DE3938854A1

DE3938854A1 - Monitoring punching tools during punching process - by detecting parameters, e.g. body signal noise and punching force, in time correlation with punching process

Info

Publication number: DE3938854A1
Application number: DE19893938854
Authority: DE
Inventors: Andreas Hausen; Ernst-Ludwig Dipl Phys Noe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-11-23
Filing date: 1989-11-23
Publication date: 1990-05-31

Abstract

One or more significant signal parameters are detected via sensors mounted on the punching tool in time correlation with the punching process and are compared with predefined demand values. The body noise amplitude of the tool is monitored for compliance with a tolerance range. The permissible fluctuation of the body noise signal is not limited during defined time intervals so that punch specific impulses remain unchanged. The amplitude of the punching force on the tool can also be detected using a fixed range of fluctuation. The maximum and/or the integral of the punching force is/are determined over the punching period and compared with predefined demand values. USE/ADVANTAGE - For monitoring punching tools during punching process. Punching tool may be monitored throughout entire production process.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung von Stanzwerkzeugen, insbesondere von Folgeverbundwerkzeugen, während des Stanzvorganges, bei dem über am Werkzeug angebrach te Sensoren ein oder mehrere signifikante Signalparameter in zeitlicher Korrelation mit dem Stanzvorgang erfaßt und mit vor gegebenen Sollwerten verglichen werden. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auch auf ein Uberwachungssystem für Stanz pressen zur Durchführung dieses Verfahrens, bei dem am Werk zeug Sensoren zumindest für den Körperschall und gegebenen falls für die Kraft angebracht sind und eine zugehörige Sig nalverarbeitungseinrichtung zum Auswerten des zeitlichen Ver laufs der Signalparameter vorhanden ist.The invention relates to a method for monitoring of punching tools, in particular progressive tools, during the punching process, in which the tool broke te sensors one or more significant signal parameters in temporal correlation recorded with the punching process and with before given target values are compared. It also relates the invention also relates to a monitoring system for punching presses to carry out this procedure at the plant witness sensors at least for structure-borne noise and given if appropriate for the force and an associated Sig nal processing device for evaluating the temporal Ver the signal parameters are present.

In der Stanztechnik wird eine auftragsgebundene Produktion unter weitgehender Umgehung von Lagerbeständen angestrebt. Um auch kleine Losgrößen von Stanzprodukten wirtschaftlich fertigen zu können, ergeben sich extreme Anforderungen an die Flexibilität und Termintreue im Produktionsbetrieb, so daß ein durch Störungen am Werkzeug bedingter Ausfall so weit wie möglich vermieden werden muß. Da allerdings die Stanzprodukte und damit auch die Stanzwerkzeuge immer kom plexer werden, steigt die Anfälligkeit der Werkzeuge.In punching technology, order-based production is carried out aimed at largely bypassing inventory. To make even small batch sizes of stamped products economical To be able to manufacture, there are extreme requirements the flexibility and punctuality in the production operation, so that a failure caused by tool malfunctions must be avoided as much as possible. However, since the Stamping products and therefore also the stamping tools always come The more vulnerable the tools become, the more complex they become.

Für eine flexible Fertigung ist eine Prozeßüberwachung, wel che die Überwachung der Produktqualität mit einbezieht, unab dingbar. Für diesen Zweck ist aus der DE-AS 26 43 759 ein Ver fahren der eingangs genannten Art bekannt, das allgemein zur Überwachung üblich wiederkehrender Produktionsprozesse dient, bei denen das herzustellende Produkt nach den aus voreinge stellten Größen und/oder Meßwerten ermittelten Prozeßdaten eine oder auch mehrere wirkungsverbundene Fertigungsstationen durch läuft, und bei dem bei Überschreiten der zulässigen Abweichun gen zwischen voreingestellten Produktionsdaten und Meßwerten ein für den weiteren Betrieb der Werkzeugmaschine zu berück sichtigendes Ausgangssignal gegeben wird. Dabei sollen die ermittelten Prozeßdaten jeweils durch den vorlaufenden Zyklus bestimmt und unter Bezug auf ein Referenz- bzw. Taktsignal ge speichert werden, und bei Folgezyklen der gespeicherte Wert in Verbindung mit dem Referenzsignal mit dem jeweils aktuellen Wert verglichen werden. Für den laufenden Produktionsprozeß kann dabei das Ausgangssignal aus einer Vergleichslogik eine sofortige oder verzögerte stufenweise Stillsetzung, entspre chend dem Produktionsablauf und dem Produktionsfortschritt innerhalb der einzelnen Bearbeitungsstufen einleiten oder die Maschineneinstellung geeignet korrigiert werden. Als Signal parameter werden bei der DE-AS 26 43 739 insbesondere Druck, Kraft, Weg und/oder Temperatur verwendet.For flexible production, process monitoring is important including product quality monitoring, regardless inevitable. For this purpose from DE-AS 26 43 759 a Ver drive of the type mentioned, the general for Monitoring of common recurring production processes, in which the product to be manufactured according to the pre set parameters and / or measured values determined process data or even several function-linked production stations runs, and when the permissible deviation is exceeded between preset production data and measured values one for the further operation of the machine tool output signal is given. The should process data determined by the preceding cycle determined and ge with reference to a reference or clock signal are saved, and for subsequent cycles the saved value in Connection with the reference signal with the current one Value to be compared. For the ongoing production process can the output signal from a comparison logic immediate or delayed gradual shutdown, correspond according to the production process and the production progress initiate within the individual processing stages or the Machine setting can be corrected appropriately. As a signal In DE-AS 26 43 739, parameters are in particular pressure, Force, path and / or temperature used.

Weiterhin wurde auch bereits vorgeschlagen, die aus dem Kör perschall des Werkzeugs tiefpaßgefilterte Schwingbeschleu nigung am Werkzeug als Überwachungskenngröße zu verwenden, wobei insbesondere das Ausschwingen des Werkzeuges jeweils nach dem eigentlichen Stanzvorgang erfaßt und auf Überein stimmung im Toleranzbereich überwacht wird. Die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters ist dafür so gewählt, daß die Streubreite des Signals gering ist.Furthermore, it has already been proposed that from the Kör ultrasound of the tool low-pass filtered oscillation fitting to use the tool as a monitoring parameter, in particular the swinging out of the tool in each case detected after the actual punching process and on agreement mood is monitored in the tolerance range. The cutoff frequency the low-pass filter is chosen so that the spread the signal is low.

Es hat sich gezeigt, daß die vom Stand der Technik bekannten Verfahren noch nicht voll den Bedürfnissen der Praxis genügen.It has been shown that those known from the prior art Processes do not yet fully meet the needs of practice.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, das speziell für die Überwachung von Stanzwerkzeugen, insbe sondere auch von Folgeverbundwerkzeugen, geeignet ist, und mit dem eine durchgängige Überwachung des Produktionsprozesses im aufsichtsrarmen oder aufsichtslosen Stanzbetrieb ermöglicht wird. Weiterhin soll ein zugehöriges Überwachungssystem ge schaffen werden.The object of the invention is therefore to specify a method especially for the monitoring of punching tools, esp special also of progressive tools, is suitable, and with a continuous monitoring of the production process in the low-supervision or unsupervised punching operation becomes. Furthermore, an associated monitoring system is said to be ge will create.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art als Signalparameter zu mindest die Körperschallamplitude am Werkzeug auf Übereinstim mung im Toleranzbereich überwacht wird, wobei die zulässige Schwankungsbreite des Körperschallsignals abschnittsweise un terschiedlich groß ist und in bestimmten zeitlichen Abschnitten unbegrenzt ist, so daß stanzspezifische Impulse unberücksich tigt bleiben.The object is achieved in that at one Methods of the type mentioned at the beginning as signal parameters at least the structure-borne noise amplitude on the tool to match tion is monitored in the tolerance range, the permissible Fluctuation range of the structure-borne noise signal in sections is of different sizes and in certain time periods is unlimited, so punch-specific impulses are not considered stay tuned.

Mit der Erfindung werden also insbesondere die hochfrequenten Signalanteile der Beschleunigung des Werkzeuges ausgenutzt, da sich gezeigt hat, daß Störvorgänge, beispielsweise Werkzeug bruch, sich im hohen Frequenzbereich des Signals mit signifi kanten Änderungen auswirken. Eine derartige Auswertung ist er findungsgemäß möglich, da die bekannten, für Werkzeugstörungen nichtrelevanten Signale, die dem hochfrequenten Spektralbe reich der Werkzeugbeschleunigung überlagert sind, aus dem Überwachungsbereich herausgenommen werden.With the invention, in particular, the high-frequency Signal components of the acceleration of the tool used because has been shown that disturbances, such as tools break, in the high frequency range of the signal with signifi edge changes. He is such an evaluation possible according to the invention, since the known, for tool malfunctions non-relevant signals to the high-frequency spectral spectrum are superimposed on the tool acceleration from which Surveillance area can be removed.

In Weiterbildung der Erfindung kann neben der Körperschallam plitude des Werkzeuges zusätzlich die Amplitude der Stanzkraft am Werkzeug erfaßt werden. Dabei können die zulässigen Schwan kungsbreiten konstant sein oder aber das Maximum der Stanzkraft und/oder das Integral der Stanzkraft über die Stanzzeit erfaßt und mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden.In a development of the invention, in addition to structure-borne noise plitude of the tool also the amplitude of the punching force be detected on the tool. The permissible swan widths may be constant or the maximum punching force and / or the integral of the punching force is recorded over the punching time and compared with predetermined target values.

Durch die Erfindung werden die Methoden des Standes der Technik verbessert. Insbesondere bei simultaner Erfassung des Körperschalls und der Stanzkraft als Signalparameter kann bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Randbedingungen ein Überwachungssystem geschaffen werden, mit dem sowohl einzelne Schadensereignisse im laufenden Produktionsbetrieb erkannt als auch der allmählich auftretende Verschleiß des Werkzeuges erfaßt wird. Es ergibt sich die Möglichkeit des Einsatzes des erfindungsgemäßen Systems in der aufsichtslosen Fertigung ("Geisterschicht"), bei der gegebenenfalls die Stanzpresse selbsttätig stillgesetzt wird.By the invention, the methods of the prior art Technology improved. Especially with simultaneous acquisition structure-borne noise and punching force as signal parameters can if the boundary conditions according to the invention are observed a surveillance system will be created with which both individual damage events in ongoing production recognized as well as the gradual wear of the Tool is detected. There is the possibility of Use of the system according to the invention in the unsupervised Manufacturing ("ghost shift"), where the Punching press is stopped automatically.

Zur Vorgabe des zulässigen Schwankungsbereiches der Amplituden der Körperschallamplitude und gegebenenfalls der Stanzkraft wird zunächst aus einer vorgegebenen Zahl von Gutstanzungen ein signifikanter Signalverlauf mit bestimmter Streubreite er mittelt und durch Zugabe eines Toleranzwertes ein Toleranz schlauch gebildet. Dabei kann die Größe des Toleranzwertes in Abhängigkeit von der ermittelten Streubreite des Signalpa rameters gebildet werden. Insbesondere bei Einsatz eines Per sonalcomputers ist es aber auch möglich, daß der Toleranzwert von der Bedienperson interaktiv mit Bildschirmunterstützung gewählt wird. Dadurch lassen sich für die Körperschallampli tude die Schwankungsbreiten variieren und insbesondere im Bereich der stanzspezifischen Impulse unbegrenzt vorgeben.For specifying the permissible fluctuation range of the amplitudes the structure-borne noise amplitude and possibly the punching force is first entered from a predetermined number of die cuts significant signal curve with a certain spread averaged and a tolerance by adding a tolerance value hose formed. The size of the tolerance value depending on the determined spread of the signal pa rameters are formed. Especially when using a per sonalcomputers it is also possible that the tolerance value by the operator interactively with screen support is chosen. This allows for the structure-borne noise ampli tude the fluctuation ranges vary and especially in Specify the range of punch-specific pulses indefinitely.

Bei dem zugehörigen Überwachungssystem weist die Auswerte einrichtung für die Signalparameter jeweils Einheiten zur Extraktion von Zeitfenstern auf, die mit dem einzelnen Stanz vorgang korreliert sind, denen jeweils Einheiten zur Ein stellung bzw. Vorgabe von abschnittsweise änderbaren Tole ranzschläuchen mit zulässiger Schwankungsbreite aus Streu breite und vorgebbarem Toleranzwert zugeordnet sind. Die Auswerteeinrichtung kann dabei insbesondere durch einen Mikroprozessor realisiert werden, mit dem die Signalver abreitung softwaremäßig erfolgt.In the associated monitoring system, the evaluations device for the signal parameters each for Extraction of time slots based on that with the single punch process are correlated, which each have units for on Position or specification of toles that can be changed in sections rancid hoses with permissible fluctuation range from litter wide and specifiable tolerance values are assigned. The Evaluation device can in particular by a Microprocessor can be realized with which the Signalver software-based.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungs beispiels. Es zeigenFurther details and advantages of the invention emerge from the following description of the figures of an embodiment for example. Show it

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Stanzkraft und des Körperschalls bei einem Schneidvorgang, Fig. 1 is a graphical representation of the cutting force and the impact sound in a cutting operation,

Fig. 2 die Überwachung der Körperschallamplitude mit vor teilhaft ausgebildetem Toleranzschlauch, Fig. 2, the body monitoring the sound amplitude with front part by way of trained tolerance band,

Fig. 3 die Überwachung der Stanzkraft mit konstantem Tole ranzschlauch sowie Fig. 3 monitoring the punching force with a constant tolerance tube as well

Fig. 4 die Darstellung der wesentlichen Einheiten eines Über wachungssystems. Fig. 4 shows the essential units of a surveillance system.

In den Diagrammen gemäß Fig. 1 sind Stanzkraft F (t) einer seits und Körperschall a (t) andererseits als Funktion der Stanzzeit t dargestellt. Die Signalkurve 1 kennzeichnet den Verlauf der Stanzkraft am Werkzeug, die Signalkurve 2 den Verlauf des Körperschalls des Werkzeugs.In the diagrams according to FIG. 1, punching force F (t) on the one hand and structure-borne noise a (t) on the other hand are shown as a function of the punching time t . The signal curve 1 characterizes the course of the punching force on the tool, the signal curve 2 the course of the structure-borne noise of the tool.

Beide Signalkurven 1 und 2 haben jeweils einen stanzspezifi schen Verlauf: Nach dem Aufsetzen des Stempels, gegebenenfalls unter Verwendung eines Niederhalters für das Rohblech, steigt die Amplitude der Kraft zunächst linear und dann degressiv an. Nach dem Durchreißen des Materials folgt ein für das Schnei den typischer steiler Kraftabfall. Die Signalschwingungen vor und nach dem Kraftanstieg bzw. Kraftabfall ergeben sich jeweils durch Aufsetzen des Niederhalters bzw. Durchschieben des soge nannten Butzens.Both signal curves 1 and 2 each have a punch-specific curve: after the stamp has been put on, possibly using a hold-down device for the raw sheet, the amplitude of the force initially increases linearly and then degressively. After tearing through the material, a steep drop in power is typical for the cutting. The signal vibrations before and after the increase or decrease in force result from placing the hold-down device or pushing through the so-called slug.

Eine Sprungantwort auf den steilen Abfall des Kraftsignals ist die Schwingbeschleunigung des Werkzeugs, die zu diesem Zeitpunkt ihr Maximum erreicht. Die Schwingbeschleunigung ergibt sich als zweites zeitliches Differential des Weges. Zusätzlich werden aber beispielsweise bei Aufsetzen des Nie derhalters oder bei einem plötzlichen Werkzeugbruch weitere Signalanteile erzeugt, die vorwiegend im hohen Frequenzbe reich des Körperschalls liegen und die ebenfalls ausgewertet werden sollen.A step response to the steep drop in the force signal is the vibration acceleration of the tool, which is related to this Time reached its maximum. The vibration acceleration is the second time differential of the path. In addition, however, for example, when the Never holder or in the event of a sudden tool breakage Generates signal components that are predominantly in the high frequency range range of structure-borne noise and are also evaluated should be.

Bei Folgeverbundwerkzeugen ergibt sich bei den Biege- und Prä gestationen jeweils ein entsprechend typischer Kraftsignalver lauf, während das Körperschallsignal weitgehend unbeeinflußt bleibt.For progressive dies, the bending and pre gestations each have a corresponding typical force signal ver run while the structure-borne noise signal is largely unaffected remains.

In Fig. 1 ist weiterhin ein Triggersignal 3 eingezeichnet, mit dem für den einzelnen Überwachungsvorgang ein geeignetes Zeitfenster extrahiert wird. Verfahren zum Triggern derarti ger Zeitfenster sind vom Stand der Technik vorbekannt, so daß hierauf nicht im einzelnen eingegangen zu werden braucht. Die Triggerung kann mit einem separaten Signalgeber, wie beispielsweise einem berührungslosen Näherungsschalter, er folgen oder von der Pressensteuerung abgeleitet werden.A trigger signal 3 is also shown in FIG. 1, with which a suitable time window is extracted for the individual monitoring process. Methods for triggering such time windows are known from the prior art, so that there is no need to go into them in detail. The triggering can follow it with a separate signal transmitter, such as a contactless proximity switch, or it can be derived from the press control.

Da sich die Signalkurve des jeweiligen Signalparameters auch im Zeitfenster für den einzelnen Stanzvorgang verschieben kann, wird weiterhin eine vorgebbare Signalamplitude als Triggerpunkt vorgegeben. Hierzu kann es sinnvoll sein, zusätzlich eine so genannte Pre-Triggerung durchzuführen, mit welcher eine dem Triggerzeitpunkt jeweils vorausgehende Zeitspanne digital er faßt wird.Since the signal curve of the respective signal parameter also can move in the time window for the individual punching process, will continue to be a predefinable signal amplitude as a trigger point given. For this purpose it can be useful to add one perform pre-triggering, with which a Trigger time digitally preceding period of time is caught.

In Fig. 2 ist die Signalkurve 2 der Fig. 1 als von etwa 1000 Gutstanzungen überlagertes Streuband 20 wiedergegeben. Weiterhin sind beidseitig des Signalbandes durch Zugabe von Toleranzwerten zum Streuband 20 parallele Kurven 21 und 22 dargestellt: Die ermittelte Streubreite definiert also durch Zugabe der beidseitigen Toleranzwerte eine zulässige Schwan kungsbreite des Signalparameters. Damit wird ein sogenannter Toleranzschlauch gebildet. In FIG. 2, the signal curve 2 of FIG. 1 is shown as a scattering band 20 overlaid by approximately 1000 good punchings. Furthermore, curves 21 and 22 are shown on both sides of the signal band by adding tolerance values to the scatter band 20 : The determined scattering width defines a permissible fluctuation range of the signal parameter by adding the tolerance values on both sides. A so-called tolerance tube is thus formed.

Speziell bei Verwendung der Körperschallamplitude im hohen Frequenzbereich als Signalparameter haben Üntersuchungen ge zeigt, daß es notwendig ist, die zulässige Schwankungsbreite als Toleranzschlauch über den zeitlichen Verlauf des Stanz vorganges abschnittsweise unterschiedlich groß vorzugeben. Dabei muß gemäß Fig. 2 im Bereich stanzspezifischer Impulse die zulässige Schwankungsbreite der Amplitude unbegrenzt sein um die stanzspezifischen Impulse zu eliminieren. Demzufolge wird von einem offenen Toleranzschlauch gesprochen.Especially when using the structure-borne noise in the high frequency range as a signal parameter, studies have shown that it is necessary to specify the permissible fluctuation range as a tolerance tube over the course of the punching process in different sizes in sections. Here, Figure 2 is punched in the field of specific pulses must invention. Unlimited be to eliminate the allowable fluctuation width of the amplitude of the substance specific impulses. Accordingly, we speak of an open tolerance tube.

Es hat sich gezeigt, daß sich beim Stanzprozeß eventuell auf tretende Beschädigungen des Werkzeuges meist in den engbegrenz ten Teilen des Streubandes 20 bemerkbar machen. Dagegen lassen sich an den Stellen der stanzspezifischen Impulse aufgrund der bei Gutstanzungen bereits stark variierenden Amplituden keine signifikanten Abweichungen erfassen. Eine zeitliche Verschie bung der stanzspezifischen Impulse, die mit dem vorgeschlagenen Verfahren ebenfalls erkennbar ist, deutet jedoch regelmäßig auf Störungen hin.It has been shown that in the stamping process possibly occurring damage to the tool mostly in the narrow parts of the scatter band 20 th noticeable. On the other hand, no significant deviations can be recorded at the points of the punch-specific impulses due to the amplitudes that already vary widely in the case of punching. However, a time shift in the punch-specific impulses, which can also be recognized with the proposed method, regularly indicates faults.

Bei der Vorgabe des Toleranzschlauches aus Streubreite unter Zugabe eines Toleranzwertes ist es möglich, den Toleranzwert selbst in Abhängigkeit vom ermittelten Streubereich zu wählen. Dies kann deswegen sinnvoll sein, weil ein breiter Streubereich bereits darauf hinweist, daß auch bei Gutstanzungen größere Abweichungen der Signalamplituden zu erwarten sind.When specifying the tolerance hose from the spread under Adding a tolerance value makes it possible to change the tolerance value to choose depending on the determined spreading range. This can be useful because of the wide spreading range already indicates that larger stampings are also available Deviations in the signal amplitudes are to be expected.

Bei Verwendung eines Personal-Computers (PC) mit zugehörigem Bildschirm kann alternativ dazu ein Toleranzschlauch vom Be diener frei gewählt werden, insbesondere interaktiv durch Bildschirmunterstützung. Dadurch kann pressenspezifischen Besonderheiten und/oder außergewöhnlichen Umständen hinsicht lich Produktionsvorgang und/oder Materialien Rechnung getragen werden. When using a personal computer (PC) with associated Alternatively, the screen can be a tolerance hose from the Be can be freely chosen, especially interactively by Screen support. This can make press specific Peculiarities and / or exceptional circumstances Lich production process and / or materials taken into account will.

In Fig. 3 ist das Kraftsignal 1 aus Fig. 1 mit einem zuge hörigen Toleranzschlauch aus den Grenzlinien 11 und 12 dar gestellt. Es hat sich gezeigt, daß das Abweichen des Kraft signals von einem vorgegebenen Verlauf insbesondere den Ver schleiß des Werkzeuges kennzeichnet. Hierzu kann aber im Ein zelfall bereits auch der Maximalwert des Kraftsignals und/oder die durch zeitliche Integration ermittelbare Fläche hinreichend sein.In Fig. 3, the force signal 1 from Fig. 1 is provided with an associated tolerance hose from the boundary lines 11 and 12 is. It has been shown that the deviation of the force signal from a predetermined course characterizes in particular the wear of the tool. For this purpose, however, the maximum value of the force signal and / or the area that can be determined by temporal integration can already be sufficient in an individual case.

Zur kontinuierlichen Erfassung der Stanzkraft und Überwachung auf Übereinstimmung im Toleranzbereich ist eine exakte Trigge rung notwendig, auf die oben bereits hingewiesen wurde. Da der Anstieg des Kraftsignals jeweils einen typischen Verlauf hat ist hier die Definition eines Korrelationspunktes zur Trigge rung mit vorangehender Pre-Triggerung leicht möglich.For continuous recording of the punching force and monitoring an exact trigge is on agreement within the tolerance range necessary, as already mentioned above. Since the Rise of the force signal has a typical course here is the definition of a correlation point to the trigger Easily possible with previous pre-triggering.

In Fig. 4 bedeutet 100 eine Signalauswerteeinrichtung, die bei Verwendung eines Mikroprozessors software-mäßig reali siert sein kann. Die einzelnen Einheiten haben daher die Be deutung eines programmäßig vorgebbaren Rechenschrittes, wobei die Linien den Signalfluß der Prozeßkenngrößen bedeuten. Die gestrichelten Linien geben eine fakultativ verwendbare Option der Auswerteeinrichtung 100 wieder, auf die weiter unten ein gegangen wird.In FIG. 4, 100 means a signal evaluation device that can be implemented in software using a microprocessor. The individual units therefore have the meaning of a programmable calculation step, the lines indicating the signal flow of the process parameters. The dashed lines represent an optional option of the evaluation device 100 , which will be discussed further below.

Die Prozeßkenngrößen Stanzkraft F (t) und Körperschall a (t) gelangen jeweils über einen Verstärker 101 bzw. 102, dem ge gebenenfalls ein Tiefpaß 103 bzw. ein Bandpaß 104 nachgeschal tet sein kann, in die Auswerteeinrichtung 100. Fakultativ kann auch ein Signal der Pressensteuerung in die Auswerteeinrichtung eingespeist werden.The process parameters punching force F (t) and structure-borne noise a (t) each pass through an amplifier 101 or 102 , which may be followed by a low-pass filter 103 or a band-pass filter 104 , into the evaluation device 100 . Optionally, a signal from the press control can also be fed into the evaluation device.

Das frequenzbegrenzte Signal F (t) gelangt auf eine Einheit zur internen Triggerung 105 und alternativ auf eine Einheit 106 zur Extraktion des Zeitfensters. Von der Einheit zur internen Triggerung 105 wird eine Einheit zur Pre-Triggerung 107 angesteuert, die die Extraktion des Zeitfensters bewirkt.The frequency-limited signal F (t) reaches a unit for internal triggering 105 and alternatively a unit 106 for extracting the time window. A unit for pre-triggering 107 is triggered by the unit for internal triggering 105 and effects the extraction of the time window.

Das entsprechend aufbereitete Kraftsignal wird auf eine Ein heit 108 zur Klassifikation gegeben, der einer Einheit 109 zur Bildung des aktuellen Toleranzschlauches nebengeordnet ist.The correspondingly processed force signal is given to a unit 108 for classification, which is subordinate to a unit 109 for forming the current tolerance hose.

Ganz entsprechend gelangt das Signal a (t) auf eine Einheit 116 zur Extraktion eines Zeitfensters, der eine Einheit zur Pre-Triggerung 117 zugeordnet ist. Die Einheiten 107 und 117 stehen dabei miteinander in Wechselwirkung. Anschließend ge langt das Körperschallsignal auf eine Einheit 118 zur Klas sifikation, die von der Einheit zur Bildung des Toleranz schlauches 119 angesteuert wird.Correspondingly, the signal a (t) arrives at a unit 116 for extracting a time window to which a unit for pre-triggering 117 is assigned. The units 107 and 117 interact with each other. Then the structure-borne noise signal reaches a unit 118 for classification, which is controlled by the unit for forming the tolerance hose 119 .

Es sind weiterhin zwei Zähler 121 und 122 vorhanden, von denen Einheiten 123 und 124 zur Pre-Triggerung über sogenannte Teach-in-Verfahren und Einheiten 125 und 126 für eine Toleranz schlauchbildung aus Teach-in-Verfahren ansteuerbar sind. Bei der Bildung des Toleranzschlauches werden die obigen Gesichts punkte berücksichtigt.There are also two counters 121 and 122 , of which units 123 and 124 for pre-triggering via so-called teach-in methods and units 125 and 126 for a tolerance hose formation from the teach-in method can be controlled. The above points of view are taken into account when forming the tolerance hose.

Bei den bisherigen Überlegungen wurde eine konstante Hubzahl der Presse vorausgesetzt. Schwankende Hubzahlen führen jedoch zu einem geänderten Signalverlauf im Zeitfenster und damit zu einer ungerechtfertigten Fehlermeldung. Dies läßt sich da durch vermeiden, daß das Zeitfenster auf einen Bereich zwi schen zwei festen Werten des Kurbelwinkels der Stanzpresse normiert wird.In the previous considerations, a constant number of strokes was used provided the press. However, fluctuating stroke rates result to a changed signal curve in the time window and thus to an unjustified error message. This can be done there by avoiding that the time window on an area between two fixed values of the crank angle of the punch press is standardized.

In der Einheit 131 kann die zeitliche Länge eines Überwachungs signals mit dem Signal von der Pressensteuerung erfaßt und in einer weiteren Einheit 132 durch Berücksichtigung eines Teach- in-Signals normiert werden. Dies dient insbesondere bei sich ändernder Hubzahl zur Anpassung des überwachten Zeitfensters. Die solchermaßen ausgewerteten und klassifizierten Kraft- und Körperschallsignale werden in der logischen Einheit 150 verknüpft und liefern ein Ausgangssignal, das gegebenenfalls eine Stillsetzung der Presse bewirkt.In unit 131 , the length of time of a monitoring signal with the signal from the press controller can be detected and normalized in a further unit 132 by taking into account a teach-in signal. This is used in particular when the number of strokes changes to adapt the monitored time window. The force and structure-borne noise signals evaluated and classified in this way are linked in the logic unit 150 and provide an output signal which, if necessary, brings the press to a standstill.

Die Signalauswerteeinrichtung gemäß Fig. 4 kann bei mikro prozessorgestützter Realisierung in vielerlei Hinsicht modi fiziert werden. Insbesondere können für Werkzeuge, bei denen nicht in jedem einzelnen Hub identische Vorgänge ablaufen, Mehrfach-Referenzmuster gebildet und für die Überwachung aus genutzt werden.The signal evaluation device according to FIG. 4 can be modified in many ways with micro-processor-based implementation. In particular, multiple reference patterns can be formed for tools that do not have identical processes in each individual stroke and can be used for monitoring.

Claims

1. A method for monitoring punching tools, in particular progressive dies, during the punching process in which one or more significant signal parameters are detected in time correlation with the punching process and compared with predetermined target values, characterized in that at least the structure-borne noise amplitude is used as the signal parameter of the tool is monitored for agreement in the tolerance range, the permissible fluctuation range of the structure-borne sound signal being different in sections and unlimited in certain time sections, so that punch-specific pulses are disregarded.

2. The method according to claim 1, characterized records that in addition to the structure-borne noise amplitude Lich the amplitude of the punching force is detected on the tool.

3. The method according to claim 2, characterized records that for the amplitude of the punching force allowable fluctuation range is constant.

4. The method according to claim 2, characterized records that the maximum of the punching force and / or that Integral of the punching force recorded over the punching time and with before given target values is compared.

5. The method according to any one of the preceding claims characterized by that from a lot number of stampings a significant signal curve of Vibration acceleration and / or punching force with certain Scattering width is determined and by adding a tolerance value a tolerance hose as the permissible fluctuation range the signal parameter is formed.

6. The method according to claim 5, characterized ge indicates that the size of the tolerance value in Dependence on the determined spread of the signal para meters is formed.

7. The method according to claim 5, characterized records that the tolerance value is interactive by the user is selected with screen support.

8. The method according to claim 1, characterized records that for the individual monitoring process one time window is triggered.

9. The method according to claim 8, characterized records that the triggering with a separate Sig sensor, especially a non-contact proximity scarf ter.

10. The method according to claim 8, characterized records that the triggering via the press control he follows.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized characterized in that in addition a so-called Pre-triggering takes place.

12. The method according to any one of the preceding claims, d a characterized by that monitoring is adapted to changing stroke rates of the punching process.

13. The method according to claim 12, characterized ge indicates that a fluctuation in the stroke rate Time normalization depending on press specific Sizes, especially a normalization to the time between two predetermined crank angles of the punch press.

14. Monitoring system for punch presses for carrying out the method according to claim 1 or one of claims 2 to 13, in which sensors are at least for the structure-borne noise and possibly for the punching force, and an associated signal processing device for evaluating the time profile of the signal parameters is present, characterized in that the evaluation device ( 100 ) has units ( 106 , 116 ) for the extraction of time windows, which are correlated with the individual punching process, which units ( 109 , 119 ) change for setting or specifying sections Tolerable hoses from the spread and the specified tolerance value are assigned.

15. System according to claim 14, characterized in that the units ( 106 , 116 ) for the extraction of the time window trigger units ( 107 , 117 ) are assigned.

16. Monitoring system according to one of claims 14 or 15, characterized in that the evaluation device ( 100 ) with the individual units ( 105 to 150 ) is formed by a microprocessor.