DE102017215395B4 - Verfahren zum Betreiben einer Umformpresse - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Umformpresse (100), welche eine Mehrzahl von Pressenkomponenten und eine Mehrzahl von Werkzeugkomponenten aufweist, aufweisend die folgenden Schritte:- Bereitstellen einer Umformpresse (100), welche mindestens einen Kraftsensor (16) und mindestens einen Kraftaktor (17) aufweist, die jeweils in einer Pressen- und/oder Werkzeugkomponente angeordnet sind,- Durchführen einer Umformsimulation (18), welche ein elastisches Verhalten von Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten berücksichtigt,- Ermittlung von Soll-Werten (21) von Kräften, die auf zumindest eine Pressen- und/oder Werkzeugkomponente wirken, mittels der Umformsimulation (18), und- Durchführen eines Umformprozesses (19) mittels der Umformpresse (100), wobei während des Umformprozesses (19) Ist-Werte (20) von Kräften, die auf die Pressen- und/oder Werkzeugkomponente wirken, mittels des Kraftsensors (16) gemessen werden, und der Kraftaktor (17) über einen Regelkreis (22) derart angesteuert wird, dass die Ist-Werte (20) den Soll-Werten (21) aus der Umformsimulation (18) entsprechen.

Description

  • Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Umformpresse angegeben.
  • Für die Herstellung von Blechteilen für Fahrzeugkarosserien mittels Kaltumformen werden Produktionsprozesse bestehend aus mehreren Operationen betrieben. Bei der ersten formgebenden Operation handelt es sich üblicherweise um die Ziehstufe. Das für die Ziehstufe verwendete Umformwerkzeug besteht üblicherweise aus Matrize, Stempel und Blechhalter. Zusätzliche Komponenten wie Oberkasten und Unterkasten oder Schieber, Einsätze etc. können ebenfalls im Umformwerkzeug enthalten sein. Sind im Umformwerkzeug Kästen enthalten, so ist üblicherweise der Oberkasten mit der Matrize und der Unterkasten mit dem Stempel fest verbunden. Auf der Unterseite des Blechhalters befinden sich Unterluftbolzen die mit dem Blechhalter fest verbunden sind.
  • Das Umformwerkzeug wird in einer dafür vorgesehenen Umformpresse betrieben. Hierbei wird die Matrize bzw. der Oberkasten am Stößel befestigt. Stempel bzw. Unterkasten werden an der Tischplatte befestigt. Der Blechhalter steht mit den Unterluftbolzen auf den Pressenpinolen, welche wiederum auf dem Druckkasten stehen. Der Druckkasten steht auf Hydraulikzylindern und ist mit ihnen fest verbunden. Die Anzahl an Hydraulikzylindern kann je nach Presse variieren. Das umzuformende Blech liegt am Blechhalter auf. Zwischen Blechhalter und Matrize können sich ein oder mehrere Ziehhilfen befinden, um den Spalt zwischen den beiden Werkzeugkomponenten zu beeinflussen. Der Stößel bewegt sich während des Umformvorganges vertikal nach unten und verdrängt hierbei das Gesamtsystem bestehend aus Blechhalter, Pressenpinolen und Druckkasten. Die Hydraulikzylinder üben hierbei eine Gegenkraft aus, welche über den Druckkasten in die Pressenpinolen und Unterluftbolzen in den Blechhalter geleitet wird. Dieses Verfahren wird in der Druckschrift DE 199 543 10A1 beschrieben.
  • Bei dieser Operation hängen Eigenschaften und Qualität der umgeformten Bauteile ganz wesentlich vom Materialfluss des Blechs ab, welcher im Kontaktbereich zwischen Matrize und Blechhalter stattfindet. Der Materialfluss wird hierbei maßgeblich von der Druckverteilung zwischen Blech und Blechhalter beeinflusst.
  • Die Druckverteilung zwischen Blech und Blechhalter wird im weiter oben beschriebenen Prozess durch die Krafteinleitung der Hydraulikzylinder in den Blechhalter sowie durch die Distanzierung mittels Ziehhilfen erzeugt. Es ist erstrebenswert die Druckverteilung zwischen Blechhalter und Blech nicht nur vor sondern auch während des Umformprozesses einzustellen, um ein optimales Umformergebnis zu erzielen.
  • Eine Möglichkeit besteht darin, die Druckverteilung über die Hydraulikzylinder zu beeinflussen. Ein Verfahren, welches die Manipulation der Hydraulikzylinder zur Variation der Druckverteilung zwischen Blech und Blechhalter teilweise nutzt, wird in der Druckschrift DE 199 543 10 A1 beschrieben. Dabei wird eine Variation der Druckverteilung zwischen Blech und Blechhalter während des Umformvorgangs zusätzlich über Piezoaktoren ermöglicht. Auf eine Messung der Ist-Kraft wird in der Druckschrift DE 199 543 10 A1 verzichtet.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht in der Manipulation der Ziehhilfen. Die Höhe der Ziehhilfen kann durch hydraulische, pneumatische, elektrische oder andere Mittel beeinflusst werden. Die Variation der Höhe der Ziehhilfen wirkt sich direkt auf die Druckverteilung zwischen Blech und Blechhalter aus. Derartige Verfahren sind beispielsweise in den Druckschriften DE 10331939 A1 , DE 102006031438 B4 , DE 102012018606 A1 , DE 102012002213 A1 , DE 102012202778 A1 , DE 102014221550 A1 oder DE 102015203226 A1 beschrieben.
  • Weiterhin ist in der Druckschrift DE 102014004521 A1 eine Pressenvorrichtung beschrieben, bei der ein Kraftübertragungselement als elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch ansteuerbarer Aktor ausgebildet ist.
  • Die Druckschrift KR 20080011609 A beschreibt ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer einer Umformpresse und zur Reduzierung der im Umformprozess erzeugten Schwingungen. Hierzu werden magnetrheologische Unterluftbolzen verwendet und piezoelektrische Sensoren in den Ziehhilfen. Die piezoelektrischen Sensoren messen in den Ziehhilfen die Umformkräfte und geben ein Steuersignal an die magnetrheologischen Unterluftbolzen wieder.
  • In den meisten der zitierten Druckschriften werden neben Aktoren auch Sensoren verwendet, die eine Ist-Größe messen und den Aktor regeln bis eine Soll-Größe gemessen wird.
  • Unabhängig davon, welche Möglichkeiten die vorgestellten Methoden zur Variation des Kontaktdrucks zwischen Blech und Blechhalter ermöglichen, ist es wichtig zu klären, wie die Soll-Größen für das Reglersystem ermittelt werden. Die Aktoren abhängig von Ergebnissen in der Umformsimulation zu steuern ist sinnvoll, da die Geometrien des Umformwerkzeugs normalerweise mithilfe der Umformsimulation engineert werden.
  • In der Druckschrift DE 199 543 10 A1 ist eine Verbindung zu einer Umformsimulation beschrieben. Dabei werden die Aktoren solange manipuliert, bis der Einlauf aus der Simulation mit der Realität übereinstimmt. Die Messung des Einlaufs während des Umformprozesses gestaltet sich jedoch als schwierig und stellt bei gebogenen Blechhaltern eine besondere Herausforderung dar. Die Umwandlung der Einlaufdifferenz in ein Signal für die Kraftaktoren ist ebenfalls eine Herausforderung, da die Wirkungsweise von Presse und Werkzeug umfassend bekannt sein muss.
  • Es ist eine zu lösende Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, Verfahren zum Betreiben einer Umformpresse anzugeben, bei dem mittels einer Umformsimulation, die den Einfluss von Presse und Werkzeug in ausreichendem Maße abbildet, die für einen Regelkreis notwendigen Soll-Werte erhalten werden und eine Umwandlung der Einlaufdifferenz in ein Signal für die Kraft-Aktoren nicht notwendig ist.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstandes gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.
  • Bei dem hier beschriebenen Verfahren zum Betreiben einer Umformpresse wird eine Umformpresse bereitgestellt, die eine Mehrzahl von Pressenkomponenten und eine Mehrzahl von Werkzeugkomponenten aufweist. Bei den Pressenkomponenten kann es sich beispielsweise um einen Druckkasten, eine Tischplatte oder ein Stößel der Presse handeln. Bei den Werkzeugkomponenten kann es sich beispielsweise um einen Oberkasten, einen Unterkasten, eine Matrize, einen Stempel, einen Blechhalter oder Ziehhilfen der Presse handeln.
  • Die Umformpresse weist weiterhin mindestens einen Kraftsensor und mindestens einen Kraftaktor auf, welche jeweils in einer Pressen- und/oder Werkzeugkomponente angeordnet sind. Der Kraftsensor kann z.B. einen oder mehrere Dehnmessstreifen aufweisen oder ein oder mehrere Piezoelemente umfassen. Der Kraftaktor kann beispielsweise als pneumatischer Aktor, als hydraulischer Aktor oder als Piezoaktor ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Kraftaktor hinsichtlich seiner Länge variabel ausgebildet sein.
  • Weiterhin wird bei dem Verfahren eine Umformsimulation durchgeführt, welche ein elastisches Verhalten von Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten berücksichtigt. Dabei werden vorteilhafterweise die Komponenten der Presse nicht nur als starre Körper, sondern als verformbare Körper, die ein elastisches Verhalten, insbesondere ein linearelastisches Verhalten, aufweisen können, innerhalb des Simulationsmodells der Umformsimulation modelliert.
  • Mittels der Umformsimulation werden Soll-Werte von Kräften, die auf zumindest eine Pressen- und/oder Werkzeugkomponente wirken, ermittelt. Insbesondere kann das der Umformsimulation zu Grunde liegende Simulationsmodell eine Berechnung der Soll-Werte der Kräfte über die gesamte Dauer des Umformprozesses ermöglichen.
  • Des Weiteren wird mittels der Umformpresse ein Umformprozess, bei dem beispielsweise eine Metallplatine umgeformt bzw. tiefgezogen wird, durchgeführt, wobei während des Umformprozesses Ist-Werte von Kräften, die auf die Pressen- und/oder Werkzeugkomponente wirken, mittels des Kraftsensors gemessen werden, und der Kraftaktor über einen Regelkreis derart angesteuert wird, dass die Ist-Werte den Soll-Werten aus der Umformsimulation entsprechen.
  • Das hier beschriebene Verfahren beinhaltet den Einsatz eines Simulationsmodells für die Umformsimulation, das den Einfluss von Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten in ausreichendem Maße abbildet, sowie die Verwendung zur Soll-Wert Ermittlung für den Regelungsprozess im realen Werkzeug. Dies hat den Vorteil, dass für den Regelprozess sinnvolle Soll-Werte bereitgestellt werden können und garantiert werden kann, dass die Prozesskräfte im Umformprozess denen in der Umformsimulation möglichst ähnlich sind. Zusätzlich ist eine Umwandlung der Einlaufdifferenz in ein Signal für die Kraft-Aktoren unnötig.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bei der Umformsimulation zumindest die Mehrzahl der Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten als Volumenkörper modelliert. Beispielsweise können sämtliche Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten der Presse als Volumenkörper modelliert werden. Insbesondere kann bei der Umformsimulation ein Simulationsmodell herangezogen werden, welches ein Volumenmodell für die Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten umfasst.
  • Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass der Einfluss der Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten der Presse in ausreichendem Maß abgebildet werden und somit die für den Regelkreis notwendigen Soll-Werte geliefert werden können, wobei der Einfluss des bei dem realen Umformprozess angewendeten Regelkreises in der Umformsimulation korrekt dargestellt wird. Im Gegensatz hierzu werden bei den bekannten Verfahren lediglich die Flächen der Presse, insbesondere die Wirkflächen der Werkzeugkomponenten der Presse, modelliert, und die Körper als unendlich starr angenommen, was zu einer ungenügenden Abbildung der Realität in der Umformsimulation führt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden bei der Umformsimulation bzw. bei dem der Umformsimulation zu Grunde liegenden Simulationsmodell die Massenträgheit und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Lagerungen der sich beim Umformprozess bewegenden Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten berücksichtigt. Alternativ oder zusätzlich können bei der Umformsimulation auch beim realen Umformprozess möglich auftretende Verknüpfungen, Verschiebungen und/oder Verbiegungen von Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten berücksichtigt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Kraftaktor und der Kraftsensor in derselben Pressen- und/oder Werkzeugkomponente der Presse angeordnet. Der Kraftaktor und der Kraftsensor können z.B. in einer oder mehreren Aussparungen eine Werkzeugkomponente der Presse angeordnet sein.
  • Beispielsweise können der Kraftaktor und/oder der Kraftsensor in einem Druckbolzen der Presse, wie z.B. in einem Unterluftbolzen oder einer Pressenpinole, angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Druckbolzen zur direkten oder indirekten Übertragung einer Kraft auf eine weitere Werkzeugkomponente der Presse, wie z.B. zur Übertragung einer Kraft auf ein Blechhalter ausgebildet. Weiterhin können der Kraftaktor und/oder der Kraftsensor z.B. in einer Ziehhilfe der Presse angeordnet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Kraftaktor und der Kraftsensor in unterschiedlichen Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten angeordnet. Beispielsweise kann der Kraftaktor in einem Druckbolzen der Presse und der Kraftsensor kann in einer Ziehhilfe der Presse angeordnet sein.
  • Vorzugsweise sind der Kraftaktor und der Kraftsensor über den Regelkreis miteinander verbunden. Die Signale des Kraftsensors können beispielsweise mit einer Führungsgröße, insbesondere aus der Umformsimulation, abgeglichen werden, und eine mögliche Wertabweichung kann von einer Regeleinheit, welche den Kraftaktor steuert, berücksichtigt werden. Die übertragene Kraft kann wiederum vom Kraftsensor gemessen werden und ein Abgleich mit der Führungsgröße erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Umformpresse eine Mehrzahl an Kraftsensoren und Kraftaktoren auf, die jeweils in Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten der Presse angeordnet sind, und wobei eine Ansteuerung aller Kraftaktoren über den Regelkreis derart erfolgt, dass die Ist-Werte den Soll-Werten aus der Umformsimulation entsprechen. Mittels des Kraftsensors bzw. mittels der Kraftsensoren kann insbesondere eine Onlinemessung während des Umformprozesses erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt bei der Umformsimulation eine Ermittlung des Soll-Wert-Kraftverlaufs über die gesamte Dauer eines simulierten Umformprozesses. Insbesondere kann bei der Umformsimulation der Kraftverlauf, d.h. Kraft/Zeit, über den gesamten Umformprozess hinweg simuliert werden, sodass für den realen Umformprozess Soll-Werte für die Gesamtdauer der Umformung zur Verfügung stehen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Regelung mittels des Regelkreises über die gesamte Dauer des realen Umformprozesses hinweg. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die simulierten Soll-Werte der Kräfte über den Regelkreis während des vollständigen realen Umformprozesses erreicht werden.
  • Bei realen Umformprozessen weisen oftmals baugleiche Pressen unterschiedliche Prozesskräfte während desselben Umformprozesses auf und liefern somit unterschiedliche Umformergebnisse mit demselben Umformwerkzeug. Grund hierfür sind u.a. Toleranzen in der Konstruktion der Presse und die Beanspruchung der Presse, welche z.T. jahrelang auf die einzelnen Komponenten wirkt.
  • Durch das hier beschriebene Verfahren können die Sollwerte aus der Simulation ermittelt und die unterschiedlichen Prozesskräfte der Umformpressen an jener der Simulation angepasst werden. Hierdurch kann garantiert werden, dass unabhängig von der verwendeten Presse die im Umformprozess verwendeten Prozesskräfte sich sehr stark gleichen, was wiederum zu wiederholgenauen Umformergebnissen führt und dem Umformergebnis aus der Umformsimulation sehr stark gleicht.
  • Durch den Einsatz eines Simulationsmodell für die Umformsimulation, welches den Einfluss von Presse und Werkzeug in ausreichendem Maße abbildet, können beispielsweise die Methoden zur Variation des Kontaktdrucks zwischen Blech und Blechhalter bereits simulativ getestet und kalibriert werden.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht einer Presse gemäß dem Stand der Technik,
    • 2 eine schematische Darstellung einer Umformsimulation gemäß dem Stand der Technik,
    • 3 eine schematische Darstellung einer Umformsimulation eines hier beschriebenen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel,
    • 4 eine schematische Darstellung eines hier beschriebenen Verfahrens zum Betreiben einer Umformpresse gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
    • 5 eine schematische Darstellung eines Regelkreises eines hier beschriebenen Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
  • Die 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Presse 100 gemäß dem Stand der Technik. Die Presse 100 ist als Umformpresse zur Umformung einer Platine 14 ausgebildet und weist einen Stößel 1, eine Tischplatte 2, einen dazwischen angeordneten Oberkasten 4 und Unterkasten 5, einen Druckkasten 3 und eine Vielzahl von Hydraulikzylindern 6 auf. Weiterhin weist die Presse 100 eine Vielzahl von Pressenpinolen 7 auf, welche dazu ausgebildet sind die Kraft von den Hydraulikzylindern 6 auf Druckbolzen 8, die als Unterluftbolzen ausgebildet sind, zu übertragen. Vorzugsweise ist zumindest einer der Druckbolzen 7, 8 derart ausgebildet, wie weiter im Detail in den 2 und 3 beschrieben ist. Weitere Elemente der Presse 100 sind die Matrize 11, der Stempel 12, der Blechhalter 13 sowie die Distanzplatte auf der Unterseite 9 und die Distanzplatte auf der Oberseite 10. Die Arbeitsrichtung des Stößels während eines Umformprozesses ist mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichnet.
  • In der 2 ist eine schematische Darstellung einer Umformsimulation 18 mit starren Wirkflächen gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Das der Umformsimulation 18 zu Grunde liegende Simulationsmodell beinhaltet ein FEM-Netz („FEM“, Finite-Elemente-Methode) der Wirkfläche der Matrize 28, ein FEM-Netz der Wirkfläche des Stempels 29, ein FEM-Netz der Wirkfläche des Blechhalters 30 und ein FEM-Netz der Platine 31. Die Anfangsbedingungen und die Randbedingungen der Umformsimulation 18 sind schematisch dargestellt und mit den Bezugszeichen 5 und 6 versehen.
  • Im Stand der Technik werden bei der Umformsimulation 18 lediglich die Wirkflächen der Werkzeugkomponenten simuliert bzw. die einzelnen Körper werden, mit Ausnahme der Platine 31, als unendlich starre Körper modelliert.
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Umformsimulation 18 welche bei dem hier beschriebenen Verfahren zum Betreiben einer Umformpresse durchgeführt wird, und welche den Einfluss der Umformpresse bzw. der Pressen- und Werkzeugkomponenten der Umformpresse abbildet.
  • Dabei werden die Anfangsbedingungen der Umformsimulation mit dem Bezugszeichen 32, die Randbedingungen der Umformsimulation mit dem Bezugszeichen 33, dass FEM-Netz des Umformwerkzeugs bzw. der Werkzeugkomponenten der Umformpresse mit dem Bezugszeichen 34, das FEM-Netz der Umformpresse bzw. der Pressenkomponenten der Umformpresse mit dem Bezugszeichen 35 und das FEM-Netz der umzuformenden Platine Bezugszeichen 31 bezeichnet.
  • Anders als im Stand der Technik wird das elastische Verhalten der Pressen- und Werkzeugkomponenten bei der Umformsimulation berücksichtigt. Insbesondere werden die Pressen- und Werkzeugkomponenten bei dem der Umformsimulation zu Grunde liegenden Simulationsmodell als Volumenkörper modelliert und die auf die Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten wirkenden bzw. von den Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten übertragenen Kräfte, wie z.B. Kräfte die auf einen oder mehrere Druckbolzen oder auf eine oder mehrere Ziehhilfen wirken, werden bei der Umformsimulation berücksichtigt.
  • Die 4 zeigt ein hier beschriebenes Verfahren zum Betreiben einer Umformpresse, bei welchem eine Umformpresse bereitgestellt wird, welche eine Mehrzahl von Kraftsensoren 16 und Kraftaktoren 17 aufweist, die jeweils in einer Werkzeugkomponente der Presse angeordnet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kraftsensoren 16 und Kraftaktoren 17 in Unterluftbolzen der Umformpresse angeordnet.
  • Bei dem Verfahren wird eine Umformsimulation 18 durchgeführt, welche ein elastisches Verhalten von Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten der Presse berücksichtigt. Insbesondere werden auch die Unterluftbolzen der Umformpresse gemäß einem Simulationsmodell der Umformsimulation 18 als FEM-Unterluftbolzen 37 modelliert.
  • Weiterhin werden Soll-Werte 21 von Kräften, die auf zumindest eine Pressen- und/oder Werkzeugkomponente wirken, mittels der Umformsimulation 18 ermittelt, und es wird ein realer Umformprozess 19 mittels der Umformpresse durchgeführt, wobei während des Umformprozesses 19 Ist-Werte 20 von Kräften, die auf die Pressen- und/oder Werkzeugkomponente wirken, mittels der Kraftsensoren 16 gemessen werden. Die Kraftaktoren 17 werden über eine Regeleinheit 24 eines Regelkreises 22 derart angesteuert, dass die Ist-Werte 20 den Soll-Werten 21 aus der Umformsimulation 18 entsprechen. Durch die gezielte Ansteuerung der Kraftaktoren 17 kann eine mögliche Wertabweichung 26 zwischen den Soll-Werten 21 und den Ist-Werten 20 reduziert bzw. eliminiert werden.
  • In der 5 ist eine schematische Darstellung eines Regelkreises 22 gezeigt, über welchen der Kraftsensor 16 und der Kraftaktor 17, welche in einer Werkzeugkomponente 23 der Umformpresse angeordnet sind, verbunden sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Kraftsensor 16 und der Kraftaktor 17 in einem Druckbolzen, bei dem es sich um eine Pressenpinole 7 oder meinen Unterluftbolzen 8 handeln kann, angeordnet.
  • Alternativ können der Kraftsensor 16 und der Kraftaktor 17 auch gemeinsam in anderen Pressen- oder Werkzeugkomponenten der Umformpresse angeordnet sein oder jeweils in unterschiedlichen Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten integriert sein.
  • Durch Abgleich einer Führungsgröße 25 mit den Werten des Kraftsensor 16 kann eine Wertabweichung 26 ermittelt werden. In Abhängigkeit der Wertabweichung 26 können entsprechende Signale an die Regeleinheit 24 des Regelkreises 22 geben werden, welcher dann wiederum Signale an den Kraftaktor 17 gibt, sodass eine gezielte Einstellung des Kraftaktor 17 erfolgen kann.
  • Die übertragene Kraft 27 kann dann wiederum von dem Kraftsensor 16 gemessen werden und mit der Führungsgröße 25 abgeglichen werden. Dadurch ist vorteilhafterweise eine Onlinemessung möglich, so dass die Druckverteilung zwischen dem Blechhalter und dem Blech auch während des Umformprozesses einstellbar bzw. steuer- und regelbar ist.
  • Die in den gezeigten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert sein. Alternativ oder zusätzlich können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stößel
    2
    Tischplatte
    3
    Druckkasten
    4
    Oberkasten
    5
    Unterkasten
    6
    Hydraulikzylinder
    7
    Pressenpinole
    8
    Unterluftbolzen
    9
    Distanzplatte Unterseite
    10
    Distanzplatte Oberseite
    11
    Matrize
    12
    Stempel
    13
    Blechhalter
    14
    Platine
    15
    Arbeitsrichtung des Stößels während des Umformprozesses
    16
    Kraftsensor
    17
    Kraftaktor
    18
    Umformsimulation
    19
    realer Umformprozess
    20
    Ist-Werte
    21
    Soll-Werte
    22
    Regelkreis
    23
    Werkzeugkomponente
    24
    Regeleinheit
    25
    Führungsgröße
    26
    Wertabweichung
    27
    Kraft
    28
    FEM-Netz Wirkfläche Matrize
    29
    FEM-Netz Wirkfläche Stempel
    30
    FEM-Netz Wirkfläche Blechhalter
    31
    FEM-Netz Platine
    32
    Anfangsbedingungen der Umformsimulation
    33
    Randbedingungen der Umformsimulation
    34
    FEM-Netz Umformwerkzeug
    35
    FEM-Netz Umformpresse
    37
    FEM-Unterluftbolzen
    100
    Presse

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Umformpresse (100), welche eine Mehrzahl von Pressenkomponenten und eine Mehrzahl von Werkzeugkomponenten aufweist, aufweisend die folgenden Schritte: - Bereitstellen einer Umformpresse (100), welche mindestens einen Kraftsensor (16) und mindestens einen Kraftaktor (17) aufweist, die jeweils in einer Pressen- und/oder Werkzeugkomponente angeordnet sind, - Durchführen einer Umformsimulation (18), welche ein elastisches Verhalten von Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten berücksichtigt, - Ermittlung von Soll-Werten (21) von Kräften, die auf zumindest eine Pressen- und/oder Werkzeugkomponente wirken, mittels der Umformsimulation (18), und - Durchführen eines Umformprozesses (19) mittels der Umformpresse (100), wobei während des Umformprozesses (19) Ist-Werte (20) von Kräften, die auf die Pressen- und/oder Werkzeugkomponente wirken, mittels des Kraftsensors (16) gemessen werden, und der Kraftaktor (17) über einen Regelkreis (22) derart angesteuert wird, dass die Ist-Werte (20) den Soll-Werten (21) aus der Umformsimulation (18) entsprechen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kraftaktor (17) und der Kraftsensor (16) in derselben Pressen- und/oder Werkzeugkomponente angeordnet sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kraftaktor (17) und der Kraftsensor (16) in unterschiedlichen Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten angeordnet sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kraftaktor (17) und/oder der Kraftsensor (16) in einem Druckbolzen (7, 8) der Umformpresse (100) angeordnet sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Kraftaktor (17) und/oder der Kraftsensor (16) in einem Unterluftbolzen (8) angeordnet sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Kraftaktor (17) und/oder der Kraftsensor (16) in einer Pressenpinole (7) angeordnet sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kraftaktor (17) und/oder der Kraftsensor (16) in einer Ziehhilfe der Umformpresse (100) angeordnet sind.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Umformsimulation (18) eine Ermittlung des Soll-Wert-Kraftverlaufs über die gesamte Dauer eines simulierten Umformprozesses erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Regelung mittels des Regelkreises (22) während der gesamten Dauer des Umformprozesses (19) erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Umformsimulation (18) die Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten als Volumenkörper modelliert werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Umformsimulation (18) die Massenträgheit und/oder die Geschwindigkeit der sich beim Umformprozess (19) bewegenden Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten berücksichtigt werden.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umformpresse (100) eine Mehrzahl an Kraftsensoren (16) und Kraftaktoren (17) aufweist, die jeweils in Pressen- und/oder Werkzeugkomponenten angeordnet sind, und wobei eine Ansteuerung aller Kraftaktoren (17) über den Regelkreis (22) derart erfolgt, dass die Ist-Werte (20) den Soll-Werten (21) aus der Umformsimulation (18) entsprechen.
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