DE69309610T2

DE69309610T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen und Einstellen der Presskräfte an einer Presse

Info

Publication number: DE69309610T2
Application number: DE1993609610
Authority: DE
Inventors: Kazunari Kirii; Masahiro Shinabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2013-11-03
Also published as: EP0596696B1; EP0596697A1; EP0773075B1; EP0773075A2; EP0773075A3; EP0596696A1; DE69331974D1; DE69309610D1; DE69313585T2; EP0596697B1; DE69313585D1; DE69331974T2

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen und Einstellen von Preßkraftwerten an einer Preßformmaschine und insbesondere auf eine Vorrichtung, die imstande ist, die Preßkraftwerte unter Verwendung von Dehnungsmeßfühlern mit hoher Genauigkeit? zu messen, sowie auf ein Verfahren zur Einstellung von lokalen Preßkraftwerten unabhängig voneinander auf optimale Werte, um eine vorbestimmte lokale Last verteilung der Presse festzusetzen.

Erörterung der verwandten Technik

Eine Presse, die einen vertikal hin- und herbewegbaren Schlitten mit einem Obergesenk besitzt, wird weitgehend zur Erzeugung von Karosserieteilen eines Kraftfahrzeugs und von anderen Gegenständen verwendet Um Lastwerte an einer derartigen Presse einzustellen oder zu überwachen, ist es übliche Praxis, geeignete Dehnungsmeßfühler an den Ständersäulen anzubringen, die einen Pressenschlitten lagern, und die Lastwerte an der Presse auf der Grundlage der Längungswerte der Ständersäulen zu messen. Die Dehnungsmeßfühler können an geeigneten Elementen eines Antriebsmechanismus zur Hin- und Herbewegung des Pressenschlittens angebracht werden. Die Messung der Lastwerte beruht auf der Annahme, daß eine Preßkraft F einer Dehnungsgröße &epsi; proportional ist. Die Preßkraft F wird gemäß der folgenden Gleichung (1) erhalten:
F = a &epsi; ..... (1)
worin a = vorbestimmte Proportionalkonstante.
Die JP-A-57-30919 (Offenlegungsschrift einer Japanischen Patentanmeldung)offenbart ein Beispiel einer Vorrichtung, die auf der obigen Annahme betrieben wird, wobei ein Permanentmagnet und ein Hall-Element als ein Dehnungsmeßfühler verwendet werden. Der Dehnungsmeßfühler kann irgendeine andere geeignete Einrichtung sein, um den Längungswert einer Ständersäule der Presse zu ermitteln, wobei er vom Meßuhr-, elektrischen Kapazitäts-, Dehnungsmeßstreifentyp, vom optischen Typ, vom Differentialtransformator- oder vom Codedrehgebertyp sein kann.
Jedoch ist die Preßkraft F an einer vorgegebenen Stelle an einem Pressenschlitten, der imstande ist, einen Preßvorgang mit einem oberen sowie einem unteren Gesenk auszuführen, aufgrund von verschiedenen schwankenden Faktoren, z.B. mit dem Pressenschlitten, dem Werkzeugsatz und den Ständersäulen verknüpften Lageeinstellfehlern, speziellen Ausgestaltungen der Ständersäulen und Getriebespiel des Antriebsmechanismus zum Betreiben des Pressenschlittens, nicht notwendigerweise hinreichend dem Dehnungswert der Ständersäulen linear proportional. Demzufolge wird die Dehnungsgröße &epsi;, die von den Dehnungsmeßfühlern ermittelt wurde, nicht genau den örtlichen Ist-Preßkraftwert F wiedergeben. Im Diagramm der Fig. 7 geben eine ausgezogene und eine einfach punktierte Linie Beispiele eines örtlichen Ist-Preßkraftwerts Fpi bzw.des Pegels eines Ausgangs signals Si eines Dehnungsmeßfühlers an. Es wird aus dem Diagramm verständlich, daß, obwohl der Preßkraftwert Fpi und der Dehnungsmeßfühler-Ausgangspegel Si durch die Verwendung einer geeigneten Proportionalkonstanten a teilweise übereinstimmend miteinander sein können, diese beiden Werte nicht über den gesamten Bereich des effektiven Preßhubes des Pressenschlittens zueinander linear proportional sind.
Wenn die Presse zwei oder mehr Ständersäulen besitzt, wird ein Dehnungsmeßfiihler an jeder der Standersäulen angebracht. In diesem Fall ist die Gesamt-Preßkraft gleich einer Summe der örtlichen Preßkraftwerte, die durch die Ausgänge der individuellen Dehnungsmeßfühler wiedergegeben werden. Üblicherweise wird eine Proportionalkonstante a für den gesamten Ausgang der Dehnungsmeßfühler verwendet, um die Gesamt-Preßkraft aus dem Gesamt-Fühlerausgang zu erhalten. Diese Proportionalkonstante a wird auch verwendet, um die örtlichen Preßkraftwer te aus den Ausgängen der einzelnen Dehnungsmeßfühler zu erlangen. Deshalb sind die erhaltenen örtlichen Preßkraftwerte nicht notwendigerweise hinreichend genau. Demzufolge ist es beispielsweise nicht möglich, präzis die Verteilung von örtlichen Haltekräften zu ermitteln, die am Werkstück oder Rohling an den jeweiligen lokalen Teilen des Pressenschlittens oder des Werkzeugsatzes einwirken. Ferner lassen die ermittelten örtlichen Preßkraftwerte eine genaue Einstellung der örtlichen Preßkraftwerte auf die optimalen Werte, die an einer Testpresse gefunden oder bestimmt wurden, wenn der Werkzeugsatz vorbereitet wird, nicht zu.
Um die optimalen örtlichen Preßkraftwerte zu bestimmen, die für den verwendeten speziellen Werkzeugsatz geeignet sind, wird eine Presse üblicherweise mit einer Mehrzahl von Höheneinstellmechanismen an jeweils verschiedenen lokalen Teilen an der Presse versehen, um einen Relativabstand (mit h1 in Fig.2 beispielsweise angegeben) zwischen dem Pressenschlitten und dem Antriebsmechanismus einzuregulieren. Diese Höheneinstellmechanismen erlauben eine effiziente Reproduktion der optima len örtlichen Preßkraftwerte an der Presse in einer Fertigungsstraße.
Die Beziehung zwischen dem örtlichen Ist-Preßkraftwert und dem wie oben bestimmten Relativabstand in einer lokalen Position an der Presse unterscheidet sich jedoch aufgrund von Spiel und Getriebetotgang des Antriebsmechanismus für den Pressenschlitten, von einer Parallelitätsänderung des Pressenschlittens und von Maßfehlern sowie Steifigkeitsänderungen der einzelnen Bauteile der Presse von jenen an den anderen lokalen Stellen. Während die Höheneinstellmechanismen die Einstellung der Gesamt-Preßkraft erlauben, unterscheidet sich demzufolge die Verteilung der örtlichen Lastwerte an den einzelnen Preßvorrichtungen, wodurch die durch die einzelnen Vorrichtungen erzeugten Gegenstände nicht notwendigerweise eine gewünschte Qualität besitzen, selbst wenn die gesamte Last adäquat justiert wird. In dieser Beziehung wird es als möglich angesehen, die Presse in Abhängigkeit von dem speziellen verwendeten Werkzeugsatz zu justieren, um die gewünschte Qualität des Produkts zu erlangen. Wenn die in Rede stehende Presse mit verschiedenartigen Werkzeugsätzen zur Erzeugung unterschiedlicher Gegenstände verwendet wird, so wird die Einstellung der Presse für den einen Werkzeugsatz die Qualität der durch die anderen Werkzeugsätze zu produzierenden Artikel beeinflussen. Mit Blick auf diese Tatsache ist es in der Praxis allgemein so, den Werkzeugsatz für sich in Abhängigkeit von den Kenndaten der Presse einzustellen.
Die GB-A-2 127 973 offenbart eine Vorrichtung zum Messen eines Preßkraftwerts an einer Presse in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die DE-A-3 530 204 offenbart ein Verfahren zur Steuerung von Formpreßbedingungen in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Abriß der Erfindung

Es ist deshalb ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, um die Preßkraftwerte an einer Presse unter Verwendung von an den Ständersäulen der Presse angebrachten Dehnungsmeßfühlern akkurat zu messen.
Es ist ein zweites Ziel der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, durch das die örtlichen Preßkraftwerte an einer Presse auf einfache Weise so eingestellt werden können, um die gewünschte örtliche Belastungsverteilung ungeachtet der spezifischen Kenndaten der Presse festzusetzen.
Das erste Ziel kann gemäß einem Gesichtspunkt dieser Erfindung erreicht werden, wonach eine Vorrichtung zum Messen eines Preßkraftwerts an einer Presse in Übereinstimmung mit dem Patentanspruch 1 geschaffen wird.
Die in den Speichereinrichtungen gespeicherte Datentafel wird vor einem Preßvorgang an der Presse präpariert, indem der Ist- Preßkraftwert am Preßteil entsprechend einem jeden Dehnungsmeßfühler gemessen und der Ausgangspegel eines jeden Dehnungsmeß fühlers in bezug auf den gemessenen Ist-Preßkraftwert festgelegt wird. Diese Messung wird durch Ändern des aktuellen Werts der auf die Presse am Preßteil aufgebrachten Preßlast bewirkt. Die für die aktuell gemessene Beziehung zwischen dem Preßkraftwert und dem Fühlerausgangspegel kennzeichnende Datentafel wird in den Speichereinrichtungen gespeichert. Während eines Preßvorgangs an der Presse wird der Preßkraftwert durch die Umwandlungseinrichtung auf der Grundlage des Ausgangspegels des Dehnungsmeßfühlers, der für den Dehnungswert des Pressenständers kennzeichnend ist, und gemäß der gespeicherten Bezie hung erhalten. Diese Anordnung gewährleistet eine gesteigerte Meßgenauigkeit des Ist-Preßkraftwerts auf der Grundlage des Ausgangs des Dehnungsmeßfühlers.
Die in Rede stehende Lastmeßvorrichtung kann eine Mehrzahl von Dehnungsmeßfühlern anwenden, die an zugeordneten Ständersäulen des Ständers angebracht sind. In diesem Fall speichern die Speichereinrichtungen Datentafeln, die für die jeweiligen Beziehungen zwischen dem Pegel der Ausgangssignale der individuellen Dehnungsmeßfühler und den örtlichen Ist-Preßkraftwerten an den jeweiligen Preßteilen der Presse, die den jeweiligen Ständersäulen entsprechen, kennzeichnend sind. Im Betrieb der Presse wandeln die Umwandlungseinrichtungen den Pegel des Ausgangssignals eines jeden Dehnungsmeßfühlers in den entsprechenden örtlichen Ist-Preßkraftwert gemäß einer der gespeicherten Beziehungen um, die dem in Rede stehenden Dehnungsmeßfühler entspricht. Der gesamte Ist-Preßkraftwert wird durch geeignete Berechnungseinrichtungen berechnet, indem die durch die Umwandlungseinrichtungen auf der Grundlage der Ausgangssignale der einzelnen Dehnungsmeßfühler und gemäß den gespeicherten Beziehungen erhaltenen örtlichen Ist-Preßkraftwerte addiert werden. Diese Anordnung erlaubt eine genaue Messung von nicht nur dem Gesamt-Preßkraftwert, sondern auch der örtlichen Preßkraftwerte an den jeweiligen Preßteilen der Presse, z.B. den Eckenbereichen des Pressenschlittens. Demzufolge können die Kräfte, die auf das Werkstück an unterschiedlichen örtlichen Bereichen von diesem durch einen Preßring, um das Werkstück festzuhalten, einwirken, präzis zusammen mit den örtlichen Preßformkräften (z.B. Ziehkräften), die auf das Werkstück durch den Werkzeugsatz einwirken, ermittelt werden. Die präzise Ermittlung oder Messung der Werkstück-Haltekräfte und der örtlichen Preßformkräfte gewährleisten eine effiziente und genaue Justierung des Werkzeugsatzes, wenn der Werkzeugsatz anfangs an der Presse verwendet wird.
Das oben angegebene zweite Ziel kann in Übereinstimmung mit einem zweiten Gesichtspunkt dieser Erfindung erlangt werden, der ein Verfahren zum Einstellen von örtlichen Preßkraftwerten an einer Presse vorsieht, die einen Pressenschlitten besitzt, welcher durch eine Mehrzahl von fluidbetriebenen Zylindem mit einem hin- und hergehenden Organ eines Antriebsmechanismus verbunden ist sowie durch das genannte hin- und hergehende Organ vertikal hin- und herbewegt wird, wobei die besagten örtlichen Preßkraftwerte auf den besagten Pressenschlitten an jeweiligen lokalen Teilen von diesem durch die erwähnten fluidbetätigten Zylinder jeweils einwirken, wenn ein Preßvorgang an einem Werkstück mittels eines hin- und hergehenden Vorgangs des besagten Pressenschlittens mit einem an diesem angebrachten Obergesenk durchgeführt wird, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: des Messens der örtlichen Ist-Preßkraftwerte an den erwähnten lokalen Teilen des besagten Pressenschlittens, die der erwähnten Mehrzahl von fluidbetätigten Zylindern entsprechen; und des Justierens von Druckwerten eines Fluids in der erwähnten Mehrzahl von fluidbetätigten Zylindern unabhängig voneinander, so daß die gemessenen örtlichen Preßkraftwerte an den erwähnten lokalen Teilen des Pressenschlittens im wesentlichen mit jeweiligen vorbestimmten Optimalwerten übereinstimmen.
In der Presse, in welcher die örtlichen Preßkraftwerte auf den lokalen Teil des Pressenschlittens durch die jeweiligen fluidbetätigten Zylinder einwirken, kann die Charakteristik des Preßkraftwerts an jedem lokalen Teil des Pressenschlittens in bezug auf eine Änderung im effektiven Preßhub des Schlittens verändert werden, indem der Fluiddruck im entsprechenden fluidbetätigten Zylinder eingeregelt wird. Demzufolge macht es die Einregelung der Fluiddrücke in den einzelnen fluidbetätigten Zylindern unabhängig voneinander möglich, die örtlichen Preßkraftwerte an den jeweiligen. lokalen Teilen des Pressenschlit tens unabhängig voneinander einzustellen, d.h., die Verteilung der örtlichen Preßkraftwerte nach Notwendigkeit zu justieren. Mehr im einzelnen kann die gewünschte Verteilung der örtlichen Preßkraftwerte an der Presse auf einfache Weise reproduziert werden, indem die Fluiddrücke in den fluidbetätigten Zylindern unabhängig voneinander eingeregelt werden, so daß die örtlichen, durch geeignete Mittel erfaßten Ist-Preßkraftwerte im wesentlichen gleich den jeweiligen vorbestimmen optimalen Werten sind. Die unabhängige Einstellung der Fluiddrücke in den individuellen Zylindern gleicht eine Veränderung in den Kenndaten der Presse von der einen Vorrichtung zur anderen aus, wodurch die optimale oder gewünschte Verteilung der örtlichen Preßkraftwerte gewährleistet wird, was eine konstant hohe Qualität der durch die Presse erzeugten Gegenstände ermöglicht. Ferner führt die leichte Reproduktion der lokalen Lastverteilung am Pressenschlitten zu einer erheblichen Verminderung in der Zeit sowie den Bemühungen der Bedienungsperson, die zur Justierung des Werkzeugsatzes erforderlich sind, und zu einer bedeutsamen Steigerung der Arbeitsleistung der Pressen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die obigen und fakultative Ziele, die Merkmale sowie Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bei Betrachtung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen, teilweise geschnittenen Aufriß eines Beispiels einer einfachwirkenden Presse gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung, in welcher örtliche Preßkraftwerte automatisch gemessen und eingestellt werden
Fig. 2 eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt, die einen zwischen einem Pressenschlitten und jedem Stößel eines Schlittenantriebssystems vorgesehenen Höheneinstell mechanismus sowie die zugehörigen Bauteile der Presse von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das eine Schaltung zur Verarbeitung von durch an der Presse vorgesehenen Dehnungsmeßstreifen erzeugten Signalen veranschaulicht;
Fig. 4 ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem zur Steuerung der Presse von Fig. 1 darstellt;
Fig. 5 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer örtlichen Preßkraft Fpi und dem von einem Dehnungsmeßstreifen erzeugten Pegel eines Dehnungssignals Si veranchau licht, wobei diese Beziehung durch eine in einem Maschinendatenspeicher, der im Steuersystem der Fig. 4 vorgesehen ist, gespeicherte Datentafel wiedergegeben wird;
Fig. 6 einen schematischen Aufriß der Presse von Fig. 1, die mit Lastmeßvorrichtungen ausgestattet ist, um die örtlichen Ist-Preßkraftwerte an der Presse zu messen;
Fig. 7 ein Diagramm, das Beispiele des Pegels des Dehnungssignals Si sowie des örtlichen Preßkraftwerts Fpi angibt, die tatsächlich an der Presse von Fig. 6 ermittelt werden und sich mit dem Ziehhub des Pressenschlittens ändern;
Fig. 8 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Wellenform des örtlichen Preßkraftwerts Fpi, der durch einen Dehnungsmeßstreifen an der Presse von Fig. 1 ermittelt wird, wobei dieser Wert Fpi aus einer örtlichen Rohlinghaltekraft Fsi und einer örtlichen Ziehkraft Ffi besteht, darstellt;
Fig. 9 - 11 Darstellungen einer Steuertafel einer Bedienungsperson, die an der Presse von Fig. 1 vorgesehen ist;
Fig. 12 und 13 Flußpläne, die eine Routine zur Regulierung eines Relativabstandes hl und eines Hydraulikdrucks Pa des Werkzeug-Höheneinstellmechanismus von Fig. 2 in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten optimalen Preßkraft veranschaulichen;
Fig. 14 ein Diagramm zur Erläuterung der Regulierung des Relativabstandes h1 in der Routine der Fig. 12 und 13, so daß die Gesamt-Preßlast Fpt im wesentlichen einer optimalen Gesamt- Preßkraft Ffot gleich ist;
Fig. 15 ein Diagramm, das einen Unterschied in der Preßkraft Fpi an vier lokalen Teilen der Presse von Fig. 1 in bezug auf den effektiven Ziehhub des Pressenschlittens, der beispielsweise auf einen Fehler in der Parallelität des Pressenschlittens zurückzuführen ist, darstellt;
Fig. 16 ein Diagramm, das verschiedene Beziehungen zwischen der örtlichen Preßkraft Fpi und dem effektiven Ziehhub des Pressenschlittens darstellt, die den jeweiligen unterschiedlichen Werten des am Werkzeug-Höheneinstellmechanismus von Fig. 2 aufgebrachten Hydraulikdrucks Pa entsprechen;
Fig. 17(a) und 17(b) einen Flußplan, der eine anstelle der Routine von Fig. 12 verwendete Routine in einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht;
Fig. 18 ein Diagramm, das demjenigen der Fig. 14 entspricht, um die Einregulierung des Relativabstandes h1 in der Routine von Fig. 17 zu erläutern;
Fig. 19 einen Aufriß, der ein Beispiel einer doppeltwirkenden Presse zeigt, deren örtliche Preßkraftwerte gemäß dieser Erfindung eingestellt werden;
Fig. 20 eine schematische Darstellung eines in der Presse von Fig. 19 vorgesehenen Höheneinstellmechanismus;
Fig. 21 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Gesamt- Preßlast Fpt und dem effektiven Ziehhub des äußeren Schlittens an der Presse von Fig. 19 darstellt;
Fig. 22(a) und 22(b) Diagramme, die jeweils jenen der Fig. 14 und 18 entsprechen, um die Regulierung eines Relativabstandes h2, so daß die Gesamt-Preßlast Fpt des äußeren Schlittens der Presse von Fig. 19 im wesentlichen einer optimalen Gesamt- Ziehkraft Fsot gleich ist, zu erläutern;
Fig. 23 ein Diagramm, das verschiedene Beziehungen zwischen der örtlichen Preßkraft Fpi und dem effektiven Ziehhub des Pressenschlittens, die jeweiligen unterschiedlichen Werten eines am Werkzeug-Höheneinstellmechanismus der Fig. 19 aufgebrachten Hydraulikdrucks entsprechen, veranschaulicht;
Fig. 24 ein Diagramm, das verschiedene Beziehungen zwischen der örtlichen Preßkraft Fpi und dem wirksamen Ziehhub des Pressenschlittens, die den jeweiligen unterschiedlichen Werten des am Werkzeug-Höheneinstellmechanismus der Fig. 19 aufgebrachten Luftdrucks Pf entsprechen, veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Anhand der Fig. 1 ist zuerst ein Beispiel einer einfachwirkenden Presse allgemein unter 10 dargestellt, und die Presse 10 ist imstande, einen Ziehvorgang an einem Rohling in Form eines Metallblechs 28 auszuführen. Die Presse 10 besitzt vier-Ständersäulen 12, die von vier Ecken eines Pressenbetts 22 aufragen, um einen Antriebsmechanismus 16 für eine Hin- und Herbewegung eines Pressenschlittens 14 in der vertikalen Richtung abzustützen Der Antriebsmechanismus 16 enthält einen Elektromotor, einen Getriebezug, Lenker und Kurbelwellen, wie in der einschlägigen Technik bekannt ist, um synchron vier Stößel 18 hin- und herzubewegen, die sich vom unteren Ende des Mechanismus 16 aus so erstrecken, daß sie innerhalb der Ständersäulen 12 angeordnet sind. Die Stößel 18 sind an ihren unteren Enden mit zugeordneten vier Eckenbereichen des Pressenschlittens 14 verbunden.
Der Pressenschlitten 14 trägt ein an seiner Unterseite befestigtes Obergesenk 20, während ein Untergesenk in Form eines Stempels 26 an einer Auflageplatte 24 montiert ist, die auf dem Bett 22 ruht. Wenn der Pressenschlitten 14 durch den Antriebsmechanismus 16 über die Stößel 18 abgesenkt wird, wird das Metallblech 18 durch eine zusammenwirkende Funktion von Oberund Untergesenk 20, 26 gezogen. Der Stempel 26 ist mit einem Preßring 30 versehen, der von einer Mehrzahl von Dämpfungsstiften 32, die einem Druck durch einen pneumatischen Dämpfungszylinder ausgesetzt sind, wie in der einschlägigen Technik bekannt ist, vertikal bewegbar gelagert ist. Die den Preß ring 30 an ihren oberen Enden abstützenden Dämpfungsstifte 32 können gegen eine Druckwirkung des pneumatischen Dämpfungszylinders abwärtsbewegt werden. Wenn das Obergesenk 20 zum Ziehen des Metallblechs 28 abgesenkt wird, arbeitet der Preßring 30 mit dem Obergesenk 20 zusammen, um das Metallblech 28 an einem Außenbereich von diesem festzuhalten. Es sollte klar sein, daß die Stößel 18 als hin- und hergehende Organe zu Hinund Herbewegung des Pressenschlittens 14 dienen.
Der Pressenschlitten 14 hat eine im wesentlichen rechteckige obere Fläche, und die vier Stößel 18 sind mit den jeweiligen vier Eckenbereichen (vorderer linker sowie rechter und hinterer linker sowie rechter Eckenbereich) des Pressenschlittens 14 durch vier zugeordnete Werkzeug-Höheneinstellmechanismen 34, wie in Fig. 2 gezeigt ist, verbunden. Jeder Werkzeug-Höheneinstellmechanismus 34 enthält eine Gewindespindel 36, die einstückig mit dem zugeordneten Stößel 18 so ausgestaltet ist, daß sie sich vom unteren Ende des Stößels 18 aus erstreckt. Der Mechanismus 34 enthält ferner eine mit der Gewindespindel 36 in Eingriff stehende Mutter 38, ein an der Mutter festes Schneckenrad 40 und eine mit dem Schneckenrad 40 kämmende Schnecke 42. Die Schnecken 42 der vier Werkzeug-Höheneinstellmechanismen 34 werden durch einen gemeinsamen Servomotor 43 (Fig. 4) in zwei Richtungen gedreht, so daß die Schneckenräder 40 und die Muttern 38 im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, um dadurch die Ausgangshöhe des Pressenschlittens 14, d.h. die Ausgangshöhe des Obergesenks 20, einzustellen. Im einzelnen ermöglichen jeder Werkzeug-Höheneinstellmechanismus 34 und der Servomotor 43 eine Justierung eines Relativabstandes h1 zwischen dem jeweiligen Stößel 18 und dem zugehörigen Werkzeug-Höheneinstellmechanismus 34. Eine Zunahme in diesem Relativabstand h1 resultiert in einem Absenken der Ausgangshöhe des Pressenschlittens 14 vom Stößel 18 weg. Die Ausgangshöhe des Pressenschlittens 14 bestimmt den effektiven Ziehhub des Pressenschlittens 14, welcher ein Weg zwischen dem Berührungspunkt des Obergesenks 20 mit dem Rohling 28 auf dem Untergesenk 26 und dem unteren Hubende des Pressenschlittens 14 ist. Demzufolge nimmt eine örtliche Preßkraft oder -last Fpi, die an jedem Eckenbereich des Schlittens 14 in dessen unterem Hubende einwirkt, mit einer Vergrößerung im Relativabstand h1 zu.
Der Pressenschlitten 14 enthält vier fluidbetätigte Zylinder in Gestalt von vier Überlastschutz-Hydraulikzylindern 44. Jeder Hydraulikzylinder 44 besitzt ein am zugeordneten Eckenbereich des Pressenschlittens 14 befestigtes Gehäuse und einen am zugeordneten Werkzeug-Höheneinstellmechanismus 34 fest angebrachten Kolben 46. Eine axiale Bewegung des Kolbens 46 verändert die Relativposition des Stößels 18 und des Pressenschlittens 14. Der Überlastschutz-Hydraulikzylinder 44 besitzt eine Fluidkammer, die mit einem Arbeitsmittel gefüllt und über einen Fluidkanal 48 mit einer Ölkammer 52 eines hydropneumatischen Zylinders 50 verbunden ist.
Der Fluidkanal 48 ist auch über ein Rückschlagventil 58 und eine Druckregeleinrichtung in Gestalt eines magnetbetätigten Wegeventils 60 an eine elektrisch betriebene Pumpe 54 angeschlossen. Das Arbeitsmittel in einem Vorratsbehälter 56 wird durch die Pumpe 54 auf einen Druck gebracht, und das Druckfluid wird der Fluidkammer des Hydraulikzylinders 44 über die Ventile 58 sowie 60 zugeführt. Ein Hydraulikdruckfühler 62 ist vorgesehen, um den Hydraulikdruck Pa im Fluidkanal 48 (Druck im Hydraulikzylinder 44 und in der Ölkammer 52 des hydropneumatischen Zylinders 50) zu ermitteln. Das für jeden der vier Hydraulikzylinder 44 vorgesehene magnetbetätigte Wegeventil 60 hat eine erste Stellung, um den Fluidkanal 48 von der Pumpe 54 zu trennen, eine zweite Stellung, um den Fluidkanal 48 mit der Pumpe 54 zu verbinden, und eine dritte Stellung, um den Fluidkanal 48 an eine Ablaufleitung 64 anzuschließen. Die vier Ventile 60 für die vier Überlastschutz-Hydraulikzylinder 44 werden durch elektrische Signale von einem Steuergerät 92 (das später unter Bezugnahme auf die Fig. 4 beschrieben werden wird) gesteuert, so daß die Hydraulikdruckwerte Pa in den zugehörigen Hydraulikzylindern 44 unabhängig voneinander geregelt werden. Es ist zu bemerken, daß die Pumpe 54 für alle vier Hydraulikzylinder 44 verwendet wird.
Der hydropneumatische Zylinder 50 besitzt auch eine durch einen Kolben 66 von der oben erwähnten Ölkammer 52 getrennte Luftkammer 68. Die Luftkammer 68 steht mit einem Luftbehälter 70 in Verbindung, der über ein magnetbetätigtes Wegeventil 72 an eine Luftquelle 74 angeschlossen ist, so daß ein Luftdruck Pc innerhalb der Luftkammer 68 sowie des Luftbehälters 70 durch das Wegeventil 72 entsprechend einem Signal vom Steuergerät 92 auf ein optimales Niveau geregelt wird. Das Wegeventil (Regelventil) 72 hat dieselbe Funktion wie das Wegeventil 60 mit der Ausnahme, daß durch das Ventil 72 der Luftdruck Pc anstelle des Hydraulikdrucks Pa geregelt wird. Der Luftdruck Pc, der durch einen Luftdruckfühler 76 ermittelt wird, wird in Abhängigkeit von der Preßleistung der Presse 10 justiert, d.h., der Luftdruck Pc wird so bestimmt, daß, wenn eine übermäßige Last am Überlastschutz-Hydraulikzylinder 44 einwirkt, der Kolben 66 des hydropneumatischen Zylinders 50 zur Luftkammer 68 hin bewegt wird, um eine Bewegung des Kolbens 46 und Bewegungen des Stößels 18 sowie des Pressenschlittens 14 zueinander hin zuzulassen, so daß dadurch die Presse 10 und die Werkzeuge 20, 26 gegen eine Schädigung aufgrund einer Überlastung geschützt werden. Die hydropneumatischen Zylinder 50, der Luftbehälter 70, das Wegeventil 72 usw. sind für jeden der vier Stößel 18 (für jeden der vier Werkzeug-Höheneinstellmechanismen 34) vorgesehen. Die Luftdruckwerte Pc in den vier Luftbehältern 70 werden in geeigneter Weise unabhängig voneinander geregelt, um so mögliche Änderungen in den Druckaufnahmeflächen der Kolben 46, 66 der vier Zylinder 44, 50 auszugleichen. Die Luftkammer 68, deren Druck Pc in der oben beschriebenen Weise geregelt wird, kann durch eine Schraubendruckfeder ersetzt werden, die auf den Kolben 66 Druck ausübt. In diesem Fall wird die Druckkraft der Schraubenfeder durch geeignete Einrichtungen reguliert.
Gemäß den Fig. 1 und 2 ist der Pressenschlitten 14 auch mit den Kolben von vier Ausgleich-Druckluftzylindern 80 verbunden, die an einem Gehäuse 78 des Antriebsmechanismus 16 angebracht sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Jeder Zylinder 80 hat eine mit einem Luftbehälter in Verbindung stehende Luftkammer 82, wobei der Luftbehälter 84 auch mit der Luftquelle 74 über ein magnetbetätigtes Wegeventil 86 verbunden ist. Durch dieses Wegeventil 86, das in geeigneter Weise durch das Steuergerät 92 gesteuert wird, wird ein Luftdruck Pb innerhalb der Luftkammer 82 und des Luftbehälters 84 auf ein optimales Niveau eingeregelt, so daß die Summe der Luftdruckwerte Pb der vier Ausgleich- Druckluftzylinder 80 gleich der Gesamtmasse des Pressenschlittens 14 sowie des Obergesenks 20 ist. Das Wegeventil 86 hat dieselbe Funktion wie das Wegeventil 72. Der Luftdruck Pb wird durch einen Luftdruckfühler 88 ermittelt. Es ist zu bemerken, daß die Luftkammern 62 aller vier Druckluftzylinder 80 mit dem einzelnen gemeinsamen Luftbehälter 84 verbunden sind.
Jede der vier Ständersäulen 12 besitzt einen Dehnungsmeßfühler in Form von vier Dehnungsmeßstreifen oder -messern 90i (i = a, b, c, d), die untereinander so verbunden sind, daß sie eine Brückenschaltung bilden. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die vier Sätze von Dehnungsmessern 90i mit dem Steuergerät 92 durch vier zugeordnete Verstärker 122i (i = a, b, c, d) und durch vier A/D-Wandler 124i (i = a, b, c, d) verbunden. Das Steuergerät 92 empfängt von den A/D-Wandlern 124i DEHN- Signale Si (i = a, b, c, d), die die Dehnungswerte in Form einer Längung der jeweiligen vier Ständersäulen 12 darstellen, d.h., die Ständersäulen 12 werden mehr oder weniger gelängt, wenn der Rohling 28 einem Ziehvorgang durch das Ober- sowie Untergesenk 20, 26 unter einer bestimmten Preß- oder Ziehkraft ausgesetzt wird. Die Verstärker 122i haben zugeordnete Verstärkungskoeffizienten.
Gemäß dem Blockdiagramm von Fig. 4 ist das Steuergerät 92 zur Steuerung der Presse 10 imstande, die Ausgangssignale des Hydraulikdruckfühlers 62, der Luftdruckfühler 76, 88 und eines Codedrehgebers 94, der am Servomotor 43 angebracht ist, sowie die Ausgangssignale Si der A/D-Wandler 124i (der Dehnungsmesser 90i) zu empfangen. Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, geben die Ausgangssignale der Fühler 62, 76 und 88 die Hydraulik- bzw. Luftdrücke Pa, Pc, Pb jeweils wieder, während das Ausgangssignal des Codedrehgebers 94 den Relativabstand h1 zwischen dem Stlßel 18 und dem Werkzeug-Höheneinstellmechanismus 34 darstellt. Das Steuergerät 92 empfängt auch ein Ausgangssignal eines Hubsensors 96 in Form eines HUB-Signals Sp, das für den Arbeitshub des Pressenschlittens 14 kennzeichnend ist. Der Hubsensor 96 kann ein Verschlußler sein, der imstande ist, den Drehwinkel einer Kurbelwelle des Antriebsmechanismus 16 zu erfassen.
Das Steuergerät 92 wird von einem Mikrocomputer gebildet, der eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 98, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 100, einen Festwertspeicher (ROM) 102, einen Maschinendatenspeicher 104, einen Werkzeugdatenspeicher 106 sowie Ein- und Ausgabe-Interfaceschaltungen enthält. Die CPU 98 ist tätig, um verschiedene Routinen entsprechend im ROM 102 gespeicherter Steuerprogramme unter Verwendung einer vorübergehenden Datenspeicherfunktion des RAM 100 abzuarbeiten und Steuer- oder Treibersignale zur Betätigung der Wegeventile 60, 72 sowie 86, der Pumpe 54 und des Servomotors 43 zu erzeugen.
Der Maschinendatenspeicher 104 speichert von einer Eingabevorrichtung, wie einem Tastenfeld oder einem externen Computer, empfangene Maschineninformationen. Die Maschineninformationen geben Spezifikationen und Kenndaten der Presse 10 wieder, die einschließen: die Masse Ws des Pressenschlittens; die Druckaufnahmefläche Ab der Druckluftzylinder 80; optimale Überlastschutzwerte Pco des Luftdrucks Pc in den Luftkammern 68 der hydropneumatischen Zylinder 50; und Beziehungen zwischen den Pegeln der DEHN-Signale Si sowie der örtlichen Ist-Preßkraft werte Fpi der Presse 10. Die Druckaufnahmefläche Ab ist eine Summe der Druckaufnahmenflächen der vier Druckluftzylinder 80, die durch Versuche oder Simulation bestimmt wird, um eine optimale Kraft für einen Ausgleich des Pressenzylinders 14 mit Blick auf die mit den Zylindern 80 verknüpfte Luftleckage, den Gleitwiderstand des Pressenzylinders 14 und andere Parameter zu liefern. Die optimalen Druckluftwerte Pco der vier Zylinder 50 werden durch Versuche oder Simulation so bestimmt, um zu ermöglichen, daß sich die Kolben 66 zu den Luftkammern 68 hin bewegen, wenn die auf den Pressenschlitten 14 einwirkende Belastung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Die Beziehungen zwischen den Pegeln der DEHN-Signale Si (i = a, b, c, d) und den örtlichen Preßkraftwerten Fpi (i = a, b, c, d) werden für alle vier Ständersäulen 12 in der nachstehend beschriebenen Weise erlangt. Ein Beispiel dieser Si-Fpi-Beziehungen ist im Diagramm der Fig. 5 dargestellt. Das Steuergerät 92 ist imstande, die empfangenen DEHN-Signale Si in örtliche Lastwerte Fpi gemäß den durch im Maschinendatenspeicher 104 gespeicherten Datentafeln wiedergegebenen Si-Fpi-Beziehungen umzuwandeln. Auf diese Weise können die örtlichen Ist-Lastwerte Fpi, die den vier Ständersäulen 12 entsprechen, auf der Grundlage der von den Ausgängen der Dehnungsmesser 90i erlangten DEHN-Signale Si sowie gemäß den bekannten Si-Fpi-Beziehun gen genau ermittelt werden. Die vier örtlichen Lastwerte Fpi werden aufaddiert, um eine Gesamt-Preßlast Fpt der Presse 10 zu erlangen.
Die in Fig. 5 dargestellten Si-Fpi-Beziehungen können durch aktuelles Ermitteln der Pegel der DEHN-Signale Si auf der Grundlage der Ausgangssignale der Dehnungsmesser 90i an den vier Ständersäulen 12 und durch aktuelles Messen der örtlichen Lastwerte Fpi unter Verwendung von vier Lastmeßvorrichtungen 108i (i = a, b, c, d), die an der Auflageplatte 24 angeordnet sind, wie in Fig. 6 gezeigt ist, erhalten werden. Diese vier Lastmeßvorrichtungen 108i werden an der Auflageplatte 24, ohne daß das Ober- und Untergesenk 20, 26 an der Presse montiert sind, so angebracht, daß die vier Lastmeßvorrichtungen 108i mit den jeweiligen vier Stößeln 18 ausgerichtet oder direkt unter diesen angeordnet sind. Jede Lastmeßvorrichtung 108i ist mit einem Dehnungsfühler hoi (i = a, b, c, d) versehen, der über einen dynamischen Dehnungsdetektor 112 an ein elektromagnetisches Oszilloskop 114 angeschlossen ist. Der Dehnungsfühler hoi an jeder Meßvorrichtung 108i besteht aus vier Dehnungsmeßstreifen, die zur Ausbildung einer Brückenschaltung zusammengeschlossen sind. Der dynamische Dehnungsdetektor 112 hat die Funktion eines Verstärkers und ist imstande, den Nullpunkt von diesem zu justieren. Das elektromagnetische Oszilloskopp 114 ist zum Aufzeichnen der örtlichen Lastwerte Fpi, die sich bei einer Hin- und Herbewegung des Pressenschlittens 14 verändern, an einem Aufzeichnungsmedium mit hoher Empflndlichkeit fähig. Der Pressenschlitten 14 wird mit unterschiedlichen effektiven Ziehhüben von diesem hin- und herbewegt. Der effektive Ziehhub des Schlittens 14 kann geändert werden, indem die Ausgangshöhe des Schlittens 14 verändert wird, d.h., indem die Werkzeug-Höheneinstellmechanismen 34 so betrieben werden, daß der Relativabstand h1 mit Bezug zu den Stößeln 18 verändert wird. Die Kurven in Fig. 7 geben die Maximalwerte des Pegeis der DEHN-Signale Si (Ausgangssignale der Dehnungsmesser 90i), die durch das Steuergerät 92 ermittelt wurden, und die Maximalwerte der örtlichen Preßkraft Fpi, die durch das Oszilloskop 114 ermittelt wurden, in bezug auf den sich ändernden effektiven Ziehhub des Pressenschlittens 14 wieder. Auf diese Weise kann die Si-Fpi-Beziehung, die in Fig. 5 gezeigt ist, zwischen dem aktuellen Pegel des DEHN-Signals Si und der aktuellen örtlichen Preßlast Fpi auf der Grundlage der so erhaltenen Kurven Si, Fpi der Fig. 7 für jede der vier Ständersäulen 12, d.h. für jeden der vier Eckenbereiche des Pressenschlittens 14 erlangt werden.
Jede der Lastmeßvorrichtungen 108i verwendet eine Kombination von zwei Höhenbeilageblöcken, die Höhenmaße haben, die im wesentlichen gleich denen des Ober- sowie Untergesenks 20, 26 sind. Wenn die Presse 10 unterschiedliche Sätze von Ober- und Untergesenken 20, 26 verwendet, die unterschiedliche Gesamthöhenmaße haben, sind unterschiedliche Kombinationen der Höhenbeilageblöcke mit verschiedenen Gesamthöhenmaßen für die Lastmeßvorrichtungen 108i notwendig.
Es wird erneut auf das Blockdiagramm der Fig. 4 Bezug genommen. Die CPU 98 des Steuergeräts 92 berechnet die örtlichen Lastwerte Fpi auf der Grundlage der von den jeweiligen A/D-Wandlern 124i (Fig. 3) empfangenen DEHN-Signale Si und gemäß den durch die im Maschinendatenspeicher 104 gespeicherten Datentafeln wiedergegebenen Si-Fpi-Beziehungen. Jeder örtliche Preßkraftwert Fpi besteht aus einer Haltekraft Fsi, die am Rohling 28 mittels des Preßrings 30 aufgebracht wird, und aus einer Ziehkraft Ffi, die sich, wie im Diagramm der Fig. 8 dargestellt ist, verändert, wenn der Pressenschlitten 14 zu seinem unteren Hubende hin und von diesem weg bewegt wird. Da der örtliche Preßkraftwert Fpi einer Änderung während eines Preßzyklus unterliegt, wie in Fig. 8 dargestellt ist, können die Haltekraftkomponente Fsi und die Ziehkraftkomponente Ffi des Lastwerts Fpi erhalten werden. Die den vier Eckenbereichen des Schlittens 14 entsprechenden Haltekraftwerte Fsi werden addiert, um eine Gesamt-Haltekraft Fs zu erhalten, und die den vier Eckenbereichen des Schlittens 14 entsprechenden Ziehkraftwerte Ffi werden addiert, um eine Gesamt-Ziehkraft Ff zu erlangen. Die Gesamt-Halte- und Ziehkräfte Fs und Ff werden addiert, um die Gesamt-Preßkraft Fpt der Presse 10 zu erlangen. Das Steuergerät 92 gibt an die Steuertafel 190 der Bedienungsperson eine Anweisung, die erhaltenen örtlichen Haltekraftwerte Fsi sowie örtlichen Ziehkraftwerte Ffi, die Gesamt-Haltekraft Fs sowie die Gesamt-Ziehkraft Ff und die Gesamt-Preßkraft Fpt sichtbar darzustellen.
In der Presse 10 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform dieser Erfindung werden die Beziehungen zwischen den örtlichen Ist-Preßkraftwerten Fpi an den vier Ständersäulen 12 und den aktuellen Pegeln der entsprechenden DEHN-Signale Si vor einem Fertigungslauf der Presse 10 erhalten, und die für die erhal tenen Si-Fpi-Beziehungen repräsentativen Datentafeln werden im Maschinendatenspeicher 104 gespeichert, so daß die örtlichen Preßkraftwerte Fpi während eines tatsächlichen Preß- oder Ziehvorgangs am Rohling 28 auf der Grundlage der ermittelten Pegel der DEHN-Signale Si und gemäß den so gespeicherten Si Fpi-Beziehungen berechnet werden. Folglich können die örtlichen Haltekraftwerte Fsi, die örtlichen Ziehkraftwerte Ffi, die Gesamt-Haltekraft Fs, die Gesamt-Ziehkraft Ff und die Gesamt-Preßkraft Fpt mit ausreichend hoher Genauigkeit auf der Grundlage der DEHN-Signale Si ermittelt werden. Demgemäß ist es möglich, die Preßkraft oder -last mit hoher Präzision einzustellen und zu überwachen, um dadurch das Fehler- oder Ausschußverhältnis der aus dem Rohling 28 geformten Gegenstände in erheblicher Weise herabzusetzen.
Da die örtlichen Haltekraftwerte Fsi und die örtlichen Ziehkraftwerte Ffi wie auch die Gesamt-Halte- und Ziehkraftwerte Fs, Ff sowie die Gesamt-Preßkraft Fpt mit hoher Genauigkeit ermittelt werden können, kann die Lastverteilung des Pressenschlittens 14 wohldurchdacht justiert oder überwacht werden, um einen Ziehvorgang an der in Rede stehenden Presse 10 mit hoher Präzision zu gewährleisten. Wenn die Presse 10 als eine Testpresse zur Einregulierung der Gesenke 20, 26 angewendet wird, erlaubt die Verwendung der örtlichen Halte- und Ziehkraftwerte Fsi sowie Ffi eine feine und wohldurchdachte Einstellung der Gesenke.
Der Werkzeugdatenspeicher 106 ist dazu vorgesehen, die von einer ID-Karte 118 (Fig. 1) über einen Sender/Empfänger 116 (Fig. 4) empfangene Werkzeugsatzinformation zu speichern. Die ID-Karte 118 ist am Untergesenk oder Stempel 26 angebracht und hat einen Speicher, der Informationen speichert, wie z.B. optimale örtliche Ziehkraftwerte Ffoi (i = a, b, c, d), um eine gewünschte Qualität der gezogenen Gegenstände zu gewährleisten; die Masse Wu des Obergesenks 20; und die Dicke t des Rohlings 28. Die ID-Karte 118 besitzt auch eine Batterie und einen Sender/Empfänger, um die Werkzeugsatzinformation zum Sender/Empfänger 116 zu übertragen, wenn vom Sender/Empfänger 116 ein geeignetes Signal empfangen wird. Die optimalen örtlichen Ziehkraftwerte Ffoi entsprechen den vier Eckenbereichen des Pressenschlittens 14. Diese optimalen örtlichen Ziehkraftwerte Ffoi werden durch einen Testbetrieb an einer der Presse 10 ähnlichen Testpresse bestimmt, so daß die optimalen örtlichen Ziehkraftwerte Ffoi einen gewünschten Ziehvorgang an der Presse 10 gewährleisten, um hochqualitative Produkte (gezogene Gegenstände) zu erzeugen. Wie im Diagramm der Fig. 8 dargestellt ist, ändert sich die durch die Dehnungsmesser 90i ermittelte örtliche Preßkraft Fpi während eines hin- und hergehenden Hubes des Pressenschlittens 14. Die örtliche Haltekraft Fsi und die örtliche Ziehkraft Ffi können auf der Grundlage der Wellenform der örtlichen Preßkraft Fpi bestimmt werden. Die optimalen örtlichen Ziehkraftwerte Ffoi, die in der ID- Karte 118 gespeichert sind, sind die Ziehkraftwerte Ffi, die den gewünschten Ziehvorgang ermöglichen. Wie oben gesagt wurde, ist die Ziehkraft Ff eine am Rohling 28 vom Ober- sowie Untergesenk 20, 26 aufgebrachte Last, während die Haltekraft Fs eine Last ist, die vom Luftdämpfungszylinder über die Dämpfungsstifte 32 auf den Preßring 30 (Rohling 28) aufgebracht wird. Das heißt mit anderen Worten, die Ziehkraft Ff ist eine Kraft, durch die das Ober- und Untergesenk 20, 26 gegeneinander gepreßt werden, während die Haltekraft Fs eine Kraft ist, durch welche das Obergesenk 20 und der Preßring 30 über den Rohling 28 gegeneinander gepreßt werden.
Die Steuertafel 190 der Bedienungsperson gemäß den Fig. 9 - 11, die mit dem Steuergerät 92 verbunden ist, ermöglicht es der Bedienungsperson oder dem Benutzer der Presse 10, den Relativabstand hl (Fig. 2) und die Hydraulikdruckwerte Pa in den vier Überlastschutz-Hydraulikzylindern 44 manuell einzuregeln. Die Einstellung dieser Parameter h1 und Pa kann gemäß einer im Flußplan der Fig. 12(a), 12(b) und 13, die manuelle Tätigkeiten an der Steuertafel 190 durch die Bedienungsperson wie auch durch das Steuergerät 92 ausgeführte Vorgänge zeigen, veran schaulichten Routine erreicht werden.
Einleitend wird im Schritt Q1 die Auflageplatte 24, auf welcher der Werkzeugsatz (20, 26, 30) angeordnet wird, zur Presse bewegt, indem geeignete Schalter an der Steuertafel 190 betätigt werden. Im nächsten Schritt Q2 wird die Auflageplatte 24 automatisch am Ort für einen Preßvorgang positioniert. Im folgenden Schritt Q3 wird ein AUTO-HAND-Wahlschalter 192 (Fig. 11) auf "HAND" geschaltet. An den Schritt Q3 schließt sich ein Schritt Q4 an, in dem ein TEST-EINSTELL-Wahlschalter 194 (Fig. 11) auf "EINSTELL" geschaltet wird, wodurch ein EINSTELL-Licht 196 (Fig. 9) zum Leuchten gebracht wird. Dann wird im Schritt Q5 eine EINSTELL-Drucktaste 198 (Fig. 11) gedrückt, und ein geeigneter Schalter an der Steuertafel 190 wird angeschaltet, um die Presse 10 in einem Feinverschiebungs betrieb zu betreiben. Vor diesem Feinverschiebungsbetrieb ist der Luftdruck Pb der Ausgleich-Druckluftzylinder 80 automatisch auf einen Wert nahezu gleich Ws/Ab eingestellt worden, wobei Ws die Masse des Pressenschlittens 14 darstellt, während Ab die Gesamt-Druckaufnahmefläche der Zylinder 80 wiedergibt. Die Werte Ws und Ab sind, wie oben erläutert wurde, im Maschinendatenspeicher 104 gespeichert. Ferner ist der Luftdruck Pc der vier hydropneumatischen Zylinder 50 automatisch eingeregelt worden, um im wesentlichen dem ebenfalls im Maschinendatenspeicher 104 gespeicherten optimalen Wert Pco gleich zu sein. Diese Druckwerte Pb sowie Pc können durch die Bedienungsperson von Hand mittels geeigneter Handregelventile unter Beobachtung von geeigneten Druckmeßinstrumenten justiert werden.
Der Steuerungsablauf geht dann zum Schritt Q7 über, um zu bestimmen, ob die aus den DEHN-Signalen Si und den Si-Fpi-Beziehungen erhaltene Gesamt-Preßkraft Fpt während einer Abwärtsbewegung des Pressenschlittens 14 einen vorbestimmten optimalen Anfangswert F0 erreicht hat. Wenn die Preßkraft Fpt gleich dem Wert F0 geworden ist, wird der Schritt Q8 abgearbeitet, um die Abwärtsbewegung des Schlittens 14 zu stoppen. Der vorbestimmte optimale Anfangswert F0 reicht beispielsweise von mehreren Tonnen zu mehreren zehn Tonnen, und er wird so bestimmt, um eine Überlastung des Motors des Antriebsmechanismus 16 zu verhindern. Das automatische Stoppen der Abwärtsbewegung des Schlittens 14, wenn die Preßkraft Fpt den vorbestimmten optimalen Anfangswert FO erreicht, wird im Schritt Q8 bewirkt, weil der TEST-EINSTELL-Wahlschalter 194 in der EINSTELL-Position angeordnet ist. Im nächsten Schritt Q9 wird durch automatische Betätigung einer Klemmvorrichtung am Schlitten 14 das Obergesenk 12 an diesem Pressenschlitten 14 befestigt. Jedoch kann das Obersgesenk 20 am Schlitten 14 durch die Bedienungsperson von Hand unter Verwendung von Schraubenbolzen oder anderen Befestigungsmitteln angebaut werden. An den Schritt Q9 schließt der Schritt Q10 an, in welchem ein Arbeitshub Sp des Schlittens 14 von seiner Ausgangshöhe zu dem Punkt, in welchem die Druckkraft Fpt den vorbestimmten Wert F0 erreicht hat, als Sp1 im RAM 100 gespeichert wird. Wie in Fig. 12(b) gezeigt ist, wird dann der Schritt Q11 abgearbeitet, um den Pressenschlitten 14 durch einen geeigneten Schalter an der Steuertafel 190 aufwärts zu verlagern. Im Schritt Q12 wird das obere Hubende oder die Ausgangshöhenposition des Schlittens 14 durch den Hubsensor 96 erfaßt und ein OBERENDE-Licht 200 (Fig. 9) angeschaltet. Damit ist der Einstellvorgang abgeschlossen.
Im nächsten Schritt Q13 wird der TEST-EINSTELL-Wahlschalter 194 auf "TEST" geschaltet, wodurch ein TEST-Licht 202 (Fig.9) angeschaltet wird. Dem Schritt Q13 folgt der Schritt Q14, in dem ein Abstand ΔSp zwischen dem unteren Hubende des Schlittens 14 und dem Punkt, in welchem Fpt = F0 ist (die Position des Schlittens 14, in welcher das Gesenk 20 am Schlitten 14 im Schritt Q9 befestigt wurde), aus dem gespeicherten Hubwert Sp1 berechnet wird. Dann wird im gleichen Schritt Q14 ein Justierwert Δh des Relativabstandes h1 gemäß der folgenden Gleichung (1) auf der Grundlage des berechneten Abstandes ΔSp) der im Maschinendatenspeicher 104 gespeicherten Dicke t des Rohlings 28 und eines vorbestimmten Zusatzabstandes xO berechnet:
Δh = -ΔSp - t + x0 ..... (1)
Der Servomotor 43 wird betrieben, um den Abstand h1 mit dem berechneten Justierwert Δh nachzustellen oder zu veyändern. Das Substraktions- oder Minuszeichen des Abstandes ΔSp in der Gleichung (1) gewährleistet, daß die Gesamt-Preßkraft Fpt gleich dem optimalen Anfangswert F0 im unteren Hubende des Schlittens 14 sein wird. Das Substraktions- oder Minuszeichen der Dicke t des Rohlings 28 gewährleistet die optimale Gesamt- Anfangsdruckkraft F0 im unteren Hubende des Schlittens 14 in einem Produktionsgang mit dem in die Presse 10 eingelegten Rohling 28. Das Additions- oder Pluszeichen des zusätzlichen Abstandes x0 in der Gleichung (1) resultiert in einem Absenken des unteren Hubendes und einer Vergrößerung des effektiven Ziehhubes um x0. Demzufolge bewirkt die Justierung des. Relativabstandes h1 durch den berechneten Wert Δh einen Austieg in der Ist-Preßkraft Fpt vom vorbestimmten optimalen Anfangswert F0 um den dem Zusatzabstand x0 entsprechenden Wert. Dieser Zusatzabstand x0 beträgt beispielsweise etwa 1,0 mm.
Die Werkzeugsatzinformation, wie die Dicke t des Rohlings 28, die optimalen örtlichen Ziehkraftwerte Ffoi und die Masse Wu des Obergesenks 20, weden von der ID-Karte 118 ausgelesen und in den Werkzeugdatenspeicher 106 eingespeichert, indem ein ID-KARTE-COMM.-AN-AUS-Wahlschalter 204 (Fig. 11) in die "AN"-Position geschaltet und eine ID-KARTE-LESE-Drucktaste 206 (Fig. 11) an der Steuertafel 190 gedrückt wird, nachdem die Auflageplatte 24 mit dem Werkzeugsatz (20, 26, 30) an der Presse 10 im oben beschriebenen Schritt Q2 positioniert wurde.
Die Werkzeugsatzinformation wird an einer Sichtanzeigesektion 208 (Fig. 10) an der Steuertafel 190 sichtbar dargestellt. Die Sichtanzeigesektion 208 enthält eine Sichtanzeige 210, um eine optimale Gesamt-Ziehkraft Ffot (Summe der optimalen ört lichen Ziehkraftwerte Floi) darzustellen, und eine Sichtanzeige 216, um die Masse Wu des Obergesenks 20 sichtbar darzustellen.
Im Schritt Q15 wird der Rohling 28 in die Presse 10 eingebracht. Im nächsten Schritt Q16 wird ein geeigneter Schalter betätigt, um einen Testziehvorgang mit einer einzigen Hinund Herbewegung des Pressenschlittens 14 auszuführen. Der Luftdruck Pb der Ausgleich-Druckluftzylinder 80 ist automatisch auf einen Wert nahezu gleich (Ws + Wu)/Ab eingestellt worden, wobei Ws und Ab die Masse des Pressenschlittens 14 bzw. die Gesamt-Druckaufnahmefläche der Zylinder 80 darstellen, die im Maschinendatenspeicher 104 gespeichert sind, während Wu die im Werkzeugdatenspeicher 106 gespeicherte Masse des Obergesenks 20 wiedergibt. An den Schritt Q16 schließt der Schritt Q17 an, in welchem die gesamte Ist-Preßkraft im unteren Hubende des Schlittens 14 aus den DEHN-Signalen Si und den im Maschinendatenspeicher 104 gespeicherten Si-Fpi-Beziehungen berechnet wird, und die berechnete Gesamt-Preßkraft Fpt wird im Schritt Q17 als F1 im RAM 100 gespeichert. Im nächsten Schritt Q18 wird ein Verhältnis Δa gemäß der folgenden Gleichung (2) auf der Grundlage der Werte F0, F1 und x0 berechnet:
Δa = (F1 - F0)/x0 (2)
Das Diagramm der Fig. 14 zeigt eine Beziehung zwischen dem Gesamt-Preßkraftwert Fpt (F0 und F1) sowie dem effektiven Ziehhub x (zum unteren Hubende des Schlittens 14). Das Verhältnis Δa entspricht dem Gradienten einer Linie, die das Verhältnis wiedergibt, das für die individuelle Presse 10 spezifisch ist. Der effektive Ziehhub wird dahingehend interpretiert, daß er einen Abstand zwischen dem unteren Hubende des Schlittens 14 und dem Punkt, an welchem das Obergesenk 120 in anstoßende Berührung mit dem Untergesenk oder Stempel 26 gebracht wird, bedeutet. Wenn angenommen wird, daß der Relativabstand hl gleich h0 ist, wenn die Gesamt-Preßkraft Fpt Null ist, wobei das Ober- und Untergesenk 20, 26 im unteren Hubende des Schlittens 14 in anstoßender Berührung sind, so gibt ein Wert (h1 - h0) den effektiven Ziehhub wieder. Deshalb setzt eine Vergrößerung des Abstands hl vom Bezugswert h0 aus den effektiven Ziehhub fest und erzeugt sowie bestimmt deshalb die Gesamt-Preßkraft Fpt. Wenn der effektive Ziehhub oder der Abstand h1 größer wird, so nehmen die Werte einer elastischen Verformung (Längung) der Bauteile der Presse 10 und der Druckwert des Fluids in den Hydraulikzylindern 44 zu, wodurch die Preßkraft oder -last Fpt anwächst.
Der Steuerungsablauf geht dann zum Schritt Q19 (Fig. 13) über, um einen Justierwert x1 des Abstandes h1 gemäß der folgenden Gleichung (3) auf der Grundlage des im Schritt Q18 berechneten Verhältnisses, der optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot (Summe der optimalen örtlichen Ziehkraftwerte Ffoi), die im Werkzeugdatenspeicher 106 gespeichert ist, und des im RAM 100 im Schritt Q17 gespeicherten Werts F1 zu berechnen:
x1 = (Ff - F1)/Δa ..... (3)
Der Servomotor 43 wird betrieben, um den Abstand h1 mit dem berechnetent Wert x1 nachzustellen. Mit dem durch den Wert x1 justierten Abstand h1 ist die Gesamt-Preßkraft Fpt im unteren Ende des Schlittens 14 im wesentlichen gleich der optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot, wie in Fig. 14 angegeben ist. Zu dieser Zeit wird der Kolben des Luftdämpfungszylinders, um den Preßring 30 durch die Dämpfungsstifte 32 einem Druck auszusetzen, in seinem unteren Endpunkt blockiert und ist der Preßring 30 nicht mit dem Obergesenk 20 in Berührung, selbst wenn der Schlitten 14 im unteren Hubende positioniert ist. Deshalb ist die Gesamt-Haltekraft Fs Null, wenn der Abstand h1 justiert ist, d.h., die Gesamt-Preßkraft Fpt ist gleich der Gesamt-Ziehkraft Ff.
Der Schritt Q18 zur Berechnung des Verhältnisses Δa kann weggelassen werden. In diesem Fall kann der Justierwert x1 berechnet werden, indem (F1 - F0)/x0 für das Verhältnis Δa in der obigen Gleichung (3) substituiert wird, d.h., der Justiertwert x1 kann direkt aus den Werten F0, F1, Ffot und x0 berechnet werden.
Im nächsten Schritt Q20 wird wiederum ein Testvorgang mit einer weiteren Hin- und Herbewegung des Pressenschlittens 14 durchgeführt. Dann wird der Schritt Q21 abgearbeitet, um die Gesamt-Preßkraft Fpt auf der Grundlage der DEHN-Signale Si sowie gemäß der im Maschinendatenspeicher 104 gespeicherten Si-Fpi-Beziehungen zu berechnen und zu bestimmen, ob ein absoluter Wert Fpt - Ffot der Differenz zwischen der berech neten Gesamt-Preßkraft Fpt und der optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot kleiner als ein vorbestimmter Toleranzwert α ist. Der Toleranzwert α wird mit etwa 1,0 kN (Kilo Newton) festgesetzt, wobei beispielsweise die optimale Gesamt-Ziehkraft Ffot etwa 80 kN beträgt. Wenn im Schritt Q21 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, wird der Schritt Q22 abgearbeitet, um den Abstand hl inkrementierend oder dekrementierend zu verändem. Die Schritte Q20 - Q22 werden wiederholt abgearbeitet, bis im Schritt Q21 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, d.h., bis der absolute Wert Fpt - Ffot kleiner als der Toleranzwert α wird. Die Justierung des Abstandes h1 im Schritt Q22 kann automatisch bewirkt werden, indem der Justierwert x1 im Verhältnis zur Differenz (Fpt - Ffot) wie in den Schritten Q18 und Q19 erlangt wird, oder kann manuell durch die Bedienungsperson ausgeführt werden. Im letztgenannten Fall vergleicht die Bedienungsperson die an einer Sichtanzeige 218 (Fig. 9) an der Steuertafel 190 angezeigte gesamte Ist- Preßkraft Fpt mit der an der Sichtanzeige 210 dargestellten optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot und betätigt den Servomotor 43 mittels eines geeigneten Feinbewegungsschalters, bis die tat sächliche Kraft Fpt der optimalen Kraft Ffot gleich wird.
Wird im Schritt Q21 eine positive Entscheidung (JA) erhalten, wird an der Steuertafel 190 ein GESAMT-Licht 220 (Fig. 9) zum Leuchten gebracht,was anzeigt, daß die Gesamt-Preßlast oder -kraft Fpt auf den optimalen Wert eingestellt worden ist. An den Schritt Q21 schließen sich die Schritte Q23 - Q25 an, um die Verteilung der vier individuellen örtlichen Preßkraftwerte Fpi (i = a, b, c, d) einzuregeln, so daß die Lastwerte Fpi im wesentlichen mit den jeweiligen optimalen örtlichen Ziehkraftwerten Ffoi (i = a, b, c, d), die im Werkzeugdatenspeicher 106 gespeichert sind, übereinstimmen. Diese Einstellung der örtlichen Preßkraftwerte Fpi wird bewerkstelligt, indem die Hydraulikdruckwerte Pa der vier Überlastschutz-Hydraulikzylinder 44 unabhängig voneinander justiert werden.
Bezüglich der Verteilung der örtlichen Preßkraftwerte Fpi ist zu bemerken, daß unterschiedliche Teile (z.B. die vier Ständersäulen 12) der Presse 10 unterschiedliche Kennwerte der Laständerung bei dem effektiven Ziehhub des Pressenschlittens 14 haben, was auf mechanisches Spiel sowie Getriebetotgang des Antriebsmechanismus 16, einen Parallelitätsfehler des Schlittents 14 und Maßfehler sowie Steifigkeitsänderungen der einzelnen Bauteile der Presse 10 zurückzuführen ist. Folglich wird die Justierung des Relativabstandes h1 für eine wesentliche Übereinstimmung der Gesamt-Druckkraft Fpt mit der optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot, wie oben beschrieben wurde, nicht notwendigerweise in einem wirklichen Zusammenfallen der örtlichen Preßkraftwerte Fpi mit den optimalen örtlichen Ziehkraftwerten Ffoi resultieren. Somit haben die individuellen Vorrichtungen der Presse 10 unterschiedliche Zustände in der Preßlastverteilung, die unterbinden, daß die erzeugten gezogenen Gegenstände ein gewünschtes Qualitätsniveau haben. Beispielsweise erzeugt der Parallelitätsfehler des Pressenschlittens 14 unterschiedliche Beziehungen zwischen dem effektiven Ziehhub des Schlittens 14 und den örtlichen Preßkraftwerten Fpi, die auf der Grundlage der DEHN-Signale Si ermittelt wurden, wie im Diagramm der Fig. 15 dargestellt ist. Die örtlichen Preßkraftwerte Fpi, die den vier Werkzeughöheneinstellmechanismen 34 entsprechen, können durch diese Mechanismen 34, die gleichzeitig durch den einzigen gemeinsamen Servomotor 43 betrieben werden, nicht justiert werden. Wenn angenommen wird, daß ein vorgegebener örtlicher Preßkraft wert Fpi sich mit dem effektiven Ziehhub des Schlittens 14 ändert, wie durch eine ausgezogene Linie in Fig. 16 angegeben ist, so wird eine Erhöhung im Anfangsdruck Pa des zugeordneten Hydraulikzylinders 44 vor einem Preßzyklus in einer erhöhten Anstiegsrate des örtlichen Preßkraftwerts Fpi resultie ren, wie durch eine einfach punktierte Linie in Fig. 16 angegeben ist, während eine Verminderung im anfänglichen Hyqraulikdruck Pa in einer verminderten Anstiegsrate des Lastwerts Fpi resultieren wird, wie durch eine zweifach punktierte Linie in Fig. 16 dargestellt ist. Im Hinblick auf diese Tatsache kön nen deshalb die vier örtlichen Preßkraftwerte Fpi auf die jeweiligen optimalen örtlichen Ziehkraftwerte Ffoi unabhängig voneinander durch geeignetes Einstellen der Hydraulikdruckpegel Pa der vier Hydraulikzylinder 44 unabhängig voneinander durch Regeln der zugeordneten magnetbetätigten Wegeventile 60 justiert werden.
Der Schritt Q23 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob ein absoluter Wert Fpi - Ffoi einer Differenz zwischen jeder. örtlichen Preßkraft Fpi und der zugeordneten optimalen örtlichen Ziehkraft Ffoi kleiner als ein vorbestimmter Toleranzwert β ist. Wenn eine positive Entscheidung (JA) für alle vier örtlichen Preßkraftwerte Fpi erhalten wird, d.h., wenn die obige Differenz innerhalb des Toleranzwerts β für alle vier örtlichen Preßkraftwerte Fpi liegt, wird die Routine der Fig. 12 und 13 mit einer adäquaten Verteilungseinstellung der örtlichen Preßkraftwerte Fpi, um den optimalen örtlichen Ziehkraftwerten Ffoi zu entsprechen, beendet. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) für irgendeinen der vier örtlichen Preßkraftwerte Fpi erhalten wird, schließt an den Schritt Q23 der Schritt Q24 an, in welchem vier örtliche Lastleuchten 222 an der Steuertafel 190 in Abhängigkeit davon, ob die zugeordneten Differenzwerte Fpi - Ffoi innerhalb des Toleranzwerts β liegen oder nicht, an- oder abgeschaltet werden, d.h., wenn eine positive Entscheidung (JA) im Schritt Q23 für einen bestimmten örtlichen Preßkraftwert Fpi erhalten wird, wird die entsprechende der örtlichen Lastleuchten RF, RR, LF und LR angeschaltet (die den rechten vorderen und hinteren Ständersäulen 12 sowie den linken vorderen und hinteren Ständersäulen 12 entsprechen). Beispielsweise werden die örtlichen Lastleuchten LF und LR im folgenden Fall angeschaltet.
Toleranzwert β : 0,3 kN
optimale örtliche Ziehkraftwerte Ffoi:
rechts vorne (RF) = 20 kN
rechts hinten (RR) = 16 kN
links vorne (LF) = 23 kN
links hinten (LR) = 21 kN
ermittelte örtliche Preßkraftwerte Fpi:
rechts vorne (RF) = 25,0 kN
rechts hinten (RR) = 12,0 kN
links vorne (LF) = 22,9 kN
links hinten (LR) = 21,1 kN
Im obigen Fall liegen die dem linken vorderen sowie hinteren Eckenbereich des Schlittens 14 entsprechenden Differenzwerte Fpi - Ffoi innerhalb des Toleranzwerts β.
Der Schritt Q24 ist ferner geeignet, den Hydraulikdruck Pa eines jeden Zylinders 44,die den örtlichen Preßkraftwerten Fpi entsprechen, deren Differenz Fpi - Ffoi gleich dem oder größer als der Toleranzwert β ist, einzustellen. Im obigen Fall werden die Druckwerte Pa des linken vorderen sowie hinteren Zylinders 44 eingeregelt.
Der Steuerungsablauf geht dann zum Schritt Q25 über, um einen weiteren Preßzyklus mit einer einzigen Hin- und Herbewegung des Pressenschlittens 14 zu bewirken. In diesem Preßzyklus werden die örtlichen Preßkraftwerte Fpi am unteren Ende des Schlittens 14 auf der Basis der DEHN-Signale Si sowie gemäß den im Maschinendatenspeicher 104 gespeicherten Si-Fpi-Beziehungen ermittelt. Dann geht der Steuerungsablauf zum Schritt Q23 zurück, um die Differenzwerte Fpi - Ffoi mit dem Toleranzwert β zu vergleichen. Die Schritte Q23 - Q25 werden wiederholt abgearbeitet, bis die positive Entscheidung (JA) für alle vier örtlichen Preßkraftwerte Fpi erhalten wird.
Grundsätzlich wird die Einstellung des Hydraulikdrucks Pa so bewirkt, daß der Druck Pa angehoben wird, wenn die Differenz Fpi - Ffoi ein negativer Wert ist, und abgesenkt wird, wenn 10 diese Differenz ein positiver Wert ist. Die Größe der Einstellung bei jedem Abarbeiten des Schritts Q24 kann ein vorbestimmter konstanter Wert sein oder als eine Funktion der Differenz Fpi - Ffoi bestimmt werden. Der optimale Hydraulikdruck Pa, um die optimale örtliche Ziehkraft Ffoi zu erzeugen, kann ver gleichsweise einfach gemäß Pa-Fpi-Beziehungen bestimmt werden, die erhalten werden, indem die örtlichen Preßkraftwerte Fpi in bezug auf den Hydraulikdruck Pa unter Verwendung der anstelle des Werkzeugsatzes (20, 26, 30) eingebauten Lastmeßvorrichtungen 108i gemessen werden. Die erhaltenen Pa-Fpi-Beziehungen werden als Maschineninformation im Maschinendatenspeicher 104 gespeichert. Diese Pa-Fpi-Beziehungen werden erwünsch terweise für eine Steifigkeitsänderung der individuellen Werkzeugsätze durch ein Testpressen unter Verwendung der speziellen Werkzeugsätze kompensiert. Bevorzugterweise besitzt die Steuertafel 190 für die Bedienungsperson Anzeigeeinrichtungen, um die ermittelten örtlichen Preßkraftwerte Fpi und die optimalen örtlichen Ziehwerte Ffoi darzustellen. In diesem Fall kann die Bedienungsperson das magnetbetätigte Wegeventil 60 manuell schalten, um die Hydraulikdruckwerte Pa unter Beobachtung der an diesen Anzeigeeinrichtungen dargestellten Werte einzustellen. Wenn die Differenz Fpi - Ffoi ein positiver Wert ist, kann das entsprechende Wege- oder Regelventil 60 automatisch oder manuell betätigt werden, um den Hydraulikdruck Pa abzusenken, bis der ermittelte örtliche Preßkraftwert Fpi im we sentlichen gleich dem optimalen Wert Ffoi, während der Schlitten 14 in seinem unteren Hubende festgehalten wird, gemacht ist. Der Hydraulikdruck Pa kann auf andere geeignete Weise justiert werden.
Bei der in Rede stehenden Presse 10 mit dem oben beschriebenen Aufbau werden die örtlichen, den vier Hydraulikzylindern 44 entsprechenden Preßkraftwerte Fpi auf der Grundlage der von den Ausgängen der Dehnungsmesser 90i erlangten DEHN-Signale Si ermittelt, und die Druckwerte Pa der einzelnen Hydraulikzylinder 44 werden unabhängig voneinander reguliert, so daß die ermittelten örtlichen Preßkraftwerte Fpi im wesentlichen mit den vorbestimmten optimalen örtlichen Ziehkraftwerten Ffoi übereinstimmen. Diese Anordnung läßt eine einfache und effiziente Reproduktion der gewünschten Verteilung der örtlichen Preßkraftwerte zu, wie sie an einer Test- oder Versuchspresse bestimmt wurden, um ungeachtet der unterschiedlichen Kenndaten der individuellen Vorrichtungen der Presse 10 hochqualitative Produkte zu gewährleisten. Die einfache Reproduktion der gewünschten Preßkraftverteilung vermindert die erforderliche Zeit und die erforderlichen Bemühungen des Maschinenbenutzers, um den Werkzeugsatz sowie die Preßkraftverteilung bei einem Wechsel des Werkzeugsatzes zu justieren. Somit weist die in Rede stehende Presse 10 eine gesteigerte Produktionsleistung auf.
Es sollte klar sein, daß der Schritt Q25 ein Schrittzur Ermittlung der örtlichen Preßkraftwerte Fpi ist, während die Schritte Q23 und Q24 Schritte sind, um die Werte des Fluiddrucks in Lastsjustierzylindern (44), durch welche der Pressenschlitten mit dem Antriebsmechanismus 16 verbunden ist, einzustellen. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die optimalen, in der ID- Karte 118 (im Werkzeugdatenspeicher 106) gespeicherten Ziehkraftwerte Ffoi den optimalen örtlichen Preßkraftwerten ent sprechen.
Die Routine der Fig. 12 und 13 enthält den Schritt Q7, um zu entscheiden, ob die ermittelte Gesamt-Preßlast Fpt zum optimalen Anfangswert F0 angestiegen ist, so daß die Abwärtsbewegung des Pressenschlittens 14 im Schritt Q8 gestoppt wird, wenn die ermittelte Last Fpt den optimalen Anfangswert F0 erreicht hat. Wie in Fig. 17 gezeigt ist, kann der Schritt Q7 jedoch weggelassen werden, In diesem Fall wird die anstoßende Berührung des Schlittens 14 am Obergesenk 20 visuell durch die Bedienungsperson festgestellt und die Abwärtsbewegung des Schlittens 14 durch einen geeigneten Schalter an der Steuertafel 190 beendet, wenn die Berührung des Schlittens 14 mit dem Obergesenk 20 visuell festgestellt wird. Bei dieser abgewandelten Routine der Fig. 17(a) und 17(b) ist der Schritt Q10 so modifiziert, daß die ermittelte Gesamtpreßlast Fpt als der optimale Anfangswert F0 im RAM 100 gespeichert wird, wie auch der Hub Sp des Schlittens 14 (nach unten zum Berührungspunkt des Schlittens 14 mit dem Gesenk 20) als Sp1 im RAM 100 gespeichert wird. Diese gespeicherten Werte Sp1 und F0 werden in den folgenden Schritten verwendet, wie oben beschrieben wurde.
Wenngleich der zusätzliche Ziehweg x0, der im Schritt Q14 verwendet wird, ein konstanter Wert bei den obigen Ausführungsformen der Fig. 12 - 13 und der Fig. 17(a) sowie 17(b) ist, so ist es vorteilhaft, den Abstand x0 in der folgenden Weise zu bestimmen. Zuerst wird eine Fpt-x0-Beziehung (die im folgenden als "Schein-Beziehung A" bezeichnet wird) zwischen der Gesamt-Preßlast Fpt und dem zusätzlichen Ziehweg x0, wie durch eine ausgezogene Linie A in Fig. 18 angegeben ist, erhalten, indem der Lastwert Fpt durch geeignete Lastmeßvorrichtungen, wie die Vorrichtungen 108i, in bezug auf den zusätzlichen Ziehweg x0 durch Ändern des Relativabstandes h1 gemessen wird. Die Lastmeßvorrichtungen werden anstelle des Werkzeugsatzes (20, 26, 30) verwendet. Diese Meßvorrichtungen sollen Beilageblöcke enthalten, deren Steifigkeit höher als diejenige des Werkzeugsatzes (20, 26, 30) ist. Die erlangte Schein-Fpt-x0- Beziehung A wird im Maschinendatenspeicher 104 gespeichert, und der zusätzliche Ziehweg x0,der der optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot entspricht, wird gemäß der gespeicherten Schein- Fpt-x0-Beziehung A bestimmt. Der auf diese Weise bestimmte Weg x0 gewährleistet einen Preßvorgang ohne eine Überlastung der Presse 10. Im einzelnen wird der zusätzliche Ziehweg x0 auf der Grundlage der optimalen Gesamt-Anfangsdruckkraft F0 sowie der optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot und gemäß der Schein-Fpt-x0-Beziehung A bestimmt. Der Justierwert Δh des Abstandes h1 wird auf der Grundlage des bestimmten Weges xO und gemäß der oben angegebenen Gleichung (1) berechnet. Eine durch eine einfach punktierte Linie B in Fig. 18 angegebene Fpt-x0-Beziehung ist die Beziehung (die nachstehend als "Ist-Beziehung" bezeichnet wird), welche an der Presse 10 mit dem Werkzeugsatz (20, 26, 30) erhalten wird, die derjenigen, die durch die ausgezogene Linie in Fig. 14 dargestellt ist, entspricht. Da die Schein-Beziehung A mit den Lastmeßvorrichtungen erhalten wird, deren Steifigkeit höher als diejenige des tatsächlich verwendeten Werkzeugsatzes (20, 26, 30) ist, ist die Änderungsrate in der Preßkraft Fpt mit dem Weg x0 gemäß der Ist-Beziehung B niedriger als diejenige gemäß der Schein-Beziehung A. Deshalb resultiert der zusätzliche, gemäß der Schein-Beziehung A bestimmte Ziehweg x0 in einer Gesamt- Preßlast Fpt, die geringer ist als diejenige, die durch den Abstand x0, der gemäß der Ist-Beziehung B bestimmt ist, erzeugt wird. Folglich wird die Presse 10 gegen eine Überlastung aufgrund des zusätzlichen Ziehweges x0 geschützt. Ferner wird der der optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot naheliegende Wert F1 verwendet, um die Ist-Beziehung B, d.h. das (im Schritt Q 18 berechnete) Verhältnis Δa in der Ausführungsform von Fig.18 zu erhalten. Diese Anordnung gewährleistet einen verminderten Fehlerwert des berechneten Justierwerts x1 (Schritt Q19) des Abstandes h1 im Vergleich mit der Anordnung der Fig. 14, wodurch die Justierung des Abstandes h1 im Schritt Q22 weggelassen oder die erforderliche Anzahl der Einstellungen des Abstandes h1 vermindert werden kann.
Bei der oben beschriebenen abgewandelten Ausführungsform von Fig. 18 wird der zusätzliche Ziehweg x0 auf der Grundlage der optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot und gemäß der Schein-Fpt-x0- Beziehung A bestimmt. Jedoch kann der Weg x0 gemäß der Schein- Beziehung A auf andere Weise festgesetzt werden. Der bestimmte Abstand x0 kann kleiner oder etwas größer sein als derjenige, der auf der Grundlage der optimalen Gesamt-Ziehkraft Ffot bestimmt wird.
Wenngleich eine einfachwirkende Presse 10 beschrieben worden ist, so ist das Prinzip dieser Erfindung auch auf eine doppeltwirkende Presse 150, wie sie beispielhaft in Fig. 19 gezeigt ist, anwendbar. In der Presse 150 ist ein Untergesenk 152 an einer Auflageplatte 154 befestigt, während ein Preßring 156 über eine Rohlinghalteplatte 158 an einem äußeren Schlitten 160 fest angebracht ist. Der äußere Schlitten 160 wird durch vier hin- und hergehende Bauteile in Gestalt von vier äußeren Stößeln 166 vertikal hin- und herbewegt, während ein innerer Schlitten 164 einer vertikalen Hin- und Herbewegung durch vier hin- und hergehende Organe in Gestalt von vier inneren Stößeln 168 unterworfen ist. Das Untergesenk 152 enthält ein Preßteil 153, das mit dem Preßring 156 zusammenarbeitet, um dazwischen einen Randbereich eines Rohlings festzuhalten, während der Rohling durch das Gesenk 152 und einen Stempel 162 gezogen wird. Der Preßring 156 und der Stempel 162 dienen als ein Obergesenk.
Wie aus der Fig. 20 deutlich wird, besitzt jeder der vier, mit dem äußeren Schlitten 160 verbundenen äußeren Stößel 166 einen Dehnungsmeßfühler 230 in Form von Dehnungsmeßstreifen, um eine örtliche Preßkraft Fpi (i = a, b, c, d) als eine Rohlingshaltekraft auf der Grundlage einer durch die Preßlast- verursachten Dehnung des Kolbens 166 in einer Weise, die gleich derjenigen der vorausgehenden Ausführungsform ist, zu ermitteln. Jeder äußere Stößel 166 ist mit dem äußeren Schlitten 160 über einen Werkzeug-Höheneinstellmechanismus 234 verbunden, der eine Gewindespindel 236, eine Mutter 238, ein Schneckenrad 240 und eine Schnecke 242 einschließt. Die Schnecken 242 der vier Werkzeug-Höheneinstellmechanismen 234, die den vier äußeren Stößeln 166 entsprechen, werden durch einen gemeinsamen Servomotor 234 in zwei Richtungen gedreht, so daß Relativabstände h2 zwischen den Stößeln 166 und den Mechanismen 234 gleichzeitig justiert werden, um die Preß- oder Rohlinghalte kraftwerte Fpi einzustellen, wenn die äußeren Stößel 166 zu ihren unteren Hubenden hin abgesenkt werden.
Der äußere Schlitten 160 enthält vier fluidbetätigte Zylinder in Gestalt von vier Hydraulikzylindern 244, um die Rohlinghaltekraft Fpi einzustellen. Jeder Hydraulikzylinder 244 besitzt ein am zugeordneten Eckenbereich des äußeren Schlittens 166 festes Gehäuse und einen Kolben 246, der am zugeordneten Werkzeug-Höheneinstellmechanismus 234 befestigt ist. Jeder Hydraulikzylinder 244 besitzt eine mit einem Arbeitsfluid gefüllte Fluidkammer, die mit einer Ölkammer 252 eines hydropneumatischen Zylinders 250 über einen Fluidkanal 248 in Ver bindung steht. Der Fluidkanal 248 ist auch über ein Rückschlagventil 258 und eine Druckregeleinrichtung in Gestalt eines magnetbetätigten Wegeventils 260 an eine elektrisch betriebene Pumpe 254 angeschlossen. Das Arbeitsmittel in einem Vorratsbehälter 256 wird durch die Pumpe 254 auf Druck gebracht, und das Druckfluid wird durch die Ventile 258, 260 hindurch der Fluidkammer des Hydraulikzylinders 244 zugeführt. Ein Hydraulikdruckfühler 262 ist vorgesehen, um den Hydraulikdruck Pd im Fluidkanal 248 (Druck im Hydraulikzylinder 244 und in der Ölkammer 252 des hydropneumatischen Zylinders 250) zu ermit teln. Die Hydraulikdruckwerte Pd in den Hydraulikzylindern 244 werden durch die zugehörigen Wege- oder Regelventile 260 unabhängig voneinander reguliert.
Der hydropneumatische Zylinder 250 besitzt auch eine Luftkammer 268, die von der oben erwähnten Ölkammer 252 durch einen Kolben 266 getrennt ist. Die Luftkammer 268 steht mit einem Luftbehälter 270 in Verbindung, der über ein magnetbetätigtes Wegeventil 272 an eine Luftquelle 274 angeschlossen ist, so daß ein Luftdruck Pf innerhalb der Luftkammer 268 und des Luftbehälters 270 durch das Wegeventil 272 auf ein optimales Niveau geregelt wird. Der Luftdruck Pf wird durch einen Luftdruckfühler 276 ermittelt. Die hydropneumatischen Zylinder 250, der Luftbehälter 270, das Wegeventil 272 usw. sind für jeden der vier äußeren Stößel 166 (für jeden der vier Werkzeug-Höheneinstellmechanismen 234) vorgesehen. Die Luftdruckwerte Pf in den vier Luftbehältern 270 werden unabhängig voneinander durch die zugehörigen Regelventile 272 in geeigneter Weise geregelt.
Wie in den Fig. 19 und 20 gezeigt ist, ist der äußere Schlitten 160 auch mit den Kolben von vier Ausgleich-Druckluftzylindem 280 verbunden, von denen jeder eine mit einem Luftbehälter 284 in Verbindung stehende Luftkammer 282 besitzt, die ebenfalls über ein magnetbetätigtes Wegeventil 286 an die Luftquelle 274 angeschlossen ist. Ein Luftdruck Pe innerhalb der Luftkammer 282 und des Luftbehälters 284 wird durch das Wegeoder Regelventil 286 auf ein optimales Niveau eingeregelt, so daß die Summe der Luftdruckwerte Pe der vier Ausgleich-Druckluftzylinder 280 gleich der Gesamtmasse des äußeren Schlittens 160, der Rohlinghalteplatte 158 und des Preßrings 156 ist. Der Luftdruck Pe wird von einem Luftdruckfühler 288 ermittelt. Es ist zu bemerken, daß die Luftkammern 282 der vier Zylinder 280 an den einzigen gemeinsamen Luftbehälter 284 angeschlossen sind.
In der Presse 150 mit dem oben beschriebenen Aufbau werden optimale örtliche Rohlinghaltekraftwerte Fsoi (i = a, b, c, d), die den vier äußern Stößeln 166 entsprechen, in einer ID-Karte, wie sie bei 118 in Fig. 1 gezeigt ist, gespeichert, und der Relativabstand h2 wird so eingeregelt, daß eine Gesamtpreßlast Fpt, die eine Summe der örtlichen, durch die Dehnungsmeßfühler 230 ermittelten Preßkraftwerte Fpi ist, gleich einer optimalen Gesamt-Rohlinghaltekraft Fsot ist, die eine Summe der optimalen örtlichen Rohlinghaltekraftwerte Fsoi ist. Dann werden die Hydraulikdruckwerte Pd oder die Luftdruckwerte Pf so justiert, daß die örtlichen Preßkraftwerte Fpi mit jeweiligen optimalen, in der ID-Karte gespeicherten Rohlinghaltekraftwerten Fsoi übereinstimmen. Eine Beziehung zwischen der Gesamt- Preßkraft Fpd und dem effektiven Hub des äußeren Schlittens 160 an der in Rede stehenden Presse 150 ist durch eine in Fig. 21 gezeigte geknickte Linie dargestellt, welche an einem kritischen Lastwert Fct einen Knick aufweist. Die Last Fpt unter dem kritischen Wert Fct beruht auf einer elastischen Verformung der Maschinenkomponenten und einer Kompression des Fluids in den Hydraulikzylindern 244 wie bei der Presse 10, während die Last Fpt oberhalb des kritischen Werts Fct auf der Rückziehbewegung des Kolbens 266 eines jeden hydropneumatischen Zylinders 250 beruht. Der kritische Punkt Fct wird durch den Hydraulikdruck Pf und die Druckaufnahmefläche des Kolbens 266 auf der Seite der Luftkammer 268 bestimmt. Im Hinblick auf diese Tatsache wird eine Gesamt-Druckaufnahmefläche der Kolben 266 der vier Zylinder 250 als eine Maschineninformation gespeichert, und der kritische Punkt Fct wird gemäß dem Anfangswert des Luftdrucks Pf vor der Preßlasteinstellung der Presse 150 bestimmt. Die optimale Preßlast F0 wird so gewählt, daß sie etwas größer als der kritische Punkt Fct ist, wie in dem Diagramm von Fig. 22(a) sowie 22(b) angegeben ist, und der Relativabstand h2 wird so justiert, daß die Gesamtpreßkraft Fpt im wesentlichen gleich der optimalen Gesamt-Haltekraft Fsot ist, und zwar in einer Weise, die zu der bei den vorausgehenden Ausführungsformen gleichartig ist. Die Fig. 22(a) zeigt den Fall, wobei der zusätzliche Weg x0 wie im Fall der Fig. 14 konstant ist, während die Fig. 22(b) den Fall zeigt, wobei der zusätzliche Ziehweg x0 gemäß einer gespeicherten Schein-Fpt-x0-Beziehung A wie im Fall der Fig. 18 bestimmt wird.
Die durch die Dehnungsmeßfühler 230 an den vier äußeren Stößeln 166 ermittelten Preßkraftwerte Fpi verändern sich mit dem effektiven Hub des äußeren Schlittens 160, wie in den Fig. 22(a) und 22(b) angegeben ist. Wenn angenommen wird, daß die durch die ausgezogene Linie in Fig. 23 angegebene Beziehung erhalten wird, wird ein Anstieg im Hydraulikdruck Pd im Hydraulikzylinder 244 die Beziehung zu einer solchen ändern, wie sie durch die einfach punktierte Linie dargestellt ist, wobei die Änderungsrate des Werts Fpi unter dem kritischen Punkt Fc höher ist als diejenige der ausgezogenen Linie. Andererseits wird ein Vermindern des Hydraulikdrucks Pd die Beziehung zu einer solchen ändern, wie sie durch die zweifach punktierte Linie angegeben ist, wobei die Änderungsrate des Werts Fpi unter dem kritischen Punkt Fc geringer ist als diejenige der ausgezogenen Linie. Im Hinblick auf diese Tatsache machen es die unabhängigen Einstellungen der Hydraulikdruckwerte Pd der vier Zylinder 244 durch die zugeordneten Durchflußregelventue 260 möglich, in geeigneter Weise die örtlichen Rohlinghaltekräfte so zu justieren, daß die örtlichen Preßkraftwerte Fpi, die durch die Dehnungsmeßfühler 230 ermittelt werden, im wesentlichen mit den jeweiligen optimalen örtlichen Rohlingkraftwerten Fsoi wie in den Schritten Q23 - Q25 im Flußplan der Figur 13 übereinstimmen. Diese Anordnung gewährleistet ungeachtet der unterschiedlichen Kennwerte der einzelnen Vorrichtungen der Presse 150 eine effiziente Reproduktion der gewünschten Verteilung der örtlichen Rohlinghaltekraftwerte, wie sie an einer Test- oder Versuchspresse bestimmt wurden. Die Zylinder 244 entsprechen den Zylindern 44 der Fig. 2, während die optimalen örtlichen Rohlinghaltekraftwerte Fsoi den optimalen örtlichen Preßkraftwerten entsprechen.
Der kritische Punkt Fc wird durch Ändern des Luftdrucks Pf des Zylinders 250 verändert. Wenn angenommen wird, daß die durch eine ausgezogene Linie in Fig. 24 angegebene Beziehung erhalten wird, wird ein Anstieg im Luftdruck Pf des Zylinders 250 den kritischen Punkt Fc höherstellen, wie durch eine einfach punktierte Linie in Fig. 24 angegeben ist, während ein Absenken des Luftdrucks Pf den kritischen Punkt Fc nach unten bringt, wie durch die zweifach punktierte Linie angegeben ist. Im Hinblick auf diese Tatsache machen es die unabhängigen Einstellungen der Luftdruckwerte Pf der vier Zylinder 250 durch die zugeordneten Durchflußregelventile 272 möglich, in geeigneter Weise die örtlichen Rohlinghaltekräfte so zu justieren, daß wie in den Schritten Q23 - Q25 im Flußplan der Fig. 13 die örtlichen Preßkraftwerte Fpi, die durch die Dehnungsmeßfühler 230 ermittelt wurden, im wesentlichen mit den jeweiligen optimalen örtlichen Rohlinghaltekraftwerten Fsoi zusammenfallen. Diese Anordnung gewährleistet auch ungeachtet der unterschiedlichen Kennwerte der einzelnen Vorrichtungen der Presse 150 eine effiziente Reproduktion der gewünschten Verteilung der örtlichen Rohlinghaltekraftwerte, wie sie an einer Test- oder Versuchspresse bestimmt wurden. In diesem Fall entsprechen die Zylinder 250 den Zylindern 44 der Fig.2. die Einstellung der Hydraulikdruckwerte Pd oder der Luftdruckwerte Pf muß nicht automatisch bewirkt werden, sondern kann manuell durch die Bedienungsperson unter Verwendung geeigneter Schalter ausgeführt werden, um die passenden Regelventile 260, 272 zu kontrollieren.
Gleich den äußeren Stößeln 166 sind die vier inneren Stößel 168 mit dem inneren Schlitten 164 über zugeordnete Werkzeug- Höheneinstellmechanismen verbunden. Örtliche Preßkraftwerte, die diesen vier inneren Stößeln 168 entsprechen, werden auch durch an den Stößeln 168 vorgesehene Dehnungsmeßfühler ermittelt. Der Relativabstand zwischen den inneren Stößeln 168 sowie den Höheneinstellmechanismen und die Druckwerte der mit den Werkzeug-Höheneinstellmechanismen verbundenen Hydraulikzylinder werden wie bei der ersten Ausführungsform justiert, so daß die ermittelten örtlichen Preßkraftwerte im wesentlichen mit den in einer ID-Karte (Werkzeugdatenspeicher) gespeicherten optimalen örtlichen Preßkraftwerten übereinstimmen.
Wenngleich diese Erfindung im einzelnen anhand ihrer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen lediglich zu Erläuterungszwecken beschrieben woden ist, so sollte klar sein, daß die Erfindung auf andere Weise verwirklicht werden kann.
Beispielsweise ist das Prinzip dieser Erfindung in gleicher Weise auf eine einfach- oder doppeltwirkende Presse anwendbar, deren Schlitten hydraulisch betrieben werden, und auf eine Presse anwendbar, die imstande ist, einen anderen als einen Ziehvorgang, z.B. einen Biegevorgang, auszuführen.
Obwohl die dargestellten Ausführungsformen Dehnungssensoren in Gestalt der Dehnungsmeßfühler 90i und 230 anwenden, können andere Typen von Dehnungsmeßfühlern, wie vom elektrischen Kapazitäts-, vom Optik- und vom Differentialtransformatortyp, unter der Voraussetzung angewendet werden, daß die Sensoren imstande sind, eine Zugverformung der Ständersäulen 12 oder eine Druckverformung der Stößel 166 zu ermitteln.
Bei der erläuterten ersten Ausführungsform sind die Dehnungsmesser 90i an den vier Ständersäulen 12 angebracht, um die örtlichen Preßkraftwerte Fpi zu ermitteln, jedoch können die Dehnungssensoren an den Stößeln 16 6, wie in der doppeltwirkenden Presse 150 angebracht sein.
Die Steuertafel 190 der Bedienungsperson ist imstande, die verschiedenen Lastwerte sichtbar darzustellen, wie die örtlichen Haltekraftwerte Fsi, die örtlichen Ziehkraftwerte Ffi, die Gesamt-Haltekraft Fs, die Gesamt-Ziehkraft Ff und die Gesamt-Preßkraft Fpt. Jedoch können lediglich ausgewählte oder auch keine dieser Lastwerte dargestellt werden. Im letztgenannten Fall werden die erhaltenen Lastwerte lediglich zum Zweck der automatischen Lastjustierung und der Überwachung der Presse verwendet.
Bei den erläuterten Ausführungsformen wird die Messung der Ist-Preßkraftwerte unter Verwendung der Dehnungsfühler 110i sowie des elektromagnetischen Oszilloskops 114 bewirkt, jedoch ist es möglich, andere Lastmeß- oder -ermittlungsvorrichtungen, wie einen magnetostriktiven Kraftmeßfühler, der Magnetostriktion anwendet, und andere Aufzeichnungseinrichtungen, die ausgezeichnete Ansprechkennwerte haben, zu verwenden.
Bei der veranschaulichten ersten Ausführungsform werden die Fpi-Si-Beziehungen zwischen den örtlichen Preßkraftwerten Fpi und dem Pegel der DEHN-Signale Si durch Ändern des effektiven Ziehhubes des Pressenschlittens 14 erhalten, jedoch ist es möglich, die Fpi-Si-Beziehungen durch Ändern der Höhenabmessung der Lastmeßvorrichtungen 108i unter Verwendung von Höheneinstellbeilagescheiben mit unterschiedlichen Dickenwerten oder durch Ändern des Drucks Pa in den Ölkammern 52 der hydropneumatischen Zylinder 50 zu erlangen. Derartige Fpi-Si-Beziehungen können auf andere Weise erhalten werden unter der Voraussetzung, daß die Beziehungen die Längungswerte der Ständersäulen 12 in bezug auf die an diesen aufgebrachte Preßkraft wiedergeben.
Bei der ersten Ausführungsform werden die Hydraulikdruckwerte Pa der vier Hydraulikzylinder eingestellt, ohne daß die Haltekraft am Rohling 28 aufgebracht wird, selbst wenn der Pressenschlitten zu seinem unteren Hubende abgesenkt ist, d.h., während der Luftdämpfungszylinder, der den Dämpfungsstiften 32 zugeordnet ist, in einem unteren Hubende gesperrt ist. Jedoch kann die Justierung der Hydraulikdruckwerte Pa, um die optimalen örtlichen Preßkraftwerte herzustellen, bewirkt werden, während die Haltekraft am Rohling vom Luftdämpfungs zylinder aus aufgebracht wird. In diesem Fall sollte jeder örtliche Preßkraftwert Fpi, der durch die Dehnungsfühler 110i ermittelt wird, im wesentlichen gleich einer Summe des optimalen Ziehkraftwerts Ffoi und der optimalen Haltekraft Fsoi sein. Deshalb sollten die optimalen örtlichen Preßkraftwerte Fpoi = Ffoi + Fsoi in der ID-Karte 118 (im Werkzeugdatenspeicher 106) gespeichert werden.
Die Ausführungsform von Fig. 19 ist geeignet, die örtlichen Preßkraftwerte Fpi des äußeren Schlittens 160 in einem Bereich oberhalb des kritischen Punkts Fc einzustellen, d.h., nachdem der Kolben 266 des Zylinders 250 beginnt, zur Luftkammer 268 zurückgezogen zu werden. Jedoch können die örtlichen Preß kraftwerte Fpi in einem Bereich unterhalb des kritischen Punkts Fc eingestellt werden. In diesem Fall wird die Einstellung in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform vorgenommen.
Umgekehrt kann die erste Ausführungsform eingerichtet sein, um die örtlichen Preßkraftwerte Fpi einzustellen, nachdem der Kolben 66 beginnt, zur Luftkammer 68 zurückgezogen zu werden. In diesem Fall kann die Einstellung in der gleichen Weise vorgenommen werden, wie oben mit Bezug auf den äußeren Schlitten 160 beschrieben wurde. Dasselbe gilt für die Preßkraftwerte des inneren Schlittens 164.
Bei den erläuterten Ausführungsformen werden die Relativabstände h1 und h2, die Hydraulikdrücke Pa, Pd und der Luftdruck Pf der Pressen 10 und 150 manuell durch die Bedienungsperson an der Bedienungstafel für diese eingestellt, jedoch können diese Einstellungen in einer gänzlich automatischen Betriebsweise unter der Steuerung seitens des Steuergeräts (92) ausgeführt werden.
Bei der Ausführungsform von Fig. 19, in welcher die Dehnungsmeßfühler 230 an den äußeren Stößeln 166 angebracht sind, liegt im wesentlichen keine Diskrepanz zwischen den Ist- Lastwerten und den durch die Dehnungsmeßfühler 230 ermittel ten Lastwerten vor. Folglich ist es nicht notwendig, die ermittelten Lastwerte gemäß den gespeicherten Beziehungen (Fpi- Si-Beziehungen), die durch die bei der ersten Ausführungsform verwendeten Lastmeßvorrichtungen erhalten wurden, zu kompensieren, d.h., die von den Dehnungsmeßfühlern 230 ermittelten Lastwerte können verwendet werden, um die Ist-Lastwerte zu justieren.
Obwohl die Information bezüglich des Werkzeugsatzes bei der erläuterten Ausführungsform in der am Werkzeugsatz angebrachten ID-Karte 118 gespeichert ist, kann die Werkzeugsatzinformation in einem Steuercomputer der Presse in bezug auf die unterschiedlichen, für eine Verwendung an der Presse verfügbaren Werkzeugsätze, wobei die Anzahl der Werkzeugsätze relativ klein ist, gespeichert werden. Die Werkzeugsatzinformation kann in einem Floppy-disk-Speicher, auf einem Magnetbänd oder in irgendeiner anderen geeigneten Speichereinrichtung gespeichert oder in den Steuercomputer durch die Bedienungsperson nach Bedarf eingetastet werden.
Wenngleich diese Erfindung in Anwendung auf die Pressen 10, 150, die imstande sind, einen Ziehvorgang am Werkstück auszuführen, beschrieben wurde, ist das Prinzip der Erfindung auf verschiedene andere Typen von Preßmaschinen, wie eine Biegepresse, in gleicher Weise anwendbar.
Es sollte klar sein, daß die vorliegende Erfindung mit verschiedenen anderen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen, die dem Fachmann der einschlägigen Technik einfallen mögen, angesichts der vorausgehenden Lehren verwirklicht werden kann.

Claims

1. Eine Vorrichtung zum Messen eines Preßkraftwerts an einer Presse (10), die einen Pressenschlitten (14) sowie einen Ständer (12), um den Pressenschlitten zu lagern, besitzt, wobei die genannte Vorrichtung eine Mehrzahl von an dem erwähnten Ständer (12) angebrachten Dehnungsmeßfühlern (90) enthält, um einen Längungswert des erwähnten Ständers zu ermitteln, und den besagten Preßkraftwert auf der Basis eines Ausgangs der genannten Dehnungsmeßfühler mißt, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- Speichereinrichtungen (104), um für jeweilige Beziehungen zwischen dem Pegel der Ausgangssignale (Si) der genannten Mehrzahl von Dehnungsmeßfühlern (90), die an zugeordneten Ständersäulen des Ständers angebracht sind, und Ist-Preßkraftwerten an lokalen Preßteilen der Presse, die den erwähnten zugeordneten Ständersäulen entsprechen, repräsentative Datentafeln zu speichern; um

- Umwandlungseinrichtungen (92), um die erwähnten Ausgangssignale der genannten Dehnungsmeßfühler in die besagten Preßkraftwerte gemäß den genannten Beziehungen, deren Datentafeln in den besagten Speichereinrichtungen gespeichert sind, umzuwandeln.

2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, die Beziehungserarbeitungseinrichtungen (34, 90, 108, 112, 114) einschließt, um eine Beziehung zwischen dem Ausgangspegel eines jeden Dehnungsmeßfühlers und einem Ist-Preßkraftwert an dem zugeordneten Preßteil der Presse zu erlangen.

3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 2, in welcher die genannten Beziehungserarbeitungseinrichtungen jeden Dehnungsmeß fühler (90) und eine Lastmeßvorrichtung (34, 108, 112, 114), um eine Ist-Belastung, die auf den Pressenschlitten (14) einwirkt, in bezug auf den Pegel des Ausgangssignals von jenem Fühler zu messen, einschließen.

4. Eine Vorrichtung nach Anspruch 3, in welcher die besagten Umwandlungseinrichtungen (92) den Pegel des Ausgangssignals (Si) eines jeden Fühlers aus der genannten Mehrzahl von Dehnungsmeßfühlern (90) in einen entsprechenden örtlichen Ist-Preßkraftwert gemäß der einen der genannten Beziehungen, die dem erwähnten jeden Dehnungsmeßfühler entspricht, umwandeln, wobei die genannte Vorrichtung ferner Berechnungseinrichtungen (92) enthält, um einen Gesamt- Ist-Preßkraftwert durch Summieren der örtlichen; durch die besagten Umwandlungseinrichtungen auf der Grundlage der erwähnten Ausgangssignale der genannten Mehrzahl von Dehnungsmeßfühlern und gemäß den genannten, jeweils in den besagten Speichereinrichtungen (104) gespeicherten Beziehungen erhaltenen Ist-Preßkraftwerte zu berechnen.

5. Eine Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, in welcher die erwähnten Ständersäulen aus vier Ständersäulen (12) bestehen, um den besagten Pressenschlitten (14) an jeweils vier Eckenbereichen des besagten Pressenschlittens zu lagern, so daß die örtlichen Preßkraftwerte an den genannten vier Eckenbereichen des Pressenschlittens auf der Grundlage der Ausgangssignale (Si) der genannten, an den erwähnten vier Ständersäulen angebrachten Mehrzahl von Dehnungsmeßfühlern (90) und gemäß den genannten jeweiligen Beziehungen in den besagten Speichereinrichtungen (104) ermittelt werden.

6. Eine Vorrichtung nach Anspruch 5, in welcher die genannte Presse einen Antriebsmechanismus (16), um den besägten Pressenschlitten (14) hin- und herzubewegen, sowie -vier den genannten vier Eckenbereichen des Pressenschlittens und jeweiligen vier Teilen des erwähnten Antriebsmechanismus zugeordnete Werkzeug-Höheneinstellmechanismen (34) enthält, um einen Relativabstand zwischen dem besagten Pressenschlitten sowie dem erwähnten Antriebsmechanismus an den genannten vier Eckenbereichen des besagten Pressenschlittens zu justieren und dadurch die örtlichen Preß kraftwerte, die durch die genannte Mehrzahl von Dehnungsmeßfühlern sowie gemäß den genannten jeweiligen Beziehungen ermittelt werden sollen, einzustellen.

7. Ein Verfahren zum Einstellen von örtlichen Preßkraftwerten an einer Presse, die einen Pressenschlitten (14, 160) besitzt, welcher durch eine Mehrzahl von fluidbetriebenen Zylindern (44, 244) mit einem hin- und hergehenden Organ (18, 166) eines Antriebsmechanismus (16) verbunden ist sowie durch das genannte hin- und hergehende Organ vertikal hin- und herbewegt wird, wobei die besagten örtlichen Preßkraftwerte auf den besagten Pressenschlitten an jeweiligen lokalen Teilen von diesem durch die erwähnten fluidbetätigten Zylinder jeweils einwirken, wenn ein Preßvorgang an einem Werkstück mittels eines hin- und hergehenden Vorgangs des besagten Pressenschlittens mit einem an diesem angebrachten Obergesenk (20) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte umfaßt:

- des Messens der örtlichen Ist-Preßkraftwerte an den erwähnten lokalen Teilen des besagten Pressenschlittens (14, 160), die der erwähnten Mehrzahl von fluidbetätigten Zylindem (44, 244) entsprechen; und

- des Justierens von Druckwerten eines Fluids in der erwähnten Mehrzahl von fluidbetätigten Zylindern unabhängig voneinander, so daß die gemessenen örtlichen Preßkraftwerte an den erwähnten lokalen Teilen des Pressenschlittens im wesentlichen mit jeweiligen vorbestimmten Optimalwerten übereinstimmen.

8. Ein Verfahren nach Anspruch 7, in welchem der genannte Schritt des Messens der Ist-Preßkraftwerte an den erwähnten lokalen Teilen des besagten Pressenschlittens das Anbringen einer Mehrzahl von Dehnungsmeßfühlern (90, 230) an zugeordneten Bauteilen (12, 166) der Presse, die den erwähnten lokalen Teilen des Pressenschlittens entsprechen, und das Erlangen der besagten örtlichen Ist-Preßkraftwerte auf der Grundlage der Ausgangssignale von den genannten Dehnungsmeßfühlern umfaßt.

9. Ein Verfahren nach Anspruch 8, in welchem das erwähnte Anbringen einer Mehrzahl von Dehnungsmeßfühlern das Anbringen der genannten Dehnungsmeßfühler (90) an Ständersäulen (12), die den besagten Pressenschlitten (14) lagern, umfaßt.

10. Ein Verfahren nach Anspruch 8, in welchem das erwähnte Anbringen einer Mehrzahl von Dehnungsmeßfühlern das Anbringen der genannten Dehnungsmeßfühler (230) an einer Mehrzahl von Stößeln (166) des genannten hin- und hergehenden Organs des erwähnten Antriebsmechanismus umfaßt.

11. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 8 - 10, in welchem der genannte Schritt des Messens der Ist-Preßkraftwerte an den erwähnten lokalen Teilen des besagten Pressenschlittens das Speichern von Datentafeln, die für jeweilige Beziehungen zwischen dem Pegel der Ausgangssignale (Si) der genannten Dehnungsmeßfühler sowie den örtlichen Ist- Preßkraftwerten an den erwähnten lokalen Teilen des Pressenschlittens repräsentativ sind, in Speichereinrichtungen (104) und das Umwandeln des Pegels der erwähnten Ausgangssignale der genannten Dehnungsmeßfühler in die besagten örtlichen Ist-Preßkraftwerte gemäß den genannten jeweiligen Beziehungen umfaßt.

12. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 - 11, in welchem der genannte Schritt des Justierens von Druckwerten eines Fluids in der erwähnten Mehrzahl von fluidbetätigten Zy lindern unabhängig voneinander das Justieren von Hydraulikdruckwerten einer Mehrzahl von Hydraulikzylindern (44, 244), die zwischen zugeordneten vier Eckenbereichen des besagten Pressenschlittens (14, 160) und zugehörigen Stößeln (18, 166) des genannten hin- und hergehenden Organs des erwähnten Antriebsmechanismus (16) angeordnet sind, umfaßt.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 12, das ferner die Schritte des Vorsehens einer Mehrzahl von Höheneinstellmechanismen (34, 234), von denen jeder an seinem einen Ende jeweils mit den erwähnten Hydraulikzylindern (44, 244) und an seinem anderen Ende jeweils mit den genannten Stößeln (18, 166) verbunden ist, wobei diese Höheneinstellmechanismen betrieben werden, um einen Relativabstand zwischen dem besagten Pressenschlitten sowie den genannten Stößeln einzuregulieren, umfaßt und.in welchem die besagten Hydraulikdruckwerte der erwähnten Hydraulikzylinder (44, 244) unabhängig voneinander eingeregelt werden, nachdem eine Gesamt- Preßkraft an dem besagten Pressenschlitten auf einen vorbestimmten Optimalwert durch Einregulieren des erwähnten Relativabstandes durch die genannten Höheneinstellmechanismen eingestellt ist.

14. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 - 13, in welchem der genannte Schritt des Justierens von Druckwerten eines Fluids in der erwähnten Mehrzahl von fluidbetätigten Zylindem unabhängig voneinander das Bestimmen, ob eine Differenz zwischen jedem der gemessenen örtlichen Ist-Druckwerte und einem entsprechenden der genannten vorbestimmten Optimalwerte größer ist als eine vorbestimmte obere Grenze, und das Ändern des Druckwerts des Fluids in einem zugeordne ten aus den erwähnten fluidbetätigten Zylindern, wenn die besagte Differenz größer als die genannte obere Grenze ist, umfaßt.

15. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 - 14, das ferner den Schritt des Verbindens der erwähnten fluidbetätigten Zylinder (44, 244) mit einer gemeinsamen Druckquelle (54, 254) durch jeweilige Druckregeleinrichtungen (60, 260) umfaßt und in welchem der genannte Schritt des Justierens von Druckwerten eines Fluids in der erwähnten Mehrzahl von fluidbetätigten Zylindern unabhängig voneinander das Justieren der genannten Druckwerte durch Steuern der erwähnten jeweiligen Druckregeleinrichtungen einschließt.