-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Bedingung des Lebensdauerrisikos einer Matrize einer mechanischen Presse gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zum Überwachen der Bedingung der Betriebssicherheit einer laufenden Presse gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.
-
Beschreibung des Standes der Technik
-
Konventionelle Preßmaschinen umfassen eine Stanzvorrichtung in Form eines Matrizen-Zusammenbaus um die Werkstücke zu formen, zum Beispiel in einem Stanz- oder Zugvorgang. Der Matrizenzusammenbau beinhaltet insbesondere eine untere Matrize, die an einem nicht-beweglichen Bett oder Unterform angeschlossen ist, und eine obere Matrize oder Stanzstempel, die an einem hin- und hergehenden Stößel angeschlossen ist. Die oberen und die unteren Matrizen, welche gegenüberliegend mit Zwischenraum zueinander angeordnet sind, kooperieren während des Preßmaschinenbetriebes in der Art, dass sie das Werkstück auf der jeweiligen Seite desselben wechselseitig umschließen und dabei die gewünschte Verformung erreichen.
-
Wiederholter Stanzbetrieb einer mechanischen Presse verursacht einen Verschleiß der Matrize. Die Möglichkeit, den Matrizenverschleiß genau vorherzusagen oder die Betriebsbedingungen vorherzusagen, welche die Neigung zum vergrößerten Matrizenverschleiß indizieren, liegt vorteilhaft darin, dass die Pressenstillstandszeit zum Austausch oder zur Rekonditionierung der Matrize vorhergesagt werden kann oder sogar möglicherweise verhindert durch ein in die Zukunft wirkendes frühes korrigierendes Eingreifen. Die Möglichkeit Matrizenverschleiß vorherzusagen erlaubt dem Betreiber einer mechanischen Presse die Zeit zum Austausch der Matrizen oder zum Eingreifen mit korrektiven Aktionen besser zu planen, so dass kein Produktivitätsverlust auftritt. Weiterhin ist die Möglichkeit Matrizenverschleiß vorherzusagen vorteilhaft darin, dass die Pressenstillstandszeit durch die Instandsetzung minimiert werden kann. Der Wunsch den Matrizenverschleiß vorherzusagen, hat Pressenbenutzer dazu gebracht, die Pressenbelastung zu überwachen und diese überwachte Pressenbelastung als verlustbezogene Vorhersage eines möglichen Matrizenverschleißes zu nutzen.
-
Die Möglichkeit, Matrizenverschleiß basierend auf angelegter Belastung vorherzusagen, ermöglicht keine akkurate Indikation des Matrizenverschleißes. Um den Matrizenverschleiß genau vorherzusagen, muß auch die Größe des Kippmomentes berücksichtigt werden. Heutzutage kann ein Pressenbenutzer nicht genau den Matrizenverschleiß vorhersagen, so dass Verluste in der Produktivität aufgrund zu großer oder nicht ausreichender Instandhaltung der Matrize verhindert werden können. Zusätzlich berücksichtigen die Lastsensoren der heutigen Matrizenverschleiß-Vorhersagesysteme nicht Absplitterungen an der Matrize aufgrund von Kippmomenten. Absplitterungen an der Matrize aufgrund von Kippmomenten führen in einer mechanischen Presse zu einer geringeren Produktionsqualtität und damit verbundenen Produktionsverlusten.
-
Zum druckschriftlichen Stand der Technik wird auf
DE 197 49 002 A1 und
DE 41 24 675 A1 verwiesen.
DE 197 49 002 A1 beschreibt ein Pressenüberwachungssystem, bei welchem auch die Überwachung des Kippmomentes vorgeschlagen wird, wonach bei dieser Funktion die Belastung der Presse auf der einen Seite im Vergleich mit jener auf der anderen überwacht wird.
DE 41 24 675 A1 beschreibt ganz allgemein ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen von Vibrationen und der Zuverlässigkeit einer Presse.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Matrizenverschleiß-Vorhersagesysteme von mechanischen Pressen zu verbessern, wobei gewünscht ist, das Kippmoment jeder spezifischen Presse/Matrizenverwendung während des Betriebes zu überwachen, um Matrizenverschleiß genau vorherzusagen und um Absplitterungen an der Matrize aufgrund von Kippmomenten zu verhindern.
-
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
-
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Überwachung der Bedingung des Lebensdauerrisikos einer Matrize einer mechanischen Presse vorgesehen, wobei die Presse einen durch einen Pressenmotor angetriebenen Stößel aufweist, der gegenüber einem Bett der Presse reziprok vertikal bewegbar ist; umfassend
- - das Überwachen einer Größe des Kippmomentes des Presse;
- - das Vorsehen einer Computereinrichtung;
- - das Berechnen der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize der Presse aus der überwachten Größe des Kippmomentes der Presse; wobei
- - zur Berechnung der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize ein eindeutiges Diagramm der Größe des Kippmomentes für die Presse erzeugt wird, in welchem eine Kurve der Größe des überwachten Kippmomentes der Presse über der vertikalen Position des Stößels aufgetragen wird und wobei
- - die Ordinate der Größe des Kippmomentes in eine Vielzahl von Zonen unterteilt wird, die unterschiedliche Niveaus der Größe des Kippmomentes repräsentieren; und
- - eine Kurve der vertikalen Bewegung des Stößels in dem Diagramm aufgetragen wird;
- - die Ordinate der Größe des Kippmomentes ferner in eine Vielzahl von Zonen der Gefährdung unterteilt wird, die unterschiedliche Phasen der Bewegung des Stößels repräsentieren; und
- - die Zonen der Gefährdung auf die Kurve der vertikalen Bewegung des Stößels und
- - von der Kurve der vertikalen Bewegung des Stößels auf die Abszisse des Diagrammes der Größe des Kippmomentes projiziert wird.
-
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Überwachen der Bedingung der Betriebssicherheit einer laufenden Presse, wobei die laufende Presse ein Bett aufweist, umfasst:
- wenigstens einen Lastsensor zum Messen eines Belastungswertes, der genannte wenigstens eine Lastsensor ist an das Bett der laufenden Presse angeschlossen; und
- eine Computereinrichtung zum Bearbeiten einer Mehrzahl von berechneten Werten, die genannte Vorrichtung speichert eine Vielzahl von Daten, die sich auf die laufende Presse beziehen, und empfängt den Belastungswert von dem genannten wenigstens einen Lastsensor, wobei einer der Vielzahl der berechneten Werte ein Maß für die Größe des Kippmomentes der laufenden Presse ist, basierend auf dem genannten gemessenen Lastwert von dem genannten wenigstens einen Lastsensor, die genannte Computereinrichtung ist kommunizierend mit dem genannten wenigstens einen Lastsensor verbunden, wobei
- die Computereinrichtung einen Mikroprozessor umfasst,
- wobei die Computereinrichtung eingerichtet ist, um aus den von dem wenigstens einen Lastsensor empfangenen Belastungswerten die Größe des Kippmomentes zu berechnen, ein eindeutiges Diagramm der Größe des Kippmomentes für die laufende Presse zu speichern und die Größe des Kippmomentes kontinuierlich in das Diagramm einzutragen, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
-
Die Erfindung umfasst in einer Ausführung einen Lastsensor, der an das Bett einer dynamischen Presse angeschlossen ist, und eine Computereinrichtung zum Empfangen des Belastungswertes von dem Lastsensor und zum Berechnen eines Maßes der Größe des Kippmomentes einer laufenden Presse, basierend auf dem gemessenen Belastungswert und Verfahren zum Berechnen der Momente. Die Computereinrichtung kann zum Beispiel ein Mikroprozessor sein.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung einen oder mehrere Lastsensoren, die an das Bett einer laufenden Presse angeschlossen sind, und eine Computereinrichtung, welche ein eindeutiges Diagramm der Größe des Kippmomentes für eine laufende Presse, eine Vielzahl von Kippmomentgrößen-Faktoren, welche mit Zonen der Kippmomentgröße in dem Kippmomentgrößen-Diagramm korrespondieren, und eine Vielzahl von Zonen von Gefährdungsfaktoren, welche mit Zonen der Gefährdung im Kippmomentgrößen-Diagramm korrespondieren, speichert. Die Computereinrichtung empfängt Belastungswerte, die durch die Sensoren gemessen werden, und benutzt Mittel um Kippmomente zu berechnen, die auf den gemessenen Belastungswerten basieren.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung einen oder mehrere Lastsensoren, die an das Bett einer laufenden Presse angeschlossen sind, und eine Computereinrichtung, welche ein eindeutiges Diagramm der Kippmomentgröße einer laufenden Presse, eine Mehrzahl von Kippmomentgrößen-Faktoren, welche mit Zonen der Kippmomentgrößen in dem Kippmomentgrößen-Diagramm korrespondieren, und eine Mehrzahl von Zonen von Gefährdungsfaktoren, welche mit Zonen der Gefährdung in dem Kippmomentgrößen-Diagramm korrespondieren, speichert. Die Computereinrichtung empfängt die Belastungswerte, die durch die Lastsensoren gemessen werden, und benutzt Mittel um Kippmomente zu berechnen, die auf den gemessenen Belastungswerten basieren. Die Computereinrichtung nutzt weiterhin das Kippmomentgrößen-Diagramm, die Kippmomentgrößen-Faktoren, die Zone der Gefährdungsfaktoren und das gemessene Kippmoment, um ein Maß für die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zu berechnen.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung einen oder mehrere Lastsensoren, der an das Bett einer laufenden Presse angeschlossen ist, und eine Computereinrichtung, die ein eindeutiges Diagramm der Kippmomentgröße einer laufenden Presse, eine Mehrzahl von Kippmomentgrößen-Faktoren, welche mit Zonen der Kippmomentgröße in dem Kippmomentgrößen-Diagramm korrespondieren, und eine Mehrzahl von Zonen von Faktoren der Gefährdung, welche mit Zonen der Gefährdung in dem Kippmomentgrößen-Diagramm korrespondieren, speichert. Die Computereinrichtung empfängt die Belastungswerte, die von den Lastsensoren gemessen werden, und benutzt Mittel, um Kippmomente, basierend auf den gemessenen Belastungswerten, zu berechnen. Die Computereinrichtung nutzt das Kippmomentgrößen-Diagramm, die Kippmomentgrößen-Faktoren, die Zone der Gefährdungsfaktoren und das gemessene Kippmoment, um ein Maß für die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zu berechnen. Die Werte, die in der Computereinrichtung berechnet werden, umfassen die Kippmomentgröße, und die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize und können zum Beispiel einer digitalen Speichervorrichtung, einem Modem, einer Anzeigevorrichtung, einer Warnvorrichtung oder einer Ausschaltvorrichtung übermittelt werden. Die digitale Speichervorrichtung kann dazu genutzt werden, die zeitliche Entwicklung (Historie) der Kippmomentgröße und der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zusammenzutragen. Ein Modem oder ein anderes kommunizierendes Netzwerk, zum Beispiel das Internet, kann dazu benutzt werden, die Kippmomentgröße und/oder die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize einem entfernten Ort zu übermitteln. Die Anzeigevorrichtung kann das Kippmoment und/oder die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize anzeigen, so dass Service, Instandhaltung oder das Produktionspersonal bestimmen können, wie das Ändern der Pressengeschwindigkeit, der Schließhöhe bzw. der Stillstandszeit und Matrizenwechsel die erwartete Lebensspanne der Matrize und des Stanzsets ändern können. Die Warnvorrichtung und die Ausschaltvorrichtung erzeugen ein Warnsignal und unterbrechen den Pressenbetrieb, insbesondere, wenn die Größe des Kippmomentes und/oder die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize ein vorbestimmtes Maß überschreiten.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführungsform ein Verfahren zum Überwachen von Betriebssicherheitsbedingungen der Matrize einer laufenden Presse durch Überwachung der Größe des Kippmomentes der laufenden Presse.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zum Überwachen der Betriebsicherheitssbedingungen einer Matrize einer laufenden Presse, welches umfasst: das Setzen wenigstens eines Lastsensors auf das Bett einer laufenden Presse, das Ausrüsten mit einer Computereinrichtung, das Übertragen der durch den Lastsensor gemessenen Belastung an die Computereinrichtung und das Berechnen der Größe des Kippmomentes der Presse unter Benutzung der gemessenen Belastungswerte.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zum Berechnen eines eindeutigen Diagrammes der Kippmomentgröße für eine individuelle Presse und ein Matrizenset. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte: das Unterteilen der Ordinate einer Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition in eine Vielzahl von Zonen, welche verschiedene Niveaus bzw. Pegel der Kippmomentgröße repräsentieren, das Auftragen einer Kurve der vertikalen Stößelbewegung in dem Kippmomentgrößen-Diagramm, das Unterteilen der Ordinate der Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition in eine Vielzahl von Zonen der Gefährdung, welche unterschiedliche Phasen der Stanzstempel-Hin- und Herbewegung repräsentieren, das Projizieren der Zonen der Gefährdung auf die Kurve der vertikalen Stößelbewegung und das Projizieren der Zonen der Gefährdung von der Kurve der vertikalen Stößelbewegung auf die Abszisse der Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zum Erzeugen eines eindeutigen Diagrammes der Kippmomentgröße für eine individuelle Presse und ein Matrizenset. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte: das Unterteilen der Ordinate der Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition in eine Vielzahl von Zonen, welche unterschiedliche Niveaus der Kippmomentgröße repräsentieren; das Auftragen einer Kurve der vertikalen Stößelbewegung in dem Kippmomentgrößen-Diagramm; das Unterteilen der Ordinate der Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition in drei Zonen der Gefährdung, welche die freie Stanzstempelbewegung, die Stanzstempelbewegung durch das Lagermaterial und die Stanzstempelbewegung durch die Matrize repräsentieren; das Projizieren der Zonen der Gefährdung auf die Kurve der vertikalen Stößelbewegung und das Projizieren der Zonen der Gefährdung von der Kurve der vertikalen Stößelbewegung auf die Abszisse der Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zum Erzeugen von einem eindeutigen Diagramm der Kippmomentgröße für eine individuelle Presse und ein Matrizenset. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: das Unterteilen des positiven Abschnittes der Ordinate der Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition in vier Zonen der Kippmomentgröße, das Unterteilen des negativen Abschnittes der Ordinate der Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition in vier Zonen der Kippmomentgröße, das Auftragen einer Kurve der vertikalen Stößelbewegung in dem Kippmomentgrößen-Diagramm, das Unterteilen der Ordinate der Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition in eine Vielzahl von Zonen der Gefährdung, welche verschiedene Phasen der Stanzstempelbewegung repräsentieren, das Projizieren der Zonen der Gefährdung auf die Kurve der vertikalen Stößelbewegung und das Projizieren der Zonen der Gefährdung von der Kurve der vertikalen Stößelbewegung auf die Abszisse der Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zum Überwachen der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize einer mechanischen Presse. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte: das Überwachen der Kippmomentgröße für die Presse, das Erzeugen eines eindeutigen Diagrammes der Kippmomentgröße für die Presse, das Auftragen einer Kurve der überwachten Kippmomentgröße der Presse in ein eindeutiges Diagramm der Kippmomentgröße für die Presse und das Berechnen der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize der Presse.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zum Überwachen der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize einer mechanischen Presse. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: das Überwachen der Kippmomentgröße der Presse; das Erzeugen eines eindeutigen Diagrammes der Kippmomentgröße; das Auftragen einer Kurve der überwachten Kippmomentgröße der Presse in dem eindeutigen Diagramm der Kippmomentgröße für die Presse; das Bestimmen der Dauer der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen der Dauer der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen der Zone eines Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen einer Zone eines Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße; das Berechnen eines Wertes mit einer Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße unter Benutzung der Dauer der positiven Spitze der Kippmomentgröße, des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der positiven Spitze der Kippmomentgröße und der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der positiven Spitze des Niveaus der Kippmomentgröße; das Berechnen eines Wertes mit einer Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße unter Benutzung der Dauer der negativen Spitze der Kippmomentgröße, des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der negativen Spitze der Kippmomentgröße und der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße; und das Berechnen der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize der Presse durch Summieren der Werte mit den Komponenten der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße und des Wertes mit der Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zum Überwachen der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize einer mechanischen Presse. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: das Überwachen der Kippmomentgröße der Presse; das Erzeugen eines eindeutigen Diagrammes der Kippmomentgröße für die Presse; das Auftragen einer Kurve der überwachten Kippmomentgröße der Presse in dem eindeutigen Diagramm der Kippmomentgröße für die Presse; das Bestimmen der Dauer der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen der Dauer der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße; das Bestimmen der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße; das Berechnen eines Wertes mit einer Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße unter Benutzung der positiven Spitze der Kippmomentgröße, der Dauer der positiven Spitze der Kippmomentgröße, des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der positiven Spitze der Kippmomentgröße und der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße; das Berechnen eines Wertes mit einer Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße unter Benutzung der negativen Spitze der Kippmomentgröße, der Dauer der negativen Spitze der Kippmomentgröße, des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der negativen Spitze der Kippmomentgröße und der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße; und das Berechnen der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize der Presse durch Summieren des Wertes mit der Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße und des Wertes mit der Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zur Überwachung der Bedingung des Lebensdauerrisikos einer Matrize einer mechanischen Presse. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: die Überwachung der Kippmomentgröße der Presse, das Erzeugen eines eindeutigen Diagrammes der Kippmomentgröße versus der Zone der Gefährdung für die Presse, das Auftragen einer Kurve der überwachten Kippmomentgröße der Presse in dem eindeutigen Diagramm der Kippmomentgröße für die Presse, das Bestimmen eines Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße, das Bestimmen eines Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße, das Bestimmen der Zone eines Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße, das Bestimmen der Zone eines Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße, das Berechnen eines Wertes mit einer Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße unter Benutzung des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße und der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße, das Berechnen eines Wertes mit einer Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße unter Benutzung des Faktors der Kippmomentgröße zugeordnet zu der negativen Spitze der Kippmomentgröße und der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße; und das Berechnen der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize der Presse durch Summieren des Wertes mit der Komponenten der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des positiven Niveaus der Kippmomentgröße und des Wertes mit der Komponente der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zugeordnet zu der Spitze des negativen Niveaus der Kippmomentgröße.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zur Überwachung der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize einer mechanischen Presse. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: die Überwachung der Kippmomentgröße der Presse; das Erzeugen eines eindeutigen Diagrammes der Kippmomentgröße für die Presse; das Auftragen einer Kurve der überwachten Kippmomentgröße der Presse in dem eindeutigen Diagramm der Kippmomentgröße für die Presse; das Zuordnen der überwachten Kippmomentgröße zu der geeigneten Zone des Gefährdungsfaktors; das Berechnen des Absolutwertes der überwachten Kippmomentgröße; das Berechnen eines gewichteten Wertes der Kippmomentgröße unter Benutzung des Absolutwertes der überwachten Kippmomentgröße und der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der überwachten Kippmomentgröße; das Aufzeichnen des gewichteten Wertes der Kippmomentgröße über der Zeit; und das Generieren eines sich steigernden Wertes der Kippmomentgröße für einen Stößelhub unter Benutzung der gewichteten Werte der Kippmomentgröße über der Zeit.
-
Die Erfindung umfasst in einer anderen Ausführung ein Verfahren zum Überwachen der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize einer mechanischen Presse. Das Vefahren umfasst die folgenden Schritte: das Überwachen der Kippmomentgröße der Presse; das Erzeugen eines eindeutigen Diagramms der Kippmomentgröße für die Presse; das Auftragen einer Kurve der überwachten Kippmomentgröße der Presse in das eindeutige Diagramm der Kippmomentgröße für die Presse; das Zuordnen der überwachten Kippmomentgröße mit der geeigneten Zone des Gefährdungsfaktors; das Berechnen eines Absolutwertes der überwachten Kippmomentgröße; das Berechnen eines gewichteten Wertes der Kippmomentgröße unter Benutzung des Absolutwertes der überwachten Kippmomentgröße und der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der überwachten Kippmomentgröße; das Aufzeichnen des gewichteten Wertes der Kippmomentgröße über der Zeit; und das Erzeugen eines sich steigernden Wertes der Kippmomentgröße für einen Stößelhub unter Benutzung des gewichteten Wertes der Kippmomentgröße über der Zeit. Mehrfache Spitzen der Kippmomentgröße werden berücksichtigt, bei der Benutzung der Maße der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize, basierend auf der sich steigernden Kippmomentgröße für einen Stößelhub.
-
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass die konstante Überwachung der Kippmomentgröße einer Presse es erlaubt, das Werkzeugdesign so zu ändern, dass Kippmomente reduziert werden und die Parallelität der Presse dabei erhöht wird, was die Qualität des produzierten Teiles erhöht.
-
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Neigung zum vergrößerten Matrizenverschleiß genau vorhergesagt werden kann, so dass die Stillstandszeit der Presse für den Austausch oder die Instandsetzung der Matrize vorhergesagt werden kann, und der Austausch oder die Instandsetzung der Matrize kann so geplant werden, dass Produktivitätsverlust nicht auftritt.
-
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Matrizenverschleiß genau vorhergesagt werden kann, so dass Verluste in der Produktivität aufgrund zu umfassender oder zu kleiner Matrizeninstandhaltung verhindert werden können.
-
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass durch Überwachen der Kippmomentgröße Absplitterungen an der Matrize aufgrund des Kippmomentes in einer mechanischen Presse eliminiert werden können oder erheblich verbessert, so dass geringere Produktionsqualität und der verbundene Produktivitätsverlust aufgrund von Absplitterungen an der Matrize eliminiert werden kann.
-
Figurenliste
-
Die oben genannten und andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung und die Art und Weise sie zu erreichen, werden deutlicher sichtbar und die Erfindung wird besser verständlich durch Bezug auf die nachfolgende Beschreibung einer Ausführung der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, worin:
- 1 ein empirisch erzeugtes Pressen-Kippmomentgrößen-Diagramm entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 eine Vorderansicht einer typischen Presse, welches der Gegenstand der Überwachung eines Kippmomentes ist, ist;
- 3 eine schematische Darstellung einer Ausführung einer Vorrichtung zur Überwachung des Kippmomentes ist.
-
Sich entsprechende Teile sind mit sich entsprechenden Bezugszeichen in den verschiedenen Darstellungen versehen. Das hierin dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine bevorzugte Ausführung der Erfindung, in einer Form, und solch ein Beispiel ist nicht dazu konstruiert um die Offenbarung der Erfindung in irgendeiner Art und Weise einzuschränken.
-
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
-
Bezugnehmend auf die Zeichnungen und insbesondere auf 2 ist eine typische Presse 22 dargestellt, umfassend ein Bett 20 mit einer Unterform 24. Vertikal am Bett 20 angeschlossen sind zwei Säulen 26, welche ein Pressenoberteil 28 tragen. Über dem Pressenoberteil 28 und angeschlossen daran ist ein Pressenmotor 34. Ein Stößel 30 ist triebfest verbunden, so dass während des Betriebes der Pressenmotor 34 verursacht, dass der Stößel 30 hin- und herbewegt wird in geradliniger Art und Weise in Richtung des Bettes 20 und von dem Bett 20 weg. Das Werkzeug 32 ist triebfest verbunden mit dem Stößel 30. Die Beinteile 50 sind als Verlängerung des Bettes 20 geformt und im Allgemeinen auf dem Betriebshallenboden 52 gelagert mittels der Stoßdämpfer 54.
-
In Bezug auf 1 ist ein Diagramm 2 der Kippmomentgröße dargestellt, das durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde, welches spezifisch für eine individuelle Presse und ein Matrizenset ist und welches dazu benutzt wird, die Betriebssicherheit des Matrizensets zu bestimmen. Das Kippmomentgrößen-Diagramm 2 ist eine Kippmomentgröße versus dem Graphen der vertikalen Stößelposition. Die positiven und negativen Abschnitte der Ordinate dieses Graphen sind beide in vier Zonen der Kippmomentgröße unterteilt. Kippmomentgrößen-Faktoren sind dann zugeordnet zu diesen aufgetragenen Zonen der Kippmomentgröße. Die Ordinate des Kippmomentgrößen-Diagrammes 2 ist unterteilt in drei oder vier oder fünf Zonen der Gefährdung, welche die freie Stanzstempelbewegung repräsentieren, die Stanzstempelbewegung durch das Lagermaterial und die Stanzstempelbewegung durch die Matrize. Eine graphische Darstellung der vertikalen Stößelbewegung ist im Kippmomentgrößen-Diagramm 2 aufgetragen. Die Zonen der Gefährdung sind auf die graphische Darstellung der vertikalen Stößelbewegung projiziert, so dass die Zonen auf die Abszisse des Kippmomentgrößen-Diagrammes 2 projiziert werden können. Ein oder mehrere Lastsensoren 10 (3) sind an einer oder mehreren Stellen auf dem Bett 20 (2) der mechanischen Presse angeschlossen. Die Lastsensoren 10 übertragen kontinuierlich die gemessenen Werte zu einer Computereinrichtung 12. Die Computereinrichtung 12 benutzt diese Werte um Kippmomentwerte zu berechnen, welche dann in dem Kippmomentgrößen-Diagramm 2 aufgetragen werden.
-
3 zeigt eine Ausführung der Erfindung, worin eine Computereinrichtung 12 das Kippmomentgrößen-Diagramm 2 für eine individuelle Presse, die überwacht wird, speichert, und die gemessene Belastungswerte von den Lastsensoren 10 empfängt. Die Computereinrichtung 12 ist kommunizierend mit einer digitalen Speichervorrichtung 14, einem Modem 16, einer Anzeige 18, einer Pressenwarnsignalvorrichtung 40 und einer Pressenausschaltsignalvorrichtung 42 verbunden.
-
Während des Pressenbetriebs überwachen und kommunizieren die Lastsensoren 10 kontinuierlich die Belastungswerte zu der Computereinrichtung 12. Die Computereinrichtung 12 empfängt die Belastungwerte von den Lastsensoren 10 und berechnet daraus die Kippmomentgröße. Die Computereinrichtung 12 speichert das Kippmomentgrößen-Diagramm für die überwachte Presse und trägt kontinuierlich das Kippmomentniveau in dem Kippmomentgrößen-Diagramm ein. Die Computereinrichtung 12 speichert Kippmomentgrößen-Faktoren zugeordnet zu den Kippmomentgrößen-Zonen, welche einen Teil des Kippmomentgrößen-Diagrammes formen. Die Computereinrichtung 12 speichert außerdem Zonen der Gefährdungsfaktoren, welche mit der Stößelbewegung korrespondieren und zugeordnet sind zu den Zonen der Gefährdung, welche einen Teil des Kippmomentgrößen-Diagrammes 2 formen. Unter Benutzung dieser Faktoren und der überwachten Kippmomentgröße berechnet Computereinheit 12 ein Maß der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize, welche zu der digitalen Speichervorrichtung 14, dem Modem 16 und/oder der Anzeigeeinheit 18 übermittelt werden kann.
-
In einer bevorzugten Ausführung berechnet Computereinheit 12 ein Maß der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize durch Bestimmung der Dauer der positiven Spitze des Kippmomentes P (1) und der Dauer der negativen Spitze des Kippmomentes N (1) und des Kippmomentgrößen-Faktors und der Zone des Gefährdungsfaktors, welcher zugeordnet ist zu der positiven Spitze des Kippmomentes und der negativen Spitze des Kippmomentes. Die Dauer der positiven Spitze des Kippmomentes wird multipliziert mit dem geeigneten Kippmomentgrößen-Faktor und der Zone des Gefährdungsfaktors, die Dauer des negativen Kippmomentes (der Spitze) wird multipliziert mit dem geeigneten Kippmomentgrößen-Faktor und der Zone des Gefährdungsfaktors, und diese beiden Werte werden summiert, um die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zu bestimmen.
-
Computereinrichtung 12 kann verschiedene Maße der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize berechnen, umfassend die folgenden Maße der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize. Alternativverfahren 1: die positive Spitze der Kippmomentgröße wird multipliziert mit der Dauer der positiven Spitze des Kippmomentes, mit dem geeigneten Kippmomentgrößen-Faktor und mit der geeigneten Zone des Gefährdungsfaktors; der absolute Wert der negativen Spitze der Kippmomentgröße wird mulitpliziert mit der Dauer der Spitze des negativen Kippmomentes, dem geeigneten Kippmomentgrößen-Faktor und der geeigneten Zone des Gefährdungsfaktors; und diese beiden Werte werden summiert, um die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zu bestimmen. Alternativverfahren 2: der Kippmomentgrößen-Faktor, zugeordnet zu der positiven Spitze des Kippmomentes, wird mit der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der positiven Spitze des Kippmomentes multipliziert, der Kippmomentgrößen-Faktor, zugeordnet zu der negativen Spitze der Kippmomentgröße, wird multipliziert mit der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet zu der negativen Spitze des Kippmomentes, und diese beiden Werte werden summiert, um die Bedingungen des Lebensrisikos der Matrize zu bestimmen. Alternativverfahren 3: das überwachte Kippmoment wird einer geeigneten Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet, der absolute Wert des überwachten Kippmomentes wird dann mit der geeigneten Zone des Gefährdungsfaktors multipliziert und dieser Wert wird als Funktion der vertikalen Stößelposition als Kurve aufgetragen, und die Fläche unter dieser Kurve wird berechnet, um den Wert der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize zu bestimmen. Alternativverfahren 4: die überwachte Kippmomentgröße wird dem geeigneten Kippmomentgrößen-Faktor und der Zone des Gefährdungsfaktors zugeordnet, der absolute Wert der überwachten Kippmomentgröße wird mit dem geeigneten Kippmomentgrößen-Faktor und der Zone des Gefährdungsfaktors multipliziert. Dieser Wert wird als Funktion der vertikalen Stößelposition als Kurve aufgetragen, und die Fläche unter diesem Graphen wird berechnet und bestimmt einen Wert der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize.
-
Die Computereinheit 12 kann ebenso die Niveaus der Kippmomentgröße der digitalen Speichervorrichtung 14, dem Modem 16 und der Anzeigeeinheit 18 übermitteln. Die Werte der Kippmomentgröße und der Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize können weiterhin einem Pressenwarnsignal 40 oder einem Pressenausschaltsignal 42 mitgeteilt werden.
-
Während des Pressenbetriebs wird die Anzeige 18 durch einen Betreiber oder einen Produktionsmanager visuell geprüft, um zu bestimmen, ob die Kippmomentgröße oder die zugeordnete Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize akzeptabel ist. Warnsignal 40 kann mit einem visuellen oder hörbaren Alarm verbunden sein, um den Betreiber zu warnen, wenn die Kippmomentgröße und/oder die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize der Presse 22 ein vorbestimmtes Niveau erreicht hat. Das Pressenausschaltsignal 42 kann dazu benutzt werden, die Presse 22 auszuschalten, wenn die Kippmomentgröße und/oder die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize der Presse 22 ein vorbestimmtes Niveau erreicht.
-
Die digitale Speichervorrichtung 14 speichert zeitlich entwickelte Daten für die überwachte Presse, so dass die Instandhaltung genau vorhergesagt werden kann. Zusätzlich kann das Modem 16 die Kippmomentgröße und die Bedingung des Lebensdauerrisikos der Matrize an eine entfernte Position übermitteln, wo die Instandhaltung und der Austausch geplant werden können.
-
Obwohl die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführung beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung weiterhin innerhalb des Erfindungsgedankens und des Offenbarungsgehaltes dieser Beschreibung variiert werden. Diese Anmeldung soll dafür alle Variationen, Benutzungen oder Änderungen der Erfindung, bei Benutzung ihres allgemeinen Prinzips, abdecken. Weiterhin soll diese Anmeldung auch solche Abänderungen der vorliegenden Beschreibung abdecken, die innerhalb des bekannten oder gewöhnlichen Gebrauchs der Technik, welche diese Erfindung betrifft, auftritt und welcher innerhalb der Grenzen der angehängten Patentansprüche fällt.
