WO2007144210A1 - Verfahren und einrichtung zur ermittlung einer presskraft bei einer presse - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for determining the pressing force in a press.
- the pressing force In pressing, the pressing force must be constantly detected and monitored during operation, so that in the event of a fault or e.g. In case of wear of the pressing tool, the press is not overloaded or parts of the press are destroyed.
- the invention is based on the object, a method and a device for determining the pressing force at a
- This object is achieved by a method for determining a pressing force in a press, wherein the pressing force is generated by an electric motor, wherein the pressing force is determined based on the motor current of the motor.
- the object of the invention is achieved by a device for determining the pressing force in a press, wherein the pressing force is generated by an electric motor, wherein the device is designed such that the
- Device determines the pressing force based on the motor current of the motor.
- the device is designed as a regulating device which controls the pressing process.
- the inventive method can be integrated as functionality in an already existing crizosein ⁇ direction, so that additional hardware to implement the device is not necessary.
- FIG 1 An embodiment of the invention is shown in FIG 1 and will be explained in more detail below. Showing:
- FIG. 1 shows a schematic representation of a press with the device according to the invention.
- FIG 1 is schematically illustrated a press with the erfindungsge ⁇ MAESSEN device.
- the press includes a machine gun ⁇ nenbett 3, on which a die 2 and a ⁇ for pressing the workpiece 9 are mounted.
- An electric motor which is implemented in the exemplary embodiment as a linear motor 15, drives a cylinder 4 via a rod 5, which cylinder is connected to a plunger 1.
- the linear motor 15 has a fixedly connected to the rod 5 primary part 6. Wei ⁇ terhin, the linear motor 15 on a secondary part 7, which is fixedly connected to the machine bed 3.
- the secondary part 7 of the linear motor 15 has permanent magnets, of which the excess ⁇ sake half in Figure 1, only a permanent magnet 8 is provided with Be ⁇ kars Schweizer on.
- the press has a press control 10, which is connected to a control device 11
- Outputs setpoints for controlling the pressing process which is indicated by an arrow 13.
- the plunger 1 is thereby moved in a position-controlled manner downwards, with FIG. 1 not showing the corresponding bearing return variable for the control device 11 for the sake of clarity and since this variable is not essential for the understanding of the invention.
- the control device 11 controls a power converter 12, which is indicated by an arrow 14.
- the power converter 12 generates according to the specifications of the control device 11 a motor current I for electrical power supply of the linear motor 15.
- the power converter 12 is the output side connected thereto via a three-phase line to the primary part 6 of the linear motor 15.
- the pressing force F results in the present embodiment according to FIG 1 based on the relationship
- K in the arrangement according to the embodiment is a constant which is easily measured e.g. can be determined empirically by means of measurement or from the manufacturer data of the linear motor 15.
- the motor current I increases.
- the motor current I is measured by means of a current measuring device 16 and fed to the control device 11. If the motor current I exceeds a given threshold, the pressing process is stopped to avoid damage ⁇ Be.
- a pressure sensor necessary for commercial presses for measuring the pressing force F of e.g. can be arranged between the rod 5 and the cylinder 4, and a measuring amplifier assigned to it can be omitted.
- the pressing force F can be determined almost instantaneously via the motor current I of the linear motor 15.
- the linear motor 15 can therefore be stopped immediately by the control device 11 in case of failure immediately to avoid damage to the press or a press tool.
- the pressing force F by conventional pressure sensors mediation has the determined pressing force F is usually about Pres ⁇ sengnaung the press are read and processed 10th If the maximum permissible pressing force is exceeded, then the stop command must first be sent from the press control 10 to the control device 11, which can lead to a delayed shutdown of the linear motor 15 and thus to ei ⁇ ner damage to the press.
- the fact that no pressure measuring devices and measuring amplifier are more necessary by the invention, the installation and calibration of the pressure measuring device can be omitted. Furthermore, the reading and conversion of signals from the pressure sensors can be dispensed with. According to the already existing motor ⁇ current I, which is normally used only for engine control, also used to determine the pressing force and in particular for monitoring the pressing force.
- the electric motor does not necessarily have to be present as a linear motor, as in the exemplary embodiment, but can also be designed as a rotary motor, in particular as a servomotor.
- the press can for example in the form of a so-called servo press, so a press with direct drive oh ⁇ ne flywheel and / or for example in the form of a press brake available.
- the press control 10 can also be integrated into the regulating device 11.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittelung einer Presskraft (F) bei einer Presse, wobei die Presskraft (F) von einem elektrischen Motor (15) erzeugt wird, wobei die Presskraft (F) anhand des Motorstroms (I) ermittelt wird. Weiterhin betriff die Erfindung eine Einrichtung zur Ermittelung der Presskraft (F) bei einer Presse, wobei die Presskraft (F) von einem elektrischen Motor (15) erzeugt wird, wobei die Einrichtung derart ausgebildet ist, dass die Einrichtung die Presskraft (F) anhand des Motorstroms (I) ermittelt. Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung der Presskraft (F) bei einer Presse, bei der eine Ermittelung der Presskraft ohne die Verwendung von Drucksensoren ermöglicht wird.
Description
Beschreibung
Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung einer Presskraft bei einer Presse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung der Presskraft bei einer Presse.
Bei Pressen muss die Presskraft während des Betriebs ständig ermittelt und überwacht werden, damit bei einem Fehler oder z.B. bei einer Abnutzung des Presswerkzeugs die Presse nicht überlastet wird oder Teile der Presse zerstört werden.
Bei handelsüblichen Pressen wird die Presskraft der Presse mit einem Druckmessgeber oder einem Dehnungsmessstreifen im
Pressenständer gemessen. Für die Druckmessung sind dabei aufwendige, teure Messverstärker erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung der Presskraft bei einer
Presse zu schaffen, bei der eine Ermittelung der Presskraft ohne die Verwendung von Drucksensoren ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Ermittelung einer Presskraft bei einer Presse, wobei die Presskraft von einem elektrischen Motor erzeugt wird, wobei die Presskraft anhand des Motorstroms des Motors ermittelt wird.
Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch eine Einrichtung zur Ermittelung der Presskraft bei einer Presse, wobei die Presskraft von einem elektrischen Motor erzeugt wird, wobei die Einrichtung derart ausgebildet ist, dass die
Einrichtung die Presskraft anhand des Motorstroms des Motors ermittelt .
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens ergeben sich analog zur vorteilhaften Ausbildungen der Einrichtung und umgekehrt.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Einrich- tung als Regelungseinrichtung, welche den Pressvorgang regelt, ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann als Funktionalität in eine ohnehin vorhandene Regelungsein¬ richtung integriert werden, so dass zusätzliche Hardware zur Realisierung der Einrichtung nicht notwendig ist.
Weiterhin erweist sich eine Ausbildung einer Presse mit der erfindungsgemäßen Einrichtung als vorteilhaft.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in FIG 1 darge- stellt und wird im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigt:
FIG 1 eine schematisierte Darstellung einer Presse mit der erfindungsgemäßen Einrichtung.
In FIG 1 ist schematisiert eine Presse mit der erfindungsge¬ mäßen Einrichtung dargestellt. Die Presse weist ein Maschi¬ nenbett 3 auf, auf dem eine Pressplatte 2 und ein zu pressen¬ des Werkstück 9 gelagert sind. Ein elektrischer Motor, der im Rahmen des Ausführungsbeispiels als ein Linearmotor 15 reali- siert ist, treibt über eine Stange 5 einen Zylinder 4 an, der mit einem Stößel 1 verbunden ist. Der Linearmotor 15 weist ein fest mit der Stange 5 verbundenes Primärteil 6 auf. Wei¬ terhin weist der Linearmotor 15 ein Sekundärteil 7 auf, das fest mit dem Maschinenbett 3 verbunden ist. Das Sekundärteil 7 des Linearmotors 15 weist Dauermagnete, von denen der Über¬ sichtlichkeit halber in FIG 1 nur ein Dauermagnet 8 mit Be¬ zugszeichen versehen ist, auf.
Wenn ein entsprechender Motorstrom I durch den Primärteil 6 des Linearmotors 15 fließt, wird der Primärteil 6 und damit die Stange 5, der Zylinder 4 und der Stößel 1 nach oben oder nach unten bewegt, wobei bei einer Bewegung nach unten vom
Linearmotor 15 eine Presskraft F erzeugt wird, welche auf das Werkstück 9 einwirkt.
Zur Steuerung des Pressvorgangs weist die Presse eine Pres- sensteuerung 10 auf, die an eine Regelungseinrichtung 11
Sollwerte zur Steuerung des Pressvorgangs ausgibt, was durch einen Pfeil 13 angedeutet ist. Im Allgemeinen wird dabei der Stößel 1 lagegeregelt nach unten verfahren, wobei in FIG 1 die entsprechende Lagerückführungsgröße für die Regelungsein- richtung 11 der Übersichtlichkeit halber und da diese Größe für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich ist, nicht dargestellt ist. Die Regelungseinrichtung 11 steuert einen Stromrichter 12 an, was von einem Pfeil 14 angedeutet ist. Der Stromrichter 12 erzeugt gemäß den Vorgaben von der Rege- lungseinrichtung 11 einen Motorstrom I zur elektrischen Energieversorgung des Linearmotors 15. Der Stromrichter 12 ist ausgangsseitig hierzu über eine dreiphasige Leitung mit dem Primärteil 6 des Linearmotors 15 verbunden.
Um die Höhe der Presskraft F zu überwachen, erfolgt bei der vorliegenden Erfindung eine Ermittlung der Presskraft anhand des Motorstroms I des Linearmotors 15.
Die Presskraft F ergibt sich bei dem vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel gemäß FIG 1 anhand die Beziehung
F = K I (1)
Wobei K bei der Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Konstante ist, die leicht z.B. empirisch mittels Messung oder aus den Herstellerdaten des Linearmotors 15 bestimmt werden kann .
Wird z.B. durch ein fehlerhaftes Werkstück 9 (falsches Werk- stück) die Presskraft F während des Pressvorgangs zu groß, so steigt der Motorstrom I an. Der Motorstrom I wird mittels einer Strommesseinrichtung 16 gemessen und der Regelungseinrichtung 11 zugeführt. Übersteigt der Motorstrom I einen vor-
gegebenen Schwellenwert wird der Pressvorgang gestoppt um Be¬ schädigungen zu vermeiden.
Ein bei handelsüblichen Pressen notwendiger Drucksensor zur Messung der Presskraft F der z.B. zwischen der Stange 5 und dem Zylinder 4 angeordnet sein kann, sowie ein ihm zugeordneter Messverstärker können entfallen.
Die Presskraft F kann über den Motorstrom I des Linearmotors 15 nahezu verzögerungsfrei ermittelt werden. Der Linearmotor 15 kann deshalb direkt von der Regelungseinrichtung 11 im Fehlerfall sofort gestoppt werden, um eine Beschädigung der Presse oder eines Pressenwerkzeugs zu vermeiden. Bei der Er¬ mittlung der Presskraft F mittels herkömmlicher Drucksensoren muss die ermittelte Presskraft F in der Regel über die Pres¬ sensteuerung 10 der Presse eingelesen und verarbeitet werden. Bei einer Überschreitung der maximal zulässigen Presskraft muss dann der Stoppbefehl erst von der Pressensteuerung 10 zur Regelungseinrichtung 11 geschickt werden, was zu einer verzögerten Abschaltung des Linearmotors 15 und damit zu ei¬ ner Beschädigung der Presse führen kann. Dadurch, dass keine Druckmesseinrichtungen und Messverstärker durch die Erfindung mehr notwendig sind, können der Einbau und die Kalibrierung der Druckmesseinrichtung entfallen. Weiterhin kann das Einle- sen und Umsetzen von Signalen von den Drucksensoren entfallen. Erfindungsgemäß wird der ohnehin schon vorhandene Motor¬ strom I, der normalerweise nur für die Motorregelung verwendet wird, auch zur Ermittlung der Presskraft und insbesondere zur Überwachung der Presskraft verwendet.
Selbstverständlich muss der elektrische Motor nicht unbedingt wie im Ausführungsbeispiel als Linearmotor vorliegen, sondern kann auch als rotatorischer Motor, insbesondere als Servomotor ausgebildet sein. Die Presse kann z.B. in Form einer so genannten Servopresse, also eine Presse mit Direktantrieb oh¬ ne Schwungrad und/oder z.B. in Form einer Abkantpresse vorliegen .
Weiterhin sei an dieser Stelle angemerkt, dass, da der für die Ermittlung und Überwachung der Presskraft F notwendige Strom I direkt von der Regelungseinrichtung 11 eingelesen wird, die Pressensteuerung 10 auch in die Regelungseinrich- tung 11 integriert werden kann.
Claims
1. Verfahren zur Ermittelung einer Presskraft (F) bei einer Presse, wobei die Presskraft (F) von einem elektrischen Motor (15) erzeugt wird, wobei die Presskraft (F) anhand des Motor¬ stroms (I) des Motors (15) ermittelt wird.
2. Einrichtung zur Ermittelung der Presskraft (F) bei einer Presse, wobei die Presskraft (F) von einem elektrischen Motor (15) erzeugt wird, wobei die Einrichtung derart ausgebildet ist, dass die Einrichtung die Presskraft (F) anhand des Mo¬ torstroms (I) des Motors (15) ermittelt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung als Regelungs¬ einrichtung (11) , welche den Pressvorgang regelt, ausgebil¬ det ist.
4. Presse mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3.
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