DE3230514A1

DE3230514A1 - Verfahren und einrichtung zur ueberwachung von pressen

Info

Publication number: DE3230514A1
Application number: DE19823230514
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Hatano Kanagawa Ikeda
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1981-08-18
Filing date: 1982-08-17
Publication date: 1983-03-10
Also published as: DE3230514C2; IT8248995A0; CH656578A5; SE8204738D0; FR2511639B1; GB2104822A; CA1213963A; FR2511639A1; SE8204738L; JPS6218247B2; IT1149061B; KR840001067A; GB2104822B; KR880000610B1; SE452437B; US4466317A; JPS58122132A

Description

DlPL.-ING. BUSCHHOFF .

DlPL.-ING. HENNICKE Y

DIPL.-ING. VOLLBACH

KAISER-WILHELM-RING 24

5000 KÖLN 1

Reg.-Nr. Aktenz.: . I I

1 Aa 279 I KÖLN, denl6.8.1982

bitte angeben Vo/ka

Anm.: Amada Company, Limited

200 Ishida, Isehara-shi, Kanagawa-ken (Japan)

Titel: Verfahren und Einrichtung zur Überwachung von Pressen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Pressen u.dgl., die zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Metallblechen u.dgl., einen Stößel und Ober- und Unterwerkzeuge.aufweisen. Sie ist insbesondere auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überwachung von Pressen gegenüber Störungen und Fehlfunktionen ihrer Werkzeuge gerichtet.

Pressen weisen bekanntlich einen vertikal beweglichen Stößel, und Ober- und Unterwerkzeuge bzw. Ober- und Unterformen auf, die bei Stößelbetätigung zusammenwirken, um Werkstücke, wie Metallbleche, zu bearbeiten. In den meisten Fällen sind die Ober- und Unterwerkzeuge zu einem Werkzeug- oder Formensatz vereinigt, der sich aus Gründen der Montagevereinfachung ^; oder aus anderen Gründen unmittelbar unter dem Stößel an- . ordnen und lagern läßt. Auch werden die Ober- und Unterwerk-, zeuge an Werkzeughaltevorrichtungen angeordnet, z.B. einem' Paar Dreh- oder Revolverköpfen, die eine Gruppe von Ober- und Unterwerkzeugen tragen, welche sich wahlweise in die Arbeitsstellung unmittelbar unter den Stößel bringen lassen.

Werden die Ober- und Unterwerkzeuge in einer Werkzeugeinheit bzw. einem Formensatz vereinigt verwendet oder an Werkzeughaltevorrichtungen, wie Revolverköpfen u.dgl., vorgesehen,.

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so ist das Oberwerkzeug so angeordnet, daß es am Ende eines joden Arbeitszyklus von einer Ab.streif- oder Abziehfeder von

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dem Werkstück abgezogen bzw. hochgezogen wird. Die Abziehfeder wird zusammengedrückt, wenn der Stößel das Oberwerkzeug gegen das Werkstück und das Unterwerkzeug stößt. Beim Stößelrückhub hebt sie dann das Oberwerkzeug aus dem Werkstückkontakt wieder ab.

Insbesondere bei Loch- und Stanzvorgängen geschieht es nicht selten, daß das Oberwerkzeug nach Beendigung eines Bearbeitungszyklus hängenbleibt, also von der Abziehfeder nicht ordnungsgemäß wieder aus dem Werkstückkontakt hochgeführt wird. Dies ist auf verschiedene Gründe zurückzuführen, z.B. auf einen Bruch oder eine Ermüdung der Abziehfeder, auf VerschMß oder auch auf Wärmedehnungen des Oberwerkzeuges. Wenn bei Loch- und Stanzvorgängen das Oberwerkzeug nicht ordnungsgemäß aus dem Werkstückkontakt hochgeführt wird, so bleibt es in vielen Fällen nicht, nur in dem Werkstück selbst, sondern auch in dem Unterwerkzeug gefangen, was infolge des Weiterlaufs der Presse eine Gefahrensituation darstellt. Hierbei kommt es zu Beschädigungen oder zu einem Bruch des Ober- und/oder Unterwerkzeuges, des Werkstücks und auch der Presse; wenn das Werkstück bei in ihm hängengebliebenem Oberwerkzeug zwangsweise mittels einer mechanischen Vorrichtung weiterbewegt wird. Da die Werkstücke insbesondere bei Loch- und Stanzvorgängen zumeist auf automatischem Wege bewegt bzw. den Pressen zugeführt werden, sind schwerwiegende Beschädigungen der Werkzeuge, der Werkstücke und auch der Pressen in dem genannten Störfall häufig unvermeidbar.

Aus den vorgenannten Gründen ist es erforderlich, den Werkstückvorschub bzw. die Werkstückzuführung erst dann vorzunehmen, wenn sich das Oberwerkzeug vollständig von dem Werkstück abgehoben hat. Insbesondere bei automatischen Werkstückvorschub- und -Zuführungsvorrichtungen müssen der Vorschubantrieb des Werkstücks und auch der Pressenantrieb sofort stillgesetzt werden, wenn bei einer Störung in der Hubbewegung des Oberwerkzeuges dieses in dem Werkstück gefan-

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gen bleibt. Es ist infolgedessen notwendig, die Presse auf den genannten Störfall zu überwachen und bei seinem Eintreten den Werkstücktransport und die Presse sofort.stillzusetzen.

Tn der Vergangenheit sind zahlreiche Versuche angestellt worden, um das nicht ordnungsgemäße Rückstellen der Oberwerkzeuge bei Pressen im laufenden Betrieb sofort zu erkennen und im Störfall den Werkstücktransport und die Pressen¹ stillzusetzen. Beispielsweise hat man eine fotoelektrische|. Röhre verwendet, um jeweils die Rückstellung des Oberwerkzeuges in seine Ausgangslage nach Beendigung der Arbeitszyklen festzustellen und im Störfall den Werkstückvorschub und die Presse anzuhalten. Dabei wird die Anordnung normalerweise so getroffen, daß jeweils das Abziehen des Oberwerkzeuges von dem Werkstück festgestellt wird, wenn das Oberwerkzeüg bei seiner Rückstellbewegung einen bestimmten Festpunkt erreicht oder überläuft, dessen Lage von der größtmöglichen Dicke des zu bearbeitenden Werkstücks bestimmt wird. Bei den herkömmlichen Vorrichtungen zur Ermittlung von Störungen in der Rückstellbewegung des Oberwerkzeuges ist der Werkstückvorschub solange gesperrt, bis das Oberwerkzeug am Festpunkt vorbeigelaufen ist. Da die Lage des Festpunktes und damit der Abtaststelle von der größtmöglichen Werkstückdicke bestimmt wird, ergibt sich eine Be- ■ schränkung in der Arbeitsgeschwindigkeit der Presse, bei '^; der es bei der Durchführung von Loch- und Stanzvorgängen u.dgl. bekanntlich auf Millisekunden ankommt. Auch arbeiten die herkömmlichen Überwachungseinrichtungen der vorgenannten Art aus unterschiedlichen Gründen nicht fehlerfrei.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Sicherheit im Pressenbetrieb zu erhöhen und ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der sich die genannten Störungen, bei der Rückhubbewegung des Oberwerkzeuges aus dem Werkstückkontakt zuverlässig und rasch feststellen lassen, um

die Werkstücke und die Pressen bei Eintreten einer Störung schlagartig anzuhalten. Dabei sollen die genannten Störfälle bei jeder Dicke des Werkstückes sicher und schnellstmöglich erfaßt werden, um unabhängig von der jeweiligen Werkstückdicke, in dem Augenblick, in welchem das Oberwerkzeug vollständig aus dem Werkstück herausgezogen ist, das Werkstück mit größtmöglicher Geschwindigkeit weiterbewegen und möglichst auch die Presse mit größtmöglicher Arbeitsgeschwindigkeit betreiben zu können.

Diese Aufgabe wird mit dem in den Patentansprüchen angegebenen Verfahren und der ebenfalls in den Patentansprüchen angegebenen Einrichtung gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung werden nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in Frontansicht eine als Revolverkopfpresse ausgebildete Loch- oder Stanzpresse, die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet ist;

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Teil der Presse nach Fig. 1, und zwar einen einzelnen Werkzeugsatz mit den zugeordneten Vorrichtungen sowie dem Stößel der Presse;

Fig. 3 in einem Schaltbild den elektrischen Steuerkreis der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Vorgänge bei störungsfreiem Lauf der Presse;

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Fig. 5 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Vorgänge im Falle einer Störung (Hängenbleiben eines Oberwerkzeuges).

Fig. 1 zeigt eine Revolverkopfstanzpresse, bei der die Erfindung mit Vorteil verwirklicht werden kann. Es versteht sich aber, daß die Erfindung sich auch bei Pressen anderer Bauarten und solchen mit anderen Werkzeugen verwirklichen läßt. Die dargestellte Revolverkopfstanzpresse 1 weist einen Unterbau 3, ein Paar Seitenrahmen 5 und 7, die in Vertikallage an dem Enden des Unterbaus 3 befestigt sind, und einen Kopfrahmen 9 auf, der über·dem Unterbau 3 bzw. dem Pressenbett an den Seitenrahmen 5 und 7 gelagert ist. Ferner weist die Presse

I einen Stößel 11, einen oberen Dreh- oder Revolverkopf 13 sowie einen unteren Dreh- bzw. Revolverkopf 15 auf. Die ain dem oberen Revolverkopf 15 angeordneten Oberwerkzeuge sind mit 17 und die·an dem unteren Revolverkopf angeordneten Unterwerkzeuge mit 19 bezeichnet. Diese Werkzeuge 17 und 19 können von unterschiedlicher Größe und Form sein. Der- Stößel

II ist etwa in der Mitte des Kopfrahmens 9 vertikal hubbeweglich gelagert; er wird von einer Exzenterwelle 21 od.dgl. angetrieben,·so daß er auf die unter ihm liegenden Werkzeuge 17 und 19 zur Wirkung kommt. Der obere Revolverkopf 13 ist mit seiner vertikalen Drehachse in hängender Lage an dem Kopf rahmen 9 gelagert, während der untere Revolverkopf 15 ',' ' unmittelbar unterhalb des oberen Revolverkopfes 13, zu diesem koaxial am Unterbau 3 drehbar gelagert ist. Die Revplverköpfe 13 und 15 sind so ausgebildet und angeordnet, daß die Oberwerkzeuge 17 mit Unterwerkzeugen 19 gleicher Form und '¹I Größe auf einer vertikalen Fluchtlinie liegen. Das jeweil^ unterhalb des Stößels 11 liegende Werkzeugpaar wird von dem angetriebenen Stößel 11 betätigt.

Zur Zuführung und Positionierung eines aus einer Platte, einem Blech od.dgl. bestehenden Werkstücks W, insbesondere nines zu stanzenden Metallblechs, weist die Presse 1 einen ■

ersten Schlitten 2 3 auf, der in Richtung auf die Revolverköpfe 13 und 15 und in Gegenrichtung beweglich ist. Ferner ist die Presse mit einem zweiten Schlitten 25 versehen, der auf dem ersten Schlitten 2? verschiebbar gelagert ist. und eine Einspannvorrichtung 27 zum Einspannen des Werkstücks W trägt. Der Schlitten 23 ist auf Schienen 29 verschiebbar gelagert, die im oberen Bereich des Unterbaus 3. befestigt sind. Der Schlitten 23 ist demgemäß mittels seines Schlittenantriebs in Horizontalrichtung zu den Revolverköpfen 13, 15 hin und in Gegenrichtung bewegbar. Der zweite Schlitten 25 mit der Einspannvorrichtung 27 ist an dem ersten Schlitten 23 in den beiden Richtungen rechtwinklig zu den Schienen 29 horizontal beweglich. Er weist ebenfalls einen Schlittenantrieb auf. Die Einspannvorrichtung 27 für das Werkstück W besteht üblicherweise aus mindestens einem-Paar, z.B. mehr als zwei Paaren an Einspanngliedern, die lösbar und einstellbar am Schlitten 25 befestigt sind, so daß sie gegenüber diesem Schlitten in. Anpassung an die jeweilige Breite des Werkstücks W in der Horizontalen verstellt werden können. Der Unterbau 3 weist einen festen Tisch 31 auf, auf welchem das Werkstück W gleiten kann, wenn es von der Einspannvorrichtung 27 bewegt und der Stanzposition zugeführt wird.

Das von der Einspannvorrichtung 27 erfaßte Werkstück W kann demgemäß mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Vorschuboder Transporteinrichtung zwischen die übereinanderliegenden Revolverköpfe 13 und 15 gebracht und hier unmittelbar unter dem Stößel 11 positioniert werden, was mit Hilfe der beiden Schlitten 23 und 25 bewerkstelligt wird. Bevor das Werkstück W positioniert wird oder auch unmittelbar nach seinem Positionieren zwischen den Revolverköpfen 13 und 15 wird das jeweils gewünschte, ein Oberwerkzeug 17 und ein Unterwerkzeug 19 umfassende Werkzeugpaar mit Hilfe der Revolverköpfe 13 und 15 unter den Stößel 11 gebracht, so daß

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das Werkstück von den Werkzeugen 17 und 19 gestanzt wird, wenn der Stößel 11 von der Exzenterwelle 21 abwärts bewegt wird und damit zur Einwirkung auf das Oberwerkzeug* 17 kommt.

Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Presse läßt sich eine beliebige Anzahl an Löchern unterschiedlicher Form und Größe auf automatischem Wege und kontinuierlich in das Werkstück W einstanzen, wobei die Drehbewegung der Revolverköpfe 13 und 15 und die Bewegung der beiden Schlitten 23 und 25 mit Hilfe einer numerischen Steuerung programmiert durchgeführt werden.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die oberen und unteren Werkzeuge 17 und 19 lösbar an den radialen Enden der Revolverköpfe 13 und 15 gelagert. Fig. 2 zeigt die Revolverköpfe 13, 15 lediglich in einem Ausschnitt unterhalb des Stößels 11, wobei unter dem Stößel das für den jeweiligen Stanzvorgang am.Werkstück

W gewählte Ober- und Unterwerkzeug 17 bzw. 19 liegt. Wie erwähnt, weisen die Revolverköpfe 13 und 15 eine größere an- · ■ zahl von aus Oberwerkzeugen 17 und ünterwerkzeugen 19 unterschiedlicher Form und Größe bestehenden Werkzeugsätze auf, um am Werkstück Stanzlöcher unterschiedlicher Art herstellen zu können.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht jedes Oberwerkzeug 17 aus einem flanschartigen Kopfteil 33, einem Schaftteil 35 mit einer Schulter 37 und einem zylindrischen Werkzeugkörper 39, der an der Unterseite eine Stanzkante 41 und am Umfang eine vertikale Führungsnut 43 aufweist..Jedem Oberwerkzeug ist- eine Abstreif- oder Abziehfeder 45 zugeordnet, die sich am- ι Schaftteil 35 befindet. Das Oberwerkzeug 17 ist in einem rohr- oder hülsenförmigen Führungsorgan 47 vertikal beweglich geführt. Das Führungsorgan 47 weist an seinem oberen Ende einen Innenflansch 49 sowie einen Außenflansch 51 auf. · Ferner ist es an seiner Außenseite mit einer vertikalen Führungsnut 53 versehen. Die Anordnung ist so getroffen,

daß das Oberwerkzeug 17 mit seinem Werkzeugkörper 39 und seinem Schulterteil 37 in dem Führungsorgan 47 verschieblich geführt ist, während das Schaftteil 35 von der Abziehfeder 45 normalerweise so gehalten wird, daß es nach oben aus dem Führungsorgan 47 herausragt· Die Abziehfeder· 45 umschließt das Schaftteil 35 und stützt sich gegen die Oberseite des Führungsorgans 47 ab, wobei sie mit ihrem oberen Ende an dem flanschartigen Kopfteil 33 des Oberwerkzeuges 17 angreift. Wenn das Kopfteil 13 von dem Stößel 11 nach unten gedrückt wird, gleitet das Oberwerkzeug 17 in dem hülsenförmigen Führungsorgan 47 nach unten. Durch den Anschlag des Schulterteils 37 an dem Innenflansch 49 des Führungsorgans 47 wird das Oberwerkzeug 17 gegen Herausspringen nach oben aus dem Führungsorgan 47 gehalten. In die seitliche Führungsnut 43 des Werkzeugkörpers 39 faßt ein am Führungsorgan 47 befestigtes Federelement bzw. ein Vorsprung 55, wodurch das Oberwerkzeug- 17 an einer Drehung gegenüber dem Führungsorgan 47 gehindert wird.

Das hülsenförmige Führungsorgan 47 weist an seinem unteren Ende einen ringförmigen Niederhalter 57 auf, der das .zu stanzende Werkstück W festhält und außerdem die Stanzkante 41 führt. Die Stanzkante 41 ragt beim Stanzvorgang am Werkstück W nach unten aus dem Führungsorgan 47 heraus, wenn das Kopfteil 33 des Oberwerkzeuges 17 unter Zusammendrücken der Abziehfeder 45 von dem Stößel 11 niedergedrückt wird. Das hülsenförmige Führungsorgan· 47 mit dem darin gehaltenen Oberwerkzeug 17 ist in einer Werkzeug-Halteöffnung 59, die am radialen Ende des oberen Revolverkopfes 13 angeordnet ist, vertikal verschieblich geführt. Die Werkzeug-Halteöffnung 59 weist im oberen Bereich eine Erweiterung mit einem Schulterteil 61. In dieser Erweiterung bewegt sich der Außenflansch 51 des Führungsorgans 47, wenn dieses sich vertikal nach unten bewegt. Es versteht sich, daß der obere Revolverkopf 13 am Umfang eine Vielzahl solcher Werkstück-Halteöffnungen 49 im Umfangsabstand zueinander

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für die Aufnahme mehrerer Oberwerkzeuge 17 aufweist. Das Führungsorgan 47 ist in der Werkzeug-Halteöffnung 49 gegen Drehen gesichert. Dies erfolgt mittels eines Federelementes 63, welches am Revolverkopf 13 befestigt ist und in die Führungsnut 53 des Führungsorgans 47 einfaßt. Das Führungsorgan 47 ist in der Werkzeug-Halteöffnung 49 gegen die Wirkung einer Federvorrichtung vertikal verschieblich. Die Federvorrichtung besteht aus mehreren Hubfedern 65, die das Führungsorgan 47 normalerweise in einer Position halten, in der sein Außenflansch 51 oben in der das Schulterteil 61 bildenden Erweiterung liegt. Die einzelnen Hubfedern 61 liegen jeweils in einem vertikalen Federraum 67, der am oberen Revolverkopf 13 angeordnet ist und in Verbindung mit dem oberen Bereich der Werkzeug-Halteöffnung 59 steht. Die Hubfedern 65 sind jeweils so angeordnet, daß. sie sxh gegen den Boden des Federraumes abstützen und über einen Federteller od.dgl. 69 gegen den Außenflansch des Führungsorgans 47 wirken und damit das Führungsorgan 47 in seiner angehobenen Position zu halten suchen. Die Federkraft der Abziehfeder 45 ist größer als die Federkraft sämtlicher Hubfedern 65. Wenn daher das Kopfteil 33 des Oberwerkzeugs 17 von dem Stößel niedergedrückt wird, so wird anfangs das hülsenförmige Führungsorgan 47 über die Abziehfeder 45 und gegen die Rückstellkraft der Hubfedern 6 5 nach unten bewegt. Sobald die Hubfedern 6 5 zusammengedrückt sind, bewegt sich das Oberwerkzeug 17 unter Zusammendrücken der Abziehfeder 45 gegenüber dem Führungsorgan weiter nach unten, wobei die Stanzschneide 41 des Oberwerkzeugs 17 nach unten aus dem Führungsorgan 47 austritt.

Wenn im Stanzbetrieb der Stößel 11 von der Exzenterwelle

nach unten bewegt und eine Druckkraft auf das Oberwerkzeüg 17 ausgeübt wird, so wird zunächst das hülsenförmige' Führungsorgan 47 gegen die Rückstellkraft der schwächeren Hübfedern 65 so weit abwärts bewegt, bis sich der Niederhalter 57.gegen das Werkstück W logt und dieses auf dem Unterwerk-'

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■ zeug 19 hält. Sobald der Niederhalter 57 in Kontakt mit dem Werkstück W gelangt, bleibt das Führungsorgan 47 aufgrund des Anschlags stehen und es beginnt dann das Oberwerkzeug 17, sich in dem Führungsorgan 47 gegen die Kraft derAbziehfedex 45 nach unten zu bewegen, wobei sich das Schulterteil 37 von dem Innenflansch 49 entfernt. Während der Niederhalter 47 das Werkstück W niederhält, schiebt sich die Stanzkante 41 aus dem Führungsorgan 47 nach unten heraus, wobei es.im Zusammenwirken mit dem Unterwerkzeug 19 den Stanzvoi— gang ausführt. Wird nach dem Stanzvorqang am Werkstück W der Stößel 11 von der Exzenterwolle 2 1 wieder angehoben, so bewegt sich das Oberwerkzeug 17 zunächst unter der Rückstellkraft der sich entspannenden Abziehfeder 45 nach oben, wobei es sich aus dem Werkstück W herauszieht. Sobald das Schulterteil 37 gegen den Anschlag am Irinenflansch 49 des Fuhrungsorgans 47 gelangt, wird das Führungsorgan 47 zusammen mit dem Oberwerkzeug 17 von den sich entlastenden Hubfedern 65 weiter bis in die Ausgangsposition angehoben. Diese Arbeitszyklen wiederholen sich bei jedem Stanzvorgang .

Wie erwähnt, erfolgt die Rückstellung des Oberwerkzeuges nach erfolgtem Stanzvorgang zunächst unter der Wirkung der Abziehfeder 45 und dann zusammen mit dem Führungsorgan 47 unter der Wirkung der schwächeren Hubfedern 65. Da die Abziehfeder 45 eine größere Federkraft hat, bleibt das Oberwerkzeug 17 in Kontakt mit dem Stößel 11, wenn es von der Abziehfeder 4 5 angehoben wird, bis sein Schulterteil 47 gegen den Innenflansch 49 des Führungsorgans 47 läuft.· Da andererseits die Hubfedern 65 eine geringere Federkraft haben, verzögern sie kurzzeitig den Beginn der Hubbewegung des Obawerkzeugs 17 in dem Augenblick, in welchem sich dieses zusammen mit dem Führungsorgan 47 anzuheben beginnt. Dies bedeutet, daß in diesem Augenblick das Oberwerkzeug kurzzeitig den Kontakt mit dem Stößel. 11 verliert und dann wieder in Kontakt mit diesem gelangt, wenn die Rückstell-

kraft der sich nun entspannenden Hubfedern 65 zur Wirkung kommt.

Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Störung, bei der das Oberwerkzeug 17 bei seiner Rückstell- bzw. Hubbewegung nicht ordnungsgemäß aus dem Werkstück W herausläuft-, abgetastet, wenn das Oberwerkzeug 17 von den Hubfedern 15 nicht wieder in Kontakt mit dem Stößel 11 gebracht wird, nachdem es zuvor kurzzeitig den Kontakt mit ihm verloren hat. Das zuvor gestanzte Werkstück W wird erst dann von der beschriebenen Schlitten-Transporteinrichtung wieder bewegt, wenn das Oberwerkzeuq 17 nach dem kurzzeitigen Kontaktverlust von den Hubfedern 65 wieder.in den Stößelkontakt gebracht worden ist.

Um den Kontakt des Oberwerkzeugs 17 mit dem sich anhebenden Stößel 11 abzutasten, ist der Stößel 11 gemäß Fig. 2 durch eine Isolierung 73 von den anderen Bauteilen der Presse 1 elektrisch isoliert. Außerdem ist der Stößel 11 an ein Tastglied 75 elektrisch angeschlossen. Das Oberwerkzeug 17 ist geerdet.

In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausgestaltungsform des. elektrischen Überwactiungs- und Steuerkreises dargestellt. Mit 77 ist der Steuerkreis des Tastgliedes 75 bezeichnet, welches an eine Abtasteinrichtung 79 und eine numerische Steuereinrichtung 81 angeschlossen ist. Ein die obere Totpunktlage bestimmendes Näherungssignal (CU) in der Abtasteinrichtung 29 wird von einem Tastorgan, z.B. einem Näherungsschalter od.dgl., am Ausgang geliefert, der so angeordnet ist, daß er von einem an der Exzenterwelle 21 des Stößels 11 befestigten Nocken od.dgl. betätigt wird, wenn der Stößel 11 sich in Nähe seiner oberen Totpunktlage befindet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Näherungssignal (CU) vor. einem hohen Spannungsniveau (H), wenn

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der Drehwinkel der Exzenterwelle 21 zwischen 0° und 40° bzw. zwischen 320° und 360° (d.h. 0°) liegt, unter der Voraussetzung, daß der Drehwinkel 0° beträgt, wenn sich der Stößel 11 in seiner oberen Totpunktlage befindet, und daß er 180° beträgt, wenn sich der Stößel 11 in seiner unteren Totpunktlage befindet. Das Näherungssignal (CU) ist andererseits auf. einem niedrigen Spannungsniveau (L), wenn der Drehwinkel der Exzenterwelle 21 zwischen 40° und 320° liegt. Das Näherungssignal (CU) liegt über ein Fotoglied 8 3 am Steuerkreis 77 an.

Ein weiteres Näherungssignal (EFX), welches die Beendigung des Stanzvorgangs anzeigt und ebenfalls von einem an der Exzenterwelle 21, vorzugsweise einstellbar, angeordneten Nocken od.dgl. ausgelöst wird, wird von dem Tastorgan der Abtasteinrichtung 79 zugeführt. Dieses Näherungssignal (EFX) hat ein hohes Spannungsniveau (H) nur dann, wenn sich die Exzenterwelle 21 über ihren Drehwinkel zwischen 265° und 345° des Arbeitszyklus bewegt. Das Signal (EFX) liegt über ein weiteres Fotoglied 85 am Steuerkreis 77 an. Ein Anschlagsignal· (ST) in der Abtasteinrichtung 79, ent-■ sprechend dem Tastglied 75, hat ein· niedriges Spannungsniveau (L), wenn der Stößel 11 und das Oberwerkzeug 17 im ■ Kontakt miteinander stehen. Umgekehrt hat es ein hohes Spannungsniveau (H), wenn kein Kontakt zwischen Stößel 11 und Oberwerkzeug 17 vorliegt. Das Anschlagsignal· (ST) liegt am Steuerkreis 77 über ein Fotoglied 87 an. Ein NAND-Kreis 89 innerhalb des Steuerkreises 77 erzeugt ein Ausgangssignal unter der Bedingung, daß das Näherungssignal (CU) und das Anschlagsignal (ST) ein niedriges Spannungsniveau (L) und das Näherungssignal (EFX) ein hohes Spannungsniveau (H) haben. Das ankommende Signal des NAND-Kreises 89 wird dem Rückstell- bzw. Löschanschluß R eines ersten Flip-Flop (FFl) über einen Inverter 91 zugeführt. Der Ausgang Q, des ersten Flip-Flop (FFl) hat ein hohes Spannungs-

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potential (H), wenn das Näherungssignal (CU) für die obere Totpunktlage von dem hohen Spannungsniveau (H) auf das niedrige Spannung sniv'eau (L) fällt. Das Eingangssignal Q, wird NAND-Kreisen 93 und 95 zugeführt.

Der NAND-Kreis 93 erzeugt ein Ausgangssignal mit dem Zustand des Ausgangs Q-, des Näherungssignals (EFX) für die Beendigung des Stanzvorgangs; das Anschlagsignal. (ST) und der erste Flip-Flop (FFl) befinden sich sämtlich auf hohem· Spannungsniveau (H). Der Ausgang des NAND-Kreises 9 3 wird einem zweiten Flip-Flop (FF2) über einen Inverter 97 zugeführt. Der Ausgang Q₇ des zweiten Flip-Flop (FF2) geht auf hohes Spannungsniveau (H), wenn das Näherungssignal (ST) hohes Spannungsniveau (H) hat und der Ausgang des NAND-Kreises 93 auf niedriges Spannungsniveau (L) fällt. Der Ausgang Q„ des NAND-Kreises 9 3 wird einem dritten Flip-Flop (FF3) und'einem ersten Monomultivibrator (MFFl) zugeführt. Dieser erste Monomultivibrator (MFFl) erzeugt ein Impulssignal -bei einem bestimmten Zeitintervall, wenn·sein' Eingang von niedrigem Spannungsniveau (L) auf hohes Spannungsniveau (.H) wechselt. Sein Ausgang (Q, ) wird einer numerischen Steuereinrichtung 81 als ein den gestörten Oberwerkzeughub anzeigendes Störsignal (ASM) über einen Kelaiskreis 99 zugeführt. Der Ausgang Q-, des ersten Monomultivibrators (MFFl). liegt sowohl an dan dritten Flip-Flop (FF3) als auch an einem NAND-Kreis 101 an.

Der dritte Flip-Flop (FF3) erzeugt ein Ausgangssignal ^ unter der Bedingung, daß der zweite Flip-Flop (FF2) ein Ausgangssignal [Q₀) und der erste Monomultivibrator (MFFl)

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ein Ausgangssignal (~ζ£,) erzeugt, wobei sein Ausgang (Q₃) dem NAND-Kreis 95 zugeführt wird. Der NAND-Kreis 95 erzeugt ein Ausgangssignal unter der Bedingung, daß der erste Flip-Flop (FFl) ein Ausgangssignal (Q-.) und der dritte Flip-Flop (FF3) ein Ausgangssignal (Q-.) erzeugt; er ist an einen zweiten Monomultivibrator (MFF2) angeschlossen. Der Ausgang

•Q_ des zweiten Monoitiultivibrators (MFF2) wird der numerischen Steuereinrichtung 81 über einen Inverter 103 und ein Fotoglied 105 als ein die beendigung des Stanzvorgangs an-.zeigendes Signal für die numerische Steuerung (AEFX) zugeführt.

Der NAND-Kreis 101 erzeugt ein Ausgangssignal unter der Bedingung, daß der erste Monomultivibrator (MFFl) das Ausgangssignal (Q,) und der zweite Monomultivibrator (MFF2) das Ausgangssignal (Q₂) erzeugt, und d^r Au.yqancj ck>s NAND-Kreises 101 wird der numerischen Steuereinrichtung 81 über ein Fotoglied 1107 als Anzeigesignal für die obere Totpunktlage für die numerische Steuerung (ACU) zugeführt. Das Bezugszeichen 109 in Fig. 3 bezeichnet einen·Löschoder Rückstellkreis, mit welchem sämtliche Flip-Flops und Monomultivibratoren in den Ausgangszustand.zurückgebracht werden können.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 erläutert. Wenn der Stanzbetrieb, wie üblich, mit elektrischem Antrieb durchgeführt wird, so wird beim Einschalten des Leistungsschalters der Stanzpresse der zweite und der dritte Flip-Flop (FF2 bzw. FF3) durch den Anstieg des Ausgangssignals eines NAND-Kreises 111 im Rückstellkreis 109 von dem niedrigen Spannungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H) freigegeben bzw. gelöscht. Ferner werden das Näherungssignal für die obere Totpunktlage (CU) und das Signal für die Stanzbeendigung (EFX) in die Abtästeinrichtung 79 mit hohem Spannungsniveau (H) bzw. mit niedrigem Spannungsniveau (L) aufgrund eines Signals aufgegeben, welches von der Tastvorrichtung,z.B. einem Näherungsschalter, geliefert wird, welche bzw. welcher von dem an der Exzenterwelle 21 befestigten Nockenglied betätigt wird. Außerdem wird das Anschlagsignal im Tast-

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glied mit hohem Spannungsniveau (H) zugeführt, da der Stößel 11 und das Oberwerkzeug 17 nicht in Kontakt miteinander stehen. · .

Wenn nach dem Anlauf des Stößels 11 die Exzenterwelle 21 sich von der oberen Totpunktlage, nämlich der Winkelposition 0°, um einen Winkel von etwa 40° gedreht hat, fällt das Näherungssignal (CU) von dem hohen Spannungsniveau (H) auf das niedrige Spannungsniveau (L) und der Ausgang (Q,) des ersten Flip-Flop (FFl) steiqt von niedrigem Spannungsniveau (L) auf hoho« Spannungsniveau (H), da der erste Flip-Flop (PFl) das Signal (CU) am Eingangsanschluß (C) empfängt. Die Ausgangssignale aller anderen Kreise ändern sich jedoch nicht. Wenn nun die Exzenterwelle 21 sich weiterdreht, um den Stößel in Kontakt mit dem Oberwerkzeug 17 zu bringen, fällt das Anschlagsignal (ST) von dem hohen Spannungsniveau (H) auf das ■ niedrige Spannungsniveau (L). Bei diesem Betriebszustand .erreicht der Stößel 11 seine untere Totpunktlage, wobei das Werkstück W durch die Werkzeuge 17 und 19 gestanzt wird. Nach dem Stanzvorgang beginnt der Stößel Il sich wieder anzuheben.

Sobald da« Oberwerkzoug 17 von der Abziehfeder 45 angehoben wird, um seine Schulter 37 in Kontakt.mit dem Innenflansch 49 des Führungsorgans 47 zu bringen, steigt das Anschlagsignal (ST) von dem niedrigen Spannungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H), da, wie weiter oben ausgeführt, das Oberwerkzeug 17 im Augenblick des Schulteranschlags kurzzeitig seinen Kontakt mit dem Stößel 11 verliert. Das Anschlagsignal (ST) fällt wieder auf das niedrige Spannungsniveau (L), da das Oberwerkzeug 17 von den Hubfedern 65 sofort wieder in Kontakt mit dem Stößel 11 gehoben wird. In diesem Betriebszustand steigt das Näherungssignal für die Beendigung des Stanzvorgangs (EFX) von dem niedrigen Spannungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H) und der .Rückstellanschluß (R) des ersten Flip-Flop (FFl) erhält

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ein Signal, welches von dem niedrigen Spannungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H) ansteigen muß, da der Ausgang des NAND-Kreises 89 von dem hohen Spannungsniveau (H) auf das niedrige Spannungsniveau (L) fällt. Im Ergebnis wird damit der erste Flip-Flop (FFl) gelöscht bzw. freigegeben und sein Ausgang Q, fällt von dem hohen Spannungsniveau (H) auf das niedrige Spannungsniveau (L). Da das Ausgangssignal (Q,) von dem niedrigen Spannungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H) ansteigt (aufgrund des Abfalls des'Ausgangs (Q-,)), wird der zweite Monomultivibrator (MFF2) betätigt, so daß er am Ausgang (Q₂) Impulssignalerät-einer bestimmten Schwingungsform liefert. Das Impulssignal wird als ein Stanzendsignal für die numerische Steuerung (AEFX) abgegeben und der numerischen Steuereinrichtung -81 der Revolverkopf presse über den Inverter 10 3 und das Fotoglied 105 zugeführt. Durch Ausnutzung des ¹NAND" der Ausgänge Q₁ und Q„ im ersten und zweiten Monomultivibrator (MFFl bzw. MFF2) und des die obere Totpunktlage anzeigenden Näherungssignals (CU) wird das letztgenannte Signal (CU) in bezug auf die Vermeidung von Störungen der numerischen Steuerabläufe in der numerischen Steuereinrichtung nützlich, was durch den Abfall der Signale (EFX) und (ASM) in der oberen Totpunktlage bewirkt wird. Im Fall einer Störung in der Abzieh- und Hubbewegung des Oberwerkzeuges 17 (Ausgang Q, hat hohes Spannungsniveau (H)) oder wenn der Werkstückbewegungsbefehl (AEFX) nicht abgegeben wird (Ausgang Q„ hat hohes Spannungsniveau (H)), wird ein Signal mit hohem Spannungsniveau (H) an die numerische Steuereinrichtung (81) als Ausgang des NAND-Kreises 101 geliefert, wenn das Näherungssignal (CU) hohes Spannungsniveau hat. Wie oben beschrieben, kann das Werkstück W mit seiner Bewegung beginnen, sobald das Oberwerkzeug den Kontakt mit dem Werkstück W verliert, und zwar aufgrund eines Signals, bei dem das Anschlagsignal.(ST) von dem niedrigen Spannungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H)

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steigt und dann wieder auf das niedrige Spannungsniveau (L) fällt.

Bei gestörter Werkzeug-Abstreifung wird das Oberwerkzeug in dem Werkstück W gefangen und kann daher nach dem Stanzvorgang nicht aus dem Werkstück W herausgezogen werden. Infolgedessen bewegt sich der Stößel 11 ohne das Oberwerkzeug 17 nach oben und das Oberwerkzeug 17 wird nicht in Kontakt mit dem Stößel 11 gebracht, nachdem der Stößel 11 aus dem Kontakt mit dem Werkstück W gehoben worden ist. Das Störsignal (ASM) wird der numerischen Steuereinrichtung zugeführt, um den Stanzvorgang anzuhalten.

Wenn gemäß den Fig. 3 und 4 sich das Oberwerkzeug 17 bei gestörter Abziehbewegung in dem Werkstück W befindet, steigt somit allein der Stößel 11 an, der dabei den Kontakt mit dem Oberwerkzeug 17 verliert. Dies bedeutet, daß das Anschlagsignal (ST) von dem niedrigen Spannungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H) wechselt, wobei dieser Zustand mit hohem Spannungsniveau (H) beibehalten wird. Wenn dann das die Beendigung des Stanzvorganges anzeigende Signal (EFX) von dem niedrigen Spannungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H) in einer Position, in der die Exzenterwelle 21 sich bei 265° ihres Hubzyklus befindet, ansteigt, so fällt der Ausgang des NAND-Kreises' 93 von dem hohen Spannungsniveau (H) auf das niedrige Spannungsniveau (L). Das Signal mit dem hohen Spannungsniveau (H) wird dem Anschluß (D) des zweiten Flip-FLop (FF2) über den Inverter 97 züge- · führt, da das Näherungssignal (CU) von dem niedrigen Span- · nungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H) wechselt, wenn die Exzenterwelle 21 die Winkelposition von 320° ihres Hubzyklus erreicht. Dies hat zur Folge, daß der Ausgang Q„ des zweiten Flip-Flop (FF2) von dem niedrigen Spannungsniveau (L) auf das hohe Spannungsniveau (H) steigt. Als Folge hiervon wird der erste Monomultivxbrator (MFFl) be-

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tätigt, so daß er Impulssignale mit einer bestimmten Impulsschwingung an seinem Ausgang Q, zu der Relais-Antriebsvorrichtung 99 liefert. Das Relais der Antriebsvorrichtung 99 erzeugt Impulssignale von z.B. 20 - 30 msec als Einstellzeit als Störungssignal (ASM) an der numerischen Steuereinrichtung.

Die Erfindung ist auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Dieses läßt sich in verschiedener Hinsicht ändern, ohne den durch die Patentansprüche gegebenen Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche :

Verfahren zur Überwachung und/oder Steuerung der Werk-Stückbewegung bei Pressen, insbesondere Stanzpressen
u.dgl., die mit mindestens einem aus Ober- und Unterwerkzeug bestehenden, durch einen Stößel od.dgl. betätigbaren Werkzeugpaar versehen sind, wobei der Rückhub der Oberwerkzeuge abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nach Beendigung eines Bearbeitungsvorgangs durch die Werkzeuge (17, 19) der erneute Oberwerkzeug-Stößelkontakt nach vorausgegangenem Kontaktverlust zwischen Oberwerkzeug (17) und Stößel (11) abgetastet und die Werkstückbewegung nach Maßgabe dieses erneuten Oberwerkzeug-Stößelkontaktes gesteuert
wird.

Verfahren nach'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Stößelrückhub sowohl der erneute Oberwerkzeug-Stößelkontakt als auch die Annäherung des Stößels (11) an seine obere Totpunktlage und die Beendigung des
Stößel-Bearbeitungsvorgangs abgetastet werden.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückbewegung bei erneutem Oberwerk- . zeug-Stößelkontakt durchgeführt und bei ausbleibendem
erneutem Oberwerkzeug-Stößelkontakt angehalten wird,
wobei bei ausbleibendem erneutem Qberwerkzeug-Stößelkontakt vorzugsweise die Presse abgeschaltet wird.

Einrichtung zur Steuerung der Werkstückbewegung eines
in einer Presse zu bearbeitenden Werkstücks, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Abtasteinrichtung (79) mit Tastglie-

dern (75 usw.) aufweist, die

a) den Kontakt des Oberwerkzeuges (17) am Stößel (11) nach erfolgtem Arbeitshub des Stößels und bei dessen Rückhub (ST-Signa]e) , ferner

b) die Rückstellung des Stößels (11) in die Nähe seiner oberen Totpunktlage (CU-Signale), ferner

c) die Beendigung des Bearbeitungsvorgangs durch den Stößel (11) (EFX-Signale)

abtasten, wobei eine die Normaloperationen der Tastglieder ermittelnde Einrichtung (77) vorgesehen ist.

j 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Funktionen gemäß b) und c) ausführenden, z.B. aus Näherungsschaltern od.dgl. bestehenden Tast-, glieder durch ein angetriebenes Teil, vorzugsweise die Exzenterwelle (21) des Stößels (11), betätigbar sind, z.B. über Nocken u.dgl.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastglieder Bestandteil einer elektronischen Abtasteinrichtung (79) sind, die über einen ,elektrischen Steuerkreis (77) mit einer numerischen Steuerung (81) der Presse gekoppelt sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastglieder mit von hohem Spanriungsniveau auf niedriges Spannungsniveau und umgekehrt wechselnden Spannungssignalen arbeiten.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (77) mit elektronischen Bau-tsteinen versehen ist, die bei Fehlern im Oberwerkzeug-Rückhub Störsignale (ASM) an die numerische Steuerung ■ (•81) liefern.

-SfL-

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberwerkzeug (17) an bzw. in einem, vorzugsweise hülsenförmigen, Führungsorgan (47) hubbeweglich geführt ist, welches gegen die Rückstellkraft einer Hubfedervorrichtung (65) in Richtung'auf das Unterwerkzeug (19) beweglich ist, und daß zwischen dem Führungsorgan (47) und dem Oberwerkzeug (17) eine Abziehfedervorrichtung (45) angeordnet ist, deren Federkraft größer ist als die Federkraft der Hubfedervorrichtung (65) .