DE102010060627A1 - Forming machine, particularly for cold and hot forming of metal workpieces, such as metal sheets, comprises machine table, which has tool receiving area for lower forming tool and plunger with tool receiving portion - Google Patents

Forming machine, particularly for cold and hot forming of metal workpieces, such as metal sheets, comprises machine table, which has tool receiving area for lower forming tool and plunger with tool receiving portion Download PDF

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Abstract

The forming machine (1) comprises a machine table (2), which has a tool receiving area (3) for a lower forming tool and a plunger (7) with a tool receiving portion (70) for an upper forming tool. The plunger is arranged above the machine table and is movably arranged by a drive unit, particularly by a servo motor against the machine table.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umformmaschine mit Stößelregelung, insbesondere zur Kalt- und Warmumformung von Massivmetallen oder Blechen.The present invention relates to a forming machine with ram control, in particular for cold and hot forming of solid metals or sheets.

Derartige Umformmaschine zur Kalt- und Massivumformung von Massivmetallen oder Blechen sind bekannt und werden in verschiedenen, hier genannten Dokumenten beschrieben.Such forming machine for cold and massive forming of solid metals or sheets are known and are described in various documents mentioned here.

DE 10 2004 009 256 B4 beschreibt eine Presse mit einem Stößel der durch eine Antriebseinrichtung mit Servomotoren in einer Arbeitsrichtung hin und her bewegbar ist, so dass die Presse mit Reversierung der Servomotoren zur Durchführung von Pressenhüben betreibbar ist. Es wird eine Steuereinrichtung beschrieben, die einen Servomotor positionsgeregelt ansteuert. Dazu ist dieser mit einem Positionssensor, z. B. einem Winkelgeber, verbunden, der den Drehwinkel des Exzenters präzise erfasst und entsprechende Signale an die Steuereinrichtung sendet. Diese enthält ein Modul zur Vorgabe einer Weg-Zeit-Kurve des Stößels bzw. entsprechender Drehwinkel/-Zeit-Wertepaare zur Ansteuerung des Servomotors. Diese Vorgabewerte werden einer Regelschleife zugeführt, zu der außer dem Servomotor und dem Positionssensor ein Vergleicher und ein Regelverstärker gehören. Dieser gibt an seinem Ausgang Ansteuersignale für den Servomotor ab. Die Servomotoren sind parallel an diese Ausgangssignale angeschlossen oder über getrennte Verstärkerausgänge mit entsprechenden gleichen Ansteuersignalen versorgt. Sie erzeugen somit das gleiche Drehmoment wie der positionsgeregelte Servomotor, wobei die Synchronität der Servomotoren über ein Getriebe erzwungen wird. DE 10 2004 009 256 B4 describes a press with a plunger which is movable by a drive means with servomotors back and forth in a working direction, so that the press with reversal of the servomotors for performing press strokes is operable. A control device is described which controls a servo motor in position-controlled manner. This is this with a position sensor, z. B. an angle sensor, connected, which precisely detects the rotation angle of the eccentric and transmits corresponding signals to the control device. This contains a module for specifying a path-time curve of the plunger or corresponding rotation angle / time value pairs for controlling the servomotor. These default values are fed to a control loop, which includes a comparator and a control amplifier in addition to the servomotor and the position sensor. This outputs drive signals for the servomotor at its output. The servomotors are connected in parallel to these output signals or supplied via separate amplifier outputs with corresponding same control signals. They thus generate the same torque as the position-controlled servomotor, whereby the synchronicity of the servomotors is forced through a gearbox.

JP 2003 230 996 A beschreibt ein Verfahren zum Betrieb einer Servopresse, durch das eine Positionsabweichung zwischen einem belasteten Pleuel und einem nicht belasteten Pleuel vermieden werden soll. Hierbei wird ein Pleuel als ”master shaft” und die übrigen Pleuel als ”slave shaft” definiert. Während der Bearbeitung wird die Abweichung des ”master shaft” bezüglich einer Zielposition überwacht und an die ”slave shafts” weitergegeben. JP 2003 230 996 A describes a method for operating a servo press, by which a positional deviation between a loaded connecting rod and a non-loaded connecting rod is to be avoided. Here, a connecting rod is defined as a "master shaft" and the remaining connecting rods as a "slave shaft". During machining, the deviation of the "master shaft" with respect to a target position is monitored and passed on to the "slave shafts".

DE 10 2004 051 993 B4 beschreibt eine Umformpresse, deren Antrieb mittels eines Kurbelmechanismus erfolgt, wobei jeder Druckpunkt des Stößels separat angetrieben wird. Der Antrieb der Kurbel erfolgt indirekt von einem frei programmierbaren Servomotor mit zwischenliegendem Getriebe in Form einer Zahnradübersetzung. Mittels der Servomotoren ist für die Bewegung des Stößels eine flexible Weg- und Geschwindigkeitscharakteristik programmierbar, wobei das Übersetzungsverhältnis des Kurbelmechanismus berücksichtigt wird. Position, Drehzahl und Drehmoment der Servomotoren werden mittels einer NC-Steuerung so geregelt, dass die gewünschten Bewegungsabläufe erzielbar sind. DE 10 2004 051 993 B4 describes a forming press, the drive is effected by means of a crank mechanism, each pressure point of the plunger is driven separately. The crank is driven indirectly by a freely programmable servo motor with an intermediate gear in the form of a gear ratio. By means of the servomotors, a flexible travel and speed characteristic is programmable for the movement of the plunger, wherein the gear ratio of the crank mechanism is taken into account. Position, speed and torque of the servo motors are controlled by means of an NC control so that the desired motion sequences can be achieved.

Bekannte Umformmaschinen stellen nur unbefriedigende Lösungen zur Regelung des Stößels zur Verfügung.Known forming machines provide only unsatisfactory solutions for controlling the plunger.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin eine Umformmaschine mit einer verbesserten Stößelregelung Verfügung zu stellen.The object of the invention is now to provide a forming machine with an improved tappet control available.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Umformmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.This object is achieved by a forming machine with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the inventions are indicated by the features of the subclaims.

Die erfindungsgemäße Umformmaschine, insbesondere zur Kalt- und Warmumformung von metallischen Werkstücken, beispielsweise metallischen Blechen, vorzugsweise Servopresse, umfasst wenigstens einen Maschinentisch mit einem Werkzeugaufnahmebereich für wenigstens ein unteres Umformwerkzeug und wenigstens einen Stößel mit einem Werkzeugaufnahmebereich für wenigstens ein oberes Umformwerkzeug, wobei der Stößel oberhalb des Maschinentisches angeordnet ist und mittels einer Antriebseinrichtung, insbesondere mittels wenigstens eines Servomotors, gegen den Maschinentisch bewegbar angeordnet ist, wobei die Antriebseinrichtung für den Stößel wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Pleuel, die in einem oberen Pleuellager mittelbar oder unmittelbar an den Stößel gekoppelt sind umfasst, und wobei eine Regelung der Lage und/oder der Position des Stößels relativ zum Maschinentisch und/oder relativ zu einer horizontalen Ebene vorgesehen ist, wobei jedem der wenigstens zwei Pleuel ein Servomotor, insbesondere über ein Getriebe über welches das jeweilige Pleuel mit dem ihm zugeordneten Servomotor verbunden ist, zugeordnet ist und wobei wenigstens ein, vorzugsweise wenigstens drei, Positionssensoren vorgesehen sind, deren Messwerte der Regelung übergeben werden und eine mittelbare oder unmittelbare Feststellung der Lage oder Position des Stößels relativ zum Maschinentisch erlauben.The forming machine according to the invention, in particular for cold and hot forming of metallic workpieces, for example metal sheets, preferably servo press, comprises at least one machine table with a tool receiving area for at least one lower forming tool and at least one plunger with a tool receiving area for at least one upper forming tool, wherein the plunger above the machine table is arranged and by means of a drive means, in particular by means of at least one servo motor, movably disposed against the machine table, wherein the drive means for the plunger at least two, preferably four, connecting rods which are coupled in an upper connecting rod bearing directly or indirectly to the plunger and wherein a control of the position and / or the position of the plunger is provided relative to the machine table and / or relative to a horizontal plane, wherein each of the at least two connecting rods is a Servomo tor, in particular via a gear via which the respective connecting rod is connected to the servo motor associated therewith, and wherein at least one, preferably at least three, position sensors are provided whose measured values are transferred to the control and an indirect or direct determination of the position or position allow the plunger relative to the machine table.

Durch den unterhalb des Maschinentisches angeordneten Antrieb wird die Verkippungsneigung des Stößels reduziert. Gleichzeitig wird durch eine Regelung der Lage und/oder Position des Stößels relativ zum Maschinentisch und/oder relativ zu einer horizontalen Ebene gewährleistet, dass der Stößel an jedem Punkt eines Arbeitshubs parallel zum Maschinentisch geführt wird. Durch die Kombination dieser beiden Maßnahmen wird eine Verkippung oder ein Schrägstand des Stößels relativ zum Maschinentisch vermieden, was zu einem verbesserten Umformprozesses führt.By arranged below the machine table drive the tilting tendency of the plunger is reduced. At the same time, it is ensured by regulating the position and / or position of the plunger relative to the machine table and / or relative to a horizontal plane, that the plunger is guided parallel to the machine table at each point of a working stroke. The combination of these two measures avoids tilting or slanting of the ram relative to the machine table, resulting in an improved forming process.

Indem jedes Pleuel über einen eigenen Antrieb verfügt, kann die gesamte Kraft eines Servomotors auf einen Pleuel wirken. Since each connecting rod has its own drive, the entire force of a servomotor can act on a connecting rod.

Durch das Vorsehen von Positionssensoren können in einfacher Weise Prozesskenngrößen erfasst werden, die einen direkten Rückschluss auf die Lage und/oder Position des Stößels erlaubt. Durch die Messung von wenigstens drei solcher Kenngrößen wird es möglich durch Interpolation wenigstens näherungsweise die Lage des Stößels relativ zum Maschinentisch zu erfassen.By providing position sensors process parameters can be detected in a simple manner, which allows a direct inference to the position and / or position of the plunger. By measuring at least three such characteristics, it is possible by interpolation at least approximately to detect the position of the plunger relative to the machine table.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umformmaschine kann an wenigstens drei Punkten der Wellenachsen, und/oder der Lager und/oder der Exzenter jeweils wenigstens ein Positionssensor angeordnet ist, mittels dem die jeweilige Ist-Winkelposition der Wellenachsen, und/oder der Lager und/oder der Exzenter erfasst werden.According to a further embodiment of the forming machine according to the invention at least three points of the shaft axes, and / or the bearing and / or the eccentric each at least one position sensor is arranged by means of which the respective actual angular position of the shaft axes, and / or the bearings and / or the eccentric are detected.

Auch durch die Messung der Ist-Winkelpositionen der genannten Komponenten wird in einfacher Weise eine Prozesskenngröße erfasst, die einen direkten Rückschluss auf die Lage und/oder Position des Stößels erlaubt. Durch die Messung von wenigstens drei Winkelpositionen wird es möglich durch Interpolation wenigstens näherungsweise die Lage des Stößels relativ zum Maschinentisch zu erfassen.Also, by measuring the actual angular positions of said components, a process characteristic is detected in a simple manner, which allows a direct inference to the position and / or position of the plunger. By measuring at least three angular positions, it is possible by interpolation at least approximately to detect the position of the plunger relative to the machine table.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umformmaschine werden an wenigstens drei Pleueln und/oder an wenigstens drei Bolzenachsen und/oder an wenigstens drei Führungen und/oder Führungselementen jeweils wenigstens ein Positionssensor angeordnet, der die jeweilige Ist-Vertikalposition der drei Pleueln und/oder der drei Bolzenachsen und/oder der drei Führungen und/oder Führungselementen erfassen kann.In accordance with a further embodiment of the forming machine according to the invention, at least three connecting rods and / or at least three pin axes and / or at least three guides and / or guide elements are arranged in each case at least one position sensor which determines the respective actual vertical position of the three connecting rods and / or the three Bolt axes and / or the three guides and / or guide elements can detect.

Auch auf diese Weise wird eine Prozesskenngröße erfasst, die einen direkten Rückschluss auf die Lage und/oder Position des Stößels erlaubt. Je nach Einbausituation kann die optimale Sensorpositionierung ausgewählt werden.In this way, a process parameter is recorded, which allows a direct inference to the position and / or position of the plunger. Depending on the installation situation, the optimal sensor positioning can be selected.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umformmaschine werden die von den wenigstens drei Positionssensoren erfassten Ist-Winkelpositionen und/oder Ist-Vertikalpositionen mit Soll-Winkelpositionen und/oder Soll-Vertikalpositionen verglichen und bei Vorliegen einer oder mehrerer Abweichungen der Ist-Winkelpositionen und/oder Ist-Vertikalpositionen von den Soll-Winkelpositionen und/oder Soll-Vertikalpositionen ein oder mehrere Servomotoren so angesteuert, dass die eine oder mehreren Abweichungen, vorzugsweise gegen Null, minimiert werden.According to a further embodiment of the forming machine according to the invention, the actual angular positions and / or actual vertical positions detected by the at least three position sensors are compared with desired angular positions and / or desired vertical positions and in the presence of one or more deviations of the actual angular positions and / or actual -Vertikalpositionen of the desired angular positions and / or desired vertical positions one or more servomotors so controlled that the one or more deviations, preferably zero, are minimized.

Durch den Vergleich der Ist-Positionen mit den Soll-Positionen kann erkannt werden, wann und ob der Weg/Zeit-Ablauf des Stößels, bzw. der Punkte an denen die Ist-Positionen erfasst werden, von den Soll-Positionen des idealen Prozessablaufs abweichen. Liegen solche Abweichungen vor können die Servomotoren einzeln oder in Kombination so angesteuert werden, dass die Abweichungen gegen Null gehen, beziehungsweise sich um Null einschwingen.By comparing the actual positions with the desired positions, it can be detected when and if the path / time sequence of the plunger, or of the points at which the actual positions are detected, deviate from the desired positions of the ideal process sequence , If such deviations are present, the servomotors can be controlled individually or in combination in such a way that the deviations approach zero or settle around zero.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umformmaschine sind die Soll-Winkelpositionen und/oder Soll-Vertikalpositionen so definiert, dass bei einer exakten Übereinstimmung der Ist-Winkelpositionen mit den Soll-Winkelpositionen und/oder der Ist-Vertikalpositionen mit den Soll-Vertikalpositionen der Stößel in einer parallelen Lage relativ zum Maschinentisch und/oder zu einer horizontalen Ebene positioniert ist.According to a further embodiment of the forming machine according to the invention, the desired angular positions and / or desired vertical positions are defined such that at an exact match of the actual angular positions with the desired angular positions and / or the actual vertical positions with the desired vertical positions of the plunger in a parallel position is positioned relative to the machine table and / or to a horizontal plane.

So wird in regelungstechnisch einfacher Weise eine Lageregelung des Stößels zur Verfügung gestellt, so dass eine bei den meisten Umformprozessen erwünschte Parallelität von Maschinentisch und Stößel zustande kommt.Thus, a control of the position of the ram is provided in a simple control technology, so that a desired in most forming processes desired parallelism of machine table and ram comes about.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umformmaschine erfolgt die Ansteuerung der Servomotoren durch Vorgabe der Winkelposition der Motorachse und/oder durch Vorgabe eines Phasenversatzes.According to a further embodiment of the forming machine according to the invention, the control of the servo motors by specifying the angular position of the motor axis and / or by specifying a phase offset.

Insbesondere die Vorgabe eines Phasenversatzes ermöglicht eine sehr präzise und zeitnahe Ansteuerung des Servomotors mit einer hohen Auflösung des Verfahrwegs.Specifically, the specification of a phase offset allows a very precise and timely control of the servo motor with a high resolution of the travel.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umformmaschine sind die Positionssensoren berührungslose Sensoren, vorzugsweise optische Sensoren, oder berührende Sensoren, vorzugsweise Messstreifen und/oder Positionsgeber.According to a further embodiment of the forming machine according to the invention, the position sensors are non-contact sensors, preferably optical sensors, or contacting sensors, preferably measuring strips and / or position sensors.

Optische Sensoren weisen eine hohe Auflösung und Genauigkeit auf und sind für den Einsatz in einem industriellen Umfeld gut geeignet. Ist es nicht möglich optische Sensoren einzusetzen, beispielsweise weil durch einen hohen Verschmutzungsgrad die Funktionalität der optischen Sensoren beeinträchtigt würde, ist es möglich berührende Sensoren einzusetzen.Optical sensors have high resolution and accuracy and are well suited for use in an industrial environment. If it is not possible to use optical sensors, for example because the functionality of the optical sensors would be impaired by a high degree of contamination, it is possible to use contact sensors.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umformmaschine sind so viele Positionssensoren vorgesehen, dass durch die von den Positionssensoren zurückgegebenen Ist-Winkelpositionen und/oder Ist-Vertikalpositionen die Ist-Vertikalposition jedes Anlenkungspunktes der Pleuel am Stößel erfasst werden kann.According to a further embodiment of the forming machine according to the invention so many position sensors are provided that can be detected by the returned from the position sensors actual angular positions and / or actual vertical positions, the actual vertical position of each articulation point of the connecting rod on the plunger.

Durch eine solche Anordnung ist es möglich, die Position der aller Anlenkungspunkte und somit aller mittelbar über die Regelung ansteuerbaren Punkte des Stößels zu erfassen. By means of such an arrangement, it is possible to detect the position of all points of articulation and thus of all indirectly controllable via the control points of the plunger.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umformmaschine ist die Regelung eine zeitdiskrete Regelung oder eine zeitkontinuierliche Regelung.According to a further embodiment of the forming machine according to the invention, the control is a time-discrete control or a continuous-time control.

Je nach anlagenbaulichen Vorgaben oder beim jeweiligen Kunden vorhandener Rechnerumgebung kann die Regelung zeitdiskret oder zeitkontinuierlich ausgeführt werden.Depending on the plant design specifications or the respective customer's existing computer environment, the control can be executed time-discretely or continuously.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird.The invention will now be explained in more detail by means of embodiments, reference being made to the accompanying drawings.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Umformmaschine in einer Darstellung von vorne, wobei Komponenten zeichnerisch teilweise freigeschnitten und somit sichtbar sind, 1 shows a forming machine according to the invention in a representation from the front, whereby components are partially cut free and thus visible,

2 Umformmaschine gemäß 1 in einer teilweise geschnittenen Darstellung von der Seite und 2 Forming machine according to 1 in a partially sectioned representation of the page and

3 zeigt beispielhaft eine Regelstrecke für eine Umformmaschine mit einen Servomotor 3 shows an example of a controlled system for a forming machine with a servomotor

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird nun ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umformmaschine erläutertWith reference to the 1 to 3 Now, an embodiment of the forming machine according to the invention will be explained

1 und 2 zeigen eine, insbesondere als Servopresse ausgebildete, Umformmaschine 1, die einen Maschinentisch 2, einen oder zwei Ständer 4 mit einem Querhaupt 5 und einen an dem oder den Ständern 4 und/oder Querhaupt geführten, vertikal bewegbaren Stößel 7 umfasst. 1 and 2 show a, in particular designed as a servo press, forming machine 1 holding a machine table 2 , one or two stands 4 with a crosshead 5 and one on the stand (s) 4 and / or crosshead guided, vertically movable plunger 7 includes.

An einer dem Stößel 7 zugewandten Oberseite des Maschinentischs 2, insbesondere an einer Tischplatte 3, ist eine Werkzeugaufnahme 3 zum Aufnehmen der, nicht dargestellten, unteren Umformwerkzeuge des Maschinentisches 2 vorgesehen. An der dem Maschinentisch 2 zugewandten Unterseite des Stößels 7 ist eine Werkzeugaufnahme 70 zur Aufnahme von, nicht dargestellten, oberen Umformwerkzeugen vorgesehen. Die Werkzeugaufnahmen 3 und 70 können beispielsweise in an sich bekannter Weise ein Raster von Befestigungspositionen aufweisen zum Positionieren der Werkzeuge. Der Bereich zwischen den Werkzeugaufnahmen 3 und 70 von Maschinentisch 2 und Stößel 7 bildet den Arbeitsbereich 6, in dem die Werkzeuge und dann zwischen den Werkzeugen die Werkstücke angeordnet werden können. Während des Umformprozesses insbesondere Pressvorganges bei einer Servopresse, wird der Stößel 7 nach unten bewegt, so dass obere und untere Umformwerkzeuge oder -werkzeughälften mittels der vom Stößel 7 aufgebrachten Umformkraft, insbesondere Presskraft, zusammenwirken und ein zwischen den Umformwerkzeugen befindliches Werkstück entsprechend der geometrischen und maschinentechnischen Gestaltung der Werkzeuge umgeformt wird. Die zum Maschinentisch 2 hin vertikal nach unten gerichtete Arbeitsrichtung oder Umformrichtung des Stößels 7 ist mit einem mit P bezeichneten Pfeil dargestellt und ist bei einer Servopresse die Pressrichtung.At one the pestle 7 facing top of the machine table 2 , in particular on a table top 3 , is a tool holder 3 for receiving the, not shown, lower forming tools of the machine table 2 intended. At the machine table 2 facing bottom of the ram 7 is a tool holder 70 provided for receiving, not shown, upper forming tools. The tool holders 3 and 70 For example, in a manner known per se, they can have a grid of fastening positions for positioning the tools. The area between the tool holders 3 and 70 from machine table 2 and pestles 7 forms the workspace 6 in which the tools and then between the tools the workpieces can be arranged. During the forming process in particular pressing process at a servo press, the plunger is 7 moved down so that upper and lower forming tools or tool halves by means of the plunger 7 applied forming force, in particular pressing force, cooperate and reshaping a workpiece located between the forming tools according to the geometric and mechanical engineering design of the tools. The to the machine table 2 towards vertical downward working direction or forming direction of the plunger 7 is shown with an arrow marked P and is the pressing direction in a servo press.

An dem Querhaupt 5 und/oder dem oder den Ständern 4 sind nun, vorzugsweise vier, vertikale Führungen, insbesondere Führungsschienen oder Führungsnuten, angeordnet oder befestigt, von denen zwei vordere Führungen 45 und 46 an beiden Seiten in 1 gezeigt sind.At the crosshead 5 and / or the stand (s) 4 are now, preferably four, vertical guides, in particular guide rails or guide grooves, arranged or fixed, of which two front guides 45 and 46 on both sides in 1 are shown.

Der Stößel 7 weist entsprechende Führungselemente insbesondere ebenfalls vier Führungselemente, auf, die auf oder in den Führungen an dem oder den Ständern 4 und/oder Querhaupt 5, insbesondere über zwischengeschaltete Wälzlager, vertikal geführt sind. In 1 sind die beiden vorderen Führungselemente gezeigt, das in oder auf der Führung 45 geführte, rechts gezeigte Führungselement 75 und das in oder auf der Führung 46 geführte, links gezeigte Führungselement 76.The pestle 7 has corresponding guide elements in particular also four guide elements, on, on or in the guides on the stand or stands 4 and / or crosshead 5 , in particular via intermediate rolling bearings, are guided vertically. In 1 The two front guide elements are shown in or on the guide 45 Guided guide element shown on the right 75 and that in or on the lead 46 guided guide element shown on the left 76 ,

Der Stößel 7 ist in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform an einer Konsole 9 gehalten, die mit dem Stößel 7 mitbewegt wird und dazu ebenfalls über, vorzugsweise ebenfalls vier, Führungselemente an den vertikalen Führungen geführt ist, von denen in 1 die beiden vorderen Führungselemente 95 an der Führung 45 und 96 an der Führung 46 gezeigt sind. Die Konsole 9 bildet einen im Querschnitt annährend U-förmigen, den Stößel 7 von oben und von der Seite umrahmenden oder umgebenden Zugrahmen mit zwei vertikal verlaufenden Seitenteilen 91 und 92, die seitlich den Stößel 7 umgeben oder einrahmen, und einem die beiden Seitenteile 91 und 92 verbindenden horizontalen Querteil 93, an dem der Stößel 7 über Verbindungselemente (Einstelleinrichtungen) 8 hängend befestigt ist und das somit oberhalb des Stößels 7 angeordnet ist. Konsole 9 und Stößel 7 sind während der Umformbewegung fest miteinander verbunden und werden gemeinsam bewegt unter gemeinsamer linearer vertikaler Führung in den Führungen, z. B. 45 und 46, an Ständer 4 und/oder Querhaupt 5.The pestle 7 is in the preferred embodiment shown on a console 9 held with the pestle 7 is moved along and also about, preferably also four, guide elements is guided on the vertical guides, of which in 1 the two front guide elements 95 at the lead 45 and 96 at the lead 46 are shown. The console 9 forms a cross-sectionally approximately U-shaped, the plunger 7 from above and from the side framing or surrounding draw frame with two vertically extending side panels 91 and 92 , the side of the plunger 7 surround or frame, and one the two side panels 91 and 92 connecting horizontal cross member 93 on which the plunger 7 via connecting elements (adjusting devices) 8th is attached hanging and thus above the plunger 7 is arranged. console 9 and pestles 7 are firmly connected together during the forming movement and are moved together under common linear vertical guidance in the guides, z. B. 45 and 46 , on stand 4 and / or crosshead 5 ,

Für die Umformbewegung des Stößels 7 relativ zum Maschinentisch 2 ist der Stößel 7 von wenigstens zwei, im dargestellten Ausführungsbeispiel vier, Pleueln 11 bis 14 vertikal gegen den Maschinentisch 2 bewegbar. Die Pleuel 11 bis 14 sind mit den Seitenteilen 91 und 92 der Konsole 9, vorzugsweise in deren Eckbereichen, gekoppelt und zwar an Vorderseite und Rückseite des Seitenteils 91 die beiden Pleuel 11 und 14 und an Vorderseite und Rückseite des Seitenteils 92 die Pleuel 12 und 13. Die vier Pleuel 11 bis 14 ziehen somit die Konsole 9 in der Umformbewegung nach unten, d. h. mit Unterstützung durch die Schwerkraft, zum Maschinentisch 2 und drücken die Konsole 9 in der Rückholbewegung wieder nach oben gegen die Schwerkraft. Die Konsole 9 drückt mit ihrem Querteil 93 über die Verbindungselemente 8 bei der Umformbewegung den Stößel 7 vor sich her nach unten und zieht den Stößel 7 in der Rückholbewegung mit nach oben. Dabei nimmt die geführte Konsole 9 selbst als Zugrahmen die Zugkräfte und ggf. auftretende Kippmomente auf und der Stößel 7 kann sich weitgehend querkräftefrei und momentenfrei in seiner linearen Führung an Ständer 4 und/oder Querhaupt 5 bewegen.For the forming movement of the ram 7 relative to the machine table 2 is the pestle 7 of at least two, in the illustrated embodiment four, connecting rods 11 to 14 vertically against the machine table 2 movable. The connecting rods 11 to 14 are with the side panels 91 and 92 the console 9 , preferably in whose corner areas, coupled to the front and back of the side panel 91 the two connecting rods 11 and 14 and on the front and back of the side panel 92 the connecting rods 12 and 13 , The four connecting rods 11 to 14 thus pull the console 9 in the forming movement downwards, ie with the assistance of gravity, to the machine table 2 and press the console 9 in the return movement back up against gravity. The console 9 pushes with her crosspiece 93 over the fasteners 8th during the forming movement the plunger 7 down and pull the plunger 7 in the return movement with upwards. It takes the guided console 9 even as Zugrahmen the tensile forces and possibly occurring tilting moments on and the plunger 7 can be largely free of transverse forces and torque-free in its linear guide on stand 4 and / or crosshead 5 move.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist an einem oberen Pleuelende 11A bis 14A jedes Pleuels 11 bis 14 jeweils ein an dem zugehörigen Seitenteil 91 und 92 der Konsole befestigter Bolzen entlang einer durch den Bolzen laufenden Bolzenachse durch oder in eine Öffnung (das obere „Auge”) im oberen Pleuelende 11A bis 14A gesteckt und darin drehbar gelagert. Zu sehen sind in den 1 und 2 die Bolzen 61, 62 und 64 mit den zugehörigen Bolzenachsen B1, B2 und B4 in den zugehörigen Pleuelenden 11A, 12A und 14A.In the illustrated embodiment is at an upper connecting rod end 11A to 14A every connecting rod 11 to 14 one at the associated side part 91 and 92 bolt fastened to the console along a bolt axis passing through the bolt through or into an opening (the upper "eye") in the upper end of the connecting rod 11A to 14A plugged and stored rotatably therein. You can see them in the 1 and 2 bolts 61 . 62 and 64 with the associated bolt axes B1, B2 and B4 in the associated connecting rod ends 11A . 12A and 14A ,

Die zwei einem Seitenteil 91 oder 92 der Konsole 9 zugeordneten und an ihren oberen Pleuelenden 11A bis 14A damit gekoppelten Pleuel 11 und 14 bzw. 12 und 13 sind an ihren unteren Pleuelenden 11B und 14B bzw. 12B und 13B miteinander über jeweils eine Kurbelwelle (oder: Exzenterwelle) 15 bzw. 16 gekoppelt. Die beiden Pleuel 11 und 14 an einer, in 1 linken, Seite sind durch eine erste Kurbelwelle 15 miteinander verbunden, die um eine Wellenachse A drehbar ist, und die zwei Pleuel 12 und 13 an der anderen Seite sind durch eine zweite Kurbelwelle 16 miteinander verbunden, die um eine Wellenachse B drehbar ist. Die beiden Wellenachsen A und B der Kurbelwellen 15 und 16 sind parallel zueinander und insbesondere auf gleicher Höhe oder in der gleichen horizontalen Ebene angeordnet.The two a side part 91 or 92 the console 9 assigned and at their upper connecting rod ends 11A to 14A coupled with connecting rod 11 and 14 respectively. 12 and 13 are at their lower ends 11B and 14B respectively. 12B and 13B with each other via one crankshaft (or: eccentric shaft) 15 respectively. 16 coupled. The two connecting rods 11 and 14 at one, in 1 Left, side are through a first crankshaft 15 connected to each other, which is rotatable about a shaft axis A, and the two connecting rods 12 and 13 on the other side are through a second crankshaft 16 connected to each other, which is rotatable about a shaft axis B. The two shaft axes A and B of the crankshafts 15 and 16 are arranged parallel to one another and in particular at the same height or in the same horizontal plane.

Die Kurbelwellen 15 und 16 weisen für jedes Pleuel 11 bis 14 ein zugehöriges sich mit der Kurbelwelle 15 oder 16 mitdrehendes Exzenterelement 31 bis 34 auf mit einer Exzenterachse, die parallel und beabstandet zur jeweiligen Wellenachse A bzw. B angeordnet ist. Zu sehen sind in 1 die Exzenterachsen E1 und E2 der Exzenterelemente 31 und 32 und in 2 die Exzenterachsen E1 und E4 der Exzenterelemente 31 und 34.The crankshafts 15 and 16 point for each connecting rod 11 to 14 one associated with the crankshaft 15 or 16 co-rotating eccentric element 31 to 34 on with an eccentric axis, which is arranged parallel to and spaced from the respective shaft axis A and B, respectively. You can see it in 1 the eccentric axes E1 and E2 of the eccentric elements 31 and 32 and in 2 the eccentric axes E1 and E4 of the eccentric elements 31 and 34 ,

Jedes Exzenterelement 31 bis 34 ist an der Kurbelwelle 15 oder 16 in Form eines Armes oder Vorsprungs ausgebildet und umfasst einen Zapfen oder Bolzen, der durch eine Öffnung (das „Auge”) in dem unteren Pleuelende 11B bis 14B des zugehörigen Pleuels 11 bis 14 durchgesteckt und darin drehbar gelagert ist. Die Exzenterachsen, insbesondere E1, E2 und E4 verlaufen durch die Zapfen oder Bolzen der Exzenterelemente, insbesondere 31, 32 und 34.Each eccentric element 31 to 34 is on the crankshaft 15 or 16 formed in the form of an arm or projection and includes a pin or bolt passing through an opening (the "eye") in the lower end of the connecting rod 11B to 14B of the associated connecting rod 11 to 14 inserted and rotatably mounted therein. The eccentric axes, in particular E1, E2 and E4 extend through the pins or bolts of the eccentric elements, in particular 31 . 32 and 34 ,

Bei Drehung der Kurbelwelle 15 bzw. 16 drehen sich die Exzenterelemente 31 bis 34 mit und ihre Exzenterachsen, z. B. E1, E2 und E4, bewegen sich in einer kreisförmigen Rotationsbewegung (Exzenterbewegung) RB um die Wellenachse A bzw. B, wobei der Durchmesser D dieser Rotationsbewegung RB dem doppelten Abstand von Exzenterachse, insbesondere E1, E2 oder E4, zur Wellenachse A oder B entspricht.Upon rotation of the crankshaft 15 respectively. 16 the eccentric elements rotate 31 to 34 with and their eccentric axes, z. B. E1, E2 and E4, move in a circular rotational movement (eccentric movement) RB about the shaft axis A and B, wherein the diameter D of this rotational movement RB twice the distance from the eccentric axis, in particular E1, E2 or E4, to the shaft axis A or B corresponds.

Die Bolzenachsen, insbesondere B1, B2 und B4, der Bolzen, insbesondere 61, 62 und 64, in den oberen Pleuelenden 11A bis 14A und die Exzenterachsen, insbesondere E1, E2 und E4, der Exzenterelemente, insbesondere 31, 32 und 34, verlaufen bevorzugt parallel zueinander und vorzugsweise auch parallel zu den Wellenachsen A und B der Kurbelwellen 15 und 16.The bolt axes, in particular B1, B2 and B4, the bolt, in particular 61 . 62 and 64 , in the upper connecting rod ends 11A to 14A and the eccentric axes, in particular E1, E2 and E4, the eccentric elements, in particular 31 . 32 and 34 , Preferably, parallel to each other and preferably also parallel to the shaft axes A and B of the crankshafts 15 and 16 ,

Die Bolzen an den Seitenteilen 91 und 92 bilden zusammen mit den oberen Pleuelenden 11A bis 14A und deren Öffnungen oder Augen jeweils obere Pleuellager zum Ankoppeln der Pleuel 11 bis 14 an die Konsole 9 und damit an den Stößel 7. Die Exzenterelemente, z. B. 31, 32 und 34, insbesondere deren Bolzen, bilden wiederum zusammen mit den unteren Pleuelenden 11B bis 14B und deren Öffnungen oder Augen jeweils untere Pleuellager, die zum Ankoppeln der Kurbelwelle 15 oder 16 und damit der Servomotoren 21 bis 24 an die zugehörigen Pleuel 11 bis 14 vorgesehen sind. Die oberen und unteren Pleuellager können aber auch auf andere an sich bekannte Weise ausgebildet sein.The bolts on the side panels 91 and 92 form together with the upper connecting rod ends 11A to 14A and their openings or eyes each upper rod bearing for coupling the connecting rod 11 to 14 to the console 9 and thus to the pestle 7 , The eccentric elements, for. B. 31 . 32 and 34 , in particular their bolts, in turn form together with the lower connecting rod ends 11B to 14B and their openings or eyes each lower connecting rod bearings, which are used for coupling the crankshaft 15 or 16 and thus the servomotors 21 to 24 to the associated connecting rods 11 to 14 are provided. However, the upper and lower connecting rod bearings can also be designed in other known manner.

Eine Drehbewegung der Kurbelwelle 15 oder 16 um ihre Wellenachse A oder B führt nun zu einer Exzenterbewegung oder Rotationsbewegung RB der beiden an der Kurbelwelle angebrachten Exzenterelemente, insbesondere 31 und 34 an der Kurbelwelle 15. Die zugehörigen Pleuel 11 und 14 bzw. 12 und 13 folgen dieser Rotationsbewegung RB der Exzenterelemente an ihren unteren Pleuelenden 11A und 14A bzw. 12A und 13A. Die Winkelstellungen der Exzenterelemente, z. B. 31, 32 und 34, unterschiedlicher Pleuel 11 bis 14 sind im Allgemeinen gleich zueinander eingestellt und damit synchronisiert.A rotary motion of the crankshaft 15 or 16 about its shaft axis A or B now leads to an eccentric movement or rotational movement RB of the two attached to the crankshaft eccentric elements, in particular 31 and 34 on the crankshaft 15 , The associated connecting rods 11 and 14 respectively. 12 and 13 follow this rotational movement RB of the eccentric elements at their lower connecting rod ends 11A and 14A respectively. 12A and 13A , The angular positions of the eccentric elements, z. B. 31 . 32 and 34 , different connecting rods 11 to 14 are generally set equal and synchronized with each other.

Infolge der synchronisierten Exzenterbewegungen RB bewegen sich alle Pleuel 11 bis 14 an ihren oberen Pleuelenden 11A bis 14A vertikal in einer mit VB bezeichneten Vertikalbewegung linear synchron nach oben oder unten und bewegen somit die an den vier oberen Pleuellagern angekoppelte Konsole 9 und den daran angekoppelten Stößel 7 linear in dessen Umformrichtung P nach unten und dann wieder entgegengesetzt dazu nach oben.Due to the synchronized eccentric movements RB all connecting rods move 11 to 14 at their upper connecting rod ends 11A to 14A vertically in a vertical movement labeled VB linear synchronously up or down, thus moving the console coupled to the four upper connecting rod bearings 9 and the plunger connected thereto 7 linear in the forming direction P down and then again opposite to it upwards.

Gemäß 1 ist an jeder der Bolzenachsen B1 bis B4 ein Positionssensor 97, 98 vorgesehen, über welche die Ist-Vertikalposition der Bolzenachsen detektiert wird. Alternativ oder zusätzlich können auch Positionssensoren an den Bolzenachsen, den Exzenterachsen E1 bis E4 oder den Wellenachsen A, B vorgesehen sein, welche die jeweilige Ist-Vertikalposition oder Ist-Winkelposition detektieren.According to 1 At each of the bolt axes B1 to B4 is a position sensor 97 . 98 provided, via which the actual vertical position of the bolt axes is detected. Alternatively or additionally, position sensors can also be provided on the pin axes, the eccentric axes E1 to E4 or the shaft axes A, B, which detect the respective actual vertical position or actual angular position.

Die Bolzenachsen B1 bis B4 definieren die Anlenkungspunkte der Pleuel am Stößel. Aufgrund der Wirkverbindung Stößel 7, Bolzenachse B1 bis B4, Pleuel 11, Exzenterachse E1 bis E4, Wellenachse A, B, Lager 17, 18 und Maschinentisch 2, befindet sich der Stößel 7 stets in einer parallelen Lage relativ zum Maschinentisch 2, wenn die Exzenterbewegungen RB und die Vertikalbewegung VB synchron ablaufen und der Stößel 7 sich zu Beginn der Bewegungen bereits in einer parallelen Lage positioniert war.The bolt axes B1 to B4 define the articulation points of the connecting rods on the plunger. Due to the operative connection plunger 7 , Bolt axis B1 to B4, connecting rod 11 , Eccentric axis E1 to E4, shaft axis A, B, bearing 17 . 18 and machine table 2 , is the ram 7 always in a parallel position relative to the machine table 2 when the eccentric movements RB and the vertical movement VB are synchronized and the plunger 7 was already positioned in a parallel position at the beginning of the movements.

Solange diese Bedingungen erfüllt sind, ist die Ist-Vertikalposition aller Bolzenachsen B1 bis B4 identisch. Der Maschinentisch 2 selbst befindet sich im Normalfall in einer Lage parallel zu einer horizontalen Ebene. Befindet sich wenigstens eine Bolzenachse B1 bis B4 in einer Ist-Vertikalposition verschieden zu den Ist-Vertikalpositionen der anderen Bolzenachsen, so befindet sich der Stößel 7 in einer nicht parallelen Lage relativ zum Maschinentisch 2. Üblicherweise ist es gewünscht eine Lage des Stößels 7 parallel zum Maschinentisch 2 während des gesamten Umformprozesses zu gewährleisten. Unter Umständen kann es aber auch gewünscht sein eine gezielte Abweichung der Lage des Stößels 7 von einer zur horizontalen Lage parallelen Lage einzustellen.As long as these conditions are met, the actual vertical position of all pin axes B1 to B4 is identical. The machine table 2 itself is normally in a position parallel to a horizontal plane. If at least one pin axis B1 to B4 is different in an actual vertical position from the actual vertical positions of the other pin axes, the plunger is located 7 in a non-parallel position relative to the machine table 2 , Usually, it is desired a position of the plunger 7 parallel to the machine table 2 throughout the forming process. Under certain circumstances, it may also be desired a specific deviation of the position of the plunger 7 from a position parallel to the horizontal position.

Die Lage des Stößels 7 wird ermittelt indem die Werte der Ist-Vertikalpositionen der Bolzenachsen B1 bis B4, die von den vorhandenen Positionssensoren 97, 98 zurückgegeben werden, interpoliert werden. Da geometrisch eine Ebene wenigstens durch drei Punkte definiert ist, sind zur näherungsweisen Bestimmung einer der Lage des Stößels 7 entsprechenden Ebene aus den Messwerten der Positionssensoren 97, 98 wenigstens die Messwerte von drei Positionssensoren erforderlich.The location of the pestle 7 is determined by the values of the actual vertical positions of the bolt axes B1 to B4, that of the existing position sensors 97 . 98 be returned, interpolated. Since one plane is defined geometrically by at least three points, one of the positions of the tappet is used for approximate determination 7 corresponding level from the measured values of the position sensors 97 . 98 at least the measurements of three position sensors required.

Die sich ergebenden Werte der Ist-Vertikalpositionen der Bolzenachsen B1 bis B4 und/oder die bereits durch Interpolation errechnete Lage der den Stößel 7 repräsentierenden Ebene werden der Regelung 100 zur Verfügung gestellt, mit sich aus den Soll-Vertikalpositionen der Bolzenachsen B1 bis B4 oder der Soll-Lage des Stößels 7 verglichen und gegebenenfalls nachgestellt.The resulting values of the actual vertical positions of the pin axes B1 to B4 and / or the already calculated by interpolation position of the plunger 7 representative level will be the scheme 100 provided with, from the target vertical positions of the bolt axes B1 to B4 or the desired position of the plunger 7 compared and adjusted if necessary.

Die Positionssensoren können außer an den Bolzenachsen B1 bis B4 oder den Exzenterachsen E1 bis E4 auch am Stößel 7 selbst, an den Führungen 45, bzw. den Führungselementen 75, 76 angeordnet sein um Vertikalpositionen zu messen. Alternativ oder zusätzlich können Positionssensoren an den Wellenachsen A, B, den Übersetzungsgetrieben 51 bis 54 oder den Servomotoren 21 bis 24 vorgesehen sein und Winkelstellungen dieser Komponenten messen. Über einfache geometrische Beziehungen kann aus diesen die Lage und/oder Vertikalposition des Stößels ermittelt werden.The position sensors can except on the pin axes B1 to B4 or the eccentric axes E1 to E4 on the plunger 7 even, at the guides 45 , or the guide elements 75 . 76 be arranged to measure vertical positions. Alternatively or additionally, position sensors on the shaft axes A, B, the transmission gears 51 to 54 or the servomotors 21 to 24 be provided and measure angular positions of these components. Simple geometric relationships can be used to determine the position and / or vertical position of the plunger from these.

3 zeigt das Blockschaltbild eines beispielhaften Regelkreises für die Regelung 100 mit einem Regler und einer Regelstrecke zur Regelung einer Regelgröße y auf einen bestimmten Wert. Die Regelgröße y ist beispielsweise die Ist-Vertikalposition der Bolzenachsen B1 bis B4. Ziel der Regelung ist es, die Regelgröße y, in diesem Fall der Ist-Vertikalposition der Bolzenachsen B1 bis B4, mit der Führungsgröße w, in diesem Fall der Soll-Position der Bolzenachsen B1 bis B4, abzugleichen und, entsprechend der Beziehung e = w – y, die Abweichung e zu minimieren, bzw. zu eliminieren. 3 shows the block diagram of an exemplary control loop for the control 100 with a controller and a controlled system for controlling a controlled variable y to a specific value. The controlled variable y is, for example, the actual vertical position of the bolt axes B1 to B4. The aim of the control is to adjust the controlled variable y, in this case the actual vertical position of the bolt axes B1 to B4, with the reference variable w, in this case the target position of the bolt axes B1 to B4, and, according to the relationship e = w - y, to minimize the deviation e, or to eliminate.

Tritt eine Störgröße d, wie z. B. unvorhergesehene Kräfte während des Umformprozesses, auf und wirkt auf die Regelstrecke ein, so hat dies Auswirkungen auf die Parallelität des Stößels 7 relativ zum Maschinentisch 2. Daraus resultiert das wenigstens eine Ist-Vertikalposition der Bolzenachsen B1 bis B4 der Soll-Vertikalposition also der Führungsgröße w abweicht. Durch die vorgesehene Positionsmessung wird erkannt, dass die Regelgröße y von der Führungsgröße w abweicht. Entsprechend der Regelabweichung e wird mit Hilfe eines geeigneten Reglers die Stellgröße u, z. B. die Winkelposition der Motorachse des Servomotors 12 oder der Phasenversatz des Servomotors 12, eingestellt und so die Abweichung e ausgeregelt.Occurs a disturbance d, such. As unforeseen forces during the forming process, and acts on the controlled system, this has an effect on the parallelism of the plunger 7 relative to the machine table 2 , As a result, at least one actual vertical position of the pin axes B1 to B4 of the desired vertical position deviates from the reference variable w. The intended position measurement detects that the controlled variable y deviates from the reference variable w. According to the control deviation e, the manipulated variable u, z. B. the angular position of the motor axis of the servomotor 12 or the phase offset of the servomotor 12 , adjusted and so the deviation e corrected.

Somit werden die Servomotoren 12 selbst als Stellglieder verwendet, indem man vertikale Ist-Positionen bestimmter Komponenten oder des Stößels 7 durch verschiedene Winkelpositionen oder Phasenversatz der Motoren einstellt.Thus the servomotors become 12 itself used as actuators by taking vertical actual positions of certain components or the plunger 7 through various angular positions or phase offset of the motors.

Zum Messen der Lage des Stößels 7 im Raum können unterschiedliche Messsysteme wie Lasermesssysteme oder auch Messstreifen oder Positionsgeber vorgesehen sein. Bei unsymmetrischen Werkstücken können am Werkstück unterschiedliche Umformkräfte auftreten, wodurch der Maschinentisch 2 an verschiedenen Stellen jeweils unterschiedlich belastet wird. Dies hat zur Folge, dass an den Pleueln 10 bis 14 unterschiedlich große Dehnungen entstehen. Um diese zu kompensieren, müssen die Exzenter 31 bis 34 mit unterschiedlichen Winkelpositionen betrieben werden, woraus sich unterschiedliche Drehmomente an den Servomotoren 21 bis 24 ergeben. Auch dies lässt sich mit Hilfe der Regelung 100 realisieren.To measure the position of the plunger 7 Different measuring systems such as laser measuring systems or measuring strips or position sensors can be provided in the room. In the case of asymmetrical workpieces, different forming forces can occur on the workpiece, as a result of which the machine table 2 is charged differently at different locations. This has the consequence that on the connecting rods 10 to 14 different sized strains arise. To compensate for this, the eccentric need 31 to 34 be operated with different angular positions, resulting in different torques on the servo motors 21 to 24 result. Again, this can be done with the help of the scheme 100 realize.

Die Regelung 100 kann in einer Kontrolleinrichtung 20 der Umformmaschine 1 implementiert und so in zweckdienlicher Weise mit der Umformmaschine 1 verbunden sind.The regulation 100 can be in a control facility 20 the forming machine 1 implements and so conveniently with the forming machine 1 are connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Umformmaschineforming machine
22
Maschinentischmachine table
33
Tischplattetabletop
44
Ständerstand
55
Querhauptcrosshead
66
ArbeitsbereichWorkspace
77
Stößeltappet
88th
Verbindungselementefasteners
99
Konsoleconsole
1010
Gewichtsausgleichcounterbalance
11 bis 1411 to 14
Pleuelpleuel
11A bis 14A11A to 14A
oberes Pleuelendeupper end of the connecting rod
11B bis 14B11B to 14B
unteres Pleuelendelower end of the connecting rod
15, 1615, 16
Kurbelwellecrankshaft
1717
InnenlagerBottom Bracket
1818
Außenlagerexternal storage
1919
Kupplungclutch
2020
Kontrolleinrichtungcontrol device
21 bis 2421 to 24
Servomotorservomotor
2525
Eingabeeinheitinput unit
31, 32, 3431, 32, 34
Exzentereccentric
45, 4645, 46
Führungguide
51 bis 5451 to 54
Übersetzungsgetriebeup gear
61, 62, 6461, 62, 64
Bolzenbolt
7070
Werkzeugaufnahmetool holder
75, 7675, 76
Führungselementguide element
91, 9291, 92
Seitenteilside panel
9393
Querteilcross section
95, 9695, 96
Führungselementguide element
97, 9897, 98
Positionssensorenposition sensors
100100
Regelungregulation
A, BA, B
Wellenachseshaft axis
B1 bis B4B1 to B4
Bolzenachsepin axis
E1 bis E1E1 to E1
Exzenterachseeccentric
PP
Pressrichtungpressing direction
SS
Symmetrieebeneplane of symmetry
RBRB
Rotationsbewegungrotational motion
VBVB
Vertikalbewegungvertical movement
ww
Führungsgrößecommand variable
yy
Regelgrößecontrolled variable
ee
Abweichungdeviation
dd
Störgrößedisturbance
uu
Stellgrößemanipulated variable

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004009256 B4 [0003] DE 102004009256 B4 [0003]
  • JP 2003230996 A [0004] JP 2003230996 A [0004]
  • DE 102004051993 B4 [0005] DE 102004051993 B4 [0005]

Claims (9)

Umformmaschine (1), insbesondere zur Kalt- und Warmumformung von metallischen Werkstücken, beispielsweise metallischen Blechen, vorzugsweise Servopresse, umfassend wenigstens einen Maschinentisch (2) mit einem Werkzeugaufnahmebereich (3) für wenigstens ein unteres Umformwerkzeug und wenigstens einen Stößel (7) mit einem Werkzeugaufnahmebereich (70) für wenigstens ein oberes Umformwerkzeug, wobei der Stößel (7) oberhalb des Maschinentisches (2) angeordnet ist und mittels einer Antriebseinrichtung, insbesondere mittels wenigstens eines Servomotors, gegen den Maschinentisch bewegbar angeordnet ist, wobei die Antriebseinrichtung für den Stößel (7) wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Pleuel (11 bis 14), die in einem oberen Pleuellager mittelbar oder unmittelbar an den Stößel (7) gekoppelt sind umfasst, und wobei eine Regelung (19) der Lage und/oder der Position des Stößels (7) relativ zum Maschinentisch und/oder relativ zu einer horizontalen Ebene vorgesehen ist, wobei jedem der wenigstens zwei Pleuel (11) ein Servomotor (12), insbesondere über ein Getriebe über welches das jeweilige Pleuel (11) mit dem ihm zugeordneten Servomotor (12) verbunden ist, zugeordnet ist und wobei wenigstens ein, vorzugsweise wenigstens drei, Positionssensoren vorgesehen sind, deren Messwerte der Regelung übergeben werden und eine mittelbare oder unmittelbare Feststellung der Lage oder Position des Stößels (7) relativ zum Maschinentisch (2) erlauben.Forming machine ( 1 ), in particular for cold and hot forming of metallic workpieces, for example metallic sheets, preferably servo press, comprising at least one machine table ( 2 ) with a tool receiving area ( 3 ) for at least one lower forming tool and at least one plunger ( 7 ) with a tool receiving area ( 70 ) for at least one upper forming tool, wherein the plunger ( 7 ) above the machine table ( 2 ) is arranged and by means of a drive device, in particular by means of at least one servomotor, is arranged movable against the machine table, wherein the drive means for the plunger ( 7 ) at least two, preferably four, connecting rods ( 11 to 14 ), which in an upper connecting rod bearing directly or indirectly to the plunger ( 7 ), and wherein a regulation ( 19 ) the position and / or the position of the plunger ( 7 ) is provided relative to the machine table and / or relative to a horizontal plane, wherein each of the at least two connecting rods ( 11 ) a servomotor ( 12 ), in particular via a transmission via which the respective connecting rod ( 11 ) with its associated servo motor ( 12 ) and wherein at least one, preferably at least three, position sensors are provided whose measured values are passed to the control and an indirect or direct determination of the position or position of the plunger ( 7 ) relative to the machine table ( 2 ) allow. Umformmaschine nach Anspruch 1, wobei an wenigstens drei Punkten der Wellenachsen (A, B), und/oder der Lager 17, 18 und/oder der Exzenter (31 bis 34) jeweils wenigstens ein Positionssensor (18) angeordnet ist, der die jeweilige Ist-Winkelposition der Wellenachsen (A, B), und/oder der Lager 17, 18 und/oder der Exzenter (31 bis 34) erfassen kann.Forming machine according to claim 1, wherein at least three points of the shaft axes (A, B), and / or the bearing 17 . 18 and / or the eccentric ( 31 to 34 ) at least one position sensor ( 18 ), which is the respective actual angular position of the shaft axes (A, B), and / or the bearing 17 . 18 and / or the eccentric ( 31 to 34 ). Umformmaschine nach Anspruch 1, wobei an wenigstens drei Pleueln (11 bis 14) und/oder an wenigstens drei Bolzenachsen (B1 bis B4) und/oder an wenigstens drei Führungen (45, 46) und/oder Führungselementen (75, 76) jeweils wenigstens ein Positionssensor (18) angeordnet ist, der die jeweilige Ist-Vertikalposition der drei Pleueln (11 bis 14) und/oder der drei Bolzenachsen (B1 bis B4) und/oder der drei Führungen (45, 46) und/oder Führungselementen (75, 76) erfassen kann.Forming machine according to claim 1, wherein at least three connecting rods ( 11 to 14 ) and / or at least three bolt axes (B1 to B4) and / or at least three guides ( 45 . 46 ) and / or guiding elements ( 75 . 76 ) at least one position sensor ( 18 ) is arranged, which the respective actual vertical position of the three connecting rods ( 11 to 14 ) and / or the three bolt axes (B1 to B4) and / or the three guides ( 45 . 46 ) and / or guiding elements ( 75 . 76 ). Umformmaschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei die von den wenigstens drei Positionssensoren (18) erfassten Ist-Winkelpositionen und/oder Ist-Vertikalpositionen mit Soll-Winkelpositionen und/oder Soll-Vertikalpositionen verglichen werden und bei Vorliegen einer oder mehrerer Abweichungen der Ist-Winkelpositionen und/oder Ist-Vertikalpositionen von den Soll-Winkelpositionen und/oder Soll-Vertikalpositionen ein oder mehrere Servomotoren (12) so angesteuert werden, dass die eine oder mehrere Abweichungen, vorzugsweise gegen Null, minimiert werden.Forming machine according to claim 2 or 3, wherein the of the at least three position sensors ( 18 ) are compared with target angular positions and / or desired vertical positions and in the presence of one or more deviations of the actual angular positions and / or actual vertical positions from the desired angular positions and / or target positions. Vertical positions one or more servomotors ( 12 ) are controlled so that the one or more deviations, preferably to zero, are minimized. Umformmaschine nach Anspruch 4, wobei die Soll-Winkelpositionen und/oder Soll-Vertikalpositionen so definiert sind, dass bei einer exakten Übereinstimmung der Ist-Winkelpositionen mit den Soll-Winkelpositionen und/oder der Ist-Vertikalpositionen mit den Soll-Vertikalpositionen der Stößel (7) in einer parallelen Lage relativ zum Maschinentisch (2) und/oder relativ zu einer horizontalen Ebene positioniert ist.Forming machine according to claim 4, wherein the desired angular positions and / or desired vertical positions are defined such that, when the actual angular positions coincide exactly with the desired angular positions and / or the actual vertical positions with the desired vertical positions of the tappets (FIG. 7 ) in a parallel position relative to the machine table ( 2 ) and / or positioned relative to a horizontal plane. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansteuerung der Servomotoren (12) durch Vorgabe der Winkelposition der Motorachse und/oder durch Vorgabe eines Phasenversatzes erfolgt.Forming machine according to one of the preceding claims, wherein the control of the servomotors ( 12 ) by specifying the angular position of the motor axis and / or by specifying a phase offset. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positionssensoren (18) berührungslose Sensoren, vorzugsweise optische Sensoren, oder berührende Sensoren, vorzugsweise Messstreifen und/oder Positionsgeber, sind.Forming machine according to one of the preceding claims, wherein the position sensors ( 18 ) non-contact sensors, preferably optical sensors, or contacting sensors, preferably measuring strips and / or position sensors are. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei so viele Positionssensoren (18) vorgesehen sind, so dass durch die von den Positionssensoren (18) zurückgegebenen Ist-Winkelpositionen und/oder Ist-Vertikalpositionen die Ist-Vertikalposition jedes Anlenkungspunktes der Pleuel (11) am Stößel (7) erfasst werden kann.Forming machine according to one of the preceding claims, wherein so many position sensors ( 18 ) are provided so that by the of the position sensors ( 18 ) returned actual angular positions and / or actual vertical positions, the actual vertical position of each articulation point of the connecting rod ( 11 ) on the plunger ( 7 ) can be detected. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regelung (19) eine zeitdiskrete Regelung oder eine zeitkontinuierliche Regelung ist.Forming machine according to one of the preceding claims, wherein the regulation ( 19 ) is a time-discrete control or a continuous-time control.
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