DE102010044688A1 - Metal or ceramic powder electric press and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Metall- oder Keramikpulver-Elektropresse oder Pressenwerkzeug einer solchen Presse mit einer Stempeleinrichtung (16), die zum Pressen eines Pulvers und/oder Granulats in einer Matrize (13) mittels zumindest eines Stempels zu einem Pressteil verstellbar ausgestaltet ist, mit zumindest einer Spindeleinrichtung (20), aufweisend eine Spindel (21) und ein Spindelrad (23), wobei die Spindeleinrichtung (20) die Stempeleinrichtung (16) je nach Antriebsrichtung in oder entgegen einer Pressrichtung verstellt, mit zumindest einem Spindelantrieb (22), welcher die Spindel (21) oder das Spindelrad (23) antreibt, und mit einer Steuereinrichtung (C), die nach Einprogrammierung von Steuerparametern als Hub einen ersten Hub oder Probe-Hub mit einem vor Ende des ersten Hubs oder Probe-Hubs unterbrechbaren Bewegungsablauf der Spindeleinrichtung und der Stempeleinrichtung durchführt. Vorteilhaft ist dabei eine manuell betätigbare Steuerkomponente (24, 26), welche in Verbindung mit der Steuereinrichtung (C) ausgelegt oder programmiert ist, bei manueller Betätigung der Steuerkomponente den Hub zumindest abschnittsweise stufenlos oder schrittweise anzusteuern.The invention relates to a metal or ceramic powder electric press or press tool of such a press with a punch device (16) which is designed to be pressable to press a powder and / or granulate in a die (13) by means of at least one punch, with at least one spindle device (20), comprising a spindle (21) and a spindle wheel (23), the spindle device (20) adjusting the stamp device (16) in or against a pressing direction, depending on the drive direction, with at least one spindle drive (22), which drives the spindle (21) or the spindle wheel (23), and with a control device (C) which, after programming control parameters as a stroke, a first stroke or test stroke with a movement sequence which can be interrupted before the end of the first stroke or test stroke Spindle device and the stamp device performs. A manually operable control component (24, 26), which is designed or programmed in connection with the control device (C), is advantageous in that, when the control component is operated manually, the stroke can be controlled at least in sections continuously or step by step.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Metall- oder Keramikpulver-Elektropresse mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. auf ein Steuerverfahren dafür.The invention relates to a metal or ceramic powder electric press with the preamble features of
Zum Herstellen von komplex strukturierten metallischen oder keramischen Teilen, beispielsweise Zahnrädern, ist der Einsatz von Pressen zum Verpressen eines metallischen und/oder keramischen pulverförmigen Materials allgemein bekannt, wie beispielsweise aus
Gattungsfremd bekannt ist aus
Allgemein bekannt ist außerdem durch Präsentation anlässlich der Messe „CERAMITEC 2009” in München, Oktober 2009, ein Konzept einer derartigen Metall- oder Keramikpulver-Elektropresse mit einem Elektroantrieb, wobei zur Übertragung einer Presskraft als Hauptpresskraft ein Spindelantrieb mit Spindelrad und Spindel zwischen einen Elektromotor und eine Stempeleinrichtung geschaltet ist. Damit wird in einer Abfolge von Presszyklen in jedem Zyklus ein Pressteil mit immer gleicher Teilehöhe gepresst. Dazu bewegt die Spindel eine Traverse bzw. obere Stempeleinrichtung mit einem Werkzeug- bzw. Pressstempel, welcher zum Pressen als Stempel in eine mit Pulver gefüllte Matrizenöffnung eintaucht. Die Traverse folgt entsprechend einer vorgegebenen Sollbahn. Realisierbar sind darauf aufbauend auch Anordnungen mit zwei oder mehr Stempeln, die von oberhalb und/oder unterhalb der Matrizenöffnung in diese eingefahren werden, wobei die einzelnen Stempel relativ zueinander mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder Hubstrecken bewegt werden. Die Bewegungsstrecken der einzelnen Stempel und der diese verstellenden Werkzeugkomponenten werden dabei als Achsen bezeichnet.Also well known by presentation on the occasion of "CERAMITEC 2009" in Munich, October 2009, a concept of such a metal or ceramic powder electric press with an electric drive, wherein for transmitting a pressing force as the main pressing force a spindle drive with a spindle wheel and spindle between an electric motor and a stamp device is connected. Thus, in a sequence of pressing cycles in each cycle, a pressing part is pressed with always the same part height. For this purpose, the spindle moves a traverse or upper punch device with a tool or pressing punch, which dips into a powder-filled die opening for pressing as a punch. The traverse follows according to a predetermined nominal path. Based on this, assemblies having two or more punches which are retracted into the die opening from above and / or below the die opening can be realized, wherein the individual punches are moved relative to one another at different speeds and / or stroke distances. The movement distances of the individual punches and these adjusting tool components are referred to as axes.
Zur Vorbereitung eines Maschinen-Steuerprogramms für die Presse und das Werkzeug wird insbesondere bei hydraulischen und mechanischen Pressen in einem ersten Arbeitsschritt eine der Achsenzahl entsprechende Anzahl graphischer Zeichnungen zum Verdeutlichen des erforderlichen Bewegungsablaufs der einzelnen Stempel gegenüber einer Grundebene der Presse oder des Werkzeugs angefertigt. Insbesondere handelt es sich bei den Bewegungsabläufen um Sollbahnen der Stempel oder sonstigen Komponenten einzelner Achsen über der Zeit. Anhand dieser Diagramme bzw. Zeichnungen wird in einem nachfolgenden Schritt eine Programmierung ähnlich einer CNC-Programmierung, wie sie von Werkzeugmaschinen-Programmierungen allgemein bekannt ist, durchgeführt. Nach der Programmierung wird als ein erster Hub oder als ein späterer Pressversuch ein sogenannter Probe-Hub durchgeführt, um festzustellen, ob die Programmierung im Maschinenlesbaren Programmcode korrekt erfolgt ist. Insbesondere aufgrund von Effekten wie einer Stauchung beim Pressen, aber auch aufgrund der komplexen Bewegungsverläufe der einzelnen Achsen bzw. Stempel relativ zueinander, zeigen sich bei diesem ersten Hub oftmals Fehler oder Ungenauigkeiten bei der Programmierung und/oder Justierung. Entsprechend sind Nachkorrekturen bei insbesondere der Programmierung und weitere Probe-Hübe erforderlich. In nachteilhafter Weise macht diese Vorgehensweise manchmal einen Nothalt bei den ersten Probe-Hüben erforderlich. Insbesondere kann es vor allem dann auch zu Werkzeugbrüchen kommen, wenn bei Probe-Hüben mit eingesetzten Stempeln und in die Matrizenöffnung eines solchen Werkzeugs eingefülltem Pulver nicht rechtzeitig ein Nothalt erfolgt.To prepare a machine control program for the press and the tool, in particular in hydraulic and mechanical presses, a number of graphic drawings corresponding to the number of axes is made in a first step in order to clarify the required sequence of movement of the individual punches relative to a base plane of the press or of the tool. In particular, the movement sequences are nominal paths of the punches or other components of individual axles over time. On the basis of these diagrams or drawings, in a subsequent step, a programming similar to a CNC programming, as well known from machine tool programming, is performed. After programming, a so-called probe stroke is performed as a first stroke or as a later pressing trial to determine if programming in the machine readable program code has been done correctly. In particular, due to effects such as a compression during compression, but also due to the complex movement patterns of the individual axes or stamp relative to each other, often show in this first stroke errors or inaccuracies in the programming and / or adjustment. Correspondingly, post-corrections are necessary in particular for programming and further trial strokes. Disadvantageously, this procedure sometimes requires an emergency stop in the first sample strokes. In particular, tool breakages can occur especially when an emergency stop does not occur in good time during trial strokes with inserted punches and powder filled into the die opening of such a tool.
Allgemein bekannt ist auch, ein Steuerprogramm bei einer hydraulischen Presse so zu ablaufen zu lassen, dass bei dem Probe-Hub fest definierte Punkte in Form von für einen Stopp des Bewegungsablaufs vorbestimmter Positionen für einzelne Achsen angefahren werden, um den Probe-Hub über nur einzelne Abschnitte des Bewegungsablaufs durchzuführen.It is also generally known to run a control program in a hydraulic press so that in the sample hub firmly defined points are approached in the form of predetermined positions for individual axes to stop the movement sequence to the sample hub over only a single To perform sections of the movement sequence.
Auch bei derart hoch automatisierten Steuerprogrammen für das Werkzeug verbleibt während des Probe-Hubs jedoch immer noch ein restliches Risiko einer Kollision.Even with such highly automated control programs for the tool, however, there still remains a residual risk of collision during the sample stroke.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Metall- oder Keramikpulver-Elektropresse mit zumindest einer Spindel und ein Steuerverfahren dafür bereitzustellen, welche das Einstellen oder Überprüfen eingestellter Steuerungsparameter auf eine sichere Art und Weise ermöglichen. Insbesondere soll ein erster Hub oder Probe-Hub möglichst gut kontrollierbar durchgeführt werden können.The object of the invention is to provide a metal or ceramic powder electric press with at least one spindle and a control method therefor, which enable the setting or checking of adjusted control parameters in a secure manner. In particular, a first stroke or sample stroke should be able to be carried out as well as possible in a controllable manner.
Diese Aufgabe wird durch eine Metall- oder Keramikpulver-Elektropresse oder durch ein Pressenwerkzeug einer solchen Presse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a metal or ceramic powder electric press or by a press tool of such a press with the features of
Bevorzugt wird demgemäß eine Metall- oder Keramikpulver-Elektropresse oder ein Pressenwerkzeug einer solchen Presse mit einer Stempeleinrichtung, die zum Pressen eines Pulvers und/oder Granulats in einer Matrize mittels zumindest eines Stempels – insbesondere mittels einer Vielzahl in axialer Richtung relativ zueinander verstellbarer Stempel – zu einem Pressteil verstellbar ausgestaltet ist, mit zumindest einer Spindeleinrichtung, welche eine Spindel und ein Spindelrad aufweist, wobei die zumindest eine Spindeleinrichtung die Stempeleinrichtung oder relativ zueinander verstellbaren Komponenten der Stempeleinrichtung je nach Antriebsrichtung in oder entgegen einer Pressrichtung verstellbar ausgebildet ist, mit zumindest einem Spindelantrieb, welcher die Spindel oder das Spindelrad antreibbar angeordnet ist, und mit einer Steuereinrichtung, die ausgestaltet oder programmiert ist, nach Einprogrammierung von Steuerparametern als Hub einen ersten Hub oder Probe-Hub mit einem vor Ende des ersten Hubs oder Probe-Hubs unterbrechbaren Bewegungsablauf der Spindeleinrichtung und der Stempeleinrichtung durchzuführen, und mit einer manuell betätigbaren Steuerkomponente, welche in Verbindung mit der Steuereinrichtung ausgelegt oder programmiert ist, bei manueller Betätigung der Steuerkomponente den Hub zumindest abschnittsweise stufenlos anzusteuern.Accordingly, a metal or ceramic powder electric press or a press tool of such a press is preferred with a stamping device for pressing a powder and / or granules in a die by means of at least one punch - in particular by means of a plurality in the axial direction relative to each other adjustable punch - to a pressing part is configured adjustable with at least one spindle device having a spindle and a spindle wheel, wherein the at least one spindle device, the punch device or relatively adjustable components of the punch device is adjustable depending on the drive direction in or against a pressing direction, with at least one spindle drive, which the spindle or the spindle wheel is arranged to be drivable, and with a control device which is designed or programmed, after programming control parameters as a hub, a first stroke or sample stroke with a front end perform the first stroke or sample stroke interruptible movement of the spindle device and the punch device, and with a manually operable control component, which is designed or programmed in conjunction with the control device to control the stroke at least partially stepless at manual actuation of the control component.
Unter einer stufenlosen Ansteuerung wird insbesondere verstanden, dass der Bewegungsablauf abhängig von der Betätigung der manuell betätigbaren Steuerkomponente kontinuierlich abläuft bzw. gestoppt wird. Insbesondere erfolgt der Bewegungsablauf nicht nur einem Start- oder von einem vordefinierten Stopppunkt zu einem nächsten vordefinierten Stopppunkt.Under a stepless control is understood in particular that the motion sequence is dependent on the operation of the manually actuated control component continuously runs or stopped. In particular, the motion sequence is not just a start or a predefined stop point to a next predefined stop point.
Dass der Hub zumindest abschnittsweise stufenlos anzusteuern ist bedeutet, dass nicht zwingend die gesamte fahrbare Bewegungsstrecke mittels der Handbetätigung angesteuert werden muss. Möglich ist auch, eine automatische Anfahrung eines oder mehrerer vorprogrammierter Punkte mittels der Steuereinrichtung, um dann ab einem solchen Punkt einen Abschnitt der nachfolgenden fahrbaren Bewegungsstrecke oder diese gesamt mittels der Handbetätigung anzusteuern.The fact that the hub is steplessly controlled, at least in sections, means that it is not absolutely necessary to control the entire mobile movement path by means of manual operation. It is also possible, an automatic approach of one or more preprogrammed points by means of the control device, and then to drive from such a point a portion of the subsequent mobile movement path or this total by means of manual operation.
Eine solche manuell betätigbare Steuerkomponente kann dazu auf einfache Art und Weise zum Übertragen eines Impulses oder sonstigen Steuersignals an die Steuereinrichtung ausgestaltet sein.Such a manually operable control component can be designed in a simple manner for transmitting a pulse or other control signal to the control device.
Das Pulver und/oder Granulat besteht dabei zumindest überwiegend aus Metall oder keramischem Material zum Pressen von insbesondere Wergzeugkomponenten, beispielsweise Zahnrädern, Gestängekomponenten und dergleichen. Auch Haushaltswaren sind damit pressbar, z. B. Tassen und Teller.The powder and / or granules consists at least predominantly of metal or ceramic material for pressing in particular tool components, such as gears, linkage components and the like. Household goods are thus pressed, z. B. cups and plates.
Die Stempeleinrichtung kann in einfachster Art aus einem einzigen Stempel bestehen, welcher beim Pressvorgang z. B. eine flache Platte oder eine Schneidklinge presst. Die Stempeleinrichtung kann gemäß bevorzugter Ausgestaltungen aber auch eine Vielzahl von Stempeln aufweisen, welche in einem eigenen Rahmenwerk relativ zueinander unterschiedlich verstellbar angeordnet sind, um beim Pressvorgang z. B. ein Zahnrad mit in Pressrichtung mehreren Höhenstufen zu pressen.The stamp device can consist of a single stamp in the simplest way, which z. B. presses a flat plate or a cutting blade. The stamp device may, according to preferred embodiments, but also have a plurality of punches, which are arranged differently adjustable in a separate framework relative to each other to z. B. to press a gear with several pressing steps in the pressing direction.
Gemäß einer Ausgestaltung bildet eine Motorwelle des Spindelantriebs selber bzw. ein Abschnitt der Motorwelle die Spindel aus. Alternativ sind jedoch auch Ausgestaltungen möglich, bei welchen die Motorwelle z. B. mittels einer stirnseitigen Schraubverbindung oder mittels eines Getriebes mit einer Spindel oder einem Spindelrad gekoppelt ist, um die Spindel oder das Spindelrad in eine Rotation zu versetzen.According to one embodiment, a motor shaft of the spindle drive itself or a portion of the motor shaft forms the spindle. Alternatively, however, embodiments are possible in which the motor shaft z. B. is coupled by means of a front-side screw or by means of a transmission with a spindle or a spindle wheel to enable the spindle or the spindle wheel in a rotation.
Bevorzugt sind die Steuerkomponente und die Steuereinrichtung ausgelegt oder programmiert, bei manueller Betätigung der Steuerkomponente den Hub schrittweise um jeweils zumindest einen Schritt fortzusetzen. Die Steuereinrichtung ist entsprechend auf einfache Art und weise ausgestaltet und/oder programmiert, den Bewegungsablauf nicht nach der Programmvorgabe ununterbrochen, sondern in definierten oder definierbaren Schritten anzusteuern. Im Fall insbesondere einer digitalisierten Ansteuerung ist letztendlich auch ein stufenloser oder quasi-stufenloser Ablauf als eine schrittweiser Ablauf verstehbar, da alle Ansteuerungen zumindest in Teilen der Steuereinrichtung getaktet und somit in zumindest minimalen Abarbeitungsschritten durchgeführt werden. Unter dem Fortsetzen wird dabei eine erneute Bewegungseinleitung unabhängig von der Bewegungsrichtung verstanden. Preferably, the control component and the control device are designed or programmed to continue the stroke step by step by manual actuation of the control component in each case by at least one step. The control device is accordingly configured and / or programmed in a simple manner, not to control the sequence of movements continuously after the program input, but in defined or definable steps. In the case of a digitalized control in particular, a stepless or quasi-continuous sequence is ultimately understandable as a stepwise sequence, since all controls are clocked at least in parts of the control device and thus performed in at least minimal processing steps. Resuming means a new initiation of movement regardless of the direction of movement.
Vorteilhaft kann der Hub bei jedem Schritt einen vorgebbaren oder vorgegebenen räumlichen Versatzbetrag einer räumlichen Strecke einer der Werkzeugkomponenten fortsetzt werden. Alternativ oder kombiniert kann der Hub vorteilhaft bei jedem Schritt einen vorgebbaren oder vorgegebenen zeitlichen Versatzbetrag einer zeitlichen Ablaufdauer fortsetzt werden. Der Hub ist somit je nach Ausgestaltung über ein räumliches oder besonders bevorzugt ein zeitliches Maß definiert.Advantageously, the stroke can be continued at each step a predetermined or predetermined spatial offset amount of a spatial distance of one of the tool components. Alternatively or in combination, the stroke can be advantageously continued at each step a predetermined or predetermined time offset amount of a time expiration period. The stroke is thus defined depending on the embodiment of a spatial or particularly preferably a temporal measure.
Insbesondere kann eine Schrittgröße des Versatzbetrags mittels einer Schrittgröße-Eingabeeinrichtung verstellbar sein. Dies ermöglicht je nach Bedarf mittels einer entsprechenden der Schrittgröße-Eingabeeinrichtung anstelle einer äquidistanten Schrittgröße eine größere oder kleinere Schrittgröße des Versatzbetrags vorzugeben, so dass für kritische Bewegungsstrecken der Werkzeugkomponenten kleine und für unkritische Bewegungsstrecken große Schrittgrößen einstellbar sind. Als Eingabeeinrichtung kann beispielsweise ein mechanisches Stellelement oder eine elektronische Tatstur, z. B. Ziffernblocktastatur, der Steuereinrichtung dienen.In particular, a step size of the offset amount can be adjustable by means of a step size input device. This makes it possible, as required, to specify a larger or smaller step size of the offset amount by means of a corresponding one of the step size input device instead of an equidistant step size, so that small step sizes that are critical for uncritical motion paths can be set for critical movement distances of the tool components. As an input device, for example, a mechanical actuator or an electronic Tatstur, z. B. numeric keypad, serve the controller.
Vorteilhaft ist, wenn die Schrittgröße auch zwischen einzelnen der Schritte verstellbar ist.It is advantageous if the step size is adjustable between individual steps.
Gemäß einer einfachen Ausgestaltung ist die manuell betätigbare Steuerkomponente ein elektrisches oder elektronisches Stellelement, insbesondere ein pro Druck ein Verstell- oder Steuersignal ausgebender elektrischer Taster. Damit kann ein Signal der Steuereinrichtung angelegt werden, welche dann eine gezielte Ansteuerung des Spindelantriebs um z. B. einen derart vordefinierten Schritt veranlasst. Bei jeder Betätigung wird von der Steuereinrichtung eine Bewegung der Werkzeugkomponenten um insbesondere einen einzelnen solchen Schritt veranlasst. Dadurch können die Werkzeugkomponenten je nach Vorgabe der Versatzstellgröße in zeitlichen oder räumlichen Schritten Schritt für Schritt durchfahren werden.According to a simple embodiment, the manually operable control component is an electrical or electronic control element, in particular an electric pushbutton emitting an adjustment or control signal per pressure. Thus, a signal of the controller can be applied, which then a targeted control of the spindle drive to z. B. causes such a predefined step. During each actuation, the control device initiates a movement of the tool components, in particular a single such step. As a result, the tool components can be traversed step by step in temporal or spatial steps, depending on the specification of the offset manipulated variable.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist die manuell betätigbare Steuerkomponente ein mechanisches Stellelement, insbesondere ein Handrad. Alternativ oder in Kombination zu einem derartigen elektrischen oder elektronischen Stellelement können mittels eines Handrads abhängig von dessen Drehbetrag ein Impuls oder mehrere Impulse oder entsprechende Steuersignale an die Steuereinrichtung ausgegeben werden, wobei die Steuereinrichtung dann eine Fortbewegung der verstellbaren Komponenten des Werkzeugs um eine entsprechende Anzahl von Schritten mittels der elektrischen Antriebskomponenten auslöst bzw. ansteuert.According to another embodiment, the manually operable control component is a mechanical adjusting element, in particular a handwheel. Alternatively or in combination with such an electric or electronic control element, a pulse or a plurality of pulses or corresponding control signals can be output to the control device by means of a handwheel, the control device then advancing the adjustable components of the tool by a corresponding number of steps triggers or controls by means of the electric drive components.
Besonders bevorzugt ist, wenn mittels eines über z. B. einen Richtungstaster eingebbaren Richtungssignals eine Umkehr der Verstellbewegung der Werkzeugkomponenten für zumindest den nächsten Schritt auslösbar ist. Im Vergleich zu gattungsfremden hydraulischen Pressen, bei welchen für einen Rückwärtsgang aufwändig Flächen von hydraulischen Zylinder/Kolbenanordnungen umzustellen sind, wobei u. a. Ventile anders zu schalten sind, kann bei einem elektrischen Antrieb durch Umschaltung einer Antriebsrichtung des oder der elektrischen Antriebsmotoren oder Antriebsstellglieder die Verstellrichtung der Werkzeugkomponenten vergleichsweise einfach zu einer Rückwärtsbewegung und anschließend zu einer erneuten Vorwärtsbewegung umgestellt werden. Die Umstellung auf die erneute Vorwärtsbewegung kann je nach Ausgestaltung automatisch bei nicht erfolgender wiederholter Eingabe des Richtungssignals oder bevorzugt erst nach erneuter Eingabe des Richtungssignals erfolgen.It is particularly preferred if by means of a z. B. a direction switch enter direction signal reversing the adjustment of the tool components for at least the next step can be triggered. Compared to non-generic hydraulic presses, in which for a reverse gear consuming surfaces of hydraulic cylinder / piston arrangements are to be changed, where u. a. Valves are to be switched differently, in an electric drive by switching a drive direction of the electric drive motors or drive actuators, the adjustment of the tool components can be relatively easily switched to a backward movement and then to a new forward movement. The changeover to the renewed forward movement can, depending on the embodiment, be carried out automatically when the direction signal is not repeated repeatedly or preferably only after the direction signal has been entered again.
Eine Schrittbewegungsstrecke kann insbesondere innerhalb der gesamten Bewegungsstrecke der Werkzeugkomponenten vorgebbar sein, innerhalb welcher die Bewegung stufenlos, insbesondere schrittweise erfolgt.A step movement distance can in particular be predeterminable within the entire movement distance of the tool components, within which the movement takes place continuously, in particular stepwise.
Eigenständig bevorzugt wird ein Steuerverfahren, das in einer insbesondere derartigen Metall- oder Keramikpulver-Elektropresse oder in einem Pressenwerkzeug einer solchen Presse mit einer Stempeleinrichtung ausgeführt wird, wobei die Metall- oder Keramikpulver-Elektropresse oder das Pressenwerkzeug verstellbar ausgelegt ist zum Pressen eines Pulvers und/oder Granulats in einer Matrize mittels zumindest eines Stempels – insbesondere mittels einer Vielzahl in axialer Richtung relativ zueinander verstellbarer Stempel – zu einem Pressteil mit zumindest einer Spindeleinrichtung, welche eine Spindel und ein Spindelrad aufweist, wobei die zumindest eine Spindeleinrichtung die Stempeleinrichtung oder relativ zueinander verstellbaren Komponenten der Stempeleinrichtung je nach Antriebsrichtung in oder entgegen einer Pressrichtung verstellbar ausgebildet ist, mit zumindest einem Spindelantrieb, welcher die Spindel oder das Spindelrad antreibbar angeordnet ist, und mit einer Steuereinrichtung, die ausgestaltet oder programmiert ist, nach Einprogrammierung von Steuerparametern als Hub einen ersten Hub oder Probe-Hub mit einem vor Ende des ersten Hubs oder Probe-Hubs unterbrechbaren Bewegungsablauf der Spindeleinrichtung und der Stempeleinrichtung durchzuführen, wobei mittels einer manuell betätigbaren Steuerkomponente in Verbindung mit der Steuereinrichtung durch eine manuelle Betätigung der Steuerkomponente der Hub zumindest abschnittsweise stufenlos, insbesondere schrittweise angesteuert und verstellt wird.It is preferred to use a control method which is carried out in a particularly metal or ceramic powder electric press or in a press tool of such a press with a stamping device, wherein the metal or ceramic powder electric press or the press tool is adjustably designed for pressing a powder and / or or granules in a die by means of at least one punch - in particular by means of a plurality in the axial direction relative to each other adjustable punch - to a pressing part with at least one spindle device having a spindle and a spindle wheel, wherein the at least one spindle device, the punch device or relatively adjustable components the stamp device depending on Drive direction is designed to be adjustable in or against a pressing direction, with at least one spindle drive, which is arranged drivable the spindle or the spindle wheel, and with a control device that is designed or programmed, after programming control parameters as a hub stroke or sample stroke with to perform an interruptible before the end of the first stroke or sample stroke movement of the spindle device and the stamp device, wherein at least in sections steplessly controlled and adjusted by means of a manually operable control component in conjunction with the control device by a manual actuation of the control component of the stroke.
Ermöglicht wird somit vorteilhaft insbesondere das Pressen metallischer und/oder keramischer Pressteile, insbesondere Werkzeugkomponenten, aus dem Bereich des Werkzeugbaus mittels einer Presse, deren Haupt-Pressantrieb elektrisch betrieben wird, wobei Presskräfte nicht nur in Kraftbereichen von 50–1500 kN, sondern insbesondere auch von 10.000 kN, 15.000 kN, 20.000 kN oder mehr bei zugleich hohen Hubzahlen erzielbar sind.Thus, in particular, the pressing of metallic and / or ceramic pressed parts, in particular tool components, out of the field of tool construction by means of a press, whose main press drive is electrically operated, is made possible, wherein pressing forces not only in force ranges of 50-1500 kN, but in particular also of 10,000 kN, 15,000 kN, 20,000 kN or more can be achieved with high stroke rates at the same time.
Einsetzbar ist eine derartige Anordnung in Verbindung mit einem einzigen Hauptpressantrieb, um mittels des Spindelantriebs als den jeweiligen Stempeln zugeordneten einzigen Pressantrieb das Pressen durchzuführen. Einsetzbar ist eine derartige Anordnung aber auch innerhalb einer von einem ober- oder unterseitigen Hauptpressantrieb angetriebenen Pressenanordnung zur Verstellung der einzelnen Stempel relativ zueinander. Letztendlich ist auch eine Kombination dieser beiden Konzepte umsetzbar.Such an arrangement can be used in conjunction with a single main press drive in order to carry out the pressing by means of the spindle drive as a single press drive associated with the respective punches. However, such an arrangement can also be used within a press arrangement driven by an upper or lower side main press drive for adjusting the individual punches relative to one another. Ultimately, a combination of these two concepts can be implemented.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Wie aus
Je nach Ausgestaltung können die obere Stempeleinrichtung
Zum Verstellen der oberen Stempeleinrichtung
Der Spindelantrieb
Der Pressensockel
Eine Steuereinrichtung C dient dazu, den Pressantrieb
In der in
Erkennbar ist, dass die einzelnen, relativ zueinander verstellbaren Komponenten insbesondere zu bestimmten vorgegebenen Zeitpunkten hinsichtlich ihres Bewegungszustands geändert werden. Beispielsweise ist der obere der Stempel
Insbesondere während dieser Phase des Pressvorgangs ist vorteilhaft, dass die Steuereinrichtung C in der Lage ist, bei beispielsweise einem Probe-Hub oder ersten Hub nach einer Programmierung nicht nur fest vordefinierte Punkte für einen Zwischenstopp des Bewegungsablaufs ansteuern zu können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird von der Steuereinrichtung C das Spindelantrieb-Steuersignal sp bis zu dem ersten Zeitpunkt tn nach dem Startzeitpunkt t0 an den Spindelantrieb
Die Presse
Das stufenlose bzw. schrittweise Fortschreiten der Bewegung wird vorzugsweise nur bis zu einem Zeitfenster-Endpunkt ti fortgesetzt, wobei zu diesem Zeitpunkt eine besonders kritische Phase des Probe-Hubs abgeschlossen ist. Danach übernimmt die Steuereinrichtung C wieder die weitere Steuerung des Bewegungsablaufs und fährt die relativ zueinander verstellbaren Komponenten entweder kontinuierlich bis zu der Press-Endstellung oder einem Endpunkt des Bewegungsablaufs, wobei gegebenenfalls auch weitere Unterbrechungen des Bewegungsablaufs an vordefinierten Punkten oder für weitere manuell zu fahrende Bewegungsstrecken vorgesehen sein können.The continuously variable or stepwise progression of the movement is preferably continued i only up to a time-window end point t, at which time a particularly critical phase of the sample-stroke is completed. Thereafter, the control device C takes over the further control of the movement sequence and moves the relatively adjustable components either continuously up to the press end position or an end point of the movement, where appropriate, also provided further interruptions of the movement at predefined points or for more manually moving paths could be.
Neben dem Taster
Vorteilhaft ist auch der Einsatz eines Handrades
Die Schrittgröße (tn – tn+1) ist bevorzugt der Abstand zwischen zwei kleinst möglich ansteuerbaren Zeitpunkten tn, tn+1, kann aber vorzugsweise auf eine auch während des manuellen Betriebs wieder verstellbare größere Zeitdauer eingestellt werden. Vorteilhaft ist dafür ein Schrittgrößetaster
Falls ein Probe-Hub manuell durchzuführen ist, wird in einem vierten Schritt S4 eine Eingabe von Daten vorgenommen, welche für die Durchführung des manuellen Probe-Hubs gegebenenfalls erforderlich sind. Neben der Möglichkeit, prinzipiell die gesamte Hubstrecke bzw. den gesamten Pressablauf manuell anzusteuern, wird dabei bevorzugt, wenn nur besonders kritische Bewegungsphasen manuell angesteuert werden. Entsprechend werden der Startzeitpunkt t0, der Versatzbetrag, insbesondere zeitliche Versatzbetrag Δt, der erste Zeitpunkt tn nach dem Startzeitpunkt t0 für den Beginn der manuellen Steuerung und der End-Zeitpunkt tend eingegeben. Gegebenenfalls können auch weitere Zeitpunkte, insbesondere ein Zeitfenster-Endzeitpunkt ti oder eine Pausendauer tp eingegeben werden. Dann startet der Probe-Hub bis zum Erreichen des Zeitfensters, in welchem die manuelle Betätigung durchzuführen ist. Ab dem ersten dieser Zeitpunkte tn wird der Bewegungsablauf gestoppt, bis in einem fünften Schritt S5 des Verfahrens ein nächster Schritt des Bewegungsablaufs bzw. das Ansteuern des nächsten zeitlichen Versatzbetrages nach Empfang eines ersten oder weiteren Steuersignals ss von einer der Steuerkomponenten
In einem bevorzugten weiteren sechsten Schritt S6 wird überprüft, ob ein Not-Stopp erforderlich ist. Falls nein, wird in einem achten Schritt S8 der Bewegungsablauf bis entweder zu einem End-Zeitpunkt tend oder dem nächsten anzusteuernden zeitlichen Versatzbetrag Δt fortgeführt. Falls ein Not-Stopp durchzuführen ist, wird in einem neunten Schritt S9 der Bewegungsablauf unterbrochen. In beiden Fällen wird in einem zehnten Schritt S10 vorzugsweise überprüft, ob eine Korrektureingabe von Steuerparametern für das Steuerprogramm erforderlich ist. Falls ja, wird beispielsweise zu dem ersten Schritt S1 zurückgeschritten, um das Steuerprogramm zu korrigieren. Gegebenenfalls werden alle relativ zueinander verstellbaren Komponenten wieder in ihre ursprüngliche Stellung zurück verfahren. Falls eine Korrektureingabe nicht erforderlich ist, wird in einem elften Schritt S11 überprüft, ob der End-Zeitpunkt tend der Press-Endstellung oder eines Pressablaufs erreicht ist. Falls nein, wird der nächste Schritt gemäß Schritt S5 angefahren, und so von manueller Eingabe zu manueller Eingabe durch den Verfahrensablauf gesteuert. Wenn das Ende erreicht ist, wird der Pressbetrieb in dem zwölften Schritt S12 gestoppt.In a preferred further sixth step S6 it is checked whether an emergency stop is required. If not, in an eighth step S8, the movement sequence is continued until either an end time t end or the next time offset amount Δt to be controlled. If an emergency stop is to be performed, the movement is interrupted in a ninth step S9. In both cases, it is preferably checked in a tenth step S10 whether a correction input of control parameters for the control program is required. If so, for example, the first step S1 is advanced to correct the control program. Optionally, all relatively adjustable components are moved back to their original position. If a correction input is not required, it is checked in an eleventh step S11 whether the final point in time t end of the press end position or of a press sequence has been reached. If not, the next step will be approached in step S5, and thus controlled from manual input to manual input through the process flow. When the end is reached, the pressing operation is stopped in the twelfth step S12.
Umsetzbar sind auch Verfahrensabläufe mit weniger oder mehr als den vorstehend genannten Schritten.Processes with fewer or more than the above-mentioned steps can also be implemented.
Prinzipiell umsetzbar sind auch beliebige Kombinationen der verschiedenen Ausgestaltungen, welche anhand der Ausführungsbeispiele dargestellt sind.In principle, any combinations of the various embodiments, which are illustrated with reference to the embodiments are also feasible.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Presse als Metall- oder Keramikpulver-ElektropressePress as metal or ceramic powder electric press
- 1010
- PressensockelPress base
- 1111
- Führungsstangenguide rods
- 1212
- oberer Pressenrahmenupper press frame
- 13, 1413, 14
- Matrize bzw. MatrizenöffnungDie or die opening
- 15, 15*15, 15 *
- Stempelstamp
- 1616
- obere Stempeleinrichtungupper punch device
- 1717
- Pulverbehälterpowder container
- 2020
- Spindeleinrichtungspindle device
- 2121
- Spindelspindle
- 2222
- Spindelantriebspindle drive
- 2323
- Spindelradspindle wheel
- 2424
- Taster für SteuersignalButton for control signal
- 2525
- Richtungstaster als Taster für RichtungssignalDirectional button as a directional signal button
- 2626
- Handrad als SteuerkomponenteHandwheel as a control component
- 2727
- Schrittgrößetaster als Taster für SchrittgrößeStep size button as a step size button
- CC
- Steuereinrichtungcontrol device
- rr
- Richtung der BewegungDirection of movement
- spsp
- Spindelantrieb-SteuersignalSpindle drive control signal
- ssss
- Steuersignal von SteuerkomponentenControl signal from control components
- S1–S12S1-S12
- Schritte des SteuerverfahrensSteps of the tax procedure
- t, t0t, t0
- Zeit bzw. StartzeitpunktTime or start time
- titi
- ZeitfensterendpunktTime window endpoint
- tn, tn+1 t n, t n + 1
- Zeitpunkte nach t0 Time points after t 0
- (tn – tn+1)(t n - t n + 1)
- Schrittgrößestep size
- tendtend
- End-Zeitpunkt der Pressendstellung oder eines PressablaufsEnd time of the press end position or a press process
- tptp
- Pausendauerbreak time
- x15, x15*x15, x15 *
- Bewegungsbahnen der Stempel VersatzbetragTrajectories of stamp offset amount
- Δh, ΔtΔh, Δt
- räumlicher bzw. zeitlicher VersatzbetragSpatial or temporal offset amount
- ωω
- Rotation des SpindelradsRotation of the spindle wheel
- ΩΩ
- Drehwinkel des HandradsAngle of rotation of the handwheel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 3625420 A1 [0003] DE 3625420 A1 [0003]
- EP 1439949 B1 [0006, 0006] EP 1439949 B1 [0006, 0006]
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