitintervall benötigt, unabhängig von der Arbeitsgeschwindigkeit der Presse. Dies ist der Fall, da das Zusammenführen über ein hydraulisches System erfolgt, das nicht mechanisch mit der Drehung der

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Kurbelwelle der Presse gekuppelt ist. Es ist offensichtlich, daß sich bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten die für das Zusammenführen der Zuführrollen benötigte Zeitdauer über einen größeren Bereich des Drehwinkels der Kurbelwelle erstreckt. Wenn mit Hilfe des Stellrades 99 das Zusammenführen der Zuführrollen derart eingestellt wird, daß es bei einer bestimmten Winkelposition der Kurbelwelle beginnt, kann sichdie Situation ergeben, daß die Zuführrollen noch nicht voll zusammengefahren sind, wenn die Kurbelwelle die VVinkelposition erreicht, bei der das Zuführen des Werkstoffstreifens beginnen solL

Das Steuersystem gemäß der Erfindung ist so ausgelegt, daß ein bestimmtes Zeitintervall nach dem Auftreten des durch die zusammengefahrenen Rollen ausgelösten Signals ablaufen muß, bevor der Werkstoffvorschub ausgelöst werden kann. Dieses Zeitintervall ist geringfügig größer als das Zeitintervall, welches für das Zusammenführen der Zuführrollen benötigt wird. Unabhängig davon, wann der Beginn des Werkstoffvorschubes durch den Wähler 102 in Drehwinkelwerten der Kurbelwelle einprogrammiert ist, verhindert das Steuersystem die Zufuhr des Werkstoffes, solange nicht die Sicherheitszeit abgelaufen ist, während welcher die Zuführrollen zusammengeführt werden. Damit wird die Möglichkeit einer fehlerhaften Werkstoffzuführung vermieden, die sich unweigerlich einstellen würde, wenn die Zuführrollen beginnen würden, sich zu drehen, bevor sie im festen Eingriff mit dem Werkstoff stehen.

In Fig. 3 kann die Radizierstufe 86 mit Hilfe eines Schalters 87 überbrückt werden, der von einem Relais 89 betätigt wird, das auf ein Signal am Ausgang des Summierers 84 anspricht. Die Amplitude des Signals am Summierer 84 kennzeichnet die verbleibende Wegstrecke, welche die Zuführrolle benötigt, so daß das Signal verschwindet, wenn

die

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die Zuführrolle ihre Endposition einnimmt. Die Schaltung ist derart ausgelegt, daß, sobald die Zuführrolle ihre Endposition erreicht, der Schalter 87 geschlossen wird und damit eine lineare Funktion an den Verstärker 88 anstelle der über die Radizierstufe übertragenen Funktion anlegt. Damit wird die Steifigkeit der Verzögerung der treibenden Zuführrolle begrenzt.

Wenn man die Schaltbilder gemäß Fig. 3 und Fig. 4 miteinander vergleicht, bemerkt man, daß die Multiplikatorstufe 80 und der Verstärker 88 in Fig. 4 nicht vorhanden sind. Wie bereits erwähnt, ist das Verhältnis der erwähnten Konstanten ausschlaggebend und daher kann K als konstanter Wert angenommen werden und K in den Geschwindigkeitskodierer integriert werden, wenn dies erwünscht ist, bzw.ein Geschwindigkeits- und Dämpfungswähler 130 vorgesehen werden, mit dem der geeignete Faktor eingestellt werden kann.

In den Fig. 4A und 4B ist die Steuerschaltung gemäß Fig. 3 im Detail dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Ferner zeigt die Darstellung gemäß Fig. 4A einen Richtungswählschalter 101, einen Schrittgeschwindigkeitswähler 103, einen Schrittgeschwindigkeits-Druckknopfschalter 104, einen Druckknopfschalter 106 für abgemessene Vorschubschritte und einen Betriebsartwähler 108, die alle an die Steuerlogik 59 angeschlossen sind und an diese Befehle abgeben.

In der Schaltung gemäß Fig. 4A und 4B ist ferner eine Geschwindigkeits einstellung 32 für den Vorschub und zwei weitere Wähler 100 und in Form von Einstellscheiben vorgesehen, von welchen die beiden letzteren über eine Schnittstellenschaltung 109 und eine Positionsvergleichsschaltung 107 Befehle an die Steuerlogik 59 und auch

über die

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über die Zwischenschaltung 66 an das Anzeigeinstrument 68 abgeben.

Der von der Verlängerung 18 der Kurbelwelle angetriebene Signalgeber 20 ist an eine Schnittstellenschaltung 105 angeschlossen, welche ausgangsseitig Positionsdaten über die Leitung 110 an die Positionsvergleichsstufe 107 abgibt und über die Leitung 112 an die Zwischenschaltung 6G Impulssignale liefert, welche die Drehung der Kurbelwelle anzeigen. Dabei entspricht z. B. ein Impuls einem Winkelgrad der Umdrehung.

Die Steuerlogik 59 liefert Befehle an ein Vorschubzählwerk 114, um die Vorschubdaten auszuwerten, die an eine Zählstandübertragungssteuerung 11G geliefert werden, welche gleichzeitig auch Eingangssignale von der Steuerlogik 59 und von einem Takt- und Zeitgeber 118 erhält.

Der synchron mit der Zuführrolle 34 angetriebene Positionskodierer 40 liefert Impulse an einen Richtungssensor und Impulsverstärker 120, der ebenfalls mit dem Takt- und Zeitgeber 118 und mit einer Impuls steuerstufe 8 5 verbunden ist, die in Verbindung mit dem Binärregister 124 und einem Digital-Analogwandler 12G den Summierer 84 gemäß Fig. 3 bilden. Der Impulssteuerstufe 85 wird ferner von der Zählerstandübertragungssteuerung 116 ein Signal zugeführt, welches ebenfalls über eine Leitung 122 mit dem Takt- und Zeitgeber 118 verbunden ist. Dieser Takt- und Zeitgeber 118 steuert auch die Impulssteuerstufe 85 und das Binärregister 124 an, das entweder aufwärts oder abwärts zählende Impulse von der Impulssteuerstufe 85 erhält, je nachdem, welche Bewegungsrichtung von dem Positionskodierer 40 aus eingegeben wird. Das Ausgangssignal des Binärregisters 124 wird über den Digital-Analogwandler 126 an den Überbrückungsschalter 87 angelegt, der in der einen Schaltposition das Ausgangssignal über die Radizierstufe 86 und in der anderen Schaltposition an diese Radizierstufe vorbei überträgt.

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Das Ausgangssignal des Digital-Analogwandlers 126 wird auch an das Relais 89 übertragen, das den Überbrückungsschalter 87 betätigt und an die Zwischenschaltung 66 ein Signal abgibt, das zur Überwachung an dem Anzeigeinstrument 68 zur Anzeige kommt oder über die Zwischenschaltung 70 eine Alarmanlage bzw. über das Steuergerät 26 einen Steuerschalter auslöst.

Der Geschwindigkeitskodierer 38, der von der Drehmomentquelle T bzw. von dem Antriebsmotor der Zuführrolle aus angetrieben wird, liefert sein Ausgangssignal über den Geschwindigkeits- und Dämpfungswähler 130, der seinerseits wieder ein Ausgangssignal an den Summierer 82 abgibt. Der zweite Eingang des Summierers wird von dem Digital-Analogwandler 126 direkt oder über die Radizierstufe 86 aus angelegt. Das Ausgangssignal des Summierers 82, das den Geschwindigkeitsfehler kennzeichnet, wird über einen Servoverstärker an den Antriebsmotor T für die Zuführrolle übertragen, wobei dieser Servoverstärker einen Eingangsverstärker und Komparator 132 sowie eine Impulsbreitensteuerung 134 und einen Leistungsverstärker 136 ausgangsseitig umfaßt.

Der Leistungsverstärker wird von einer Energieversorgungsstufe aus mit der nötigen Energie versorgt und steht über eine Stromschleife 138 sowie eine Spannungsschleife 140 für die Ankerspannung mit der Impulsbreitensteuerung 134 in Verbindung. Die Einstellung der Impulsbreite erfolgt in Abhängigkeit von einem Strombegrenzer 142.

In Fig. 4B ist die verschiebbare Zuführrolle 36 als auf der Oberseite des Werkstoffstreifens 16 laufend dargestellt, jedoch arbeitet dieser Aufbau in derselben Weise wie bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2, bei denen die verschiebbare Zuführrolle von unten an den Werkstoff streif en herangeführt wird. Das zwischen die Druckquelle

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und den Hydraulikzylinder 48 eingeschaltete Servoventil 50 arbeitet in Abhängigkeit von einer Ventilansteuerung 146, die Befehle von der Steuerlogik 59 erhält und überdies in Abhängigkeit von einem Betriebsartwähler 148 steuerbar ist, um die Zuführrollen für die schrittweise Zuführung des Werkstoffstreifens zusammenzuführen und auseinanderfahren zu können. Mit Hilfe des Betriebsartwählers 148 werden auch ein Abflußventil 150 und ein weiteres Ventil 152 gesteuert, wobei beim Öffnen des Ventils 152 und Schließen des Abflußventils 150 die Zuführrollen auseinandergefahren werden, wenn der Hydraulikzylinder 48 nicht auf beiden Seiten mit Druck beaufschlagt ist.

Wenn sich beim Betrieb der Presse die Kurbelwelle und die damit verbundene Verlängerung 18 dreht, wird das Ausgangssignal des die Position der Kurbelwelle kennzeichnenden Signalgebers 20, der an der Stelle des Grenzschalters der Presse installiert ist, gleich der Einstellung des Startwählers 102. Zu diesem Zeitpunkt wird das Vorschubzählwerk 114 veranlaßt, den Einstellwert der Geschwindigkeitseinstellung 32 für den Vorschub auszulesen und zum Binärregister 24 zu übertragen. Dabei werden während der Übertragung zwei Dinge ausgeführt, und zwar zum ersten werden die Daten aus der binär kodierten Dezimalform, welche mit der Geschwindigkeitseinstellung 32 von Hand eingegeben wird, in eine reine binäre Form umgewandelt, welche in den Digital-Analogwandler 126einspeisbar ist. Ferner wird durch ein Vorwärts- oder Rückwärtszählen im Binärregister 124 die Drehrichtung festgelegt. Das Ausgangssignal des Binärregisters 124 wird direkt in paralleler Form in den Digital-Analogwandler 126 eingespeist, der ausgangsseitig eine Spannung zur Verfugung stellt, die proportional zu der einprogrammierten Vorschublänge ist und als "Positionsfehler" bezeichnet wird.

Das Relais 89, das als Fehlerniveaufühler wirksam ist, tastet dieses Positionsfehlersignal ab und liefert ein Signal an die Positionsanzeige 153.

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Solange das Fehlersignal einen bestimmten Wert übersteigt, wird dieses analoge Signal direkt über den Schalter 87 zur Radizierstufe 86 übertragen, deren Ausgangssignal proportional dem in dem sich drehenden Teil des Zuführsystems bei der Betriebsgeschwindigkeit gespeicherten Energiebetrag ist. Die Radizierstufe 86 dient dazu, die Beschleunigung im richtigen Augenblick zu unterbinden und die Verzögerung derart zu steuern, daß der zugeführte Werkstoffstreifen seine Endposition mit auslaufender Geschwindigkeit einnimmt. Wenn das Positionsfehlersignal unter einem vorgegebenen Wert abfällt, wird die Radizierstufe 86 durch die Betätigung des Schalters 87 überbrückt, so daß eine lineare Abhängigkeit bestehen bleibt, bis das Zuführsystem gestoppt wird. Die Geschwindigkeit der Werkstoffzufuhr bzw. des Werkstoffvorschubs wird mit Hilfe des Geschwindigkeitsund Dämpfungswählers 130 gesteuert, wobei der Geschwindigkeitskodierer 38 in Form eines Tachometer-Generators auf der Welle der Zuführungsrolle ein Eingangssignal liefert. Die Motorgeschwindigkeit wird auf einen eingestellten Maximalwert begrenzt, um zu vermeiden, daß die zulässige obere Grenzfrequenz des Positionskodierers 40 auf der Welle der Zuführrolle überschritten wird. Dieser Positionskodierer liefert eine bestimmte Anzahl von Impulsen pro Umdrehung, welche an den Richtungssensor und Impulsverstärker 120 übertragen werden, der die Richtungs- und Positionsinformation liefert.

Sobald die Übertragung des Zählerstandes vom Vorschubzählwerk 114 über die Steuerlogik 59 auf das Einärregister 124 erfolgt, beginnt der Motor T zu laufen. Damit beginnt auch der Positionskodierer 40 auf der Welle der Zuführrolle damit, Impulse abzugeben, welche von dem im Binärregister 124 akkumulierten Zählwert abgezogen werden. Die Steuerung erfolgt vom Takt- und Zeitgeber 118 aus über die Impulssteuerstufe 85, so daß die Impulse nicht zur falschen Zeit eintreffen.

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Wenn der Positionsgeber 40 über den Richtungssensor und Impulsverstärker 120 so viele Pulse geliefert hat wie vom Vorschubzählwerk 114 aus übertragen wurden, befindet sich das System in der Endposition, in welcher die richtige Länge des Werkstoffstreifens in die Presse eingeführt ist.

Von dem Signalgeber 20 an der Kurbelwelle wurden während dieser Zeit ebenfalls Impulse abgegeben, welche, wenn das System in der Endposition angelangt ist, in der Zwischenschaltung 66 ausgezählt werden, um das nicht ausgenutzte Zuführintervall zu ermitteln. Sobald die aufaddierten Ausgangssignale des Signalgebers 20 einen Wert erreichen, der gleich der Einstellung am Wähler 100 ist, mit welchem das Auseinanderfahren der Zuführrollen eingestellt wird, geben die Zuführrollen den Werkstoffstreifen frei und gleichzeitig wird der Zählstand in der Zwischenschaltung 66 gespeichert und am Anzeigeinstrument 68 als nicht ausgenutztes Zuführintervall zur Anzeige gebracht. Diese Anzeige ist besonders nützlich, da sie die verbleibende Drehwinkelgröße der Kurbelwelle zeigt, welche noch für das Zuführen des Werkstoffstreifens zur Verfügung steht. Damit erhält die Bedienungsperson eine Anzeige, die zur Aussage bringt, daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Presse erhöht werden kann, und zwar so lange, bis der Wert für das ungenutzte Zuführintervall gegen Null geht. Mit Hilfe dieser angezeigten Größe kann der Ausstoß der Presse in Abhängigkeit von der Zeit verbessert werden. Es sind ferner Sperrvorrichtungen vorgesehen, die die Presse stoppen und über die Zwischenschaltung 70 eine Ausfallanzeige liefern, wenn sich die Zuführrollen öffnen, bevor der zuzuführende Werkstoffstreifen seine Endposition eingenommen hat. Wenn die Ausgangssignale des Signalgebers 20 erneut aufsummiert sind und die Einstellung des Stellrades 99, mit welchem das Zusammenfahren eingestellt wird, diesem aufsummierten Wert entspricht, werden die Zuführrollen zusammengefahren und kurz darauf der als Drehmoments-

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quelle wirkende Antriebsmotor T erregt.

Die vorstehende Erläuterung des Systems betrifft den Betriebsfall, wie er mit Hilfe des Betriebsartwählers 108 eingestellt wird. Bei der Einstellung dieses Betriebswählers auf andere von der zuvor beschriebenen Betriebsart abweichende Positionen ergeben sich geringfügig veränderte Betriebsabläufe. Für den schrittweisen oder dosiert verlangsamten Vorschub wird die Übertragung zwischen dem Vorschubzählwerk 114 und dem Binärregister 124 mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit vorgenommen, was durch das Drücken des Schrittgeschwindigkeit-Druckknopfschalters 104 ausgelöst wird. Die Übertragungsgeschwindigkeit für die Daten wird mit Hilfe eines Oszillators eingestellt, dessen Frequenz durch die Einstellung des Schrittgeschwindigkeitswählers 103 festgelegt wird. Der Materialvorschub während der dosiert verlangsamten Betriebsweise erfolgt nur, wenn der Geschwindigkeits-Druckknopfschalter 104 gedrückt ist, und endet, wenn ein Werkstoffvorschub abgelaufen ist. Ein erneuter Zyklus wird durch ein erneutes Drücken des Druckknopfschalters für dosierte Vorschubschritte ausgelöst. Wenn der Betriebsartwähler 108 auf den schrittweisen oder dosiert verlangsamten Vorschub eingestellt ist, wird der Eingang des Vorschubzählwerkes 114 blockiert, so daß sich keine Begrenzung bezüglich der Länge des zugeführten Werkstoffstreifens ergibt. Die Geschwindigkeit wird in der gleichen Weise wie bei der Betriebsart für den dosierten verlangsamten Vorschub bestimmt.

Die Anzeige des für den Werkstoffvorschub bzw. die Werkstoffzuführung nicht ausgenutzten Zeitintervalls, welche über die Zwischenschaltung 66 am Anzeigeinstrument 68 gegeben wird, ermöglicht der Bedienungsperson die Presse mit einer maximalen auf die gegebene

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Werkstofflänge angepaßte Geschwindigkeit zu betreiben.

Die Hydraulikanordnung gemäß Fig. 4B ist in Fig. 6 im Detail dargestellt. Vergleicht man diese Anordnung mit der in Fig. 1 angedeuteten Hydraulikanordnung, so stellt man fest, daß beide einen Flüssigkeitstank 155 haben, von welchem die Hydraulikflüssigkeit über eine Hydraulikpumpe als Druckquelle dem Servoventil 50 zugeführt wird, welches, wenn es in richtiger Weise arbeitet, die Hydraulikflüssigkeit an den Hydraulikzylinder 48 bzw. an den Hydraulikzylinder 211 in den Fig. 6 und 7 abgibt, um die als Andruckrolle arbeitende Zuführrolle 36 gegen die als Transportrolle arbeitende Zuführrolle 34 zu bewegen und mit dem zu transportierenden Werkstoffstreifen in Eingriff zu bringen. Das Servoventil hat eine Rücklaufleitung 157 zurück zum Flüssigkeitstank 155. Um die Zuführrollen aus einander zufahr en, wird die von der Hydraulikpumpe gelieferte unter Druck stehende Flüssigkeit lediglich auf der anderen Seite des Kolbens des Hydraulikzylinders 48 zur Wirkung gebracht. Man kann jedoch aus den Zeichnungen gemäß Fig. 4 B und 6 entnehmen, daß die Leitung 159, durch welche die unter Druck stehende Flüssigkeit fließt, im Rohrabschnitt 161 blockiert ist. Um die Zuführrollen bei dem System gemäß Fig. 6 zusammenzuführen, wird aus dem Flüssigkeitstank 155 über ein Saugfilter 163 die Hydraulikflüssigkeit zum Pumpenteil 165 der Druckquelle 52 gesaugt, wo die Druckerhöhung stattfindet und die Hydraulikflüssigkeit über ein Rückschlagventil 167 und ein Filter 169 sowie über die Leitung 171 an das Servoventil 50 angelegt wird. Wenn das Servoventil sich in der richtigen Stellung befindet, um die unter Druck stehende Flüssigkeit zur Leitung 173 zu übertragen, wird die Andruckrolle gegen die Transportrolle verfahren. Nach einer Änderung des Servoventils in die andere Betriebslage fließt die Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 173 zurück und über das Servoventil zur Rücklaufleitung 157. Dadurch wird die Andruckrolle freigegeben, womit

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mit auch der zugeführte Werkstoff genügend freigegeben wird, um sich bewegen zu können während der Verarbeitung in der Preßform bzw. Stanzform. Es kann jedoch auch eine federvorgespannte Einrichtung Verwendung finden, wie dies bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 oder der Ausführungsform gemäß Fig. 2 der Fall ist, um die Andruckrolle von der Transportrolle abzuheben, d. h. die beiden Zuführrollen 34 und 36 etwas auseinanderzufahren. Um die beiden Zuführrollen weit aus einander fahren zu können, z.B. für die Wartung oder zum Einfädeln des Anfangs eines neuen Werkstoffstreifens zwischen die Zuführrollen, ist ein von Hand zu betätigendes Ventil 175 vorhanden, welches über die Leitung 177 sowie die Leitung 181 Druckflüssigkeit direkt auf die Innenseite des Hydraulikkolbens im Hydraulikzylinder 48 freigibt und damit die beiden Zuführrollen auseinanderfährt. In der Leitung 181 ist eine Drosselstrecke 183 eingebaut, welche eine Dämpfungsfunktion beim anfänglichen Zusammenfahren der Zuführrollen bewirkt, wenn ein federvorgespanntes System, wie in Fig. 7 dargestellt, Verwendung findet. Die restlichen Elemente der Ausführungsform gemäß Fig. 6 bestehen aus einer Temperatur-Flüssigkeitsstandanzeige 185, einem magnetischen Teilchenfänger 187, einer Belüftungsöffnung 189 sowie Rückschlagventilen 191 und Entlüftungsventilen 193. Ferner sind eine Druckanzeige 195 und ein Druckwasserspeicher 197 vorgesehen, die die für sie geläufigen Funktionen in einem hydraulischen Schaltkreis übernehmen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 erfassen die Transportrolle 34 und die Andruckrolle 36 den Werkstoff streif en 16, wenn über die Leitung 173 unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit in den Ringraum 201 des Hydraulikzylinders fließt, der dem Ringraum 203 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 entspricht. Mit Hilfe der Dichtungen 205, 207 und 209 wird ein Austreten der Hydraulikflüssigkeit aus dem

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Hydraulikzylinder vermieden. Die Beaufschlagung des Ringraumes 201 mit der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit verschiebt den Hydraulikkolben 211 in der Darstellung nach unten und damit auch die Schraube 213, über welche ein Joch 215 mit dem Hydraulikkolben verbunden ist. Dieses Joch 215 haltert eine Querwelle 216, auf welcher die Andruckrolle 36 miitels Lager 217 gelagert ist. Entsprechend dem Ringraum bei dem Hydraulikzylinder gemäß Fig. 6 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ein Ringraum 221 vorgesehen, der zum Auseinanderfahren der Zuführrollen mit Druck beaufschlagt wird. Sobald über die Leitung 173 der Hydraulikdruck zu wirken aufhört, hebt eine Federscheibe 223 geringfügig die Andruckrolle von dem Werkstoffstreifen ab.

Indem der Abstand, auf welchen die beiden Zuführrollen auseinander gefahren werden, wenn sie den Materialstreifen freigeben, so klein wie möglich gehalten wird und indem so wenig wie möglich Zeit für dieses Auseinanderfalten vorgesehen wird, ist es möglich, die Betriebsgeschwindigkeit zu erhöhen und bei dem System gemäß Fig. 7 nicht nur die Freigabe-zeit zu verringern, sondern auch eine automatische Anpassung an die Dickedes Werkstoffstreifens vorzusehen. Die Hydraulikanordnung enthält einen zylindrischen Stift 225, an dem ein Mitnehmer 227 angebracht ist, der mit Hilfe eines Abstandsringes 229 und eines Sprengringes 231 innerhalb einer Hülse 233 den Stift 225 im Kolben 211 festhält. Die Hülse 233 ist dabei im Kolben 211 mit Hilfe eines zweiten Sprengringes 235 fixiert. Damit kann der zylindrische Stift 225 eine reibungsgebremste Verschiebung relativ zum Kolben 211 ausführen. Der zylindrische Stift ist ferner mit einem Kopf versehen, der mit Hilfe eines weiteren Sprengringes 237 am feststehenden Teil des Hydraulikzylinders befestigt ist. Wenn die Andruckrolle 36 durch die Einwirkung der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit gegen den Werkstoffstreifen 16 gedrückt wird,

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wird dabei die Federscheibe 223 flachgedrückt, so daß diese,sobald der Hydraulikdruck aufhört, wieder in ihre spannungsfreie Lage zurückgeht und dabei die Andruckrolle 36 geringfügig bei jedem Druckabfall zurückzieht. Der Mitnehmer 227 kann als einstückiges ringförmiges Element oder auch als mehrstückiges Element ausgeführt sein, das innerhalb des Kolbens 211 derart montiert ist, daß es keine relative Bewegung zu diesem Kolben längs der Kolbenlängsachse ausführt. Durch das Zuführen der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit in den Ringraum 201 wird der Kolben 211 gegen die Kraft der Federscheibe 223 nach unten verfahren, bis diese unter Aufbau einer Rückstellkraft flachgedrückt ist und dann der Mitnehmer auf dem Stift 225 verschoben wird.

Wenn die Andruckrolle 36 gegen den Werkstoff streifen 16 gedrückt ist, bleibt daher in der Federscheibe 223 eine Rückstellkraft erhalten, die gleich der Reibungskraft des Mitnehmers 227 am Stift 225 ist. Sobald der Hydraulikdruck zu wirken aufhört, hebt die Federscheibe 223 wegen der gespeicherten Rückstellkraft den Stift 225 an und damit entsprechend den Kolben 211 sowie die Andruckrolle 36, bis die Restrückstellkraft der Feder 223 durch die Reibung, z.B. durch die Abdichtungen 209, 205 und 207, kompensiert wird. Bei den Werten für die Rückstellkraft der Federscheibe und die Reibungskraft des Mitnehmers, wie sie bei der beschriebenen Ausführungsform Verwendung finden, wird die Andruckrolle und der Hydraulikkolben etwa zwischen 0,12 mm und 0, 63 mm durch die Federkraft abgehoben. Dieses geringe Abheben der Andruckrolle genügt, um sie außer Eingriff mit dem Werkstoff streif en zu bringen und um dadurch jegliche Reibungswiderstände zu eliminieren, die entstehen könnten, wenn der Werkstoffstreifen durch die Preßform bzw. Stanzform erfaßt und ausgerichtet wird. Durch eine geeignete Auswahl der Federkraft und der Reibungskraft der beiden erwähnten Teile ist es möglich, einen sehr kleinen Abstand zwi-

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sehen der Andruckrolle und dem zugeführten Werkstoffstreifen vorzusehen, so daß der Anteil der durch das Servoventil zu verschiebenden Flüssigkeitsmenge, um die Andruckrolle wieder anzulegen, im Interesse eines schnellen Ansprechverhaltens auf einem Minimum gehalten werden kann. Im Normalbetrieb tritt nur eine sehr kleine oder nahezu keine Bewegung zwischen dem zylindrischen Stift 225 und dem Hydraulikkolben 211 auf. Jedoch, wenn eine Änderung des Werkstoffes vorgesehen ist und z.B. ein dünneres Werkstoffmaterial Verwendung finden soll, ergibt sich ein längerer Weg beim Anlegen der Andruckrolle 36 als dies normalerweise üblich ist, indem eine größere Flüssigkeitsmenge dem Zylinder zugeführt werden muß. Die Drosselstrecke 183 verhindert, daß diese anfänglich größere Flüssigkeitsverschiebung eine Beschädigung des Systems verursachen kann.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 4A und 4B sowie 6 und 7 dargestellt. Es kann jedoch sein, daß die zuvor beschriebenen Merkmale nur für bestimmte Situationen von Vorteil sind und für andere Situationen eine voll gesteuerte Abhebung der Andruckrolle wünschenswert wird, wobei für eine geschlossene Schleifensteuerung zum Abheben der Andruckrolle ein Wandler zur Rückkopplung der Verschiebung Verwendung findet. Ein solches System wird anhand der Fig. beschrieben.

Auch bei der Ausführungsform gern äß Fig. 5 findet ein Hydraulikzylinder 48 Verwendung, bei dem der Hydraulikkolben auf beiden Seiten zum Zusammenführen bzw. Auseinanderfahren der Zuführungsrollen beaufschlagt werden kann. Entsprechend der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform findet eine Druckquelle 52 mit einer Hydraulikpumpe Verwendung, die die Hydraulikflüssigkeit vom Flüssigkeitstank 155 zum Servoventil 50 pumpt, mit dem das Anlegen der Andruckrolle und das Abheben der Andruckrolle 36 gesteuert wird.

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Ein Wandler 239 für die Rückkopplung der Verschiebung, der aus einem linear veränderlichen Differentialtransformator bestehen kann, wird dazu benutzt, um die tatsächliche Stellung der Andruckrolle 36 zu überwachen und ein Rückkopplungs- bzw. Verschiebungssignal über die Leitungen 241 und 243 zur Verfügung zu stellen. EinSummenverstärker 245 wird von dem Verschiebungssignal zusammen mit Befehlen für das Anheben bzw. Anlegen der Andruckrolle beaufschlagt, welche über die Leitung 247 einwirken. Über die Leitung 249 wird ein Stabilisierungssignal angelegt. Das Ausgangssignal des Summenverstärkers 245 wird an einen Leistungsverstärker 250 übertragen, der seinerseits das Servoventil 50 steuert. Mit Hilfe eines Kompensationsnetzwerkes 243, das als Widerstands-Kapazitätsnetzwerk aufgebaut sein kann, um eine angenäherte Ableitung des Verschiebesignals zu erzeugen, wird das Stabilisierungssignal geschaffen, das über die Leitung 249 am Summenverstärker wirksam ist.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Zuführeinrichtung für VVerkstoffstreifen in eine Bearbeitungsmaschine, bei der während eines Bearbeitungszyklus eine mit dem Werkzeug gekoppelte Welle eine volle Umdrehung ausführt, mit zwei Zuführrollen, zwischen welchen der Werkstoffstreifen verläuft und von welchen zumindest eine ν η einem Motor in dessen einem Betriebszustand zum Vorschub des Werkstoffstreifens mit einem Antriebsdrehmoment beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen in Abhängigkeit von einer ersten vorgegebenen Drehposition der Welle (18) die Zuführrollen(34, 3(i) für den Vorschub des Werkstoffstreifens (lG)wirksam werden lassen, daß Steuereinrichtungen nach dem Wirksamwerden der Zuführrollen (34, 36) das Antriebsdrehmoment des Motors (T) an die eine Zuführrolle (Transportrolle 34) anlegen, daß die Steuereinrichtungen den Motor (T) in einem solchen Zeitpunkt in einen zweiten Betriebszustand steuern und die zumindest eine Zuführrolle (Transportrolle 34) mit einem Bremsmoment beaufschlagen, welches diese Zuführrolle zum Stillstand bringt, wenn der restliche Vorschub gerade ausreicht, um eine Vorschublänge des Werkstoffstreifens voll in die Bearbeitungsmaschine zu verschieben und die Zuführrolle (Transportrolle 34) zum Stillstand zu bringen,

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und daß weitere Einrichtungen vorhanden sind, die in Abhängigkeit von einer zweiten vorgegebenen Drehposition der Welle (18) die Zuführrollen (34, 36) außer Eingriff mit dem Werkstoffstreifen bringen.
2. Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen Einrichtungen zum Erzeugen eines ersten Zuführsignals, das die gewünschte Vorschublänge des zuzuführenden Werkstoffstreifens kennzeichnet, sowie eines zweiten Signals, das die Drehposition der einen Zuführrolle kennzeichnet, und ferner eines dritten Signals umfassen, das die augenblickliche Winkelgeschwindigkeit der einen Zuführrolle repräsentiert, und daß Summiereinrichtungen vorhanden sind, die das erste Zuführsignal und das zweite Signal addieren und dieses einer Radizierstufe zuführen, welche aus der Summe der Signale ein viertes Signal ableitet.
.'i. Zuführeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen ferner weitere Summiereinrichtungen umfassen, um zu einem ersten weiteren Signal, das einem ersten bestimmten Anteil des vierten Signals entspricht, ein zweites weiteres Signal zu addieren, das einem zweiten bestimmten Teil des dritten Signals entspricht, wodurch ein fünftes Signal entsteht, daß Einrichtungen vorhanden sind, die auf das fünfte Signal ansprechen ■ und den Motor veranlassen, im ersten Betriebszustand zu arbeiten, wenn das fünfte Signal einen von Null verschiedenen Wert der einen Polarität hat bzw. in den zweiten Betriebszustand überzugehen, wenn das fünfte Signal den Nullwert durchlaufend einen Wert mit entgegengesetzter Polarität annimmt.
4. Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorhanden sind, die auf einen vorgegebenen Fehlerwert der einen Zuführrolle ansprechen,

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um die Radizierstufe für die Übertragung der Summe aus dem ersten Zuführsignal und dem zweiten Zuführsignal zu überbrücken.
5. Zuführeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung und der Motor ein Gesamtträgheitsmoment J haben, und daß das erste weitere Signal mit dem bestimmten proportionalen Anteil geteilt durch das zweite weitere Signal mit dem bestimmten proportionalen Anteil im wesentlichen gleich der Quadratwurzel aus 2 χ dem Bremsmoment, dividiert durch J, ist.
6. Zuführeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorhanden sind, die das Intervall zwischen dem Anhalten der einen Zuführrolle (Transportrolle 34) und dem Auseinanderfahren der Zuführrollen (34, 36) anzeigen.
7. Zuführeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Alarmeinrichtungen vorhanden sind, die auf das Erreichen eines bestimmten minimalen Betrages des Intervalls zwischen dem Anhalten der einen Zuführrolle (Transportrolle 34) und dem Auseinanderfahren der Zuführrollen (34, 36) ansprechen.
8. Verfahren zum Zuführen eines Abschnitts vorgegebener Größe eines Werkstoffstreifens in eine Bearbeitungsmaschine, wobei das Werkzeug der Bearbeitungsmaschine mit einer Welle gekuppelt ist, die eine volle Umdrehung während eines Bearbeitungszyklus ausführt, und wobei ein Motor im einen Betriebszustand ein Antriebsmoment über zumindest eine Zuführrolle zum Vorschub des Werkstoffstreifens liefert und im

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anderen Betriebszustand ein Bremsmoment an die eine Zuführrolle zum Abbremsen und Anhalten des Werkstoffstreifens abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das an die eine Zuführrolle abgegebene Antriebsmoment unterbrochen wird, wenn die restliche Vorschubbewegung des Werkstoffstreifens gerade ausreicht, um durch das angelegte Bremsmoment die eine Zuführrolle ohne Drehungsumkehr zum Stillstand zu bringen und den VVerkstoffstreifen voll in die Bearbeitungsmaschine zu verschieben.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrollen am Werkstoffstreifen zur Anlage gebracht werden, wenn die die Position des Werkzeugs kennzeichnende Welle eine bestimmte einprogrammierte Stellung einnimmt und bevor das Antriebsmoment über eine der Zuführrollen angelegt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrollen außer Eingriff mit dem Werkzeugstreifen gebracht werden, wenn die das Bremsmoment anlegende eine Zuführrolle zum Stillstand kommt und die Welle eine bestimmte einprogrammierte Drehposition einnimmt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Intervall zwischen dem Anhalten der einen Zuführrolle und dem Auseinanderfahren der beiden Zuführrollen zur Freigabe des Werkstoffstreifens zur Anzeige gebracht wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alarm ausgelöst wird, wenn das Intervall zwischen dem Anhalten der einen Zuführrolle und dem Auseinanderfahren der beiden Zuführrollen sich dem Wert Null nähert.

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13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsmaschine zum Stillstand gebracht wird, wenn das Intervall zwischen dem Anhalten der einen Zuführrolle und dem Auseinanderfahren der beiden Zuführrollen den Wert Null erreicht.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Vorschubsignal entsprechend dem gewünschten Vorschub erzeugt wird, daß ein zweites Vorschubsignal entsprechend der Winkelposition der einen Zuführrolle gebildet wird, daß ein drittes Signal zur Anzeige der augenblicklichen Winkelgeschwindigkeit der Zuführrolle geschaffen wird, und daß das erste Vorschubsignal sowie das zweite Vorschubsignal summiert und das Ergebnis radiziert wird, um ein viertes Signal zu erhalten, das mit dem Ansteigen des zweiten Vorschubsignals kleiner wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte und das vierte Signal summiert wird und ein fünftes Signal ergibt, das durch den Wert Null läuft, wenn das vierte Signal sich bis zu einem vorbestimmten Betrag verringert hat, und daß der Motor einerseits ein Vorschubdrehmoment erzeugt, wenn das fünfte Signal einen Betrag der einen Polarität bezogen auf den Nullwert hat und andererseits ein Bremsmoment erzeugt, wenn das fünfte Signal einen Betrag der entgegengesetzten Polarität bezogen auf den Nullwert hat.
IG. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte und das vierte Signal vor dem Summieren mit einer Konstante K3 bzw. K4 multipliziert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Konstante K4 zu K3 im wesentlichen gleich der Quadrat-

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wurzel aus dem Betrag ist, den man erhält, wenn das doppelte Brems moment durch die Trägheit der Vorschubeinrichtung dividiert wird.
18. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 17, die Zuführrollen umfassen, welche einen Werkstoffstreifen in zyklischen Vorschubschritten einer Bearbeitungsmaschine zuführen, dadurch gekennzeichnet, daß erste Einrichtungen zum Programmieren von Steuereinrichtungen derart vorhanden sind, daß der Vorschub zu einem bestimmten Zeitpunkt des Arbeitszyklus der Bearbeitungsmaschine beginnt, und daß ferner zweite programmierbare Einrichtungen vorhanden sind, mit welchen ein Zeitpunkt im Bearbeitungszyklus einstellbar ist, zu welchem die Zuführrollen auseinandergefahren werden.
19. Einrichtung nach Anspruch IC,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen programmierbar sind, um einen bestimmten Zeitpunkt für das Zusammenfahren der Zuführrollen bzw. das Anlegen der Andruckrolle festzulegen.
20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschublänge einprogrammierbar ist , und daß die verbleibende Zeit anzeigbar ist, welche zwischen dem Ende der Vorschubbewegung bei völlig eingeführtem Werkzeugstreifen und dem Abheben der einen Zuführrolle liegt.
21. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorhanden sind, mit welchen die Zuführrollen in einer bestimmten Position festgehalten werden, und daß ferner Übersteuerungseinrichtungen vorhanden sind, mit denen während eines bestimmten Teils des Bearbeitungszyklus die Zuführrollen in eine zweite Position verschiebbar sind.

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22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zuführrollen durch eine Feder in der einen Position und durch eine magnetische Betätigungseinrichtung in der anderen Position gehalten werden.
23. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrollen in der einen Position durch eine Feder und in der anderen Position durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung verschiebbar sind.
24. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Einstelleinrichtungen vorhanden sind, die die ersten Einrichtungen reibschlüssig mit der einen Zuführrolle kuppeln, um ein Gleiten relativ zu der einen Zuführrolle zuzulassen, wenn die Kraft zwischen den beiden Zuführrollen einen bestimmten Betrag überschreitet, um eine Anpassung des Systems an sich ändernde Dicken der Werkstoffstreifen zu gewährleisten.
25. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß Signalgebereinrichtungen vorhanden sind, welche die Winkelposition der mit dem Werkzeug der Bearbeitungsmaschine gekuppelten Welle bezüglich einer Bezugsposition ermitteln, daß ferner Wähleinrichtungen vorhanden sind, um den Zeitpunkt einzustellen, zu welchem der Vorschub des Werkstoffstreifens beginnen soll, daß weitere Wähleinrichtungen vorhanden sind, mit welchen die Länge des in die Bearbeitungsmaschine einzuführenden Werkstoff streif ens festgelegt wird, und daß ferner Überwachungseinrichtungen vorhanden sind, welche die Arbeitsmaschine abstellen, wenn die gewünschte Länge des Werkstoffstreifens nicht während des eingestellten Zeitintervalls in die Bearbeitungsmaschine

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eingespeist wird.
26. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorhanden sind, um den Vorschub des Werkstoffstreifens während eines Vorschubzyklusses schrittweise steuern zu können.

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