DE3734969A1 - Hydraulische einrichtung zum aufspannen eines werkzeuges an einer presse - Google Patents
Hydraulische einrichtung zum aufspannen eines werkzeuges an einer presseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anlage, insbesondere
eine mikroprozessorgesteuerte hydraulische Anlage, zum Span
nen eines Werkzeuges in einer Presse oder einer ähnlichen
Vorrichtung.
Bei einer mechanischen Presse wird Kraft auf ein Werkzeug
oder ein Gesenk übertragen, das an der Presse befestigt ist,
um einen Rohling zu stanzen oder ein Material in eine ge
wünschte Form zu bringen. Pressen dieser Art werden in wei
tem Umfang verwendet und sie haben gewöhnlich eine Aufspann
platte, die an einem Pressenbett befestigt ist, sowie einen
Stempel oder Stößel, der an einem Schlitten der Presse ange
bracht ist. Der Schlitten und der Stößel sind relativ zum
Bett und der Aufspannplatte beweglich. Es ist ein Motor vor
gesehen, um den Schlitten so zu bewegen, daß der Stößel unter
einer vorgegebenen Kraft in Eingriff mit der Aufspannplatte
oder in deren Nähe gebracht wird. Das Werkzeug oder Gesenk
besteht gewöhnlich aus zwei gegenüberliegenden Hälften, zwi
schen denen das Material geformt wird. Die Aufspannplatte
und der Stößel haben entsprechende Montageflächen zum Hal
tern der gegenüberliegenden Hälften des Gesenkes, die durch
geeignete Mittel an diesen befestigt werden.
In der Vergangenheit wurden mechanisch betätigte Spannein
richtungen benutzt, um die Werkzeughälften am Stößel und
an der Aufspannplatte lösbar zu befestigen. Solche mechani
schen Spanneinrichtungen haben eine oder mehrere Schrauben,
die sich durch jede der beiden Hälften in Eingriff mit der
Aufspannplatte und dem Stößel erstrecken. Derartige mechani
sche Spanneinrichtungen sind jedoch unbequem zu handhaben
und benötigen viel Zeit für ihre Handhabung. Neuerdings wer
den daher hydraulisch betätigte Spanneinrichtungen anstelle
der mechanischen verwendet. Solche Spanneinrichtungen sind
mit der Aufspannplatte und dem Stößel verbunden und sie
werden mittels eines Druckmittels betätigt, um die gegen
überliegenden Werkstückhälften zusammen zu spannen. Die
hydraulischen Spanneinrichtungen sind an eine Druckmittel
quelle über eine oder mehrere Leitungen verbunden, um se
lektiv Druckmittel zuzuführen, wenn die Werkzeughälften an
der Aufspannplatte und an dem Stößel aufgespannt werden
sollen.
Obwohl derartige hydraulische Spanneinrichtungen etwas
schneller und leichter zu handhaben sind als die vorheri
gen mechanischen Spanneinrichtungen, müssen Sicherungen
vorgesehen werden, um zu verhindern, daß die Spanneinrich
tungen in unerwünschter Weise die Werkstückhälften frei
geben im Falle eines ungewollten Druckverlustes, wie er
beispielsweise durch Ausfall der Druckquelle oder durch
ein Leck in einer der Leitungen auftreten kann. Es ist da
her ein Steuersystem erwünscht, um den Status eines solchen
hydraulischen Spannsystemes zu überwachen, um dessen siche
ren Betrieb zu gewährleisten, und um die Leistungsfähigkeit
zu steigern. Es ist ferner erwünscht, daß durch ein sol
ches Steuersystem es ermöglicht wird, daß durch die hydrau
lischen Spanneinrichtungen eine der Werkstückhälften locker
mit dem Stößel während der anfänglichen Einrichtung der
Presse verbunden werden kann, um dadurch die Werkstückhälf
ten relativ zueinander einstellen bzw. positionieren zu
können, ehe der normale Betrieb der Presse beginnt.
Die Erfindung betrifft somit ein verbessertes Steuersystem
zum wahlweisen Aufspannen eines Werkzeuges oder Gesenkes
an eine Presse oder eine ähnliche Maschine mit Hilfe hy
draulisch betätigter Spanneinrichtungen. Solche hydraulisch
betätigten Spanneinrichtungen sind vorgesehen zum Befesti
gen der gegenüberliegenden Hälften des Werkzeuges an einer
Aufspannplatte und einem Stößel der Presse. Die Spannein
richtungen sind alternativ an erste und zweite Druckmittel
leitungen für die Aufspanneinrichtung und den Stößel an
geschlossen. Jede der Leitungen ist an eine Druckmittel
quelle angeschlossen. Die Leitungen für die Aufspann
platte und den Stößel schaffen ein redundantes Sicher
heitsmerkmal, im Falle eine der Leitungen ausfällt. Jede
der Leitungen ist mit ersten und zweiten Drucksensoren
versehen. Die ersten Drucksensoren können je ein elektri
sches Ausgangssignal erzeugen, wenn der Druck in der zuge
hörigen Leitung unter einen ersten vorgegebenen Wert fällt.
Die zweiten Drucksensoren können jeweils ein elektrisches
Ausgangssignal erzeugen, wenn der Druck in der zugehörigen
Leitung unter einen zweiten vorgegebenen Wert fällt, wobei
der zweite vorgegebene Druck kleiner als der erste vorge
gebene Druck. Ein Mikroprozessor überwacht die Ausgangs
signale von jedem der Drucksensoren und steuert die Ar
beitsweise der Druckquelle ebenso wie die Arbeitsweise der
Presse selbst aufgrund der Signale. In dem Steuersystem ist
eine Einrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, daß die
Spanneinrichtungen des Stößels eine der gegenüberliegenden
Hälften des Werkstückes locker erfassen während des anfäng
lichen Einrichtens der Presse. Auf diese Weise können die
Gesenkhälften genau relativ zueinander positioniert werden,
ehe der normale Betrieb der Presse beginnt.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes
hydraulisch betätigtes Spannsystem zum Befestigen eines
Werkzeuges an einer Presse oder einer ähnlichen Maschine
zu schaffen. Das Spannsystem soll den Zustand jeder Druck
mittelleitung in dem System überwachen und die Operation
des Sytemes und ebenso die Operation der Presse steuern.
Ferner soll eine der Werkzeughälften lose mit der Presse
verbunden werden können, um eine genaue Positionierung
während der anfänglichen Einrichtung der Presse zu ermögli
chen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung. Beispielsweise Ausfüh
rungsformen der Erfindung ergeben sich anhand der Zeich
nung, in der
Fig. 1 perspektivisch einen Teil einer Presse mit
einem hydraulisch betätigten Spannsystem
nach der Erfindung zeigt.
Fig. 2 zeigt in Form eines Blockdiagramms die Steuer
kreise, die in dem Verteiler für das hydrau
lisch betätigte Spannsystem nach Fig. 1 ent
halten sind.
Fig. 3 zeigt in Form eines Blockdiagramms die Druck
mittelquelle für das hydraulisch betätigte
Spannsystem nach Fig. 1.
Fig. 4 zeigt in Ansicht eine Steuerplatte des hydrau
lisch betätigten Spannsystems nach Fig. 1.
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm des elektrischen Steuer
kreises des hydraulisch betätigten Spannsystems
nach Fig. 1.
Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Diagramm eines Steuer
programmes für den Mikroprozessor nach Fig. 5.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer Presse 10 mit einem hydrau
lisch betätigten Spannsystem nach der Erfindung. Die Presse
10 ist konventionell und sie hat ein Bett 11 mit einer Auf
spannplatte 12, die am oberen Ende des Bettes befestigt ist.
Ein Paar Ständer 13 (von denen nur einer gezeigt ist) er
streckt sich aufwärts vom Bett 11 auf den gegenüberliegen
den Seiten der Presse 10. Ein nicht gezeigtes Querhaupt er
streckt sich zwischen den oberen Enden der Säulen 13. Ein
Schlitten 15 wird vom Querhaupt getragen und er ist vertikal
relativ zu diesem beweglich. Ein nicht gezeigter Motor
ist ebenfalls am Querhaupt angeordnet, um selektiv den
Schlitten 15 vertikal zu verschieben. Ein Stößel 16 ist
am unteren Ende des Schlittens 15 befestigt und mit die
sem beweglich. Die Aufspannplatte 12 und der Stößel 16
haben konventionelle T-förmige Schlitze 12 a und 16 a, deren
Zweck noch beschrieben wird. Obwohl die Erfindung anhand
einer von oben angetriebenen Presse 10 beschrieben wird,
ist sie auch für Spannzwecke oder Spanneinrichtungen in
anderen Anlagen verwendbar.
Ein Gesenk oder Werkzeug, bestehend aus einer unteren Hälfte
17 a und einer oberen Hälfte 17 b ist lösbar an der Presse 10
befestigt. Die untere Gesenkhälfte 17 a ist lösbar an der
Aufspannplatte 12 befestigt mittels erster und zweiter hy
draulisch betätigter Spanneinrichtungen 20 a und 20 b, wäh
rend die obere Gesenkhälfte 17 b lösbar am Stößel 16 durch
erste und zweite hydraulisch betätigte Spanneinrichtungen
21 a und 21 b befestigt ist. Die Spanneinrichtungen 20 a und
20 b sowie 21 a und 21 b sind konventionell und sie können
die Form eines Zylinders mit einem in diesem linearen ver
schiebbaren Kolben mit T-förmigem Ansatz haben. Wie in
Fig. 1 gezeigt, arbeiten die Zylinder der Spanneinrichtun
gen 20 a und 20 b sowie 21 a und 21b mit Füßen zusammen, die
in den Gesenkhälften 17 a und 17 b ausgebildet sind, während
die T-förmigen Kolben der Spanneinrichtungen 20 a, 20 b, 21 a
und 21 b mit den T-förmigen Schlitzen 12 a und 16 a zusammen
arbeiten, die in der Aufspannplatte 12 und dem Stößel 16
entsprechend ausgebildet sind. Wenn an die Spanneinrichtun
gen 20 a, 20 b, 21 a und 21 b ein Druckmittel zugeführt wird,
werden die entsprechenden T-förmigen Kolben in die Zylinder
in bekannter Weise zurückgezogen, wodurch die Gesenkhälften
17 a und 17 b entsprechend an der Aufspannplatte 12 bzw. dem
Stößel 16 angezogen und angespannt werden. Wenn das Druck
mittel abgeschaltet wird, werden die Kolben von den Spann
einrichtungen 20 a und 20 b, 21 a und 21 b nach außen gedrückt,
wodurch die Gesenkhälften 17 a und 17 b entsprechend von der
Aufspannplatte 12 und dem Stößel 16 gelöst werden.
Jede der Spanneinrichtungen 20 a ist an eine erste Druck
mittelleitung 22 a angeschlossen und jede der Spannein
richtungen 20 b ist an eine Druckmittelleitung 22 b ange
schlossen. Ebenso ist jede der Spanneinrichtungen 21 a an
eine Druckmittelleitung 23 a und jede der Spanneinrichtun
gen 21 b ist an eine Druckmittelleitung 23 b angeschlossen.
Die Leitungen 22 a und 22 b sowie 23 a und 23 b sind alle an
den Ausgang eines Verteilers 25 angeschlossen. Die Eingänge
zum Verteiler 25 sind mit einer Druckmittelquelle 26 über
eine Eingangsleitung 27 und eine Ausgangsleitung 28 verbun
den. Der Aufbau des Verteilers 25 ist im Detail in Fig. 2
dargestellt, während der Aufbau der Druckmittelquelle 26
in Fig. 3 im Detail gezeigt ist.
Die Arbeitsweisen des Verteilers 25 und der Druckmittel
quelle 26 und ebenso die Arbeitsweise der Presse 10 selbst
kann durch einen Operator mit Hilfe einer Steuerplatte 30
gesteuert werden. Die Steuerplatte 30 ist in Fig. 4 ge
zeigt. Die Steuerplatte 30 bildet eine Eingangseinrichtung
für einen Mikroprozessor oder ein programmierbares Steuer
gerät 31, das seinerseits die Arbeit des Verteilers 25,
der Druckmittelquelle 26 und der Presse 10 steuert. Der
Mikroprozessor 31 spricht auf elektrische Signale an, die
von verschiedenen Sensoren erzeugt werden, welche mit den
Leitungen 22 a, 22 b, 23 a und 23 b verbunden sind. Wie in
Fig. 1 gezeigt, sind die Sensoren, die allgemein mit 32, 33,
34 und 35 bezeichnet sind, entsprechend mit den Leitungen
22 a, 22 b, 23 b und 23 a verbunden. Der Zusammenhang des Mikro
prozessors 31 mit den verschiedenen elektrischen Komponen
ten, die im Verteiler 25, der Steuerplatte 30 und den Sen
soren 32, 33, 34 und 35 enthalten sind, ist im Detail in
Fig. 5 gezeigt. Schließlich ist in Fig. 6 ein vereinfach
tes Fließdiagramm vom einem der Steuerprogramme dargestellt,
das vom Mikroprozessor 31 verwendet wird. Es wird betont,
daß die verschiedenen Elemente der Presse und des Steuer
systems nach der Erfindung auch in anderer Weise als dar
gestellt angeordnet werden können. Beispielsweise kann das
Steuerpult 30 entfernt von der Presse angeordnet sein. Auch
die Druckmittelquelle 26 und die Sensoren 32, 33, 34 und
35 können zum Beispiel in einem Kasten untergebracht sein,
der an der Presse 10 angebracht ist.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm der Steuerkreise im Ver
teiler 25 des Spannsystems nach der Erfindung. Die Eingangs
leitung 27 ist über ein solenoidbetätigtes Zweiwege-Steuer
ventil 40 a und ein Rückschlagventil 41 a mit der ersten Lei
tung 23 a des Stößels verbunden. Das Steuerventil 40 a ist in
normalerweise geschlossene Position vorgespannt, wodurch der
Fluß des Druckmittels von der Eingangsleitung 27 zur ersten
Leitung 23 a verhindert wird. Wenn jedoch das Solenoid des
Steuerventils 40 a betätigt wird in der nachfolgend beschrie
benen Weise, wird das Steuerventil 40 a in offene Position
geschaltet, um einen Fluß des Druckmittels von der Eingangs
leitung 27 zur Leitung 23 a zu ermöglichen. Das Rückschlag
ventil 21 a verhindert den Fluß des Druckmittels von der
ersten Leitung 23 a zur Eingangsleitung 27 unter allen Um
ständen. Entsprechende Steuerventile 40 b, 40 c und 40 d sowie
Rückschlagventile 41 b, 41 c und 41 d sind entsprechend zwi
schen der Eingangsleitung 27 und die zweite Leitung 23 b des
Stößels, die erste Leitung 22 a der Aufspannplatte und die
zweite Leitung 22 b der Aufspannplatte geschaltet. Die Steuer
ventile 40 a, 40 b, 40 c und 40 d werden hier als Ladeventile
bezeichnet, da sie benutzt werden, um die Höhe des Druckmit
teldruckes in den Leitungen 23 a, 23 b, 22 a und 22 b zu erhöhen.
Ein solenoidbetätigtes Zweiwegeventil 42 a ist zwischen die
erste Leitung 23 a des Stößels und die Ausgangsleitung 28
geschaltet. Das Steuerventil 42 a ist in normalerweise ge
schlossene Position vorgespannt, wodurch der Fluß des
Fluids von der ersten Leitung 23 a zur Ausgangsleitung 28
verhindert wird. Wenn das Solenoid des Steuerventils 43 a
in der nachfolgend beschriebenen Weise betätigt wird, wird
jedoch das Steuerventil 46 in offene Position geschaltet,
wodurch der Fluß des Druckmittels von der ersten Leitung
23 a zur Ausgangsleitung 28 a ermöglicht wird. Entsprechende
Steuerventile 42 b, 42 c und 42 d sind zwischen die Ausgangs
leitung 28 und die zweite Leitung 23 b des Stößels, die
erste Leitung 22 a der Aufspannplatte und die zweite Lei
tung 22 b der Aufspannplatte geschaltet. Die Steuerventile
42 a, 42 b und 42 c sowie 42 d werden als Entlastungsventile
bezeichnet, da sie benutzt werden, um das Niveau des Fluid
drucks in den Leitungen 23 a, 23 b, 22 a und 22 b zu reduzieren.
Ein solenoidbetätigtes Zweiwege-Steuerventil 43 ist zwi
schen die Eingangsleitung 27 und ein Reduzierventil 44 ge
schaltet. Das Steuerventil 43 ist in eine normalerweise
geschlossene Position vorgespannt, wodurch der Fluß des
Druckmittels von der Eingangsleitung 27 zum Reduzierventil
44 verhindert wird. Wenn das Solenoid des Steuerventils 44
betätigt wird in der nachfolgend beschriebenen Weise, wird
das Steuerventil 43 in offene Position geschaltet, wodurch
der Fluß des Druckmittels von der Eingangsleitung 27 zum
Reduzierventil 44 ermöglicht wird. Das Reduzierventil 44
umfaßt eine einstellbare Rückleitung 44 a, die über ein Rück
schlagventil 45 mit der Ausgangsleitung 28 verbunden ist.
Das Rückschlagventil 45 erlaubt den Fluß des Druckmittels
in einer Richtung vom Reduzierventil 44 zur Ausgangsleitung
28. Das Reduzierventil 44 erlaubt es, den Druck des durch
das Ventil strömenden Druckmittels einzustellen. Der Aus
gang des Reduzierventils 44 ist über ein Rückschlagventil
46 mit der ersten Leitung 43 a verbunden. Das Rückschlagven
til 46 ermöglicht den Fluß des Druckmittels in einer Rich
tung vom Ausgang des Reduzierventils 44 zur ersten Leitung
23 a. Der Ausgang des Reduzierventils 43 ist ferner über
ein Rückschlagventil 47 mit der Verbindungsstelle zwischen
dem Ladeventil 40 b und dem Rückschlagventil 41 b verbunden.
Das Rückschlagventil 47 ermöglicht den Fluß des Fluids in
einer Richtung vom Reduzierventil 44 zu dieser Verbindungs
stelle. Wie oben erwähnt, ermöglicht das Rückschlagventil
41 b den Fluß des Druckmittels in einer Richtung zur zwei
ten Leitung 23 b des Stößels.
Das Steuerventil 43 ermöglicht es, daß die Spanneinrich
tungen 21 a und 21 b des Stößels durch den Fluiddruck in
der Eingangsleitung 27 betätigt werden, jedoch mit einem
reduzierten Druckniveau wegen des Reduzierventils 44. Als
Folge hiervon werden die Spanneinrichtungen 21 a und 21 b so
betätigt, daß die obere Hälfte 17 b des Werkzeuges nur loc
ker am Stößel 12 angespannt wird. Das Reduzierventil 44
wird so eingestellt, daß der reduzierte Betätigungsdruck
ausreicht, daß die Spanneinrichtungen 21 a und 21 b die obere
Werkzeughälfte 17 b zuverlässig am Stößel 12 halten, jedoch
eine leichte Bewegung oder Verschiebung der oberen Werkzeug
hälfte 17 b relativ zum Stößel 16 erlauben.
Das Ventil 43 wird benutzt, um die Position des oberen
Gesenkteiles 17 b relativ zum unteren Gesenkteil 17 a ein
zustellen, nachdem es am Stößel 16 befestigt worden ist.
Um dies zu erreichen, werden die Gesenkteile 17 a und 17 b
anfangs an der Aufspannplatte 12 und am Stößel 16 angeord
net. Das Solenoid des Ventils 43 wird dann betätigt, um
locker die obere Gesenkhälfte 17 b mit dem Stößel 16 zu
verbinden. Die Spanneinrichtungen 20 a und 20 b der Aufspann
platte werden betätigt unter normalen Betriebsbedingungen
durch die Ventile 40 c und 40 d. Der Stößel 16 der Presse 10
wird dann vom Operator bzw. von der Bedienungsperson über
einen kompletten Zyklus durchgeführt. Da die obere Gesenk
hälfte 17 b sich in Eingriff bzw. in Zusammenwirken mit der
unteren Gesenkhälfte 17 a bewegt, kann die obere Gesenkhälfte
17 b etwas relativ zur unteren Gesenkhälfte 17 a verschoben
werden, wenn Ungenauigkeiten in der ursprünglichen Posi
tionierung der Gesenkhälften 17 a und 17 b vorliegen soll
ten. Da die Spanneinrichtungen 21 a und 21 b des Stößels
unter relativ niedrigem Druck betätigt werden, kann sich
die obere Gesenkhälfte 17 b, falls notwendig, etwas ver
schieben. Sobald dies getan ist, wird das Ventil 43 ge
schlossen und die Ladeventile 40 a und 40 b werden geöffnet,
um die obere Gesenkhälfte 17 b unter vollem Betriebsdruck
der Eingangsleitung 27 anzuspannen.
Wie oben erwähnt, ist der Sensor 35 an der ersten Leitung
23 a angebracht. Wie Fig. 2 zeigt, kann der Sensor 35
einen Hochdruckschalter 35 a aufweisen, ferner einen Nie
derdruckschalter 35 b und ein Manometer 35 c. Die Druck
schalter 35 a und 35 b sind konventionelle Geräte, die auf
die Höhe des Fluiddruckes in der Leitung 23 a ansprechen.
Der Hochdruckschalter 35 a erzeugt ein elektrisches Aus
gangssignal, wenn der Druck in der ersten Leitung 23 a un
ter ein vorgegebenes erstes Niveau fällt, während der Nie
derdruckschalter 35 b ein elektrisches Ausgangssignal er
zeugt, wenn der Druck in der ersten Leitung 23 a unter ein
zweites vorgegebenes Niveau fällt. Das zweite vorgegebene
Druckniveau wird niedriger gewählt als das erste vorgege
bene Druckniveau. Das Manometer 35 c ist ebenfalls ein kon
ventionelles Gerät, das eine visuelle Anzeige des Druck
niveaus in der ersten Leitung 23 a anzeigt. Die Sensoren 34,
32 und 33 sind entsprechend an der Leitung 23 b, der Lei
tung 22 a und der Leitung 22 b angebracht, und sie entspre
chen hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise dem Sensor 35.
Die Manometer 32 c, 33 c, 34 c und 35 c können entfernt von
den Druckschaltern angeordnet sein, z.B. an der Steuer
platte 30.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm des Spannsystems nach der
Erfindung. Eine hydraulische Pumpe 50 wird von einem Pneu
matikmotor 51 angetrieben. Der Motor 51 ist über ein Ab
sperrventil 53 mit einer Druckluftquelle 55 verbunden.
Wenn das Ventil 53 geöffnet wird, treibt die Druckluft
quelle 55 den Motor 51 an, der seinerseits die hydrau
lische Pumpe 50 treibt. Die Pumpe 50 entnimmt dann Druck
mittel von einem Behälter 56. Ein Druckentlastungsventil
58 ist zwischen den Ausgang der Hydraulikpumpe 50 und den
Behälter 56 als Sicherheitseinrichtung geschaltet. Der
Ausgang der Pumpe 50 ist über ein Rückschlagventil 60 und
über ein Filter 61 mit der Eingangsleitung 27 verbunden.
Das Filter 61 ist konventionell und es enthält Mittel zur
Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals, wenn das
Filter beispielsweise durch Schmutz verstopft wird. Ein
Druckschalter 62 und ein Manometer 63 sind ebenfalls an
die Eingangsleitung 27 angeschlossen. Der Druckschalter 62
spricht auf das Druckniveau des Fluids in der Eingangslei
tung 27 an und er erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal,
wenn dieses Druckniveau einen vorgegebenen nominalen Be
triebswert erreicht hat. Das Manometer 63 spricht eben
falls auf das Druckniveau in der Eingangsleitung 27 a an
und erzeugt eine visuelle Anzeige des Druckes.
Ein konventioneller Akkumulator 64 ist ferner mit der Ein
gangsleitung 27 verbunden. Der Akkumulator 64 speichert
Druckmittel unter einem vorgegebenen nominalem Betriebs
druck. Ein solcher nominaler Betriebsdruck beträgt z.B.
210 kp/cm2 (3000 p.s.i.). Wenn die Hydraulikpumpe 50 das
Druckniveau erreicht hat, wird durch den Druckschalter 62
der Pneumatikmotor 51 abgeschaltet, um ein weiteres An
steigen des Druckes zu verhindern. Das Rückschlagventil 60
verhindert, daß das Druckmittel in der Eingangsleitung 27
zurück in den Behälter 46 strömt. Ein konventioneller
Schwimmerschalter 65 ist vorgesehen und er spricht auf den
Pegel des Druckmittels im Behälter 56 an, um ein elektri
sches Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Druckmittelpe
gel unter einen vorgegebenen Wert fällt.
Fig. 4 zeigt das Steuerpult oder die Steuerplatte 30
des Spannsystems nach der Erfindung. Wie dargestellt,
hat die Steuerplatte 30 visuelle Anzeigeeinrichtungen
zur Information des Operators über den Status des Spann
systems der Erfindung, und ebenso über den Status der
Arbeitsweise der Presse. In der dargestellten Ausführungs
form wird eine erste Lampe 66 beleuchtet, wenn die Ener
giezufuhr zum Spannsystem eingeschaltet worden ist. Eine
zweite Lampe 67 leuchtet kontinuierlich auf, wenn das
Filter 61 verstopft wird, wie oben beschrieben wurde.
Die zweite Lampe 67 leuchtet in blinkender Weise, wenn
der Schalter 65 feststellt, daß der Pegel des Fluids im
Behälter 56 zu niedrig ist. Eine dritte Lampe 68 leuchtet
auf, wenn die Arbeit der Presse 10 durch das Steuersystem
gesperrt ist, wie noch im Detail beschrieben wird. Schließ
lich leuchtet eine vierte Lampe 70 auf, wenn einer der
Sensoren 32, 33, 34 oder 35 feststellt, daß das Druckni
veau in einer der Leitungen 22 a, 22 b, 23 a oder 23 b zu nie
drig ist. Obwohl die visuellen Anzeigemittel in Form von
Lampen beschrieben werden, können selbstverständlich auch
andere äquivalente Anzeigemittel verwendet werden.
Die Steuerplatte 30 umfaßt ferner eine Mehrzahl von Schal
tern für den Operator zur Steuerung der Operation des Spann
systems und der Presse 10. Einer der Schalter 71 ist vor
gesehen, um selektiv die Spanneinrichtungen 20 a und 20 b
der Aufspannplatte einzuschalten und abzuschalten, um die
untere Werkzeughälfte 17 a an der Aufspannplatte anzuspannen
oder freizugeben. Ein zweiter Schalter 72 ist vorgesehen,
um selektiv die Spanneinrichtungen 21 a und 21 b des Stößels
ein- und abzuschalten, um die obere Werkzeughälfte 17 b an
den Stößel 16 anzuspannen oder von ihm zu lösen. Ein dritter
Schalter 73 ist vorgesehen zur Einstellung des Druckes in
den Leitungen 23 a und 23 b zwischen niedrig und hoch. Der
Schalter 73 betätigt das Ventil 43, um ein relativ niedriges
Druckniveau in den Leitungen 23 a und 23 b während der anfäng
lichen Einrichtung der Presse 10 zu schaffen und er betä
tigt ferner die Ventile 40 a und 40 b, um ein relativ hohes
Drucknivenau (den nominalen Arbeitsdruck) in den Leitungen
23 a und 23 b während des normalen Betriebs zu schaffen. Ein
vierter Schalter 75 kann vorgesehen sein zur Aktivierung
des Spannsystems nach der Erfindung, wenn die Gesenkehälf
ten 17 a und 17 b hydraulisch an die Aufspannplatte 12 und
den Stößel 16 gespannt werden sollen, oder um das Spann
system abzuschalten, wenn die Gesenke 17 a und 17 b zum Bei
spiel an die Aufspannplatte 12 und den Stößel 16 ange
schraubt werden sollen. Schließlich kann ein fünfter Schal
ter 76 vorgesehen sein, um das Spannsystem zu betätigen,
wenn die Einrichtung in der Presse 10 fertig ist und die
Presse unter normalen Bedingungen arbeiten soll. Einige
oder alle in der Steuerplatte 10 gezeigten Schalter können
zum Beispiel aus Sicherheitsgründen nur mittels eines
Schlüssels betätigbar gemacht werden.
Fig. 5 zeigt die verschiedenen Eingänge und Ausgänge des
Mikroprozessors 31. Jeder der hohen und niederen Druck
schalter von jedem Sensor 32, 33, 34 und 35 ist als Ein
gang an den Mikroprozessor 31 gelegt, der auf die elek
trischen Ausgangssignale der Sensoren anspricht. Ebenso
sind der Schwimmschalter 65, der Filterschalter 61 und
jeder der Schalter 71 bis 76 der Steuerplatte 13 als Ein
gänge an den Mikroprozessor 31 gelegt. Die Ausgänge des
Mikroprozessors 31 sind an verschiedene Komponenten im Ver
teiler 35 und der Steuerplatte 30 geschaltet. Innerhalb
des Verteilers 35 steuert der Mikroprozessor 31 die Opera
tion von jedem der Solenoide der Ventile 40 a, 40 b, 40 c und
40 d, jedes Solenoid der Ventile 42 a, 42 b, 42 c und 42 d und
das Solenoid des Ventils 43. Innerhalb der Steuerplatte 30
steuert der Mikroprozessor 31 die Operation der visuellen
Anzeigegeräte 66, 67, 68 und 70.
In Fig. 6 ist ein vereinfachtes Fließdiagramm dargestellt,
das die Arbeitsschritte zeigt, die von dem Mikroprozessor
31 ausgeführt werden, um festzustellen, ob das Spannsystem
nach der Erfindung richtig arbeitet und um zu bestimmen,
welche Schritte erforderlich sind, wenn ein Fehler im Spann
system entdeckt wird. Der Mikroprozessor 31 kann in jeder
konventionellen Weise programmiert werden, um diese genann
ten Schritte auszuführen. Das dargestellte Programm betrifft
nur die Schritte, die auf die Überwachung des Druckniveaus
der ersten Leitung 23 a folgen sowie der Steuerung der Wir
kungsweise des Spannsystems und der Presse 10 als Folge
hiervon. Dasselbe oder ein ähnliches Programm kann verwen
det werden für jede der Leitungen 23 b, 22 a und 22 b. Der
Mikroprozessor 31 kann programmiert werden, um das darge
stellte Programm gleichzeitig bezüglich jeder der Leitungen
23 a, 23 b, 22 a und 22 b auszuführen oder er kann diese Pro
gramme alternativ nacheinander ausführen.
Das Programm tritt zunächst in einen Instruktionsblock 80
ein, der den Mikroprozessor 31 anweist, den Druck in der Lei
tung 23 a auf den nominalen Betriebsdruck von 210 kp/cm2 zu
steigern. Um dies durchzuführen, aktiviert der Mikropro
zessor 31 das Solenoid des Ventils 40 a, damit Druckmittel
von der Eingangsleitung 27 zur Leitung 23 a strömt. Das
Programm tritt dann in einen Instruktionsblock 81 ein, wel
cher Programmparameter C(MAX), T(1) und T(2) eingibt. Der
Parameter C(MAX) wird benutzt, um die maximale Anzahl von
Fehlern zu bestimmen, die durch das Steuersystem festge
stellt werden kann bzw. bei Bedarf ein Not-Halt der Presse
10 eingeleitet wird. Der Parameter T(1) wird benutzt, um
eine erste vorgegebene Zeitperiode zu bestimmen, während
der Parameter T(2) benutzt wird, um eine zweite vorgegebene
Zeitperiode zu bestimmen. Die Periode T(2) ist länger als
die Periode T(1). Das Programm tritt dann in einen Instruk
tionsblock 82 ein, der Programmparameter COUNT und TIMER
eingibt bzw. einleitet. Der Parameter COUNT wird benutzt,
um die Anzahl der Fehler aufzusummieren, die in der Leitung
23 a festgestellt werden. Der Parameter TIMER wird benutzt,
um den wahren Zeitablauf anzuzeigen seit der ersten Fest
stellung eines Fehlers durch das Steuersystem.
Das Programm tritt dann in einen Instruktionsblock 83 ein,
der den Mikroprozessor 31 veranlaßt, die Drucke in der er
sten Leitung 23 a abzufragen. Diese Abfragung wird vom Mikro
prozessor 31 durchgeführt, indem die Eingänge vom Hochdruck
schalter 35 a und vom Niederdruckschalter 35 b abgefragt wer
den. Das Programm geht dann über zu einem Entscheidungs
block 84, in welchem bestimmt wird, ob das Druckniveau in
der ersten Leitung 23 a kleiner ist als 189 kp/cm2 (2700 p.s.i.).
Wenn das Druckniveau in der ersten Leitung 23 a höher ist als
dieser erste vorgegebene Druck, so erzeugt keiner der Druck
schalter 35 a und 35 b ein elektrisches Ausgangssignal zum
Mikroprozessor 31. In der Annahme, daß dies der Fall ist,
springt das Programm zum Instruktionsblock 83, in welchem
die Abfragung des Druckniveaus erneut beginnt. Dieser Ab
frageprozess wird so lange wiederholt, wie der Druck in der
ersten Leitung 23 a des Stößels über dem ersten vorgegebenen
Druck bleibt. Dies ist die normale Arbeitsbedingung des Spann
systems nach der Erfindung.
Vom Entscheidungsblock 84 springt das Programm zu einem
zweiten Entscheidungsblock 85, wenn der Hochdruckschalter
35 a ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, weil der Druck
in der ersten Leitung 23 a unter den ersten vorgegebenen
Druck gefallen ist. Der zweite Entscheidungsblock 85 in
struiert den Mikroprozessor zu bestimmen, ob der Druck in
der ersten Leitung 23 a auch niedriger ist als ein zweiter
vorgegebener Druck von 175 kp/cm2 (2500 p.s.i.). Wenn der
Druck in der ersten Leitung 23 a kleiner ist als dieser zwei
te vorgegebene Druck, erzeugt der Niederdruckschalter 35 b
ein elektrisches Ausgangssignal zum Mikroprozessor 31.
Als Folge hierauf springt das Programm zu einem Instruk
tionsblock 86, der den Mikroprozessor 31 veranlaßt, einen
Not-Halt der Presse 10 auszuführen. Wenn somit der Druck
in der Leitung 23 a unter den zweiten vorgegebenen Druckwert
fällt, ist ein Leck oder ein anderer Fehler ausreichender
Stärke aufzutreten, der aus Sicherheitsgründen nicht durch
das Spannsystem der Erfindung korrigiert werden kann, ohne
daß ein Operator die Situation persönlich untersucht. Die
Operation der Presse 10 wird damit gesperrt, bis der Fehler
lokalisiert und korrigiert ist. Wenn dies eintritt, wird
durch den Mikroprozessor 31 ferner der dritte Schalter 68
beleuchtet, um den Operator über den Zustand der Presse 10
zu unterrichten.
Wenn jedoch das Druckniveau in der ersten Leitung 23 a zwi
schen dem ersten und dem zweiten vorgegebenen Druck liegt,
springt das Programm zu einem Instruktionsblock 87. Als
Folge hiervon erhöht der Mikroprozessor 31 den Wert des Para
meters COUNT um eins, wodurch die Anzahl der aufgetretenen
Fehler verfolgt wird. Der Mikroprozessor 31 aktiviert ferner
den Parameter TIMER, um die Zeitspanne anzuzeigen, die ver
gangen ist, seit der Fehler zuerst entdeckt worden ist.
Das Programm tritt dann in einen Entscheidungsblock 88 ein,
in welchem der Mikroprozessor 31 bestimmt, ob der Parameter
COUNT gleich dem Parameter C(MAX) ist. Der Parameter C(MAX)
kann beispielsweise auf fünf eingestellt sein, oder auf jede
andere gewünschte Zahl. Wenn fünf Fehler in der ersten Lei
tung 23 a gezählt worden sind, würde er dann anzeigen, daß
ein ernstes Leck oder ein anderer Fehler in der Leitung 23 a
immer wieder auftritt, der nicht durch das Spannsystem kor
rigiert werden kann, trotz wiederholter Versuche dies zu tun.
Aufgrund hiervon springt das Programm zum Instruktionsblock
86, durch das ein Not-Halt der Presse 10 bewirkt wird, so
daß der Operator die Situation untersuchen und korrigieren
kann. Wenn die vorgegebene maximale Anzahl von Fehlern nicht
erreicht worden ist, tritt das Programm in einem Instruk
tionsblock 90 ein. Der Instruktionsblock 90 veranlaßt den
Mikroprozessor 31, das Solenoid des Ladeventils 40 a zu
aktivieren, um die Eingangsleitung 27 mit der Leitung 23 a
zu verbinden. Auf diese Weise wird der Druck in der ersten
Leitung 23 a automatisch wieder auf das nominale Niveau von
210 kp/cm2 gesteigert.
Das Programm tritt danach in einen Instruktionsblock 91
ein, der den Mikroprozessor 31 veranlaßt, den Druck in der
ersten Leitung 23 a nach einer ersten vorgegebenen Zeitpe
riode, nämlich der Größe des Parameters T(1), wieder abzu
fragen. Das Programm springt dann zu einem Entscheidungs
block 92, in welchem der Mikroprozessor 31 bestimmt, ob
der wieder abgefragte Druck in der ersten Leitung 23 a immer
noch niedriger ist als der erste vorgegebene Druck. Wenn
dies der Fall ist, springt das Programm zum Not-Halt-In
struktionsblock 86. Dieser Zustand zeigt an, daß das Spann
system nach der Erfindung nicht in der Lage war, automatisch
das Leck oder den anderen Fehler, der in der ersten Leitung
23 a festgestellt worden ist, innerhalb einer akzeptablen
Zeitspanne, die durch T(1) definiert ist, zu korrigieren.
Es wird daher ein Not-Stop der Presse 10 eingeleitet, damit
ein Operator die Situation prüfen und korrigieren kann.
Beispielsweise kann die maximal zulässige Zeit für das Spann
system der Erfindung zum automatischen Anheben des Druck
niveaus in der ersten Leitung 23 a über das erste vorgege
bene Niveau auf 2 Sekunden eingestellt werden. Wenn somit
der Druck in der ersten Leitung 23 a unter 189 kp/cm2 für
mehr als 2 Sekunden bleibt, wird ein Not-Halt der Presse 10
eingeleitet.
Wenn andererseits der Druck in der Leitung 23 a über den
ersten vorgegebenen Druck innerhalb der ersten vorgegebe
nen Zeitperiode steigt, springt das Programm zu einem In
struktionsblock 93. Der letztere veranlaßt den Mikropro
zessor 31, das Solenoid des Ventils 40 a abzuschalten,
das zuvor eingeschaltet worden ist, wodurch die Leitung
23 a von der Eingangsleitung 27 zum Zwecke des normalen
Betriebes getrennt wird. Das Programm tritt dann in einen
Entscheidungsblock 94 ein, in welchem der Mikroprozessor 31
bestimmt, ob der Parameter TIMER die zweite vorgegebene
Zeitperiode erreicht hat, die durch T(2) definiert ist.
Mit anderen Worten, der Mikroprozessor 31 bestimmt, ob
die zweite vorgegebene Zeitspanne, die durch den Parameter
T(2) bestimmt ist, verstrichen ist, seit der Fehler zuerst
entdeckt worden ist. Ist dies der Fall, so springt das
Programm zum Instruktionsblock 82, der die Werte der Para
meter COUNT und TIMER auf Null zurückstellt. Wenn dies
nicht der Fall ist, springt das Programm zurück zum In
struktionsblock 83, wodurch verhindert wird, daß die Para
meter COUNT und TIMER auf Null rückgestellt werden. Das
Programm wird dann in derselben Weise wie oben beschrieben
fortgesetzt. Das heißt, es werden weiterhin festgestellte
Fehler aufsummiert, bis die zweite vorgegebene Zeitspanne,
die durch den Parameter T(2) definiert ist, verstrichen
ist, seit der erste Fehler entdeckt worden ist. Es wird
dann ein Not-Halt der Presse 10 eingeleitet, wenn das
Steuersystem veranlaßt wird, die erste Leitung 23 a inner
halb der zweiten vorgegebenen Zeitspanne zu oft mit Druck
zu beaufschlagen.
Claims (8)
1. Hydraulische Einrichtung zum Aufspannen eines Werk
zeuges an einer Presse mit einer Aufspannplatte, einem
relativ zu dieser beweglichen Stößel und hydraulischen
Spanneinrichtungen, um selektiv die obere und die un
tere Hälfte des Werkzeuges entsprechend an den Stößel
und die Aufspannplatte zu spannen, wobei die hydrauli
schen Spanneinrichtungen eine Mehrzahl von hydraulisch
betätigten Mittel umfassen, die über Leitungen an eine
Druckmittelquelle angeschlossen sind, ferner mit einer
Anordnung zum Steuern des Betriebs der hydraulischen
Spanneinrichtung, gekennzeichnet durch
erste Drucksensoren, die auf das Druckniveau in den Lei
tungen ansprechen, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn
dieses Druckniveau niedriger ist als ein erstes vorgege
benes Druckniveau; zweiten Drucksensoren, die auf das
Druckniveau in den Leitungen ansprechen, um ein Aus
gangssignal zu erzeugen, wenn das Druckniveau niedriger
ist als ein zweites vorgegebenes Druckniveau, wobei das
zweite vorgegebene Druckniveau niedriger ist als das
erste vorgegebene Druckniveau, sowie durch Einrichtungen,
die auf die Ausgangssignale der ersten und zweiten Druck
sensoren ansprechen, um das Druckniveau in den Leitungen
zu erhöhen, wenn das Druckniveau niedriger ist als das
erste vorgegebene Niveau und höher ist als das zweite
vorgegebene Niveau.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß durch die Steueranordnung der
Betrieb der Presse gesteuert wird und Mittel vorgesehen
sind, die auf die Ausgangssignale der ersten und zweiten
Drucksensoren ansprechen, um den Betrieb der Presse zu
stoppen, wenn dieses Druckniveau niedriger ist als das
zweite vorgegebene Druckniveau.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb
der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die
Ausgangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren
ansprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn
dieses Druckniveau niedriger ist als das erste vorge
gebene Niveau und höher als das zweite vorgegebene Druck
niveau über mehr als eine vorgegebene Zeitspanne.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb
der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die
Ausgangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren
ansprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn
dieses Druckniveau über dem ersten vorgegebenen Niveau
bleibt, jedoch unter dieses erste vorgegebene Niveau
öfter als eine vorgegebene Anzahl innerhalb einer vor
gegebenen Zeitspanne fällt.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb
der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die Aus
gangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren an
sprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn die
ses Druckniveau niedriger ist als dieses zweite vorge
gebene Niveau und um den Betrieb der Presse zu stoppen,
wenn dieses Druckniveau niedriger ist als dieses erste
vorgegebene Druckniveau und höher als dieses zweite vor
gegebene Druckniveau für eine längere Zeitspanne als eine
vorgegebene Zeitspanne.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb
der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die Aus
gangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren anspre
chen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn dieses
Druckniveau niedriger ist als dieses zweite vorgegebene
Niveau und zum Stoppen des Betriebs der Presse, wenn
dieses Druckniveau über dem zweiten vorgegebenen Niveau
bleibt, jedoch unter das erste vorgegebene Niveau häu
figer als eine vorgegebene Anzahl innerhalb einer vor
gegebenen Zeitspanne fällt.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb
der Presse steuert und Mittel aufweist, welche auf die
Ausgangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren
ansprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn
dieses Niveau niedriger ist als dieses erste vorgegebene
Niveau und höher als dieses zweite vorgegebene Niveau
über eine längere Zeit als eine vorgegebene Zeitspanne
und zum Stoppen des Betriebs der Presse, wenn dieses
Druckniveau über dem zweiten vorgegebenen Druckniveau
bleibt, jedoch unter das erste vorgegebene Druckniveau
häufiger als eine vorgegebene Anzahl innerhalb einer vor
gegebenen Zeitspanne fällt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steueranordnung den Betrieb
der Presse steuert und Mittel aufweist, die auf die
Ausgangssignale der ersten und zweiten Drucksensoren
ansprechen, um den Betrieb der Presse zu stoppen, wenn
dieses Druckniveau niedriger ist als dieses zweite vor
gegebene Niveau, sowie um den Betrieb der Presse zu stop
pen, wenn dieses Druckniveau niedriger ist als dieses
erste vorgegebene Niveau und höher als dieses zweite
vorgegebene Niveau über eine längere Zeit als eine vor
gegebene Zeitspanne, und um den Betrieb der Presse zu
stoppen, wenn dieses Druckniveau über diesem zweiten vor
gegebenen Niveau bleibt, jedoch unter dieses erste vorge
gebene Niveau häufiger als eine vorgegebene Anzahl von
Malen innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne fällt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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