DE102006015581B3

DE102006015581B3 - Deformation process implementing method, involves determining temporal sequences of motor current as measure for force or torque of direct drive by integrating measuring device in direct drive

Info

Publication number: DE102006015581B3
Application number: DE200610015581
Authority: DE
Inventors: Thomas Vetter; Rolf Speer
Original assignee: Aradex AG
Current assignee: Aradex AG
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2026-04-05

Abstract

The method involves driving a deformation tool by using a direct drive (2). Temporal sequences of the motor current are determined as a measure for the force or the torque of the direct drive by integrating a measuring device in the direct drive. A micro modulation of a process parameter is accomplished for detecting the characteristics of deformation processes, which leave the deformation process unchanged, and the reaction of a further process parameter is detected. An independent claim is also included for a device for implementing deformation processes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Umformprozesses.The The invention relates to a method and a device for carrying out a Forming process.

Derartige Vorrichtungen können insbesondere als Pressvorrichtungen ausgebildet sein. Ein Beispiel für derartige Pressvorrichtungen sind Exzenterpressen, bei welchen ein Gleichstrommotor vorgesehen ist, der über ein Getriebe eine Schwungmasse antreibt. Diese Schwungmasse ist über eine Kupplung mit einer Exzentervorrichtung gekoppelt, die eine Pleuelstange mit einem ein Umformwerkzeug bildenden Pressenstößel umfasst. Der Gleichstrommotor wird mit gleich bleibender Drehzahl kontinuierlich betrieben. Das Ein- und Ausschalten der Pressvorrichtung erfolgt über die Kupplung.such Devices can be designed in particular as pressing devices. An example for such Pressing devices are eccentric presses in which a DC motor is provided, the over a transmission drives a flywheel. This flywheel is about one Coupling coupled to an eccentric, which is a connecting rod comprising a press ram forming a forming tool. The DC motor is operated continuously at a constant speed. The Switching on and off the pressing device via the Clutch.

Um eine einfache Vorgabe des Bewegungsablaufs des Pressenstößels zu erzielen, ist aus der DE 102 60 127 A1 eine Pressvorrichtung bekannt, welche einen Direktantrieb aufweist, der ohne Schwungrad direkt auf die Exzentervorrichtung geführt ist.To achieve a simple specification of the movement sequence of the press ram, is from the DE 102 60 127 A1 a pressing device is known, which has a direct drive, which is guided without flywheel directly to the eccentric device.

Mit derartigen Vorrichtungen kann der Bewegungsablauf des Umformwerkzeugs direkter vorgegeben werden. Jedoch verbleibt auch dann noch das Problem, dass die durchgeführten Umformprozesse häufig ungenau oder fehlerhaft sind, was beispielsweise durch Verschleiß von Komponenten der Vorrichtung oder eine unzureichende Anpassung des Umformprozesses an die jeweiligen Randbedingungen bedingt sein kann.With Such devices can the movement of the forming tool be specified more directly. However, even then the problem remains that performed Forming processes often are inaccurate or faulty, for example due to wear of components the device or an insufficient adaptation of the forming process may be due to the respective boundary conditions.

Aus der EP 1 541 330 A1 ist ein Antriebssystem für eine Presse bekannt. Die Antriebsvorrichtung umfasst zwei Servomotoren zum Antrieb eines Stempels zur Durchführung von Stanzpressvorgängen. Zur Charakterisierung der Stanzpressvorgänge werden in zeitaufgelösten Messungen die Positionen des Stempels in Abhängigkeit der Drehmomente und der Geschwindigkeiten der Servomotoren erfasst.From the EP 1 541 330 A1 is known a drive system for a press. The drive device comprises two servomotors for driving a punch for performing punch press operations. To characterize the punch press processes, the positions of the punch are recorded in time-resolved measurements as a function of the torques and the speeds of the servomotors.

Die US 5,697,146 betrifft eine Vorrichtung mittels derer durch Crimpen aus Rohmaterialien Drähte hergestellt werden. Der Umformvorgang wird mit einem Werkzeug durchgeführt, welches mittels eines Antriebs angetrieben ist, der als Servomotor ausgebildet ist. Zur Überwachung des Umformvorgangs wird der Motorstrom des Servomotors erfasst.The US 5,697,146 relates to an apparatus by means of which wires are made by crimping from raw materials. The forming process is carried out with a tool which is driven by means of a drive which is designed as a servomotor. To monitor the forming process, the motor current of the servomotor is detected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, durch welche eine systematische Erfassung und Optimierung von Umformprozessen ermöglicht wird.Of the Invention is based on the object, a method and an apparatus provide, through which a systematic detection and optimization of forming processes becomes.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object is the features of claims 1 and 9 are provided. Advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird zur Durchführung eines Umformprozesses ein Direktantrieb zum Antrieb eines Umformwerkzeuges eingesetzt. Mittels im Direktantrieb integrierter Messeinrichtungen werden zeitliche Verläufe des Motorstroms als Maß für die Kraft oder das Drehmoment des Direktantriebes und der Geschwindigkeit des Direktantriebs als Prozessparameter zur Erfassung und/oder Überwachung des Umformprozesses ermittelt. Zur Erfassung von Kenngrößen des Umformprozesses wird eine Mikromodulation eines Prozessparameters durchgeführt, welche den Umformprozess zumindest näherungsweise unverändert lässt, wobei die Reaktion wenigstens eines weiteren Prozessparameters hierauf erfasst wird.According to the invention is for execution a forming process a direct drive to drive a forming tool used. By means of measuring devices integrated in the direct drive become temporal courses the motor current as a measure of the force or the torque of the direct drive and the speed the direct drive as a process parameter for detecting and / or monitoring the Forming process determined. For acquiring characteristics of the Forming process is a micro-modulation of a process parameter performed, which the forming process at least approximately unchanged leaves, the reaction of at least one further process parameter thereon is detected.

Mit den erfindungsgemäß im Direktantrieb integrierten Messeinrichtungen können dessen Kraft bzw. das Drehmoment und dessen Geschwindigkeit als wesentliche, den Umformprozess kennzeichnende Prozessparameter erfasst werden, wodurch eine systematische Optimierung des Umformprozesses selbst möglich wird.With integrated according to the invention in the direct drive Measuring devices can its force or torque and its speed as essential, the forming process characterizing process parameters detected which allows a systematic optimization of the forming process itself possible becomes.

Vorteilhaft hierbei ist, dass diese Messeinrichtungen in einem Antrieb in Form eines Direktantriebs integriert sind, der eine direkte Ansteuerung des jeweiligen Umformwerkzeuges ermöglicht. Dadurch bedingt können die in den Messeinrichtungen generierten Messwerte zur Optimierung des mit dem Umformwerkzeugs durchgeführten Umformprozesses genutzt werden.Advantageous Here is that these measuring devices in a drive in the form a direct drive are integrated, the direct control of the respective forming tool allows. As a result can the measured values generated in the measuring equipment for optimization used the forming process carried out with the forming tool become.

Gemäß einer ersten Variante der Erfindung werden die mit den Messeinrichtungen generieren Messwerte zu einer fortlaufenden Überwachung des Umformprozesses verwendet. Dabei erfolgt die Überwachung bevorzugt in Echtzeit während des Umformprozesses. Bei periodischen Umformprozessen bedeutet dies, dass zur Gewährleistung einer schnellen Reaktionszeit die Überwachung zeitaufgelöst für jede Periode des Umformprozesses erfolgt. Die Überwachung des Umformprozesses erfolgt bevorzugt derart, dass anhand der in den Messeinrichtungen generierten Messwerte überprüft wird, ob die aktuell gemessenen Kräfte oder Drehmomente sowie die Geschwindigkeit innerhalb von Toleranzbändern bildenden Sollwertbereichen liegen, die einen fehlerfreien Umformprozess kennzeichnen. Eine Störung wird dadurch erkannt, dass wenigstens die Messwerte für die Kraft oder das Drehmoment oder die Messwerte für die Geschwindigkeit außerhalb des jeweiligen Toleranzbandes liegen. Ist dies der Fall, wird ein Fehlersignal generiert, welches bevorzugt zu einem Notstopp der Vorrichtung, d. h. zu einem Abbruch des Umformprozesses führt, wodurch Beschädigungen der Vorrichtung und/oder des zu bearbeitenden Werkstücks vermieden werden können. Das Fehlersignal wird bevorzugt sofort bei Erkennen der Störung und damit noch vor Ablauf der Periode des Umformprozesses generiert. Die Generierung eines solchen Fehlersignals erfolgt bevor zugt in einer Auswerteeinheit, in welcher die Auswertung der Messwerte erfolgt. Diese Auswerteeinheit kann in dem Direktantrieb selbst oder in einer dem Direktantrieb zugeordneten Steuerung integriert sein.According to a first variant of the invention, the measured values generated with the measuring devices are used for a continuous monitoring of the forming process. The monitoring is preferably carried out in real time during the forming process. For periodic forming processes, this means that to ensure a fast reaction time, the monitoring is time-resolved for each period of the forming process. The monitoring of the forming process is preferably carried out in such a way that, on the basis of the measured values generated in the measuring devices, it is checked whether the currently measured forces or torques as well as the speed lie within setpoint ranges forming tolerance bands which characterize a fault-free forming process. A fault is detected by the fact that at least the measured values for the force or the torque or the measured values for the speed are outside the respective tolerance band. If this is the case, an error signal is generated, which preferably leads to an emergency stop of the device, ie to a termination of the forming process, causing damage the device and / or the workpiece to be machined can be avoided. The error signal is preferably generated immediately upon detection of the fault and thus before the end of the period of the forming process. The generation of such an error signal is preferably carried out in an evaluation unit in which the evaluation of the measured values takes place. This evaluation unit can be integrated in the direct drive itself or in a controller associated with the direct drive.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung werden die in den Messeinrichtungen generierten Messwerte zu einer detaillierten Analyse des jeweiligen Umformprozesses genutzt. In diesem Fall werden bevorzugt Messwerte mit einer hohen Auflösung generiert um möglichst genaue Informationen über den Umformprozess zu erhalten. Bei periodischen Umformprozessen werden hierzu zur Erhöhung der Messgenauigkeit die Messwerte über mehrere Perioden des Umformprozesses ortsabhängig gemittelt.According to one second variant of the invention are in the measuring devices generated measured values for a detailed analysis of the respective Forming process used. In this case, preferred are measured values generated with a high resolution as possible accurate information about the To obtain forming process. For periodic forming processes for this purpose to increase the measurement accuracy the measured values over several periods of the forming process location-dependent averaged.

Durch die fortlaufende Erfassung der Messwerte für die den Umformprozess kennzeichnenden Prozessparameter können insbesondere Informationen über den Verschleiß der verwendeten Umformwerkzeuge gewonnen werden. Diese Informationen wiederum können zur Anpassung des Umformprozesses an die veränderten Eigenschaften des Umformwerkzeugs und damit zur Optimierung des Umformprozesses genutzt werden.By the continuous acquisition of the measured values for the process parameters characterizing the forming process can in particular information about the wear of the used forming tools are obtained. This information in turn can for adapting the forming process to the changed properties of the forming tool and thus be used to optimize the forming process.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Erfassung von Prozessparametern derart erfolgt, dass ein erster Prozessparameter in vorgegebener Weise moduliert wird und als Antwort hierauf die Messwerte für den zweiten Prozessparameter registriert werden. Dabei erfolgt die Variation des ersten Prozessparameters erfindungsgemäß durch eine Mikromodulation, d. h. eine geringfügige Modulation des Prozessparameters, wodurch der Umformprozess zumindest näherungsweise unverändert bleibt, d. h. die Messwerterkennung kann ohne Beeinträchtigung des Umformprozesses erfolgen.One essential aspect of the invention is that the detection Process parameters are such that a first process parameter in predetermined manner is modulated and in response to the measured values for the second process parameters are registered. The variation takes place the first process parameter according to the invention by a micro-modulation, d. H. a minor one Modulation of the process parameter, causing the forming process at least approximately unchanged remains, d. H. the measured value detection can be without impairment the forming process.

Mit diesem Modulationsverfahren können insbesondere Informationen über die Materialeigenschaften von zu bearbeitenden Werkstücken gemessen werden. Beispielsweise können beim Schneiden von Blechen durch die Analyse der Kraftänderung auf eine Modulation der Geschwindigkeit der Umformwerkzeu ge beim Schneidvorgang Informationen über das Fließverhalten des Werkstücks gewonnen werden.With This modulation method can be used in particular information about measured the material properties of workpieces to be machined become. For example, you can when cutting sheet metal by analyzing the force change on a modulation of the speed of the Umformwerkzeu ge Cutting information about the flow behavior of the workpiece be won.

Weiterhin kann beispielsweise bei der Bearbeitung von Kunststoffen, insbesondere bei der Durchführung von Stanzvorgängen, durch eine Mikromodulation der Kraft und Auswerten der dadurch bedingten Geschwindigkeitsänderungen das Kompressionsmodul des Materials des Werkstücks bestimmt werden.Farther For example, in the processing of plastics, in particular during execution of punching operations, by a micro-modulation of the force and evaluation of the consequent speed changes the compression modulus of the material of the workpiece can be determined.

Diese Modulation von Prozessparametern kann generell über eine gesamte Periode eines Umformprozesses durchgeführt werden. Alternativ kann die Modulation auch nur in Teilbereichen hiervon durchgeführt werden. Dabei kann beispielsweise ein Prozessparameter wie die Kraft des Direktantriebs innerhalb eines Teilschritts des Umformprozesses moduliert werden und dann als unmittelbare Reaktion hierauf die Messwerte eines zweiten Prozessparameters in demselben Teilschritt oder als Folgewirkung hierauf die Messwerte des zweiten Prozessparameters in einem folgenden Teilschritt erfasst werden. Besonders vorteilhaft kann die Phasenverschiebung, d. h. die Verzögerungszeit der Reaktion auf die Modulation als Kenngröße des Umformprozesses bestimmt werden.These Modulation of process parameters can generally over an entire period of a Forming process performed become. Alternatively, the modulation may only be in subareas carried out thereof become. In this case, for example, a process parameter such as the force of the direct drive modulated within a substep of the forming process and then as an immediate response to the readings a second process parameter in the same sub-step or as This is followed by the measured values of the second process parameter be recorded in a subsequent sub-step. Especially advantageous the phase shift, i. H. the delay time of the reaction determines the modulation as a characteristic of the forming process become.

Generell können die auf diese Weise aus den Messwerten gewonnenen Informationen dazu genutzt werden, den jeweiligen Umformprozess zu optimieren.As a general rule can the information obtained in this way from the measured values be used to optimize the respective forming process.

Hierzu können beispielsweise die Sollwertbereiche für die Prozessparameter in Abhängigkeit der Prozessanalyseergebnisse nachgeführt werden, um diese den sich verändernden Randbedingungen, wie zum Beispiel dem Verschleiß des Umformwerkzeugs, anzupassen.For this can For example, the setpoint ranges for the process parameters as a function of Tracking process analysis results to make this the changing one Boundary conditions, such as the wear of the forming tool to adapt.

Weiterhin kann anhand der Prozessanalyseergebnisse auch eine unmittelbare Änderung des Umformprozesses vorgenommen werden. Beispielsweise kann durch Analyse der Kraft und Geschwindigkeit in einem Direktantrieb zur Steuerung eines eine periodische Hubbewegung durchführenden Pressenstößels als Bestandteil einer Pressvorrichtung die Geschwindigkeit in Teilbereichen des Umformprozesses, in welchem keine Schneidvorgänge erfolgen, erhöht werden um so bei gleicher Qualität des Umformprozesses die Hubzahl des Umformwerkzeuges erhöhen zu können.Farther can also make an immediate change based on the process analysis results the forming process are made. For example, through Analysis of force and speed in a direct drive to Control of a periodic lifting movement performing press ram as Part of a pressing device, the speed in partial areas the forming process, in which no cutting operations take place, elevated be so at the same quality of Forming process to increase the stroke rate of the forming tool.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

1: Schematische Darstellung einer Exzenterpresse mit einem Direktantrieb 1 : Schematic representation of an eccentric press with a direct drive

2: Typischer Kraftverlauf bei einem Normalschneiden eines Blechs mit der Exzenterpresse gemäß 1 2 : Typical force curve for a normal cutting of a sheet with the eccentric press according to 1

3: Mikromodulation von Prozessparametern bei dem Normalschneiden eines Blechs gemäß 2 3 : Micromodulation of process parameters in the normal cutting of a sheet according to 2

1 zeigt als Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung von Umformprozessen eine Exzenterpresse 1, welche als Antriebseinheit einen Direktantrieb 2 aufweist, welche über eine Kupplung 3 eine Exzentervorrichtung steuert. Die Exzentervorrichtung umfasst eine Exzenterscheibe 4 mit einer daran gelagerten Pleuelstange 5, an deren unterem Ende als Umformwerkzeug ein Pressenstößel 6 mit einem Stempel 7 vorgesehen ist. 1 shows an embodiment of an apparatus for performing forming processes an eccentric press 1 , which as a drive unit a direct drive 2 which has a coupling 3 controls an eccentric device. The eccentric device comprises an eccentric disc 4 with a connecting rod mounted thereon 5 , At the lower end as a forming tool a press ram 6 with a stamp 7 is provided.

Die mit dem Direktantrieb 2 erzeugte Drehbewegung wird über die Pleuelstange 5 in eine mit den Pfeilen in 1 veranschaulichte in vertikaler Richtung verlaufende Hubbewegung des Umformwerkzeugs umgesetzt.The with the direct drive 2 generated rotational movement is via the connecting rod 5 in one with the arrows in 1 illustrated implemented in the vertical direction lifting movement of the forming tool.

Der Direktantrieb 2 wird über eine Steuerung 8 gesteuert. In dem Direktantrieb 2 sind als Messeinheit zwei Messgeber 9a, 9b integriert, wobei mit dem ersten Messgeber 9a der Motorstrom des Direktantriebs 2 zur Ermittlung der Kraft bzw. des Drehmoments des Direktantriebs 2 als erstem Prozessparameter erfasst wird. Der Messgeber 9a kann von einem Hallsensor oder dergleichen gebildet sein, der für die Regelung des Direktantriebs 2 eingesetzt wird. Mit dem zweiten Messgeber 9b wird als zweiter Prozessparameter die Geschwindigkeit des Direktantriebs 2 ermittelt. Beispielsweise kann mit dem zweiten Messgeber 9b die Drehzahl des Direktantriebs 2 ermittelt werden, wobei auch dieser Messgeber 9b für die Regelung des Direktantriebs 2 vorgesehen sein kann. Die von den Messgebern 9a, 9b generierten Messwerte werden in einer Auswerteeinheit 10 ausgewertet, die im vorliegenden Fall in der Steuerung 8 integriert ist. Prinzipiell kann die Auswerteeinheit auch im Direktantrieb 2 integriert sein. Die Auswerteeinheit 10 ist bevorzugt von einem Mikroprozessor gebildet.The direct drive 2 is via a controller 8th controlled. In the direct drive 2 are two transducers as measuring unit 9a . 9b integrated, with the first encoder 9a the motor current of the direct drive 2 for determining the force or the torque of the direct drive 2 is recorded as the first process parameter. The encoder 9a may be formed by a Hall sensor or the like, for the regulation of the direct drive 2 is used. With the second encoder 9b the second process parameter is the speed of the direct drive 2 determined. For example, with the second encoder 9b the speed of the direct drive 2 be determined, and this encoder 9b for the regulation of the direct drive 2 can be provided. The from the encoders 9a . 9b generated measured values are stored in an evaluation unit 10 evaluated in the present case in the controller 8th is integrated. In principle, the evaluation unit can also be used in direct drive 2 be integrated. The evaluation unit 10 is preferably formed by a microprocessor.

2 zeigt den typischen Kraftverlauf bei einem Normalschneiden eines Blechs mit der Exzenterpresse 1 gemäß 1. Dabei ist mit der durchgezogenen Linie der Verlauf der Kraft F in Abhängigkeit des Pressenwinkels in Grad dargestellt. Weiterhin ist mit der gestrichelten Linie der zugehörige winkelabhängige Verlauf des Hubs H des Umformwerkzeugs dargestellt. Ausge hend von der Kraft F=0 steigt die auf das Umformwerkzeugs wirkende Kraft F bei dessen Aufsetzen auf dem Blech zunächst kontinuierlich an. In dem in 2 mit a bezeichneten Bereich des kontinuierlichen Kraftanstiegs findet eine elastische Verformung des Blechs statt. Anschließend beginnt das Blech im Schneidbereich zu fließen. In diesem mit b bezeichneten Bereich wird die Zunahme der Kraft erheblich geringer. Danach erfolgt der Durchbrechvorgang, das Blech reißt durch, die Kraft fällt rasch ab (Bereich c). 2 shows the typical force curve in a normal cutting a sheet with the eccentric press 1 according to 1 , Here, the course of the force F as a function of the press angle is shown in degrees with the solid line. Furthermore, the associated angle-dependent profile of the stroke H of the forming tool is shown with the dashed line. Based on the force F = 0, the force F acting on the forming tool initially increases continuously when it is placed on the sheet. In the in 2 A region of the continuous force increase denoted by a results in an elastic deformation of the sheet. Subsequently, the sheet begins to flow in the cutting area. In this area denoted by b, the increase of the force becomes considerably smaller. Thereafter, the Durchbrechvorgang, the plate breaks through, the force drops quickly (area c).

Im Verlauf der Zeit verschleißt das Umformwerkzeug, wodurch sich der Kraftverlauf gemäß 2 ändert. Mit den Messgebern 9a, 9b des Direktantriebs 2 kann diese Änderung erfasst werden. Hierbei wird der Kraftverlauf über eine Vielzahl von Perioden des periodischen Umformprozesses erfasst, wobei zur Erhöhung der Messgenauigkeit der Kraftverlauf jeweils über eine bestimmte Anzahl von Perioden gemittelt werden kann.Over time, the forming tool wears, resulting in the force curve according to 2 changes. With the encoders 9a . 9b the direct drive 2 This change can be recorded. In this case, the force curve over a plurality of periods of the periodic forming process is detected, wherein to increase the measurement accuracy of the force curve can be averaged over a certain number of periods.

In der Auswerteeinheit 10 erfolgt eine Analyse und Dokumentation der Messwerte, die mit den Messgebern 9a, 9b aufgenommen wurden. Weiterhin können die Messwerte der Messgeber 9a, 9b auch zu einer Optimierung des Umformprozesses verwendet werden. Beispielsweise können für den Betrieb der Exzenterpresse 1 Sollwertbereiche für die Kraft und die Geschwindigkeit des Direktantriebs 2 vorgegeben, wobei bei einem fehlerfreien Betrieb die aktuellen Kraft- und Geschwindigkeitswerte innerhalb der Toleranzbänder bildenden Sollwertbereiche liegen. Liegen die aktuellen Messwerte außerhalb der Sollwertbereiche, so wird in der Auswerteeinheit 10 ein Fehlersignal generiert, welches beispielsweise einen Notstopp der Exzenterpresse 1 auslösen kann. Durch die Erfassung der Änderungen des Kraftverlaufs bedingt durch den Verschleiß des Umformwerkzeugs der Exzenterpresse 1 können die entsprechenden Sollwertbereiche hierzu angepasst werden.In the evaluation unit 10 An analysis and documentation of the measured values are carried out with the encoders 9a . 9b were recorded. Furthermore, the measured values of the encoders 9a . 9b also be used to optimize the forming process. For example, for the operation of the eccentric press 1 Setpoint ranges for the force and speed of the direct drive 2 given a fault-free operation, the current force and speed values are within the tolerance band-forming setpoint ranges. If the current measured values are outside the setpoint ranges, then the evaluation unit will be used 10 generates an error signal, which, for example, an emergency stop the eccentric press 1 can trigger. By detecting the changes in the force curve due to the wear of the forming tool of the eccentric press 1 the corresponding setpoint ranges can be adapted for this purpose.

Ein zweites Beispiel zur Erfassung von den Umformprozessen kennzeichnenden Kenngrößen ist in 3 dargestellt. In 3 ist wiederum der winkel abhängige Kraftverlauf F dargestellt, welcher bei dem mit der Exzenterpresse 1 gemäß 1 durchgeführten Umformprozess nämlich einem Normalschneiden eines Blechs, erhalten wird. Weiterhin ist in 3 die mit dem Messgeber 9b erfasste Geschwindigkeit des Umformwerkzeugs in Abhängigkeit des Pressenwinkels dargestellt.A second example for the detection of characteristic features of the forming processes is in 3 shown. In 3 In turn, the angle-dependent force curve F is shown, which in the case of the eccentric press 1 according to 1 performed forming process namely a normal cutting of a sheet is obtained. Furthermore, in 3 the with the encoder 9b recorded speed of the forming tool as a function of the press angle shown.

Zur Erfassung von Kenngrößen des Umformprozesses wird im vorliegenden Fall eine Mikromodulation der Geschwindigkeit als Prozessparameter des Umformprozesses ausgeführt. Dabei erfolgt die Mikromodulation wie in 3 dargestellt derart, dass über eine Periode des Umformprozesses die Geschwindigkeit von dem ursprünglichen Wert v auf einen reduzierten Wert v'=v-Δv geändert wird, wobei Δv eine Konstante ist. Der Betrag der Geschwindigkeitsänderung Δv ist dabei sehr klein im Verhältnis zum Absolutwert v, so dass der Umformprozess durch diese Änderung zumindest näherungsweise unverändert bleibt. Der sich für die geänderte Geschwindigkeit v' ergebende Kraftverlauf ist in 3 mit F' bezeichnet. Wie aus 3 ersichtlich, weicht der Kraftverlauf von F' vom ursprünglichen Kraftverlauf F nur im Bereich des Fließens des Blechs ab. Aus dem Maß der Abweichung zwischen F und F' in Abhängigkeit der Geschwindigkeit in diesem Bereich können Rückschlüsse auf das Fließverhalten des Blechs während des Schneidvorgangs gezogen werden.To record parameters of the forming process, in the present case, a micro-modulation of the speed is performed as a process parameter of the forming process. The micro-modulation is carried out as in 3 such that over a period of the forming process, the speed is changed from the original value v to a reduced value v '= v-Δv, where Δv is a constant. The amount of the speed change Δv is very small in relation to the absolute value v, so that the forming process remains at least approximately unchanged by this change. The force curve resulting for the changed speed v 'is in 3 denoted by F '. How out 3 As can be seen, the force curve of F 'deviates from the original force curve F only in the region of the flow of the sheet. From the degree of deviation between F and F 'as a function of the speed in this area can draw conclusions about the flow behavior of the sheet during the cutting process who the.

Während bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Geschwindigkeit v mit einem konstanten Wert Δv moduliert wird, kann in einer alternativen, besonders vorteilhaften Ausführungsform ein kontinuierlich variierender Verlauf des modulierten Prozessparameters vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft kann beispielsweise eine sinusförmige Modulation des Prozessparameters, im vorliegenden Fall der Geschwindigkeit, vorgesehen werden. Als Reaktion auf diese Modulation wird wiederum die Kraft F als weiterer Prozessparameter registriert. Vorteilhaft kann hierbei die Kraft F in den Scheitelpunkten der Modulation registriert werden. While at the in 3 In the exemplary embodiment illustrated, the speed v is modulated with a constant value Δv, a continuously varying course of the modulated process parameter can be provided in an alternative, particularly advantageous embodiment. For example, a sinusoidal modulation of the process parameter, in the present case the speed, can be provided with particular advantage. In response to this modulation, in turn, force F is registered as another process parameter. Advantageously, in this case the force F can be registered in the vertices of the modulation.

Generell kann zur Erhöhung der Auflösung der bei der Modulation durchgeführten Messungen bei periodischen Umformprozessen eine Mittelung über mehrere Perioden des Umformprozesses erfolgen. Weiterhin kann die Mittelung über mehrere Perioden der Modulation erfolgen, deren Dauer von der Periodendauer des Umformprozesses verschieden sein kann.As a general rule can increase the dissolution of the performed during the modulation Measurements in periodic forming processes averaging over several Periods of the forming process take place. Furthermore, the averaging over several Periods of modulation take place whose duration depends on the period of the forming process may be different.

11: Exzenterpresseeccentric
22: Direktantriebdirect drive
33: Kupplungclutch
44: Exzenterscheibeeccentric
55: Pleuelstangeconnecting rod
66: Pressenstößelpress ram
77: Stempelstamp
88th: Steuerungcontrol
9a9a: MessgeberTransducers
9b9b: MessgeberTransducers
1010: Auswerteeinheitevaluation

Claims

Method for carrying out a forming process, in which a direct drive ( 2 ) is provided for driving a forming tool and by means of measuring devices integrated in the direct drive temporal courses of the motor current as a measure of the force or the torque of the direct drive ( 2 ) and the speed of the direct drive ( 2 ) are determined as process parameters for detecting and / or monitoring the forming process, wherein micro-modulation of a process parameter is carried out to capture characteristics of the forming process, which at least approximately unchanged leaves the forming process, and the reaction of at least one further process parameter is detected.

Method according to claim 1, characterized in that that for monitoring the forming process is checked, whether the determined process parameters are within specified setpoint ranges lie.

Method according to claim 2, characterized in that that at outside the setpoint ranges lying process parameters an error signal is generated.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that for a periodic forming process, the measured values of the measuring devices over several Periods are averaged.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the measured values determined with the measuring devices are for the documentation of the Forming process can be used.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the measured values determined with the measuring devices are used to optimize the Forming process can be used.

Method according to Claim 6, characterized that on the basis of the measured values determined with the measuring units the Setpoint ranges assigned to process parameters are changed.

Method according to Claim 6, characterized on the basis of the measured values determined with the measuring units Forming process is changed.

Device for carrying out a forming process with a direct drive ( 2 ) for driving a forming tool, with direct drive ( 2 ) integrated measuring devices for determining the time course of the motor current as a measure of the force or the torque of the direct drive ( 2 ) and the speed of the direct drive ( 2 ) as a process parameter for detecting and / or monitoring the forming process, wherein a micro-modulation of a process parameter is performed to capture characteristics of the forming process, which at least approximately unchanged leaves the forming process, and the reaction of at least one further process parameter is detected.

Apparatus according to claim 9, characterized in that for evaluation of the measured values generated in the measuring devices an evaluation unit ( 10 ) is provided.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the evaluation unit ( 10 ) in the direct drive ( 2 ) is integrated.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the evaluation unit ( 10 ) in a direct drive ( 2 ) associated control ( 8th ) in is integrated.

Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that this as an eccentric press ( 1 ) is trained.

Apparatus according to claim 13, characterized in that the forming tool from a press ram ( 6 ) is formed, which via an eccentric shaft from the direct drive ( 2 ) is driven.