DE4326924A1 - Method for operating a drop-forging press - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for operating a drop-forging press having a vertically movable press ram, a handling system for automatic workpiece transportation, a device for blowing out and spraying the forging dyes, as well as a microprocessor control. To increase the hourly output of forgings, the handling system is controlled electronically via the microprocessor independently of the press ram. The duration of one cycle of the handling system is preferably set shorter than that of the press ram, each cycle of the handling system being started anew, via the microprocessor, at a given position of the press ram. The press ram is operated on a continuous-running basis.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gesenkschmiedepresse mit einem vertikal beweglichen Pres­ senstößel, einem Handhabungssystem zum automatischen Werk­ stücktransport, einer Vorrichtung zum Ausblasen und Be­ sprühen der Gesenke sowie einem Mikroprozessor zur Steu­ erung des Handhabungssystems und des Pressenstößels.The invention relates to a method for operating a Drop forging press with a vertically movable press plunger, a handling system for automatic work piece transport, a device for blowing and loading spray the dies as well as a microprocessor for control of the handling system and the press ram.

Bei einem bekannten Verfahren der genannten Art wird der Pressenstößel im sogenannten Schaltbetrieb gefahren. Das Handhabungssystem zum automatischen Werkstücktransport läuft dabei kontinuierlich, d. h., daß sich die Arbeitszyk­ len stetig und ohne Pause wiederholen. Der Hub des Pres­ senstößels wird an einer bestimmten Stelle des Zyklus des Handhabungssystems zugeschaltet, und zwar vorzugsweise zu demjenigen Zeitpunkt, wenn die Werkstücke in dem Gesenk ab­ gelegt worden sind und das Handhabungssystem sich von den Werkstücken löst und in seine Ausgangsstellung zurückfährt. Es erfolgt immer jeweils ein Pressenhub pro Zyklus des Handhabungssystems. In a known method of the type mentioned Press ram operated in so-called switching operation. The Handling system for automatic workpiece transport runs continuously, d. that is, the Arbeitszyk Repeat len continuously and without pause. The stroke of the Pres tappet is at a certain point in the cycle of the Handling system switched on, preferably to the time when the workpieces in the die start have been placed and the handling system differs from the Loosens workpieces and returns to their starting position. There is always one press stroke per cycle of the Handling system.  

Bei Anwendung dieses Verfahrens müssen bei jedem einzelnen Hub des Pressenstößels alle für die Ausführung dieses Hubes benötigten Massen in Bewegung gesetzt und nach Ausführung des Schmiedevorgangs wieder abgebremst werden. Dies wird von einer Kupplung bzw. einer Bremse übernommen. Die Be­ schleunigungs- und Bremsenergie wird in dem System als Wärmeenergie freigesetzt. Dies führt zu einem erheblichen baulichen Aufwand der Systeme, damit die durch die frei­ werdende Energie entstehende Wärme aufgenommen bzw. abge­ führt werden kann. Außerdem ist der Schaltbetrieb mit Ver­ schleiß an allen an der Bewegungsübertragung beteiligten Bauteilen verbunden.When using this procedure, every individual Stroke of the press ram all for the execution of this stroke required masses in motion and after execution of the forging process are slowed down again. this will taken over by a clutch or a brake. The Be Acceleration and braking energy is used in the system Thermal energy released. This leads to a significant one structural effort of the systems so that by the free heat generated is absorbed or dissipated can be led. In addition, the switching operation with Ver wear on everyone involved in motion transmission Components connected.

Bei größeren Pressen kann aus diesen Gründen nur mit einer relativ niedrigen schaltbaren Hubzahl des Pressenstößels gefahren werden. So sind z. B. bei einer Gesenkschmiede­ presse mit 40 MN Preßkraft max. nur etwa 22 Hübe des Pressenstößels pro Minute möglich. Wenn man davon ausgeht, daß jede zweite Schmiedeoperation mit einem Werkstück be­ legt ist, dann ergibt sich eine Ausbringung von 660 Teilen pro Stunde. In der Massenfertigung, wo große Stückzahlen benötigt werden, reicht diese Ausbringung häufig nicht aus. Eine Belegung jeder Operation führt zu einer größeren Pres­ se und oft zu thermischen Problemen im Werkzeugbereich.For these reasons, larger presses can only be used with one relatively low switchable number of strokes of the press ram be driven. So z. B. at a drop forge press with 40 MN press force max. only about 22 strokes of the Press ram per minute possible. If you assume that every second forging operation with a workpiece 660 parts are produced per hour. In mass production, where large quantities this output is often not sufficient. Assigning each operation leads to a larger pres and often to thermal problems in the tool area.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zu schaffen, mit welchem ohne wesentlichen vorrich­ tungstechnischem Mehraufwand die Ausbringung der Schmiede­ presse erhöht werden kann und die wesentlichen verschleiß­ bringenden Faktoren in der kinematischen Kette beseitigt werden.The invention is therefore based on the object, a Ver drive to create with which without essential equipment the additional effort of the forge press can be increased and the main wear eliminating factors in the kinematic chain become.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe damit gelöst, daß das Handhabungssystem, mit dem die Werkstücke automatisch transportiert werden, unabhängig von dem Pressenstößel elektronisch über den Mikroprozessor gesteuert wird, daß die Zeitdauer eines Zyklus des Handhabungssystems kürzer oder gleich dem des Pressenstößels eingestellt wird, daß der Pressenstößel im Durchlaufbetrieb gefahren wird und daß jeder Zyklus des Handhabungssystems bei einer bestimmten Stellung des Pressenstößels über den Mikroprozessor neu gestartet wird.According to the invention this object is achieved in that the Handling system with which the workpieces automatically be transported, regardless of the press ram is controlled electronically via the microprocessor that  the duration of one cycle of the handling system is shorter or is set equal to that of the press ram that the press ram is operated in continuous operation and that each cycle of the handling system at a particular one New position of the press ram via the microprocessor is started.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Optimierung der Bewegungszyklen des Pressenstößels und des zum Transport der Werkstücke dienenden Handhabungssystems erzielt. Der im Durchlaufbetrieb arbeitende Pressenstößel wird auf eine möglichst hohe Hubfrequenz eingestellt, die in Abhängigkeit von der Maschine und den zu bearbeitenden Werkstücken realisierbar ist.When using the method according to the invention, a Optimization of the movement cycles of the press ram and the handling system for transporting the workpieces achieved. The press ram working in continuous operation is set to the highest possible stroke frequency, the depending on the machine and those to be processed Workpieces can be realized.

Jeder Zyklus des Handhabungssystems wird bei einer bestimm­ ten Stellung des Pressenstößels neu gestartet, so daß sich bei jedem Zyklus eine Synchronisation des Handhabungs­ systems zum Pressenstößel ergibt.Each cycle of the handling system is determined by one th position of the press ram restarted, so that the handling is synchronized with each cycle systems to the press ram results.

Vorzugsweise wird die Zeitdauer eines Zyklus des Hand­ habungssystems kürzer als die des Pressenstößels einge­ stellt, wobei das Handhabungssystem nach Beendigung seines Zyklus stehenbleibt, um bei der Wiederkehr der entsprechend ausgewählten Stellung des Pressenstößels erneut gestartet zu werden. Durch diese Maßnahme ist eine zuverlässige Syn­ chronisierung gewährleistet.Preferably the duration of a cycle of the hand system shorter than that of the press ram provides, the handling system after completion of his Cycle stops to return at the appropriate time selected position of the press ram started again to become. This measure is a reliable syn chronization guaranteed.

Zweckmäßig wird der Zyklus des Handhabungssystems zu einem Zeitpunkt gestartet, wenn sich der Pressenstößel kurz hin­ ter dem unteren Totpunkt oder im Bereich des unteren Tot­ punktes befindet bzw. seine Umformarbeit beendet hat.The cycle of the handling system expediently becomes one Time started when the press ram briefly runs out ter bottom dead center or in the area of bottom dead point or has finished its forming work.

Durch die ständige Synchronisation von Handhabungssystem und Pressenstößel kann es praktisch kaum zu Störungen im Betriebsablauf der Schmiedepresse kommen. Betriebsstörungen könnten allenfalls dadurch entstehen, daß Defekte an der Mechanik des Handhabungssystems oder an seinen Antrieben auftreten. Als Vorsichtsmaßnahme kann daher der Mikropro­ zessor den Zyklus des Handhabungssystems und des Pressen­ stößels zumindest abschnittsweise vergleichen, wobei die Bewegung des Pressenstößels unterbrochen werden kann, wenn das Handhabungssystem bei einer bestimmten Stößelstellung seinen vorgegebenen Erfüllungsgrad nicht erreicht hat.Through the constant synchronization of the handling system and press rams can hardly cause any malfunctions in the Operation of the forging press come. Malfunctions  could possibly arise from defects in the Mechanics of the handling system or on its drives occur. As a precaution, the Mikropro processor the cycle of the handling system and the presses compare the tappet at least in sections, the Movement of the press ram can be interrupted if the handling system with a certain ram position has not reached its specified degree of fulfillment.

Die in den Gesenken durch den Umformprozeß entstehende Wär­ me muß abgeführt werden. Gemäß der Erfindung ist daher zum Ausblasen und Besprühen der Gesenke eine gesonderte Vor­ richtung vorgesehen, deren Bewegungszyklus mechanisch mit dem des Pressenstößels gekoppelt ist. Durch die mechanische Kopplung dieser Vorrichtung mit dem Pressenstößel ist mit relativ geringem technischen Aufwand eine optimale Aus­ nutzung der für das Ausblasen und Besprühen der Gesenke zur Verfügung stehenden Zeit möglich.The heat generated in the dies by the forming process me must be removed. According to the invention is therefore for Blow out and spray the dies a separate pre direction provided, the movement cycle mechanically with that of the press ram is coupled. By mechanical Coupling this device with the press ram is with optimal out relatively little technical effort use of for blowing out and spraying the dies Available time possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand eines Diagramms im einzelnen erläutert.The method according to the invention is described below described an embodiment and using a Diagram explained in detail.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Verfahren bei einer Schmiedepresse durchgeführt, die einen in verti­ kaler Richtung beweglichen Pressenstößel aufweist. Als Handhabungssystem zum Transport der Werkstücke dient eine sogenannte Hubbalkenautomatik.In the present embodiment, the method carried out at a forging press, one in verti calender direction movable press ram. When Handling system for transporting the workpieces is used so-called walking beam automatic.

In dem Diagramm ist bei einer solchen Schmiedepresse der Wegverlauf des Pressenstößels über der Zeitachse aufge­ tragen. Unterhalb dieser Weg/Zeit-Kurve sind maßstäblich in Form von Rampendiagrammen die einzelnen Bewegungsabläufe der Hubbalkenautomatik dargestellt. Der Zyklus beginnt mit dem Schließen (SL), wobei die Schmiedeteile von gefederten Greifern in den Hubbalken transportiert werden. Danach er­ erfolgt das Heben (HE) der Hubbalken mit den Schmiedeteilen und anschließend der Vorlauf (VL), d. h. der Transport der Schmiedeteile zur nächsten Schmiedeoperation, gefolgt vom Absenken (SE) der Hubbalken mit den Schmiedeteilen in das Gesenk. Nach dem Ablegen der Schmiedeteile im Gesenk er­ folgt das Öffnen (UE) und anschließend der Rücklauf (RL) der Hubbalken ohne Schmiedeteile zurück in die Ausgangs­ position.With such a forging press, the diagram shows the Path of the press ram opened over the time axis carry. Below this path / time curve are scaled in The individual motion sequences in the form of ramp diagrams of the automatic walking beam. The cycle starts with the closing (SL), whereby the forgings of sprung Grippers can be transported in the walking beam. After that he  the lifting beams are lifted (HE) with the forgings and then the lead (VL), d. H. the transport of the Forgings to the next forging operation, followed by Lowering (SE) the walking beam with the forgings into the Die. After placing the forgings in the die he follows the opening (UE) and then the return (RL) the walking beam without forgings back into the exit position.

Der im Zeitpunkt (A) beginnende Zyklus der Hubbalken­ automatik endet in Punkt (B), in welchem die Hubbalken­ automatik stehenbleibt.The cycle of the walking beams starting at time (A) automatic ends in point (B), in which the walking beam automatic stops.

Die Betrachtung des Zyklus des im Durchlaufbetrieb arbei­ tenden Pressenstößels beginnt im unteren Totpunkt (UT), verläuft über den oberen Totpunkt (OT) und endet im folgen­ den unteren Totpunkt (UT). Aus dem Diagramm ist eindeutig ersichtlich, daß der Zyklus der Hubbalkenautomatik kürzer ist als der des Pressenstößels.Considering the cycle of working in continuous operation press ram begins at bottom dead center (UT), runs over top dead center (OT) and ends in the following bottom dead center (UT). From the diagram is clear can be seen that the cycle of the automatic walking beam is shorter than that of the press ram.

Der Zyklus der Hubbalkenautomatik wird zum Zeitpunkt (A) gestartet, d. h. kurz nachdem der Pressenstößel den unteren Totpunkt (UT) durchlaufen hat. Von diesem Startpunkt aus läuft die Hubbalkenautomatik nach einem vorgegebenen Modus unabhängig von dem Pressenstößel. Nach Beendigung des Zyk­ lus im Punkt B des Diagramms bleibt die Hubbalkenautomatik stehen und wird bei der nächsten Stößelstellung im Punkt A erneut gestartet. Durch dieses Funktionsverhalten entsteht bei jedem Stößelhub der durchlaufenden Maschinen eine Syn­ chronisation der Hubbalkenautomatik zum Funktionsablauf des Pressenstößels. Die Funktionsrast zwischen Punkt B und A der Hubbalkenautomatik stellt eine zusätzliche Sicherheit dar, um nach jedem Zyklus einen genau definierten zeit­ richtigen Start zu ermöglichen. The cycle of the automatic walking beam is at time (A) started, d. H. shortly after the press ram the lower Has passed dead center (UT). From this starting point the automatic walking beam runs according to a specified mode regardless of the press ram. After completing the cycle The automatic walking beam remains in point B of the diagram stand and will be at the next ram position in point A started again. This functional behavior creates with each ram stroke of the machines running through a syn Chronization of the automatic walking beam for the functional sequence of the Ram. The functional rest between point B and A the automatic walking beam provides additional security to a precisely defined time after each cycle right start.  

Trotz dieser elektronischen Synchronisation der beiden Systeme kann eine zusätzliche Sicherheitskontrolle zwischen dem Pressenstößel und der Hubbalkenautomatik vorgesehen sein. Dies geschieht im Punkt C der Hubkurve des Pressen­ stößels. Wenn an dieser Stelle der Funktionsfortschritt der Hubbalkenautomatik nicht den vorgegebenen Erfüllungsgrad erreicht hat, wird die Presse abgeschaltet. Die Maschinen­ bremse der Presse sorgt dann dafür, daß der Pressenstößel rechtzeitig vor dem unteren Umkehrpunkt zum Stillstand kommt.Despite this electronic synchronization of the two Systems can have an additional security check between the press ram and the automatic walking beam his. This happens in point C of the stroke curve of the press pestle. If at this point the functional progress of the Automatic walking beam does not meet the specified degree of fulfillment the press is switched off. The machines Brake the press then ensures that the press ram in time before the lower reversal point to a standstill is coming.

Der Durchlaufbetrieb kann zwischen Pressenstößel bzw. Ge­ senk und Werkstück zu längeren Druckberührzeiten als im Schaltbetrieb führen, da im Schaltbetrieb die Drehzahl der Exzenterwelle erheblich höher gewählt und somit ein schnel­ lerer Hub erreicht werden kann. Insofern ist auf eine intensive Kühlung der Schmiedegesenke hinzuwirken. In dem Diagramm ist unterhalb des oberen Totpunktes eine zeitliche Strecke zwischen den Punkten D und E eingetragen, in der im Werkzeugraum die Kühlung und Schmierung der Gesenke er­ folgt. Der Antrieb der hierzu erforderlichen Vorrichtung ist mechanisch mit dem Pressenstößel gekoppelt, so daß die für die Kühlung und Schmierung der Gesenke zur Verfügung stehende Zeit optimal von dem Punkt D bis zum Punkt E ausgenutzt werden kann. Die Kopplungsmechanik wird dabei so gestaltet, daß im Bereich des oberen Totpunktes des Pres­ senstößels für die Kühl- und Schmiervorrichtung im Werk­ zeugraum der Presse ein Stillstand über einen bestimmten Stößelhub erbracht wird. Dieser Stillstand bewirkt eine reproduzierbare, intensive Sprühzeit.The continuous operation can be between press ram or Ge lower and workpiece at longer pressure contact times than in Switch operation, since the speed of the Eccentric shaft chosen significantly higher and thus a quick longer stroke can be achieved. In this respect is on one intensive cooling of the forging dies. By doing Diagram is a temporal one below the top dead center Distance entered between points D and E, in which in Tool room for cooling and lubricating the dies follows. The drive of the device required for this is mechanically coupled to the press ram, so that the for cooling and lubricating the dies standing time optimally from point D to point E can be exploited. The coupling mechanism is like this designed that in the area of the top dead center of the pres plunger for the cooling and lubricating device in the factory press room a standstill over a certain Ram stroke is provided. This standstill causes one reproducible, intensive spraying time.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es mög­ lich, ohne wesentlichen technischen Mehraufwand die Aus­ bringung an sich bekannter Schmiedepressen zu erhöhen. So kann z. B. eine 40 MN-Schmiedepresse mit einer Hubzahl zwischen 30 und 36 Hüben pro Minute betrieben werden, was bei einer Belegung jeder zweiten Operation zu einer Aus­ bringung von 900 bis 1080 Schmiedeteilen pro Stunde führt. Darüber hinaus kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Wegfall des Schaltgetriebes die Schmiede­ presse schonend gefahren werden, so daß deren Lebensdauer erhöht wird.When using the method according to the invention, it is possible Lich, without any significant additional technical effort increase in forging presses known per se. So can e.g. B. a 40 MN forging press with a stroke rate operating between 30 and 36 strokes per minute, what  if every second operation is assigned to an off of 900 to 1080 forgings per hour. In addition, when using the invention Procedure by eliminating the manual transmission the forge press are driven gently, so that their lifespan is increased.

Schließlich wird auch die Mechanik vereinfacht, da es keine mechanische Kopplung zwischen dem Pressenstößel und der Hubbalkenautomatik gibt, denn diese Kopplung wird lediglich über den Mikroprozessor gesteuert. Ein solches System mit einer elektronischen Kopplung zwischen Presse und Hubbal­ kenautomatik ermöglicht alternativ einen Schaltbetrieb auf Knopfdruck.Finally, the mechanics are also simplified since there are none mechanical coupling between the press ram and the Automatic walking beam is there, because this coupling is only controlled by the microprocessor. Such a system with an electronic coupling between the press and the Hubbal kenautomatik alternatively enables switching operation Push of a button.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betreiben einer Gesenkschmiedepresse mit einem vertikal beweglichen Pressenstößel , einem Hand­ habungssystem zum automatischen Werkstücktransport, ei­ ner Vorrichtung zum Ausblasen und Besprühen der Gesenke sowie einem Mikroprozessor für die Steuerung des Hand­ habungssystems und des Pressenstößels, dadurch gekennzeichnet, daß das Handhabungssystem unabhängig von dem Pressenstößel elektronisch über den Mikroprozessor gesteuert wird, daß die Zeitdauer eines Zyklus des Handhabungssystems kürzer oder gleich dem des Pressenstößels eingestellt wird, daß der Pressen­ stößel im Durchlaufbetrieb gefahren wird und daß jeder Zyklus des Handhabungssystems bei einer bestimmten Stellung des Pressenstößels über den Mikroprozessor neu gestartet wird.1. A method of operating a drop forging press with a vertically movable press ram, a handling system for automatic workpiece transport, egg ner device for blowing and spraying the dies and a microprocessor for controlling the handling system and the press ram, characterized in that the handling system is independent of the press ram is controlled electronically via the microprocessor, that the duration of a cycle of the handling system is set to be shorter than or equal to that of the press ram, that the press ram is operated in continuous operation and that each cycle of the handling system is restarted via the microprocessor at a specific position of the press ram becomes. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zeitdauer des Zyklus des Handhabungssystems kürzer als die des Pressenstößels eingestellt wird und daß das Handhabungssystem nach Beendigung seines Zyklus stehenbleibt, um bei der Wiederkehr der entsprechend ausgewählten Stellung des Pressenstößels erneut gestartet zu werden. 2. The method according to claim 1, characterized records that the duration of the cycle of the Handling system shorter than that of the press ram is set and that the handling system after Completion of his cycle stops at the Return of the selected position of the Press ram to be started again.   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklus des Hand­ habungssystems zu einem Zeitpunkt gestartet wird, wenn sich der Pressenstößel im Bereich des unteren Tot­ punktes befindet bzw. der Pressenstößel seine Umform­ arbeit beendet hat.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized that the cycle of the hand system is started at a time when the press ram in the area of the bottom dead point or the press ram is reshaped finished work. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mi­ kroprozessor den Zyklus des Handhabungssystems und des Pressenstößels zumindest abschnittsweise vergleicht und daß die Bewegung des Pressenstößels unterbrochen wird, wenn das Handhabungssystem bei einer bestimmten Stößel­ stellung seinen vorgegebenen Erfüllungsgrad nicht erreicht hat.4. The method according to any one of claims 1 to 3, because characterized in that the Mi croprocessor the cycle of the handling system and the Press ram compares at least in sections and that the movement of the press ram is interrupted if the handling system on a particular ram position does not meet its specified degree of fulfillment has reached. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Aus­ blasen und Besprühen der Gesenke eine gesonderte Vor­ richtung vorgesehen ist, deren Bewegungszyklus mecha­ nisch mit dem des Pressenstößels gekoppelt ist.5. The method according to any one of claims 1 to 4, there characterized by that to the end blow and spray the dies a separate pre direction is provided, the movement cycle mecha niche is coupled with that of the press ram.