CN103978139A - 用于运行锻锤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行锻锤(1)的方法，其中，所述锻锤(1)包括液压缸(4)、锤头(5)、上冲模(6)、下冲模(7)、机器框架(8)、至少一个控制阀(9)、电子操控装置(10)和至少一个传感器装置(11-14)，并且其中，所述锤头(5)和所述上冲模(6)构成由所述液压缸(4)移动的上部工具(15)。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于运行锻锤的方法。
背景技术
由DE 10 2006 041 223 A1已知一种用于运行锻锤的方法，其中，通过数值模拟来补偿控制与调节误差。模拟带来的基本缺点是，模拟在计算技术上是昂贵的，并且基于假设来执行，使得模拟的结果不一定与实际结果相应。尤其在大量不同工件的情况下，各个模拟的准备意味着巨大的耗费。
此外，由DE 103 32 888 C5已知一种用于使至少一个工件成型的方法，其中，敲击工具在敲击运动期间从一个预给定的或可预给定的起始位置以预给定的或可预给定的冲击速度来碰撞位于承载件上的工件，其中，在敲击运动期间敲击工具的速度根据敲击工具的位置并且根据预给定的冲击速度来控制或调节，其中，在敲击运动期间不断测量敲击工具的瞬时位置，并且借助敲击工具的所测量的瞬时位置值和预给定的冲击速度来计算敲击运动期间的速度值，其中，使敲击工具从起始位置加速并且在达到起始位置与工件之间的预先确定的位置时减速，以便达到预给定的冲击速度，其中，敲击工具在碰撞之后通过返回运动返回到预给定的或可预给定的最终位置上，其中，在至最终位置的返回运动期间敲击工具的速度根据敲击工具的位置来控制或调节，其中，返回行程的最终位置不同于事先实施的敲击运动的起始位置，并且其中，在随后的敲击运动中最终位置根据要加工的工件并根据所期望的冲击速度来选择。
最后，由JP 2000-317 566 A已知一种用于控制锻机的敲击的控制方法，其中，制动时刻根据锻造进度来自动调整。
发明内容
本发明的任务是，在锻造不同工件时鉴于维持针对相继的敲击所设置的敲击能量值以及鉴于激励能量需求以最小的准备耗费和计算耗费来尽可能最佳地运行锻锤。此外，本发明的任务是，实现尽可能短的周期时间。
所述任务通过在权利要求1的特征部分中说明的方法步骤解决。在从属权利要求中说明有利的和符合目的的改进方案。
在根据本发明的用于运行锻锤的方法中，在所述上部工具对所述工件进行敲击之后由所述传感器装置检测所述上部工具的返回行程速度和返回行程加速度，并且将所述值传送到所述操控装置，
- 其中，事先或同时由所述操控装置基于针对进一步敲击所设置的敲击能量值来确定用于所述上部工具的最佳起始高度(SSH)，
- 其中，由所述操控装置基于所测量的值和所述最佳起始高度来确定制动函数或加速与制动函数，
- 其中，所述控制阀由所述操控装置根据所确定的制动函数或所确定的加速与制动函数来驱动，
- 其中，替代地或累积地应用下面提到的两个步骤：
· 其中，在最佳起始高度与实际达到的起始高度(TSH)之间存在差异的情况下，所述操控装置确定用于在后继行程中应用的制动函数或者加速与制动函数的修正函数，以便在下一次锻造敲击之后更精确地达到所期望的起始高度，并且其中，在所述进一步敲击之后，由所述操控装置根据基于所述上部工具的返回行程速度和返回行程加速度以及所述修正函数所确定的制动函数或加速与制动函数来驱动所述控制阀，和/或
· 其中，或者在实际达到的起始高度低于所述最佳起始高度的情况下，由所述操控装置针对随后的锻造敲击计算用于驱动所述控制阀的加速度曲线，通过所述加速度曲线使所述上部工具加速，或者在实际达到的起始高度高于所述最佳起始高度的情况下，由所述操控装置针对随后的锻造敲击来计算用于驱动所述控制阀的制动曲线，通过所述制动曲线来对所述上部工具进行制动。
通过这样的自操控或者自校准或者自修正可能的是，尽管有由插入的液压形成的偏差，然而在第一工件的锻造过程期间已经以增加的精度保持或者修正针对锻造过程所设置的用于敲击能量的参数，其中，通过精确地进入相应的额定高度来避免能源密集型的跟踪并且缩短周期时间。与额定高度的偏差能够从第二次锻造敲击起在其对锻造过程的影响方面通过顶部工件的附加的加速度或减速而以最小的耗费且无时间延迟地来修正。
因为在以下规定下确定所述操控装置的制动函数：为了在尽可能短的行进时间中达到所述额定高度而应用对于持续运行所允许的最大制动功率，所以可能的是，在锻锤不超负荷的情况下，进一步优化各个锻造敲击之间的周期时间。
如果通过上部工具的通过液压缸的附加加速才能够达到额定高度，则规定，在以下规定下确定所述操控装置的加速与制动函数：为了在尽可能短的行进时间中达到所述额定高度而应用对于持续运行所允许的最大加速功率和/或对于持续运行所允许的最大制动功率。由此可能的是，在锻锤不超负荷的情况下，进一步优化各个锻造敲击之间的周期时间。
本发明也规定，从操控装置的存储器中调用要在工件上实施的每一次锻造敲击的敲击能量值。由此，这些信息可及时并且无延迟地用于所有计算。
最后，本发明规定，由所述操控装置在使用至少一个在先前的锻造敲击期间由所述传感器装置中的至少一个传感器装置所测量的实际值的情况下检验针对要在所述工件上实施的第二次锻造敲击或进一步锻造敲击所设置的敲击能量值，并且在所述实际值偏离额定值的情况下修正下一次锻造敲击的额定高度，其中，尤其在所述工件处测量所述实际值，和/或其中，尤其在所述上部工具处测量所述实际值，和/或其中，尤其在液压回路中测量所述实际值，和/或其中，尤其在所述锻锤的框架处或在所述锻锤的周围测量所述实际值。由此能够实现对锻造过程的监视和修正，使得在生产中降低质量波动。
附图说明
在附图中根据示意性示出的实施例来描述本发明的进一步细节。
在此示出：
图1：锻锤的示意性视图；
图2：用于上部工具的v/t图形。
具体实施方式
图1中以示意图示出锻锤1。锻锤1设置用于锻造工件2并且构造为短行程模锻锤3。锻锤1包括液压缸4、锤头5、上冲模6、下冲模7、机器框架8、控制阀9、电子操控装置10和四个传感器装置11、12、13和14。锤头5和上冲模6构成由液压缸4移动的上部工具15。此外，锻锤1还包括液压回路16，液压缸4和控制阀9参与所述液压回路。控制阀9连接到进油口17和出油口18上，并且通过线路19、20与起双重作用的液压缸4连接。传感器装置11至14和控制阀9通过数据线路11a、12a、13a、13b、14a和9a与操控装置10连接。操控装置10包括微处理器10a和存储器10b。
在上部工具15对工件1进行第一次锻造敲击之后，上部工具15从工件2弹回。在此，上部工具的返回行程速度和返回行程加速度由第一传感器装置11来检测，其中，传感器装置11构造为位移测量系统。此外，根据未示出的实施变型方案还规定，传感器装置附加地包括至少一个未示出的起始器或传感器装置仅仅包括起始器。所检测的值通过数据线路11a传送到锤控制装置或者操控装置10上。事先或同时由操控装置10基于针对进一步锻造敲击所设置的、在存储器10b中可用的敲击能量值来确定用于上部工具15的最佳起始高度SSH，其中，所述确定通过在微处理器10a中的计算或通过读取在存储器10b中所存储的值表格来实现。随后，由操控装置10在使用所测量的值——即返回行程速度和返回行程加速度——的情况下以及在使用最佳起始高度的情况下通过计算或读取表格来确定制动函数或加速与制动函数。然后，控制阀9由操控装置10通过数据线路9a、根据所确定的制动函数或所确定的加速与制动函数来驱动，并且因此，由液压缸4根据所述制动函数或根据所述加速度函数与所述制动函数使上部工具15行进。在该行进运动结束时或该行进运动完成后，在最佳的起始高度SSH与实际达到的起始高度TSH之间存在差异的情况下，由操控装置10确定用于在随后的行程或者后继行程中应用的制动函数或者加速与制动函数的修正函数。最后，在进一步锻造敲击之后，由操控装置10不仅在使用顶部工件15的由传感器装置11新检测的返回行程速度的情况下、而且在使用顶部工件15的由传感器装置11新检测的返回行程加速度的情况下、而且在使用先前的返回行程中所确定的修正函数的情况下利用由此确定的制动函数或加速与制动函数来驱动控制阀9。对于修正函数的确定和应用替代地或附加地规定，在未得到最佳起始高度SSH的情况下，在随后的锤敲击时借助液压缸4来加速上部工具，其中，为此由操控装置计算加速度函数，或在超越最佳起始高度SSH的情况下，在随后的锤敲击时借助液压缸4对上部工具进行减速，其中，为此由操控装置计算制动函数。
为了进一步的监视和误差修正而可选地规定，在每一次对工件2进行锻造敲击之后，利用至少一个另外的传感器装置12至14来检测至少一个实际值，并且借助操控装置将其与额定值比较。在此，替代地或累积地规定，将传感器装置12实现为检测工件2的尺寸的光学传感器装置12，或将传感器装置13实现为检测在线路19和/或20中流动的液压油流的流量传感器装置13，或将传感器装置14构造为检测机器框架8中的固体噪声的振动传感器装置14。由传感器装置12至14以及由传感器装置11检测的数据或者值显然也能够通过无线电传输到操控装置10上。
在图2中，根据用于上部工具的v/t图形来示出周期时间如何能够通过对返回行程的主动干预来缩短，其中，虚线示出在应用根据本发明的用于运行锻锤的方法的情况下的变化曲线VA。实线示出在常规地运行锻锤的情况下得出的变化曲线VB。在两个变化曲线VA和VB中，上部工具15为了执行第一次锻造敲击从上止点出发加速并且在时刻I具有最高的速度并且如此减速直至时刻II，使得上部工具如所设置的那样以其最大敲击能量的例如10%碰到工件。在返回行程中，上部工具又加速直至在时刻III达到最大速度。现在，另一变化曲线VA的特征在于，上部工具15被减速，以便在时刻IV停在所设置的最佳起始高度SSH上。从该起始高度SSH出发，上部工具又加速并且又以其最大敲击能量的例如20%碰到工件，而不必制动。在另一变化曲线VA中，直至时刻VI又能够识别由从工件回弹和/或由通过液压缸的液压加速得出的工件15的加速。然后，工件15的所达到的最大速度通过经由液压缸的能量供给来保持，直至时刻VII，以便然后在制动过程之后在时刻VIII达到新的起始高度SSH，从所述起始高度，工具在加速之后以其最大敲击能量的例如50%碰到工件。
与此不同，在常规的变化曲线VB中，在时刻III经由液压缸供给能量，以便保持所达到的速度并且在时刻VI达到上止点。如由图形可以看出，在常规的变化曲线VB中，第二次锤敲击——其中，例如最大敲击能量的例如20%可供使用——在时刻XI才能被执行，该时刻在时间上处于在根据本发明的变化曲线VA中已经执行第三次锤敲击的时刻X之后。在根据本发明的变化曲线VA中基本上通过以下方式得到时间节省：在返回行程中直接进入所期望的起始高度SSH，其中所述直接进入仅仅能够通过以下方式以足够的精度实现：操控装置通过在第一次锤敲击之后和在每一次进一步的锤敲击之后对进入的起始高度的额定-实际-比较来自学习或者自修正。在图2中放大地示出时刻V周围的一个区间用于解释。在放大的示图中，除时刻V以外绘出处于时刻V之前的时刻V1。在时刻V1进行一个或者多个阀的转换，使得直至在时刻V冲击工件之前出现轻微的速度损耗。
根据一个未示出的实施变型方案也规定，替代控制阀9，而是使用操控进油口的第一控制阀，并且使用操控出油口的第二控制阀。在此，根据本发明，不仅控制阀9而且两个单个控制阀始终构造为比例阀或者伺服阀。在此，从本发明的意义上，比例阀或者伺服阀理解为以下控制阀：其构造为比例分配阀或连续阀，其中，除离散的切换位置以外，也能够实现阀开口的连续变化，并且因此能够产生可变的流速。
从本发明的意义上，制动函数理解为以下函数：通过该函数根据时间来定义体积流量，液压回路16的液压油以所述体积流量从进油口19通过控制阀9流入液压缸4的下腔室4a中，并且液压回路16的液压油以所述体积流量从液压缸4的上腔室4b通过控制阀9流回到出油口18中，其中，这些体积流量是如此选择的，使得在箭头方向z上向上运动的上部工具15减慢直至静止状态。当上部工具的现有动能足够用于达到所期望的起始高度SSH时，始终选择纯制动函数。
从本发明的意义上，加速和制动函数理解为以下函数：通过其根据时间来定义体积流量，液压回路16的液压油以所述体积流量从进油口19通过控制阀9流入液压缸4的下腔室4a中，并且液压回路16的液压油以所述体积流量从液压缸4的上腔室4b通过控制阀9流回到出油口18中，其中，这些体积流量是如此选择的，使得在箭头方向z上向上运动的上部工具15首先加速或保持在某一速度上并且随后减慢直至静止状态。当上部工具的现有动能并不足够用于达到所期望的起始高度SSH时，始终选择组合的加速与制动函数。从本发明的意义上，当通过能量供给而使处于返回行程中的上部工具的速度保持恒定时，称为加速。
参考标记列表
1 锻锤
2 工件
3 短行程模锻锤
4 液压缸
5 锤头
6 上冲模
7 下冲模
8 机器框架
9 控制阀
9a 数据线路
10 操控装置
10a 微处理器
10b 存储器
11、12 传感器装置
11a、12a 至11或者12的数据线路
13 传感器装置
13a、13b 至13的数据线路
14 传感器装置
14a 至14的数据线路
15 上部工具
16 液压回路
17 进油口
18 出油口
19、20 线路
SSH 最佳起始高度
TSH 实际达到的起始高度
VA 变化曲线
VB 变化曲线
z、z' 箭头方向
I-XI 时刻。
Claims (5)
1. 一种用于在锻造工件(2)时运行锻锤(1)的方法，其中，所述锻锤(1)包括液压缸(4)、锤头(5)、上冲模(6)、下冲模(7)、机器框架(8)、至少一个构造为比例阀和/或伺服阀的控制阀(9)、电子操控装置(10)和至少一个传感器装置(11-14)，其中，所述锤头(5)和所述上冲模(6)构成由所述液压缸(4)移动的上部工具(15)，其特征在于，
- 在所述上部工具(15)对所述工件(2)进行敲击之后由所述传感器装置(11)检测所述上部工具(15)的返回行程速度和返回行程加速度，并且所述值被传送到所述操控装置(10)，
- 其中，事先或同时由所述操控装置(10)基于针对进一步敲击所设置的敲击能量值来确定用于所述上部工具(15)的最佳起始高度(SSH)，
- 其中，然后由所述操控装置(10)基于所测量的值和所述最佳起始高度(SSH)来确定制动函数或加速与制动函数，
- 其中，所述控制阀(9)由所述操控装置(10)根据所确定的制动函数或所确定的加速与制动函数来驱动，
- 其中，替代地或累积地应用下面提到的两个步骤：
· 其中，在最佳起始高度(SSH)与实际达到的起始高度(TSH)之间存在差异的情况下，所述操控装置(10)确定用于在后继行程中应用的制动函数或者加速与制动函数的修正函数，并且其中，在所述进一步敲击之后，由所述操控装置(10)根据基于所述上部工具(15)的返回行程速度和返回行程加速度和所述修正函数确定的制动函数或加速与制动函数来驱动所述控制阀(9)，和/或
· 其中，在所述实际达到的起始高度(TSH)低于所述最佳起始高度(SSH)的情况下，由所述操控装置(10)针对随后的锻造敲击计算用于驱动所述控制阀(8)的加速度曲线，通过所述加速度曲线来补偿或供给所述上部工具所缺少的势能，或其中，在所述实际达到的起始高度(TSH)高于所述最佳起始高度(SSH)的情况下，由所述操控装置(10)针对随后的锻造敲击计算用于驱动所述控制阀(8)的制动曲线，通过所述制动曲线来补偿或消除所述上部工具的多余势能。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在以下规定下确定所述操控装置(10)的制动函数：为了在尽可能短的行进时间中达到所述额定高度(SSH)而应用对于持续运行所允许的最大制动功率。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在以下规定下确定所述操控装置(10)的加速与制动函数：为了在尽可能短的行进时间中达到所述额定高度(SSH)而应用对于持续运行所允许的最大加速功率和/或对于持续运行允许的最大制动功率。
4. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从所述操控装置(10)的存储器(10b)中调用要在所述工件上实施的每一次锻造敲击的敲击能量值。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由所述操控装置(10)在使用至少一个在先前的锻造敲击期间由所述传感器装置(12-14)中的至少一个传感器装置测量的实际值的情况下检验针对要在所述工件(2)上实施的第二次锻造敲击或进一步锻造敲击所设置的敲击能量值，并且在所述实际值偏离额定值的情况下修正用于下一次锻造敲击的额定高度(SSH)，
- 其中，尤其在所述工件(2)处测量所述实际值，
- 和/或其中，尤其在所述上部工具(15)处测量所述实际值
- 和/或其中，尤其在液压回路(16)中测量所述实际值，
- 和/或其中，尤其在所述锻锤(1)的框架(8)处或在所述锻锤(1)的周围测量所述实际值。
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| DE102013002405B3 (de) | 2014-05-15 |
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