DE10037665A1

DE10037665A1 - Mechanische Presse

Info

Publication number: DE10037665A1
Application number: DE10037665A
Authority: DE
Inventors: Daniel A Schoch
Original assignee: Nidec Minster Corp
Current assignee: Nidec Minster Corp
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2001-02-01
Also published as: US6484106B1; CA2314722A1; JP2001079700A; GB2352669A; CA2314722C; GB0018766D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung, Analysieren und Betreiben einer mechanischen Presse. DOLLAR A Gemäß der Erfindung umfaßt das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte: DOLLAR A Die Vibrationsschwere oder -heftigkeit wird überwacht, einschließlich der Vibrationsschwerezone; DOLLAR A die Kippmomentschwere wird überwacht; DOLLAR A es werden Informationen über die Pressenrepatur, eingeschlossen die Gesenkreperatur, überwacht; DOLLAR A es werden Informationen über die Pressenwartung, eingeschlossen die Gesenkwartung, überwacht; DOLLAR A es wird die auf die Presse aufgebrachte Belastung überwacht; DOLLAR A es wird der Einfluß der Vibrationsschwere, der Kippmomentschwere, der Pressenreparatur, der Pressenwartung sowie der aufgebrachten Belastung analysiert, um die notwendigen Pressenmodifikationen zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Presse, insbesondere ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Ermitteln des optimalen Presseneinsatzes. Ferner geht es dabei um Maßnahmen zum Erstellen von Reparatur- und/oder Ersatzteil-Empfehlungen sowie Anleitungen für den weiteren Einsatz der Presse, basierend auf einer Analyse für eine Fertigungs- Werkstätte. Pressen-Nutzungs-Analysen beinhalten Analysen der Belastung, des Umkippmomentes (tipping moment), der Vibrationsheftigkeit, des Werkzeug-Verschleißes (die chipping) und/oder Informationen über die Gesenk-Reparaturen und -Instandhaltungen. Die Nutzungs-Empfehlungen führen bei einer Anlage zu höherer Produktivität als auch zu höherer Lebensdauer.

Herkömmliche Pressen enthalten Werkzeuge in Gestalt von Gesenken für Stanz- oder Zieh-Vorgänge. Die Gesenke umfassen ein unteres Gesenk, das an einem stationären Bett oder Bolster befestigt ist sowie ein oberes Gesenk oder Stempel, der am hin- und hergehenden Schlitten befestigt ist. Die beiden Gesenke sind einander gegenüberliegend angeordnet und arbeiten während des Pressenbetriebes derart miteinander zusammen, daß sie an entsprechenden Seiten des Werkstückes angreifen, um die gewünschte Verformung durchzuführen.

Wiederholte Stanzvorgänge mechanischer Pressen führen zu einem Gesenkverschleiß. Wenn man den Gesenkverschleiß genau vorhersehen kann, oder die Betriebszustände, die die Anfälligkeit für einen erhöhten Gesenkverschleiß anzeigen, so ist dies vorteilhaft, weil nämlich damit die Notwendigkeit des Austauschs oder des Aufarbeitens der Gesenke vorhergesehen oder sogar vermieden werden kann durch rechtzeitigen korrigierenden Eingriff. Ist es möglich, den Gesenkverschleiß vorherzusagen oder abzuschätzen, so kann die Bedienungsperson die Zeitpunkte für das Austauschen oder für das Vornehmen von Korrekturen abschätzen, so daß kein unnötiger Verlust der Produktivität eintritt. Außerdem läßt sich durch die Möglichkeit, den Gesenkverschleiß vorherzusehen, die Pressen-Stillstandszeit zufolge Wartungsarbeiten minimieren. Um den Gesenkverschleiß vorherzusehen, muß die Kippmomentgefahr oder -schwere (tipping moment severity) vorhergesehen werden. Da der Gesenkverschleiß für die Produktivität bedeutsam ist, bildet die Kippmomentschwere einen Teil des Analysesystems der Erfindung.

Bei Pressenbetrieb wird auf ein Werkstück eine Kraft aufgebracht, so daß das Werkstück (beispielsweise ein streifenförmiges Material) die gewünschte Form entsprechend der Gestalt des Gesenks annimmt. Systeme zum Überwachen der Zuverlässigkeit des Pressenbetriebes ermöglichen es dem Pressenbetreiber, die praktische Bedeutung gewisser Gesenk-Belastungsanwendungen auf die Zuverlässigkeit der überwachten Presse abzuschätzen. Überwachungssysteme umfassen Systeme, die Kontaktlastsensoren umfassen, um die Spitzenlast gewisser Komponenten der Presse während eines Hubes zu überwachen. Bekannte Verfahren zum Überwachen der Spitzenlast beinhalten einen Spannungsmesser oder einen sonstigen Transducer, der an der Presse angeordnet ist und der unmittelbar einen Wert der aufgebrachten Last wiedergibt. Das Überwachen der Last, die auf lasttragende Bauteile einer mechanischen Presse während des Hubes ausgeübt wird, ermöglicht es, Pressen und Gesenk-Einsätze zu korrigieren oder zu justieren, wenn die erfaßten Spitzenlastwerte außerhalb eines akzeptablen Bereiches liegen. Lastwerte stellen nicht nur eine brauchbare Information für eine Korrektur von Betriebsparametern der Presse dar, sondern auch eine nützliche Information bezüglich des Maßes der möglichen Nutzung.

Die meisten mechanischen Systeme, eingeschlossen mechanische Pressen, weisen eine gewisse Betriebs-Lebensdauer auf, abhängig von dem Werkstoff, aus dem sie aufgebaut sind, ihrer Konstruktion sowie der Beanspruchung, der sie unterliegen. Die Nutzung, der eine mechanische Vorrichtung ausgesetzt ist, läßt sich durch zahlreiche Indikatoren erfassen, beispielsweise durch die Zeitspanne der Benutzung und die Schwere der Beanspruchung. Zahlreiche Faktoren können zur Schwere der Beanspruchung einer mechanischen Vorrichtung beitragen. Die Schwere der Beanspruchung einer mechanischen Presse läßt sich auf zahlreiche Weise erfassen, beispielsweise in Gestalt der Vibrationsheftigkeit während des Pressenvorganges, der Kippmomentschwere, der aufgebrachten Last, der dynamischen Parallelität sowie aufgrund der Frage, ob eine Presse mit einem lädierten Gesenk (chipped die) betrieben wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, um eine mechanische Presse während des Betriebes zu überwachen und die Überwachungsergebnisse zu bewerten, wobei sämtliche der genannten Indikatoren der Nutzungsschwere oder -beanspruchung herangezogen werden. Ferner sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, die dazu verwendet werden können, um die Benutzungsschwere mechanischer Pressen während des Betriebes zu messen und um zu ermitteln, welche Pressen in stärkerem Maße, und welche in geringerem Maße betrieben werden sollen. Ferner soll ein Verfahren angegeben werden, das ermittelt, welche Pressen- und Anwendungsarten bei optimierten Betriebsbedingungen mit höherer Produktivität betrieben werden können.

Die Erfindung ist somit darauf gerichtet, die Fähigkeit zu verbessern, mechanische Pressen, die innerhalb von Anlagen betrieben werden, genau zu überwachen und zu bewerten, sowie ein systematisches Verfahren zum gleichzeitigen Lösen einer Vielzahl von Pressenproblemen anzugeben.

Gemäß einem Gedanken der Erfindung wird somit ein Verfahren zum Überwachen, Analysieren und Organisieren zur Nutzung einer mechanischen Presse angegeben. Das Verfahren dieser Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die folgenden Schritte: Überwachen der Vibrationsheftigkeit, eingeschlossen das Überwachen der Vibrationsheftigkeitszone, Überwachen der Kippmomentschwere oder - neigung, Überwachen von Pressen-Reparaturinformationen, eingeschlossen in Senkreparaturinformationen, Überwachen von Pressen- Wartungsinformationen, eingeschlossen Gesenk-Wartungsinformationen, Überwachen der auf die Presse aufgebrachten Belastung, und Analysieren der Auswirkung der Vibrationsheftigkeit, der Kippmoment-Neigung, sowie der Informationen über die Pressenreparatur, die Pressenwartung sowie die aufgebrachten Belastungen, um die notwendigen Eingriffe an der Presse vorzunehmen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Kippmomentschwere oder -neigung dadurch überwacht, daß ein Lastsensor am Bett einer Presse angeschlossen wird, oder daß Lastsensoren am Schlitten, an den Pressensäulen oder an den Gesenken angebracht werden. An dem einzelnen Sensor ist ein Rechner angeschlossen, der die Kippmomentneigung (tipping moment severity) der laufenden Presse erfaßt, basierend auf der erfaßten Last sowie Verfahren zum Berechnen von Momenten. Weitere Sensoren können die Last über der Zeit erfassen, oder rechtsgerichtete gegen linksgerichtete Kräfte. Der Rechner kann beispielsweise ein Mikroprozessor sein.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird eine Einrichtung zum Messen der Lebensdauer-Risikofaktoren der Gesenke vorgesehen, basierend auf der Kippmoment-Neigung. Die Gesenk-Lebensdauer- Risikofaktoren (die life risk condition) stellen ein weiteres wertvolles Maß für die Pressenbeanspruchung dar. Am Bett werden ein oder mehrere Lastsensoren angebracht, gegebenenfalls auch an Verbindungsteilen oder anderen Stellen. Es wird ein Rechner vorgesehen, der für eine laufende Presse eine Kurve bezüglich der Kippmoment-Schwere abspeichert, wobei eine Mehrzahl von Kippmoment-Schwerefaktoren, welche Zonen der Kippmoment-Schwere in der Kippmoment-Schwere-Kurve entspricht, und eine Mehrzahl von Zonen kritischer Faktoren, die den kritischen Zonen auf der Kippmoment-Schwere-Kurve entsprechen, erzeugt wird. Der Rechner erhält Lastwerte, die von den Lastsensoren erfaßt wurden, und eine Einrichtung zum Erfassen von Kippmomenten, basierend auf den erfaßten Lastwerten. Der Rechner nutzt ebenfalls die Kippmoment-Schwere-Kurve, die Kippmoment-Schwerefaktoren, die Zone der kritischen Faktoren sowie das gemessene Kippmoment aus, um ein Maß des Gesenk-Lebensdauer- Risikozustandes zu berechnen. Die Last kann auch auf einer theoretischen Lastanalyse berechnet werden, so wie unten beschrieben.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, das Kippmoment des Gesenkes zu verringern, um somit den Senkverschleiß (die chipping), Gesenkreparatur und Gesenkwartung zu minimieren.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Produktion angehoben werden kann indem die Schwere und Heftigkeit gewisser Anwendungen verringert wird, und daß die maximale Beanspruchbarkeit der Presse gesteigert werden kann, so daß man eine höhere Beanspruchung bei der Nutzung besser in den Griff bekommt. Auch können Pressenarbeiten einer anderen Presse zugewiesen werden, die für den bestimmten Pressenvorgang besser geeignet ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, die mechanische Pressenproduktion wirksam zu steigern, während der nachteilige Einfluß der Pressenbelastung minimiert wird.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine gemäß der Erfindung empirisch gewonnene Kurve der Pressen-Kippmoment-Schwere.

Fig. 2 zeigt eine typische Presse, bei welcher das Kippmoment gemäß der Erfindung überwacht werden kann.

Fig. 3 stellt ein Fließschema einer Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar ein Nutzungs-Analyse- und Managementsystem einer mechanischen Presse.

Fig. 4 ist wiederum ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform eines Nutzungs-Analyse- und Managementsystems.

Fig. 5 zeigt eine theoretische Kurve der lastfreien Schlittenbewegung, überlagert von einer wirklichen Schlittenbewegungskurve und einer entsprechenden Kraftkurve, die die Belastung einer mechanischen Presse während eines Schlittenhubes wiedergibt.

Einander entsprechende Bauteile sind in den verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Zunächst soll insbesondere auf Fig. 2 eingegangen werden. Man erkennt dort eine typische Presse 22 mit einem Bett 20 und einem sogenannten Bolster 24 (auch Unterlage genannt). Am Bett 20 greifen Säulen 26 an, die ein Querhaupt 28 tragen. Oberhalb des Querhauptes 28 und an diesem befestigt befindet sich ein Pressenmotor 34. Ein Schlitten 30 wird vom Motor 34 angetrieben und führt eine Auf- und Abwärtsbewegung relativ zum Bett 20 aus. Ein Werkzeug 32 ist am Schlitten 30 befestigt. Das Bett 20 weist Füße 50 auf, die unter Zwischenfügung von Stoßdämpfern 54 auf dem Fußboden 52 ruhen.

In Fig. 1 erkennt man eine graphische Darstellung 200 der Kippmoment- Schwere, ermittelt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die graphische Darstellung ist ganz spezifisch für eine bestimmte Presse und für ein bestimmtes Gesenk, und dient zum Erfassen oder Bestimmen der Betriebs- Zuverlässigkeit des Gesenks. Die Kurve 200 zeigt die Kippmoment-Schwere über der vertikalen Schlittenposition. Der positive und der negative Teil der Ordinate dieser graphischen Darstellung ist jeweils in vier Zonen der Kippmoment-Schwere unterteilt. Die Kippmoment-Schwerefaktoren sind sodann den aufgetragenen Zonen der Kippmoment-Schwere zugeordnet. Die Ordinate der Kippmoment-Schwere-Chart 200 ist in drei, vier oder fünf kritische Zonen unterteilt, die den freien Stempelweg, den Stempelweg durch das zu bearbeitende Material sowie den Stempelweg durch das Gesenk wiedergeben. Chart 200 umfaßt eine graphische Darstellung der vertikalen Schlittenbewegung über der Kippmomentschwere. Die kritischen Zonen sind auf die graphische Darstellung der vertikalen Schlittenbewegung projiziert, so daß die Zonen auf die Abszisse von Chart 200 projiziert werden können. Die Lastwerte werden kontinuierlich erfaßt und ausgewertet, um Kippmomentwerte zu berechnen. Die Kippmomentwerte werden sodann in der Chart 200 aufgetragen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Gesenk-Lebensdauer- Risikozustand dadurch berechnet, daß die Dauer des positiven Spitzen- Kippmomentes P (Fig. 1), die Dauer des negativen Spitzen- Kippmomentes N (Fig. 1) und der Kippmoment-Schwerefaktor sowie der Faktor der kritischen Zone ermittelt werden, zugeordnet zum positiven Spitzen-Kippmoment und zum negativen Spitzen-Kippmoment. Die Dauer des positiven Spitzen-Kippmomentes wird mit dem zugehörenden Spitzen- Kippmoment-Schwerefaktor und dem Faktor der kritischen Zone multipliziert. Die Dauer des negativen Kippmomentes wird multipliziert mit dem entsprechenden Kippmoment-Schwerefaktor und dem Faktor der kritischen Zone, und diese beiden Werte werden aufaddiert, um einen Gesenk-Lebensdauer-Risikozustand zu bestimmen.

Der Gesenk-Lebensdauer-Risikozustand läßt sich auf verschiedene Weise berechnen, eingeschlossen die folgenden Messungen des Gesenk- Lebensdauer-Risikozustand es.

Methode 1: Die positive Spitzen-Kippmoment-Schwere wird multipliziert mit der Dauer des positiven Spitzen-Kippmoments, dem entsprechenden Kippmoment-Schwerefaktor und dem entsprechenden Faktor der kritischen Zone; der absolute Wert der negativen Spitzen-Kippmoment-Schwere wird multipliziert mit der Dauer des negativen Spitzen-Kippmomentes, dem entsprechenden Faktor der Spitzen-Kippmoment-Schwere und dem entsprechenden Faktor der kritischen Zone; diese beiden Werte werden aufaddiert, um den Gesenk-Lebensdauer- Risikozustand zu bestimmen.

Methode 2: Der Kippmoment-Schwerefaktor, der dem positiven Spitzen- Kippmoment zugeordnet ist, wird multipliziert mit dem Faktor der kritischen Zone, der dem positiven Spitzen-Kippmoment zugeordnet ist; der Spitzen-Kippmoment-Schwerefaktor, der der negativen Spitzen-Kippmoment-Schwere zugeordnet ist, wird multipliziert mit dem Faktor der kritischen Zone, der dem negativen Spitzen-Kippmoment zugeordnet ist. Diese beiden Werte werden aufaddiert, um den Gesenk-Lebensdauer- Risikozustand zu ermitteln.

Methode 3: Das überwachte und erfaßte Kippmoment wird dem entsprechenden Faktor der kritischen Zone zugeordnet; der absolute Wert des erfaßten Kippmomentes wird sodann multipliziert mit dem entsprechenden Faktor der kritischen Zone, und dieser Wert wird als Funktion der vertikalen Schlittenposition aufgetragen, und der Bereich unter dieser Kurve wird berechnet, um einen Wert für den Gesenk- Lebensdauer-Risikozustand zu bestimmen.

Methode 4: Die überwachte und erfaßte Kippmoment-Schwere wird dem entsprechenden Kippmoment-Schwerefaktor zugeordnet, und der Faktor der kritischen Zone sowie der absolute Werte der erfaßten Kippmoment-Schwere werden multipliziert mit dem entsprechenden Kippmoment-Schwerefaktor und dem Faktor der kritischen Zone. Dieser Wert wird als Funktion der vertikalen Schlittenposition aufgetragen, und der Bereich unter dieser Kurve wird berechnet und gibt einen Wert für den Gesenk-Lebensdauer-Risikozustand wieder. Weitere Messungen können vorgenommen und verglichen werden bezüglich der linken Seite über der rechten Seite der Pressen. Zusätzliche Messungen des absoluten Wertes zwischen den Spitzen oder Seiten können einen Hinweis abnormaler Gesenk-Einstellungen oder Pressen-Beanspruchungen darstellen. Mittels Sensoren lassen sich Daten an bestimmten Stellen einer Presse gewinnen, beispielsweise am Schlitten, an den Säulen, an den Pleuelstangen und an den Gesenken.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine theoretische Lastberechnung erstellt. Es wird fortlaufend eine Kurve der lastfreien Schlittenbewegung berechnet, während eines Belastungszustandes an der mechanischen Presse fortlaufend eine aktuelle Schlittenbewegungskurve aufgezeichnet wird. Die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung wenden sodann eine Kurven-Übereinstimmungs-Technik an (curve matching technique), um diese beiden Kurven einander zu überlagern, so daß Werte der dynamischen Durchbiegung an verschiedenen Stellen des Schlittenweges berechnet werden können. Sodann werden Werte der dynamischen Durchbiegung in Verbindung mit einer Konstanten ausgenutzt, entsprechend der statischen Steifigkeit der Presse, um die Belastung der Presse zu berechnen.

Die Vibrationsheftigkeit wird entsprechend US 5 094 107 überwacht. Die dynamische Parallelität wie auch weitere Bewegungs- und Kraftwerte, die bei dem Managementsystem gemäß der Erfindung Verwendung finden, lassen sich mittels Transducern wie Spannungsmessern erfassen, die an sich bekannt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet das Analyse- und Managementsystem die folgenden siebzehn Schritte:

Schritt 1: Prüfen des laufenden Betriebsservicezustandes der jeweiligen Servicepresse über das Service Audit Programms des Providers, gegebenenfalls Durchführung der notwendigen Pressenjustierungen (vom Provider-Service bei der Anlage des Kunden).

Schritt 2: Durchführung jeglicher Reparaturen, Austausch von Teilen oder bei Bedarf Instandsetzung der bestimmten Presse (vom Provider-Service bei der Anlage des Kunden).

Schritt 3: Dokumentieren der Betriebsprofile für jede Presse beziehungsweise Gesenk-Anwendung, die bei der bestimmten Presse betrieben werden, eingeschlossen Gesenk-Nummer, normale Laufgeschwindigkeit, Teile pro Woche und so weiter (vom Kunden) (ein Fragebogen wird vom Service-Provider gestellt).

Schritt 4: Bestimmen der aktuellen Produktionsbeanspruchungswerte für jede der signifikanten Pressen-Gesenk-Anwendungen, die bei der bezeichneten Presse betrieben werden (vom Kunden, mit Unterstützung durch den Service-Provider).

Schritt 5: Aus den vorausgegangenen Schritten wird eine Liste der bevorzugten Kandidaten "Schlüssel-Presse-Gesenk- Anwendungen" erstellt, die das größte Potential für signifikante Produktions- und Zuverlässigkeits-Vorteile aufweisen, im einzelnen zu analysieren (gemeinsam vom Service-Provider und vom Kunden).

Schritt 6: Es ist ein "Anwendungs-Beschreibungs-Formular" auszufüllen für die erste der ausgewählten, am meisten signifikanten "Schlüssel-Pressen-Gesenk-Anwendungen", die bei der bezeichneten Presse laufen (vom Kunden unter Anleitung durch den Service-Provider).

Schritt 7: Es werden die relevanten Gesenk-Ausdrucke und weitere, vom Service-Provider gelieferte Gesenk-Informationen zusammengestellt, notwendig für die theoretische Gesenk- Belastungsanalyse, die Gesenk-Kippneigung, und die Bewertung weiterer Gesenk-Vorgänge, aufgetragen über dem Abstand über dem unteren Todpunkt (dem Service-Provider vom Kunden zu überreichen).

Schritt 8: Die theoretische Gesenk-Analyse gemäß Schritt 7 wird vervollständigt, und es wird ein vorläufiger Satz möglicher Produktionsempfehlungen für Pressen- und/oder Gesenk- Justierungen erstellt, unter Verwendung einer detaillierten Gesenk-Analysemethode (vom Service-Provider).

Schritt 9: Um aktuelle Einzelheiten der Prozeßschwere oder - beanspruchung während eines aktuellen Betriebes zu ermitteln, werden entsprechende Level (1, 2 oder 3) "laufender Zustand" von Pressen- und/oder Gesenk-Performancetests bei der ersten "Schlüssel-Pressen-Gesenk-Anwendung" durchgeführt, im Ist-Zustand.

Schritt 10: Es werden die Ergebnisse und Analysen des "laufenden Zustandes" der Pressen- und/oder Gesenk-Anwendung vervollständigt (vom Service-Provider).

Schritt 11: Die Produktionsbelastungseinzelheiten werden verifiziert, und es werden die experimentellen Ergebnisse gegenüber den theoretischen Ergebnissen bewertet; aus dieser Analyse werden die geeigneten Empfehlungen bezüglich einer Justierung und/oder Abwandlung bezüglich der Produktivität- und Zuverlässigkeitsverbesserung gemacht (vom Service- Provider).

Schritt 12: Je nach Empfehlung werden die empfohlenen Pressen- und/oder Gesenkanwendungsempfehlungen der "Schlüssel- Pressen-Gesenk-Anwendung" in verfeinerter Form vervollständigt. Die zeitliche Abstimmung des verfeinerten Pressen-Gesenk-Anwendungslaufes sollte mit dem Service- Provider erfolgen.

Schritt 13: Die Performancetests bezüglich des verfeinerten Zustandes der experimentellen Pressen/Gesenk-Anwendung ist zu vervollständigen, und zwar unter Anwendung experimenteller Gesenk-Analysemethoden nach Einbeziehung der empfohlenen Justierungen. Diese Tests legen offen, ob weitere Gesichtspunkte bezüglich der Prozeßschwere oder - beanspruchung die Langzeit-Zuverlässigkeit der Pressen- und/oder Gesenk-Anwendung vorliegen. Diese experimentelle Bewertung beinhaltet auch das Identifizieren eines Potentiales bezüglich des Steigerns der Betriebsgeschwindigkeit der Pressen/Gesenk-Anwendung (vom Service-Provider beim Kunden mit Unterstützung durch den Kunden).

Schritt 14: Die Ergebnisse des "verfeinerten Zustandes" sind zu vervollständigen, um das Potential einer Laufgeschwindigkeit zu bestätigen, ohne langfristige entgegenstehende Einflüsse.

Schritt 15: Fortlaufendes Überwachen der Produktionswerte der Anwendung des "verfeinerten Zustandes" unter Ausnutzung der Vibrationsheftigkeits-Überwachungstechnik. Die Produktionsschwere-Schlüsseldaten sollten weiterhin in einem vorgegebenen Produktionsstunden-Zeitrahmen überwacht werden, oder in einem teilweise vervollständigten Zeitrahmen, um festzustellen, ob im Laufe der Zeit kleine Produktionsschwankungen vorliegen, die eine erhöhte Belastungs- oder Vibrationsschwere erzeugen (vom Kunden bei anfänglicher Hilfe durch den Service-Provider).

Schritt 16: Die Produktionsschswerergebnisse sollten periodisch überwacht werden, um Pressen-Gesenk-Anwendungen in einem Langzeit-Zuverlässigkeitszustand zu kontrollieren (vom Kunden mit Unterstützung durch den Service-Provider).

Schritt 17: Langfristige direkte und indirekte Leistungsverbesserungen der Anwendung sollten fortlaufend überwacht werden. Zu diesen Paramenten gehören die folgenden - außer weiteren Parametern, die gemeinsam mit dem Kunden festgelegt werden können. Dabei ist die angestrebte Tendenz in Klammern angegeben:

- Produktionsgeschwindigkeit (Anstieg)
- Produktionsausstoß (Anstieg)
- Teile pro Gesenkschliff (Anstieg)
- Materialentfernung pro Gesenkschliff (Abfall)
- Anwendung des Geräuschpegels (Verringerung)
- Schwingungsübertragung auf den Fußboden (Abfall)
- Gesenk-Absplitter-Häufigkeit, und Ort (Abfall)
- Gesenk-Reparaturteilkosten (Abfall)
- Gesenk-Wartungszeit und -kosten (Abfall)
- Pressenteil-Reparaturkosten (Abfall)
- Pressen-Wartungskosten (Abfall)
- Pressen-Verfügbarkeit (Anstieg)
- Pressen-Nutzungsgrad (Anstieg)
- (vom Kunden und vom Service-Provider gemeinsam aufzustellen)

Diese Schritte der Erfindung sind lediglich beispielhaft; weitere können hinzugefügt werden. Die Schritte können in unterschiedlichen Kombinationen angewandt werden, eingeschlossen jener gemäß der folgenden Tabelle:

Darin stellen A bis J unterschiedliche Ausführungen des Pressen- Management- und Analysesystems der Erfindung dar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läßt sich das Analyse- und Managementsystem mit den folgenden Schritten anwenden:

Schritt 1: MANAGEMENT ÜBERSICHT DER VIBRATIONSSCHWERE- ÜBERWACHUNGSTECHNIKEN UND METHODEN - Die Übersicht beinhaltet die Managementeinführung in die Technik wie auch die Diskussion der potentiellen Vorteile, die sich aus einem Programm zur anlagen-umfassenden Produktionsüberwachung ziehen lassen.

Schritt 2: VORLÄUFIGE VIBRATIONSHEFTIGKEITS-ÜBERWACHUNG DER ANLAGE - Erbringt eine Anfangsübersicht des existierenden Zustandes des Kapitalrisikos der Anlage als Momentaufnahme, bei den vorhandenen Gesenk- Anwendungen, die innerhalb der vorhandenen Produktionspressen in ihrem Ist-Zustand laufen. Das Programm gibt außerdem die erforderliche Instrumentation durch das vorgesehene Personal an.

Schritt 3: BEWERTUNGSPROGRAMM DER AUSGANGS VIBRATIONSSCHWERE-ÜBERWACHUNGSTECHNIK - Beinhaltet eine dreimonatige Technologie-Lizenz, umfassend die tragbare Instrumenation (eingeschlossen die Vibrationsschwere), entwickelt zum Definieren des gesamten und fortlaufenden Zustandes des Kapitalrisikos, erzeugt durch die Mehrzahl aller Anwendungen, die bei den existierenden Pressen bei jeglicher Produktionsgeschwindigkeit laufen.

Schritt 4: SERVICE AUDIT PROGRAMM FÜR DEN ANFANGSZUSTAND DER PRESSE - Definiert den Wartungszustand verschiedener Schlüssel-Pressen, bei welchen die Gesenk- Anwendungsrisiken höher als normal eingestuft wurden, sowie durch die Aktivitäten gemäß Schritt 3 definiert. Die Anzahl der Berichts-Pressen läßt sich in Gruppen vervollständigen. Die Priorität der Pressen-Berichte ergibt sich auch aus den Resultaten von Schritt 3.

Schritt S: PROGRAMM BEZÜGLICH DER ANFÄNGLICHEN PRESSEN- REPARATUR BEZIEHUNGSWEISE ÜBERHOLUNG - Dient dem Aufbessern des Zustandes der Langzeit-Verfügbarkeit der Schlüssel-Pressen innerhalb der Anlage auf einer Prioritätenbasis.

Schritt 6: DARSTELLUNG UND BETRACHTUNG DER ZWISCHENZEITLICHEN PRODUKTIONSERGEBNISSE - Gibt einen Überblick über den derzeitigen Zustand der Anlage, wobei der Status des Kapitalrisikos existierender Anwendungen wie auch der Status der Langzeit-Verfügbarkeit innerhalb der Anlage betrachtet werden. Die Betrachtung der aktuellen Produktionsschwere-Ergebnisse erbringt die notwendigen Daten, um Entscheidungen in Bezug auf das weitere Vorgehen bei den weiteren Schritten des Systems zu treffen.

Schritt 7: KONTROLLPROGRAMM BEZÜGLICH DER KIPPMOMENT- SCHWERE - Identifiziert eine Anwendung eines Zustandes eines schweren Kippmomentes, das sich bereits zuvor auf die Lebensdauer des Gesenkes ausgewirkt hat, und bewertet die Möglichkeit, das Kippmoment zu reduzieren und die Gesenklebensdauer und -zuverlässigkeit zu steigern.

Schritt 8: TECHNIK DER ÜBERWACHUNG DER VIBRATIONSSCHWERE; PRODUKTIONSPROGRAMM - Hier wird die Form eines einjährigen Technologie- Lizenzierungsprogramms der Anlage verwirklicht, umfassend eine unbegrenzte Anwendungsschwere-Überwachung für alle Pressen und alle Gesenke bei jeglicher Geschwindigkeit und bei jeglicher Werkzeugwahl sowie bei jeglichem Material und zu jedem Zeitpunkt während der Lizenzdauer über 24 Stunden und während 7 Tagen. Außerdem wird von ausgewählten Ingenieuren in angemessenem Maße Unterstützung bezüglich Produktionsdatendarstellung und - auslegung gegeben, um die Anwendungen des höchsten Prioritätsrisikos zu definieren.

Schritt 9: PROGRAMM BEZÜGLICH DER PRIORITÄTENSETZUNG DER PRESSEN- UND GESENKANWENDUNGEN - Stellt eine gegenseitige Beziehung sämtlicher Pressen/Gesenk- Anwendungen bezüglich der Produktionsbeanspruchung dar, um das relative Maß des Produktionsrisikos bei jeder einzelnen Presse zu definieren und um damit einen Prioritätenplan bezüglich der Kapitalrisikokontrolle und der Langzeit-Zuverlässigkeitskontrolle zu schaffen, so daß die Zuverlässigkeit von Presse und Gesenk verbessert werden, und die Kosten für Wartung und Reparatur von Presse und Gesenk verringert werden können.

Schritt 10: IMPLEMENTIERUNGSPROGRAMM BEZÜGLICH DER SCHWERE-ANALYSE ODER BELASTUNGS-ANALYSE EINER SPEZIELLEN PRESSEN- ODER GESENK-ANWENDUNG - Ermittelt aus der Gesenk-Risikoliste der höchsten Priorität ein repräsentatives Gesenk, das sodann theoretisch und experimentell bewertet wird, um die laufenden speziellen Prozeßquellen der Gesenk-Belastungsschwere und des Kippmomentes zu definieren und ergibt weiterhin eine Analyse zum Reduzieren der am stärksten beeinflussenden Prozesse, die die Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Empfehlungen bezüglich kleinerer Gesenkabwandlungen sind das Ergebnis dieses Programmes. Dies ließe sich wiederholen bei verschiedenen zusätzlichen Gesenken mit getrennten Vorschlägen für jedes einzelne, falls erwünscht.

Schritt 11: VERWIRKLICHUNGSPROGRAMM FÜR SPEZIELLE PRESSEN- GESENK-ANWENDUNGSVERBESSERUNGEN - Dies ist eine Fortführung von Schritt 10, um experimentell die tatsächlichen Verringerungen der innerhalb des Gesenks auftretenden spezifischen Prozeßquellen zu verfizieren. Das Programm soll erkennen, ob ein Gesenk eine höhere Geschwindigkeit ohne Verlust der Langfrist-Zuverlässigkeit aushält. (Die Schritte 10 und 11 können für verschiedene Gesenke wiederholt werden, wobei für jedes einzelne ein separater Vorschlag gemacht werden kann)

Schritt 12: VERWIRKLICHUNG DES ÜBERWACHUNGSPROGRAMMES BEZÜGLICH DER PRESSEN- UND GESENK-PERFORMANCE, -WARTUNG, -REPARATUR, -KOSTEN - Dieses Programm definiert die Parameter, die sich als am wichtigsten herausgestellt haben zum Erzielen einer verbesserten Produktions- und Risikokontrolle. Es liefert dem Kunden Erkenntnisse bezüglich eines fortlaufenden Überwachungsprogrammes, um diese Trends zu erfassen und fortzuführen.

Schritt 13: ANALYSE WEITERER ÜBERWACHUNGS-ALTERNATIVEN IM HINBLICK AUF EIN VERBESSERTES ANLAGEN- PRODUKTIONSMANAGEMENT MIT KAPITALRISIKOKONTROLLE - Bewertet das Potential zusätzlicher Vibrationsschweretechnik und Alternativen für eine Produktionsüberwachung.

Die Fig. 3 und 4 sind Fließschemata, die Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen. Das System für den Einsatz der mechanischen Presse sowie die Analyse und das Management beginnt mit einem Managementüberblick über die Benutzungsschwere-Überwachung oder Benutzungsbeanspruchungs-Überwachung. Der nächste Schritt ist ein zweitägiges vorläufiges Programm, das die Vibrationsschwere in einem Anlagenüberblick bewertet und das dabei die Vibrationsschwerezustände zahlreicher verschiedener Preß-Gesenkanwendungen betrachtet. Anschließend findet ein Kippmomentschwere-Überblick der Anlage statt. Diese beiden Überblicke werden ausgenutzt, um eine Liste der Vibrationsschwereanwendung für den schlimmsten Fall sowie eine Liste der Kippmomentanwendung für den schlimmsten Fall zu erstellen. Diese Information wird in Verbindung mit Informationen ausgenutzt, die vom Kunden geliefert werden, und die die Gesenk-Abnutzung sowie die Gesenk-Reparatur und -wartung betreffen. Sie wird dazu benutzt, um eine Liste der Preß-Gesenk-Anwendungen für den schlimmsten Fall aufzustellen, die sich wiederum ausnutzen Läßt, um Prioritäten zu erstellen, mit welchen sich Pressen-Anwendungen in den Griff bekommen lassen. Diese Information wird ferner dazu verwendet, um eine Liste der Preß-Gesenk- Kombinationen des besten Falles zu erstellen, die als "Hochfahr"- Kandidaten verwendet werden können (das heißt bei welchen die Produktion steigerungsfähig ist). Auf diese Weise lassen sich die besten Kandidaten zu höherer Produktivität führen, während die schlechten Anwendungen identifiziert und somit als Problemanwendungen überwacht werden können. Diese Information wird zusätzlich ausgenutzt, um eine Liste der Pressenüberwachungspriorität zu erstellen, so daß Maschinenüberprüfungen regelmäßig durchgeführt werden können, um zu verfizieren, ob sich eine Maschine immer noch im Neuzustand und in gutem, produktionsbereitem Zustand befindet.

Es ist ferner möglich, Prioritätenlisten zu erstellen bezüglich des Überwachungsberichtes über eine Presse. Derartige Listen lassen sich ausnutzen zum Erstellen von Prioritätenlisten bezüglich Empfehlungen für die Überarbeitung, die Reparatur, die Wartung oder die Neu-Herstellung von Einzelteilen. Aus Gesenk-Anwendungen des "schlimmsten Falls" lassen sich theoretische Gesenk-Belastungs-Analysen erstellen, durchgeführt gemäß den obigen Schritten. Die theoretischen Gesenk-Belastungs- Analysen lassen sich dazu ausnutzen, um die Gesenk-Belastungen und Kippmomente des einzelnen Gesenkes zu erfassen. Basierend auf dieser Anlayse läßt sich im Einzelfalle eine Entscheidung zur Frage treffen, ob es sich lohnt, eine spezielle überwachte Presse aufzumöbeln und/oder auf eine höhere Geschwindigkeit zu bringen oder nicht.

Sodann lassen sich unterschiedliche experimentelle Gesenk-Analysen ausführen, jeweils mit unterschiedlichen Analyse-Strukturen. Ist eine experimentelle Analyse bezüglich des Ist-Zustandes durchgeführt, so lassen sich Empfehlungen ausarbeiten, um diese Anwendung in den Griff zu bekommen. Nach dem Implementieren oder Verwirklichen entsprechender Empfehlungen führt man mit dem erfindungsgemäßen Analyse- und Management-System einen Test "Vorher-Nachher" aus, um zu verifizieren, ob die Pressen-Anwendung nach dem Verwirklichen der Empfehlungen eine Verbesserung erfahren hat. Der Erfolg dieses Systems ist meßbar.

Legende zu Fig. 3

1

Management-Übersicht - siehe Beanspruchungs-Überwachung

2

Vibrationsheftigkeit - Anlagenübersicht

3

Vibrationsheftigkeit-Überwachung

4

Kippmomentschwere - Anlagenübersicht

5

Basis-Vibrationsheftigkeit und Kippmomenttraining

6

Information des Kunden über Reparatur und Wartung von Presse und Gesenk

7

Vibrationsheftigkeitsanwendungen - schlimmster Fall

8

Kippmomentanwendungen - schlimmster Fall

9

Kundeninformation über Gesenkverschleiß

10

Überwachungstechnologie der Langzeit-Vibrationsheftigkeit - Produktionsüberwachungsprogramm

11

Liste der Prioritäten der Pressenüberwachung mit Empfehlungen

12

Pressen- und Gesenk-Anwendungsprioritäten des schlimmsten Falles

13

Beste Kandidaten der Pressen und der Gesenke für ein Hochfahren der Geschwindigkeit

14

Neue Pressenempfehlungen

15

Prioritätenliste der aufzumöbelnden Pressen mit Empfehlungen

16

Prioritätenliste der neu zu wartenden Pressen und Empfehlungen

17

Theoretische Gesenkbelastung mit Kippmomentanalyse

18

Geht - Geht nicht

19

Gesenk-Hochfahrprogramm mit Vibrationsheftigkeitsüberwachung

20

Level 1 - Vibration

21

Level 2 - Vibration, Einzelbelastung

22

Level 3 - Vibration, dynamisches Verhalten, Gesenkbelastung, Kippmoment

23

Level 4

24

Neue Produktempfehlungen

25

,

26

,

27

,

28

Level 1, Level 2, Level 3, Level 4

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Spezielle Abwandlungen - erreichte Vorteile überprüfen

30

Vertragsprogramm formal vorstellen

Legende zu Fig. 4

1

Management-Übersicht - siehe Beanspruchungs-Überwachung

2

Vibrationsheftigkeit - Anlagenübersicht

3

Vibrationsheftigkeit-Überwachung

4

Kippmomentschwere - Anlagenübersicht

5

Basis-Vibrationsheftigkeit und Kippmomenttraining

6

Information des Kunden über Reparatur und Wartung von Presse und Gesenk

7

Vibrationsheftigkeitsanwendungen - schlimmster Fall

8

Kippmomentanwendungen - schlimmster Fall

9

Kundeninformation über Gesenkverschleiß

10

11

Liste der Prioritäten der Pressenüberwachung mit Empfehlungen

12

Pressen- und Gesenk-Anwendungsprioritäten des schlimmsten Falles

13

14

Prioritätenliste der Pressenüberholungen

15

Prioritätenliste der Pressen-Umbauten

16

Level 1 der theoretischen Gesenkbelastungs- und Kippmomentanalyse

17

Geht - Geht nicht

18

Gesenk-Hochfahrprogramm mit Vibrationsheftigkeitsüberwachung

19

Level 2 - Vibration

20

Level 3 - Vibration, dynamische Parallelität

21

Level 4 - Vibration, Belastung im einzelnen

22

Level 5 - Vibration, dynamische Parallelität, Gesenkbelastung, Kippmoment

23

Level 6

24

Level 2

25

Level 3

26

Level 4

27

Level 5

28

Level 6

29

Spezielle Abwandlungen - erreichte Vorteile überprüfen

30

Vertragsprogramm formal vorstellen

31

Bei Bedarf telefonische technische Unterstützung

Claims

1. Verfahren zum Überwachung, Analysieren und Betreiben einer mechanischen Presse mit den folgenden Verfahrensschritten:
Die Vibrationsschwere oder -heftigkeit wird überwacht, einschließlich der Vibrationsschwerezone;
die Kippmomentschwere wird überwacht;
es werden Informationen über die Pressenreparatur, eingeschlossen die Gesenkreparatur, überwacht;
es werden Informationen über die Pressenwartung, eingeschlossen die Gesenkwartung, überwacht;
es wird die auf die Presse aufbebrachte Belastung überwacht;
es wird der Einfluß der Vibrationsschwere, der Kippmomentschwere, der Pressenreparatur, der Pressenwartung sowie der aufgebrachten Belastung analysiert, um die notwendigen Pressenmodifikationen zu ermitteln.