DE102021002777A1 - Process and device for use in the manufacture of deep-drawn sheet metal parts - Google Patents

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Louis Spottek
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einsatz bei der Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen, wobei ein Ziehrandmaß eines durch Tiefziehen geformten Ziehteils durch einen Regelprozess in ein vorgegebenes Toleranzintervall für das Ziehrandmaß geführt wird und/oder in diesem gehalten wird, wobei eine für das Tiefziehen verwendete Blechhalterkraft oder eine für das Tiefziehen verwendete Blechhalterdistanzeinstellung als Stellgröße des Regelprozesses verwendet wird und das Ziehrandmaß des Ziehteils die Regelgröße des Regelprozesses ist. Eine entsprechende Vorrichtung ist ebenfalls Teil der Erfindung.The invention relates to a method for use in the production of deep-drawn shaped sheet metal parts, wherein a drawing edge of a drawn part formed by deep-drawing is guided by a control process and/or kept within a predetermined tolerance interval for the drawing edge, with a used for deep-drawing Blank holder force or a blank holder distance setting used for deep drawing is used as the manipulated variable of the control process and the drawing edge dimension of the drawn part is the controlled variable of the control process. A corresponding device is also part of the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einsatz bei der Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen, insbesondere Karosseriebauteilen.The invention relates to a method and a device for use in the production of deep-drawn sheet metal parts, in particular body parts.

Damit aus einer rechteckigen Platine, aus Stahl- bzw. Aluminiumblech, beispielsweise die gewünschte Motorhaube, Seitenwand oder Heckklappe entsteht, ist eine Reihe unterschiedlicher Fertigungsschritte erforderlich. Zu Beginn wird der ebene Blechzuschnitt in der Regel zu einem Hohlkörper tiefgezogen. Als Folgeoperationen reihen sich mindestens zwei Beschneidewerkzeuge ein, welche das Ziehteil um den Umfang oder einen Innenausschnitt beschneiden und/oder lochen, sodass die gewünschte Oberfläche des Karosserieteils bei der Montage der Karosse die erforderlichen Anschlussmaße besitzt.A number of different production steps are required to create the desired bonnet, side panel or tailgate from a rectangular blank made of sheet steel or aluminum. At the beginning, the flat sheet metal blank is usually deep-drawn into a hollow body. The subsequent operations include at least two trimming tools, which trim and/or punch the drawn part around the circumference or an inner cutout, so that the desired surface of the body part has the required connection dimensions when the body is assembled.

Das Tiefziehen gehört zur Kategorie „Umformen“, die alle die Fertigungsverfahren umfasst, welche unter Beibehalt der Masse und des Stoffzusammenhalts, die Form eines Körpers verändern. Es wird also lediglich die Position der Werkstoffteilchen verschoben und dabei die Eigenschaft der plastischen Verformung von metallischem Blech genutzt, um Bauteile mit Wandstärken wesentlich dünner als deren Fläche irreversibel in beliebig geformte Hohlkörper umzuformen. Dabei spricht man von Tiefziehen als Zugdruckumformung.Deep drawing belongs to the "forming" category, which includes all the manufacturing processes that change the shape of a body while maintaining mass and material cohesion. Only the position of the material particles is shifted and the property of plastic deformation of sheet metal is used to irreversibly transform components with wall thicknesses that are significantly thinner than their surface into hollow bodies of any shape. This is referred to as deep-drawing as tensile-compression forming.

Die 1 und 2 zeigen Schaubilder zweier beispielhafter Tiefziehprozesse.the 1 and 2 show diagrams of two exemplary deep-drawing processes.

1 a zeigt eine mit einem Tiefziehwerkzeug gerüstete Presse und einem zwischen Matrize 12 und Blechhalter 13 geklemmten Blechzuschnitt 10, im Folgenden Platine 10 genannt, direkt vor dem Tiefziehvorgang. 1 a shows a press equipped with a deep-drawing tool and a sheet metal blank 10, hereinafter referred to as blank 10, clamped between the die 12 and blank holder 13, directly before the deep-drawing process.

Beim eigentlichen Tiefziehvorgang fährt der Pressenstößel 16 nach unten und presst die Matrize 12 auf die Platine 10, welche wiederum gegen den Stempel 11 gepresst wird. Hierbei wird die Platine 10 an ihren Rändern von dem Blechhalter mit einer nach oben gerichteten Blechhalterkraft gegen die Matrize 12 gedrückt. Der Abstand zwischen Matrize 12 und Blechhalter 13 ist so gewählt, dass die Platine 10 während des Tiefziehens zwar nachrutschen, aber keine Falten bilden kann.During the actual deep-drawing process, the press ram 16 moves down and presses the die 12 onto the blank 10, which in turn is pressed against the punch 11. Here, the blank 10 is pressed at its edges against the die 12 by the blank holder with a blank holder force directed upwards. The distance between the die 12 and the blank holder 13 is selected in such a way that the circuit board 10 can slide down during deep-drawing, but cannot form any creases.

1b zeigt die Presse mit geschlossenem Tiefziehwerkzeug und tiefgezogenem Formteil am Ende des Tiefziehprozesses. Die Umformung der Platine erfolgt durch radiale Zugspannung und dadurch bewirkte tangentiale Druckspannungen. Das tiefgezogene Formteil weist den eigentlichen einseitig offenen Hohlkörper auf, welcher von dem sogenannten Ziehrand flanschartig umgeben ist. Der durch das Tiefziehen entstehende Platineneinzug ist abhängig von der Tiefe des geformten einseitig offenen Hohlkörpers und variiert entlang des Randes des tiefgezogenen Blechformteils. Ein Beispiel eines tiefgezogenen Blechformteils mit stark ausgeprägtem Platineneinzug zeigt 4. 1b shows the press with closed deep-drawing tool and deep-drawn molded part at the end of the deep-drawing process. The blank is formed by radial tensile stress and the resulting tangential compressive stress. The deep-drawn molded part has the actual hollow body, open on one side, which is surrounded like a flange by the so-called drawing edge. The indentation of the blank caused by the deep-drawing depends on the depth of the formed hollow body, which is open on one side, and varies along the edge of the deep-drawn sheet metal part. An example of a deep-drawn sheet metal part with a pronounced plate indentation is shown 4 .

2a und 2b zeigen Schaubilder eines weiteren beispielhaften Tiefziehvorgangs. 2a and 2 B show diagrams of another exemplary deep-drawing process.

2a zeigt eine mit einem Tiefziehwerkzeug gerüstete Presse und einem zwischen Matrize 22 und Blechhalter 23 geklemmten Blechzuschnitt 20, im Folgenden Platine 20 genannt, direkt vor dem Tiefziehvorgang. 2a shows a press equipped with a deep-drawing tool and a sheet metal blank 20, hereinafter referred to as blank 20, clamped between die 22 and blank holder 23, directly before the deep-drawing process.

Beim eigentlichen Tiefziehvorgang fährt der Ziehstößel 27 nach unten und presst die den Stempel 21 auf die Platine 20, welche wiederum gegen die Matrize 22 gepresst wird. Hierbei wird die Platine 20 an ihren Rändern vom Blechhalter 23 mit einer nach unten gerichteten Blechhalterkraft gegen die Matrize 22 gedrückt. Die Blechhalterkraft wird von dem Blechhalterstößel 28 bereitgestellt, welcher den Blechhalter 23 mit der Blechhalterkraft nach unten drückt. Der Abstand zwischen Matrize 22 und Blechhalter 23 ist auch hier so gewählt, dass die Platine 20 während des Tiefziehens zwar nachrutschen, aber keine Falten bilden kann. 2b zeigt die Presse mit geschlossenem Tiefziehwerkzeug und tiefgezogenem Formteil am Ende des Tiefziehprozesses. Das tiefgezogene Formteil weist den eigentlichen einseitig offenen Hohlkörper auf, welcher vom Ziehrand flanschartig umgeben ist. Der durch das Tiefziehen entstehende Platineneinzug ist auch hier abhängig von der Tiefe des geformten einseitig offenen Hohlkörpers und variiert entlang des Randes des tiefgezogenen Blechformteils.During the actual deep-drawing process, the drawing ram 27 moves down and presses the punch 21 onto the plate 20 , which in turn is pressed against the die 22 . Here, the blank 20 is pressed at its edges against the die 22 by the blank holder 23 with a blank holder force directed downwards. The blank holder force is provided by the blank holder ram 28, which presses the blank holder 23 down with the blank holder force. The distance between the die 22 and the sheet metal holder 23 is also selected here so that the blank 20 can slip during deep-drawing, but cannot form any folds. 2 B shows the press with closed deep-drawing tool and deep-drawn molded part at the end of the deep-drawing process. The deep-drawn molded part has the actual hollow body, open on one side, which is surrounded like a flange by the drawing edge. Here, too, the indentation of the blank caused by deep-drawing is dependent on the depth of the formed hollow body, which is open on one side, and varies along the edge of the deep-drawn sheet metal part.

3 zeigt eine beispielhafte Blechhalterdistanz 31, die am Ziehwerkzeug eingebaut wird, um gegebenenfalls einen Spalt zwischen Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil zu vergrößern und die Platine im Werkzeug bei der Umformung einfacher fließen zu lassen. Die verwendeten Blechhalterdistanzen bestimmen somit die Größe des Spalts zwischen Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil im Blechhaltebereich. 3 shows an example blank holder spacer 31, which is installed on the drawing tool in order to enlarge a gap between the tool upper part and the tool lower part, if necessary, and to allow the circuit board to flow more easily in the tool during forming. The blank holder distances used thus determine the size of the gap between the upper part of the tool and the lower part of the tool in the blank holding area.

Für die Produktion hoher Stückzahlen werden automatisierte Pressenstraßen verwendet, und die Qualität der erzeugten fertigen Blechformteile kontrolliert. Als Pressenstraße wird eine Aneinanderreihung mehrerer Pressen bezeichnet, wobei die Automatisierung beispielsweise mittels zwischen den einzelnen Pressen angeordneten Robotern oder anderen geeigneten Transfereinrichtungen erfolgt, welche die geformten und gegebenenfalls geschnittenen, aber noch unfertigen Blechformteile von einer Presse zur nächsten Presse transportieren. In der Pressenstraße wird üblicherweise die erste Presse mit dem Ziehwerkzeug gerüstet und die Folgepressen werden mit den Werkzeugen der Folgeoperationen der Fertigungsmethode des jeweiligen Karosseriebauteils gerüstet. Ist der Rüstprozess beendet, fahren Pressenstößel und Werkzeugoberteil, durch Schrauben verbunden, vertikal nach oben in den oberen Totpunkt. Daraufhin legt z.B. ein Roboter, ausgestattet mit einem Sauggreifer, die ebene Blechplatine in das Ziehwerkzeug und der Pressenstößel fährt den unteren Totpunkt an. Dabei fahren Werkzeugober- und Unterteil zusammen und formen die Platine zum Ziehteil um. Zwischen der ersten und zweiten Presse befindet sich beispielsweise ebenfalls ein Roboter mit Sauggreifer, welcher das Ziehteil von der Ziehpresse zur zweiten Presse transportiert und auf dem Werkzeugunterteil ablegt. Die zweite Presse führt einen weiteren Fertigungsschritt, wie z.B. einen weiteren Formprozess oder einen Beschneideprozess aus. Nach diesem Prinzip durchlaufen Karosseriebauteile mehrere Werkzeugoperationen in mehreren, in Reihe geschaltete Pressen, bevor ein Fertigteil auf Maßhaltigkeit überprüft werden kann.Automated press lines are used for the production of large quantities, and the quality of the finished formed sheet metal parts is controlled. A press line is a series of several presses, with the automation taking place, for example, by means of robots or other suitable transfer devices arranged between the individual presses, which transport the shaped and possibly cut but still unfinished sheet metal parts transport from one press to the next. In the press line, the first press is usually set up with the drawing tool and the subsequent presses are set up with the tools for the subsequent operations of the manufacturing method of the respective body component. When the set-up process is complete, the press ram and the upper part of the tool, connected by screws, move vertically upwards to the top dead center. Then, for example, a robot equipped with a suction gripper places the flat sheet metal blank in the drawing tool and the press ram moves to the bottom dead center. The upper and lower parts of the tool move together and form the blank into a drawn part. Between the first and second press, for example, there is also a robot with a suction gripper, which transports the drawn part from the drawing press to the second press and places it on the lower tool part. The second press carries out a further manufacturing step, such as a further forming process or a trimming process. According to this principle, body components go through several tool operations in several presses connected in series before a finished part can be checked for dimensional accuracy.

Wichtige Oberflächenpunkte und Anschlussmaße können vor Ort an der Pressenstraße mit Hilfe einer Lehrenvorrichtung kontrolliert oder im Messraum durch objektive Messverfahren wie optischer oder taktiler Messtechnik ausgewertet werden. Sind die Messwerte in der Toleranz, wird die Produktionsfreigabe erteilt und mit der Abpressung begonnen. Beim manuellen Abstapeln der Fertigteile in Ladungsträger ist es beispielsweise üblich, dass Bauteile mit optischen Mäkeln, wie Rissen, Riefen oder Einschnürung durch Sichtkontrolle aussortiert werden. Des Weiteren werden üblicherweise über die Abpressung hinweg mehrere Fertigteile auf der Lehre oder im Messraum ausgewertet.Important surface points and connection dimensions can be checked on site on the press line with the help of a gauge device or evaluated in the measuring room using objective measuring methods such as optical or tactile measuring technology. If the measured values are within tolerance, the production release is issued and pressing begins. When the finished parts are stacked manually in load carriers, for example, it is common for components with visual defects such as cracks, grooves or constrictions to be sorted out by visual inspection. Furthermore, several finished parts are usually evaluated on the gauge or in the measuring room during the pressing process.

Zur Einhaltung vorgegebener Toleranzfenster bzw. Toleranzintervalle für die Fertigteile müssen eine Vielzahl von Produktions- bzw. Pressenparametern eingestellt und gegebenenfalls nachjustiert werden. Sobald Einflussparameter während der Abpressung nicht direkt kontrollierbar sind, spricht man von Störgrößen, Beispiele hierfür sind die schwankende Qualität des Chargenmaterials im Gefüge, der Topografie oder in der Materialstärke.In order to comply with specified tolerance windows or tolerance intervals for the finished parts, a large number of production or press parameters have to be set and, if necessary, readjusted. As soon as influencing parameters cannot be directly controlled during pressing, one speaks of disturbance variables. Examples of this are the fluctuating quality of the batch material in terms of structure, topography or material thickness.

Die Blechplatinen werden von Lieferanten in Form von kilometerlangen, aufgerollten Bandmaterial, sogenannten Coils, angeliefert. Des Weiteren wird zwischen der Grund- und Zusatzbeölung des Coils unterschieden. Ersteres wird vor dem Aufrollen in Form von Trockenfett gleichmäßig auf dem Bandmaterial verteilt und macht sich unter Umständen als Störgröße bemerkbar. Denn Schwankungen sind abhängig von der Standzeit des Coils, welche dazu beiträgt, dass die Grundbeölung durch das Eigengewicht des Coils nach außen verdrängt wird. Eine weitere, sehr wichtige Störgröße ist die Werkzeugtemperatur, welche im Ziehwerkzeug aufgrund der hohen Reibung zwischen Blechplatine und Werkzeugoberfläche große Änderungen durchläuft.The sheet metal blanks are delivered by suppliers in the form of kilometers of rolled-up strip material, so-called coils. Furthermore, a distinction is made between the basic and additional oiling of the coil. The former is evenly distributed on the strip material in the form of dry fat before it is rolled up and can sometimes become noticeable as a disturbance. Fluctuations depend on the service life of the coil, which contributes to the fact that the basic oiling is pushed outwards by the coil's own weight. Another very important disturbance variable is the tool temperature, which changes significantly in the drawing tool due to the high friction between the metal blank and the tool surface.

Aufgrund der eben genannten ständig variierenden Störgrößen sind Standardeinstellungen für die Produktions- bzw. Pressenparameter in einer neuen Abpressung zunächst nicht zielführend. Dennoch läuft in der Regel die Produktion mit den Standardeinstellungen an und die ersten Teile durchlaufen alle Fertigungsoperationen, damit das erste Teil, welches frei von optischen Mäkeln ist, auf der Lehre an der Pressenstraße oder im Messraum auf Maßhaltigkeit untersucht werden kann. Sind Messpunkte außerhalb der Toleranz, werden die Produktions- bzw. Pressenparameter, auch Stellgrößen genannt, an der Ziehpresse in der Regel nach subjektivem Empfinden der Pressenführer, das auf jahrelanger Erfahrung beruht, nachjustiert. Daraufhin durchlaufen wieder ein paar Teile alle Fertigungsoperationen unter der Annahme, dass alle Messpunkte in der Toleranz liegen.Due to the constantly varying disturbance variables just mentioned, standard settings for the production or press parameters are initially not expedient in a new pressing. Nevertheless, production usually starts with the standard settings and the first parts go through all manufacturing operations so that the first part, which is free of optical defects, can be checked for dimensional accuracy on the gauge on the press line or in the measuring room. If measuring points are outside the tolerance, the production or press parameters, also known as manipulated variables, are readjusted on the drawing press, usually according to the press operator's subjective perception, which is based on many years of experience. A few parts then go through all the manufacturing operations again, assuming that all measurement points are within tolerance.

Damit liegen die Hauptprobleme beim Produktionsanlauf, also dem Zeitraum, in welchem Parameter ständig nachjustiert werden müssen, um die hergestellten Teile in das vorgegebene Toleranzfenster zu bringen und darin zu halten. Da in dieser als.Anlaufzeit bezeichneten Phase nur wenige Teile produziert werden, die zusätzlich einen hohen Ausschussanteil aufweisen, kann dies zu erheblichen Umsatzeinbußen führen.The main problems are with the start of production, i.e. the period in which parameters have to be constantly readjusted in order to bring the manufactured parts within the specified tolerance window and keep it there. Since only a few parts are produced in this phase, which is referred to as the start-up period, and which also have a high proportion of rejects, this can lead to a considerable drop in sales.

Sind die richtigen Pressen- und Werkzeugparameter eingestellt und durch Maßhaltigkeit der Fertigteile verifiziert, werden fortwährend fertige Blechformteile produziert. Dabei nähert sich die Temperatur im Ziehwerkzeug degressiv einer individuellen Asymptote, welche zur Raumtemperatur ein Temperaturdelta von bis zu ca. 20°C aufweisen kann. Die Auswirkungen der Störgröße Temperaturanstieg sind bei manchen Ziehwerkzeugen nach wenigen Minuten feststellbar. Die Qualität sinkt, die Ausschusszahlen steigen und es besteht die Gefahr, dass das Werkzeug während des Ziehprozesses beschädigt wird. Es ist dann die Aufgabe der Pressenführer, Vorarbeiter und Fertigungsmeister, die passenden Änderungen der Stellgrößen bzw. Pressenparameter zu finden, welche zumindest für eine gewisse Zeit zu einer akzeptablen Qualität der Fertigteile führt.If the correct press and tool parameters are set and verified by the dimensional accuracy of the finished parts, finished sheet metal parts are continuously produced. The temperature in the drawing tool approaches an individual asymptote degressively, which can have a temperature delta of up to approx. 20°C to room temperature. The effects of the disturbance variable temperature rise can be seen after a few minutes with some drawing tools. The quality drops, the number of rejects increases and there is a risk that the tool will be damaged during the drawing process. It is then the task of the press operator, foreman and foreman to find the appropriate changes to the manipulated variables or press parameters, which will lead to an acceptable quality of the finished parts, at least for a certain period of time.

Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Mängel und Nachteile herkömmlicher Verfahren und Vorgehensweisen beseitigt bzw. ausschließt.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device which eliminates or eliminates the shortcomings and disadvantages of conventional methods and procedures.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 8 und 11, sowie der Vorrichtung gemäß Anspruch 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 - 7, 9, 10, 12 und 13 angegeben.The object according to the invention is achieved by the methods according to claims 1, 8 and 11 and the device according to claim 14. Further advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims 2-7, 9, 10, 12 and 13.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Einsatz bei der Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist:

  • Ermitteln eines Ziehrandmaßes eines ersten Ziehteils, welches durch Tiefziehen eines ersten Blechzuschnitts mit einer ersten Blechhalterkraft geformt wurde;
  • Ermitteln einer Abweichung des ermittelten Ziehrandmaßes von einem vorgegebenen Toleranzintervall für das Ziehrandmaß; und
  • Modifizieren eines Betrags der ersten Blechhalterkraft um einen Korrekturwert, der in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall bestimmt wird, um eine zweite Blechhalterkraft zu bestimmen, die für ein Tiefziehen eines zweiten Blechzuschnitts verwendet wird.
According to one aspect of the invention, a method for use in the production of deep-drawn sheet metal parts is provided, the method having:
  • determining a drawing margin of a first drawn part, which was formed by deep-drawing a first sheet metal blank with a first blank holder force;
  • determining a deviation of the determined drawing edge from a predetermined tolerance interval for the drawing edge; and
  • Modifying an amount of the first blank holder force by a correction value, which is determined as a function of the determined deviation of the drawing edge dimension from the predetermined tolerance interval, in order to determine a second blank holder force, which is used for deep-drawing a second sheet metal blank.

Das Verfahren ist besonders gut geeignet zur Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen, wie z.B. Karosseriebauteilen, in einer Pressenstraße, in welcher mehrere, mit verschiedenen Werkzeugen gerüstete Pressen seriell angeordnet sind und verschiedene Fertigungsschritte durchführen. In der Regel erfolgt das Tiefziehen als erster Fertigungsschritt in der ersten Presse der Pressenstraße.The process is particularly well suited for the production of deep-drawn sheet metal parts, such as body parts, in a press line in which several presses equipped with different tools are arranged in series and carry out different production steps. As a rule, deep drawing takes place as the first production step in the first press of the press line.

Vorteilhafterweise wird das Ziehrandmaß eines Ziehteils, welches durch Tiefziehen eines Blechzuschnitts mit einer bestimmten Blechhalterkraft geformt wurde, nach dem Tiefziehfertigungsschritt bestimmt, um bei Abweichungen von dem gewünschten Toleranzintervall die Blechhalterkraft, die für ein Tiefziehen des nächsten, nachfolgenden Blechzuschnitts verwendet wird, schnell modifizieren bzw. anpassen zu können.Advantageously, the drawing margin of a drawn part, which was formed by deep-drawing a sheet metal blank with a specific blank holder force, is determined after the deep-drawing production step in order to quickly modify or adjust the blank holder force used for deep-drawing the next subsequent sheet metal blank in the event of deviations from the desired tolerance interval. to be able to adapt.

Es ist aber natürlich genauso möglich, das Ziehrandmaß eines Ziehteils erst zu einem späteren Zeitpunkt zu bestimmen, d.h. nach einem in einer der nachfolgenden Pressen der Pressenstraße später erfolgten Fertigungsschritt, wie z.B. das Zuschneiden, wobei natürlich vorausgesetzt sein muss, dass ein noch messbarer Ziehrand am Ziehteil vorhanden ist.Of course, it is just as possible to determine the drawn edge dimension of a drawn part at a later point in time, i.e. after a production step that has taken place later in one of the downstream presses of the press line, such as cutting to size, whereby it must of course be assumed that there is still a measurable drawn edge at the Drawn part is present.

Besonders vorteilhaft ist es, das Ziehrandmaß eines ersten Ziehteils während eines laufenden Fertigungsprozesses in Echtzeit zu ermitteln und darauf basierend den Betrag einer Blechhalterkraft zu korrigieren, die für ein darauffolgendes Tiefziehen eines zweiten Ziehteils verwendet wird.It is particularly advantageous to determine the drawing margin of a first drawn part in real time during an ongoing production process and to use this to correct the amount of a blank holder force that is used for subsequent deep-drawing of a second drawn part.

Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird für das Bestimmen des Korrekturwerts für die Blechhalterkraft überprüft, ob die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall einen ersten Grenzwert und/oder einen zweiten Grenzwert überschreitet, welcher größer als der erste Grenzwert ist, wobei bestimmt wird, dass:

  • der Korrekturwert ein erster Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes den ersten Grenzwert nicht überschreitet,
  • der Korrekturwert ein zweiter Korrekturwert ist, der größer als der erste Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes nur den ersten Grenzwert überschreitet, und
  • der Korrekturwert ein dritter Korrekturwert ist, der größer als der zweite Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes auch den zweiten Grenzwert überschreitet.
According to a first preferred exemplary embodiment, in order to determine the correction value for the blank holder force, it is checked whether the determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval exceeds a first limit value and/or a second limit value which is greater than the first limit value, it being determined that :
  • the correction value is a first correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension does not exceed the first limit value,
  • the correction value is a second correction value which is greater than the first correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension only exceeds the first limit value, and
  • the correction value is a third correction value that is greater than the second correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension also exceeds the second limit value.

Dieses erste Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ein besonders einfach zu implementierendes Verfahren bereit, in welchem das Ziehrandmaß von durch Tiefziehen geformten Ziehteilen über die für das Tiefziehen verwendete Blechhalterkraft geregelt wird.This first embodiment of the invention provides a method that is particularly easy to implement, in which the drawing margin of drawn parts formed by deep drawing is controlled via the blank holder force used for deep drawing.

Um den Regelprozess zu beschleunigen, ist es vorteilhaft, mehrere Grenzwerte für die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall vorzusehen, bei deren Überschreitung der Betrag des Korrekturwerts, um den die Blechhalterkraft modifiziert wird, dem überschrittenen Grenzwert entsprechend in einem vorgegebenen Maß erhöht wird. Eine große Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall hat demzufolge auch eine entsprechend große Änderung des Betrags des Korrekturwerts, um den die Blechhalterkraft modifiziert wird, zur Folge.In order to speed up the control process, it is advantageous to provide several limit values for the determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval, if these are exceeded, the amount of the correction value by which the blank holder force is modified is increased by a specified amount according to the exceeded limit value. A large deviation of the drawing edge dimension from the predetermined tolerance interval consequently also results in a correspondingly large change in the amount of the correction value by which the blank holder force is modified.

Es können natürlich nicht nur zwei, sondern auch drei, vier oder noch mehr gestaffelte Grenzwerte vorgesehen sein, wobei der erste Grenzwert kleiner als der zweite Grenzwert ist, welcher wiederum kleiner als der dritte Grenzwert ist usw. Auf diese Weise kann der Korrekturwert, um den die für ein Tiefziehen eines nachfolgenden Blechzuschnitts verwendete Blechhalterkraft modifiziert wird, noch besser an die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall angepasst werden. Eine sehr große Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall hat dann auch eine entsprechend große Korrektur der für ein Tiefziehen eines nachfolgenden Blechzuschnitts verwendeten Blechhalterkraft zur Folge. Auf diese Weise kann das Ziehrandmaß schneller in das vorgegebene Toleranzintervall geführt werden und der erzeugte Ausschuss an tiefgezogenen Blechformteilen, deren Ziehrandmaße nicht in dem vorgegebenen Toleranzintervall liegen, verringert werden.Of course, not only two, but also three, four or even more staggered limit values can be provided, the first limit value being smaller than the second limit value, which in turn is smaller than the third limit value, etc. In this way, the correction value by which the blank holder force used for deep-drawing a subsequent sheet metal blank is modified, can be even better adapted to the determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval. A very large deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval then also has a corresponding one result in a large correction of the blank holder force used for deep drawing of a subsequent sheet metal blank. In this way, the drawing edge can be brought more quickly into the specified tolerance interval and the waste generated from deep-drawn shaped sheet metal parts whose drawing edge is not within the specified tolerance interval can be reduced.

Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Korrekturwert für die Blechhalterkraft in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzfenster mittels einer vorab ermittelten Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft bestimmt, wobei die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft vorteilhafterweise mit Hilfe einer Korrelationsgeraden oder einer sich selbst anpassenden Korrelationsfunktion bestimmt wird.According to a second preferred exemplary embodiment, the correction value for the blank holder force is determined as a function of the determined deviation of the drawing edge from the specified tolerance window using a previously determined correlation between the drawing edge and the associated blank holder force, with the correlation between the drawing edge and the associated blank holder force advantageously being determined using a correlation line or a self-adapting correlation function is determined.

Hierfür wird eine Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft für ein bestimmtes, durch Tiefziehen geformtes Blechformteil und die hierfür verwendete Presse bestimmt und vorzugsweise für zukünftige Tiefziehprozesse gespeichert. Für das Bestimmen der Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhälterkraft kann die Änderung des Ziehrandmaßes zumindest näherungsweise als proportional zur Änderung der Blechhalterkraft betrachtet werden, so dass die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft durch eine Korrelationsgerade als Korrelationsfunktion dargestellt werden kann.For this purpose, a correlation between the drawing margin and the associated blank holder force for a specific sheet metal part formed by deep drawing and the press used for this purpose is determined and preferably stored for future deep drawing processes. To determine the correlation between the drawing edge and the associated blank holder force, the change in the drawing edge can be considered at least approximately as being proportional to the change in the blank holder force, so that the correlation between the drawing edge and the associated blank holder force can be represented by a correlation line as a correlation function.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Korrelationsfunktion, die während der Serienfertigung der Ziehteile kontinuierlich angepasst wird, indem das in Echtzeit ermittelte Ziehrandmaß des gerade gefertigten Ziehteils zusammen mit der zugehörigen Blechhalterkraft gespeichert wird, um die Korrelationsfunktion anhand der neu hinzukommenden Wertepaare stetig anzupassen. Bei Verwendung einer linearen Korrelationsfunktion kann demzufolge mit jedem neu hinzukommenden Wertepaar die Steigung der Korrelationsgeraden angepasst werden. Die Steigung der Korrelationsgeraden kann beispielsweise mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate aus den bisher ermittelten Wertepaaren bestimmt werden.It is particularly advantageous to use a correlation function that is continuously adapted during the series production of the drawn parts by storing the real-time drawing edge dimension of the drawn part just produced together with the associated blank holder force in order to continuously adapt the correlation function based on the newly added pairs of values. When using a linear correlation function, the slope of the correlation line can be adjusted with each newly added pair of values. The gradient of the correlation line can be determined, for example, by means of the least squares error method from the previously determined pairs of values.

In einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden das erste und zweite Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise verknüpft:

  • So kann beispielsweise während des Produktionsanlaufs, also dem Zeitraum, in welchem Parameter ständig nachjustiert werden müssen, um die hergestellten Teile in das vorgegebene Toleranzintervall zu bringen bzw. darin zu halten, das Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden, um das Ziehrandmaß möglichst schnell in das vorgegebene Toleranzintervall zu bringen und darin zu halten.
In a third preferred embodiment, the first and second embodiments are advantageously combined:
  • For example, during the start of production, i.e. the period in which parameters have to be constantly readjusted in order to bring the manufactured parts within the specified tolerance interval or to keep them within it, the method according to the first exemplary embodiment can be used to reduce the drawing margin as quickly as possible to bring and keep within the specified tolerance interval.

In der Phase des Produktionsanlaufs ist es zudem äußerst schwierig, eine Korrelation zwischen Ziehrandmaß und Blechhalterkraft zu bestimmen, da sich andere Parameter schnell verändern, wie beispielsweise die Werkzeugtemperatur in der Presse, die während des Produktionsanlaufs in kurzer Zeit stark ansteigt. So ist beispielsweise die Bestimmung der Steigung einer Korrelationsgeraden mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate in dieser Phase mit einem großen Fehler behaftet. Denn die dieser Methode zugrundeliegenden Annahme, dass die Änderung des Ziehrandmaßes (zumindest annähernd) proportional zur Änderung der Blechhalterkraft sei, ist in dieser Phase nicht mehr korrekt, da die Störgröße Temperatur sich in dieser Phase zu stark ändert.In the production start-up phase, it is also extremely difficult to determine a correlation between the drawing edge dimension and the blank holder force, since other parameters change quickly, such as the tool temperature in the press, which rises sharply in a short time during the production start-up. For example, the determination of the slope of a correlation line using the least squares error method in this phase is subject to a large error. Because the assumption on which this method is based, that the change in the drawing edge dimension is (at least approximately) proportional to the change in the blank holder force, is no longer correct in this phase, since the temperature disturbance variable changes too much in this phase.

Nach dem Produktionsanlauf, also während der laufenden Serienproduktion von Blechformteilen, kann dann beispielsweise das Verfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet werden, um das Ziehrandmaß zuverlässig in dem vorgegebenen Toleranzintervall zu halten. Während der laufenden Serienproduktion von Blechformteilen ändert sich beispielsweise die Werkzeugtemperatur nicht mehr wesentlich, so dass die Annahme, die Änderung des Ziehrandmaßes sei zumindest annähernd proportional zur Änderung der Blechhalterkraft, in dieser Phase wieder eher als gerechtfertigt anzusehen ist und somit die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft mit Hilfe einer Korrelationsgerade ermittelt werden kann.After the start of production, ie during the ongoing series production of shaped sheet metal parts, the method according to the second exemplary embodiment can then be used, for example, in order to reliably keep the drawing margin within the specified tolerance interval. During the ongoing series production of shaped sheet metal parts, for example, the tool temperature no longer changes significantly, so that the assumption that the change in the drawing edge dimension is at least approximately proportional to the change in the blank holder force can again be regarded as justified in this phase and thus the correlation between the drawing edge dimension and the associated Blank holder force can be determined using a correlation line.

Zweckmäßigerweise ist das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils eine Ziehrandposition des ersten Ziehteils, eine Ziehteilbreite des ersten Ziehteils, eine Ziehrandlänge des ersten Ziehteils oder ein Mittelwert aus zwei oder mehreren Ziehrandpositionen, die an unterschiedlichen Stellen des ersten Ziehteils ermittelt werden.The drawing edge dimension of the first drawing part is expediently a drawing edge position of the first drawing part, a drawing part width of the first drawing part, a drawing edge length of the first drawing part or an average of two or more drawing edge positions which are determined at different points on the first drawing part.

Über die Ziehrandposition wird vorteilhafterweise der Platineneinzug des ersten Ziehteils bestimmt. Als Platineneinzug wird hierbei der Abstand des Randes eines Ziehteils, das durch Tiefziehen eines Blechzuschnitts geformt wurde, zum Rand des Blechzuschnitts in der ursprünglichen Form, also vor dem Tiefziehen, bezeichnet.The insertion of the blank of the first drawing part is advantageously determined via the drawing edge position. In this case, blank indentation is the distance between the edge of a drawn part, which was formed by deep-drawing a sheet metal blank, and the edge of the sheet metal blank in its original form, i.e. before deep-drawing.

Vorteilhafterweise wird das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils mittels eines Lasersensors oder eines Laserscanners ermittelt, wobei der Lasersensor oder Laserscanner auch zur Erkennung von Rissen in dem ersten Ziehteil verwendet werden kann.The drawing edge dimension of the first drawn part is advantageously determined by means of a laser sensor or a laser scanner, it being possible for the laser sensor or laser scanner to also be used to detect cracks in the first drawn part.

Jedoch kann das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils ebenso mittels optischer oder taktiler Messverfahren oder auch mittels Ultraschall-Laufzeitverfahren ermittelt werden.However, the drawing edge dimension of the first drawn part can also be determined by means of optical or tactile measuring methods or also by means of ultrasonic time-of-flight methods.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Einsatz bei der Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen bereitgestellt, wobei ein Ziehrandmaß eines durch Tiefziehen geformten Ziehteils durch einen Regelprozess in ein vorgegebenes Toleranzintervall für das Ziehrandmaß geführt wird und in diesem gehalten wird, wobei eine für das Tiefziehen verwendete Blechhalterkraft als Stellgröße des Regelprozesses verwendet wird und das Ziehrandmaß des Ziehteils die Regelgröße des Regelprozesses ist.According to a further aspect of the invention, a method for use in the production of deep-drawn sheet metal parts is provided, wherein a drawing margin of a drawn part formed by deep-drawing is guided by a control process into a predetermined tolerance interval for the drawing margin and is kept there, with one for deep-drawing the blank holder force used is used as the manipulated variable of the control process and the drawing margin of the drawn part is the controlled variable of the control process.

Das Verfahren ist besonders gut geeignet zur Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen, wie z.B. Karosseriebauteilen, in einer Pressenstraße, in welcher mehrere, mit verschiedenen Werkzeugen gerüstete Pressen seriell angeordnet sind und verschiedene Fertigungsschritte durchführen. In der Regel erfolgt das Tiefziehen als erster Fertigungsschritt in der ersten Presse der Pressenstraße.The process is particularly well suited for the production of deep-drawn sheet metal parts, such as body parts, in a press line in which several presses equipped with different tools are arranged in series and carry out different production steps. As a rule, deep drawing takes place as the first production step in the first press of the press line.

Vorteilhafterweise wird das Ziehrandmaß eines Ziehteils, welches durch Tiefziehen eines Blechzuschnitts mit einer bestimmten Blechhalterkraft geformt wurde, nach dem Tiefziehfertigungsschritt bestimmt, um bei Abweichungen von dem gewünschten Toleranzintervall die Blechhalterkraft, die für ein Tiefziehen des nächsten, nachfolgenden Blechzuschnitts verwendet wird, schnell modifizieren bzw. anpassen zu können.Advantageously, the drawing margin of a drawn part, which was formed by deep-drawing a sheet metal blank with a specific blank holder force, is determined after the deep-drawing production step in order to quickly modify or adjust the blank holder force used for deep-drawing the next subsequent sheet metal blank in the event of deviations from the desired tolerance interval. to be able to adapt.

Es ist aber natürlich genauso möglich, das Ziehrandmaß eines Ziehteils erst zu einem späteren Zeitpunkt zu bestimmen, d.h. nach einem in einer der nachfolgenden Pressen der Pressenstraße später erfolgten Fertigungsschritt, wie z.B. das Zuschneiden, wobei natürlich vorausgesetzt sein muss, dass ein noch messbarer Ziehrand am Ziehteil vorhanden ist.Of course, it is just as possible to determine the drawn edge dimension of a drawn part at a later point in time, i.e. after a production step that has taken place later in one of the downstream presses of the press line, such as cutting to size, whereby it must of course be assumed that there is still a measurable drawn edge at the Drawn part is present.

Besonders vorteilhaft ist es, das Ziehrandmaß eines ersten Ziehteils während eines laufenden Fertigungsprozesses in Echtzeit zu ermitteln und darauf basierend den Betrag einer Blechhalterkraft zu korrigieren, die für ein darauffolgendes Tiefziehen eines zweiten Ziehteils verwendet wird.It is particularly advantageous to determine the drawing margin of a first drawn part in real time during an ongoing production process and to use this to correct the amount of a blank holder force that is used for subsequent deep-drawing of a second drawn part.

Gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird für ein Bestimmen eines Korrekturwerts für die Blechhalterkraft überprüft, ob eine ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall einen ersten Grenzwert und/oder einen zweiten Grenzwert überschreitet, welcher größer als der erste Grenzwert ist, wobei bestimmt wird, dass:

  • der Korrekturwert ein erster Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes den ersten Grenzwert nicht überschreitet,
  • der Korrekturwert ein zweiter Korrekturwert ist, der größer als der erste Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes nur den ersten Grenzwert überschreitet, und
  • der Korrekturwert ein dritter Korrekturwert ist, der größer als der zweite Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes auch den zweiten Grenzwert überschreitet.
According to a fourth preferred exemplary embodiment, in order to determine a correction value for the blank holder force, it is checked whether a determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval exceeds a first limit value and/or a second limit value, which is greater than the first limit value, it being determined that :
  • the correction value is a first correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension does not exceed the first limit value,
  • the correction value is a second correction value which is greater than the first correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension only exceeds the first limit value, and
  • the correction value is a third correction value that is greater than the second correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension also exceeds the second limit value.

Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ein besonders einfach zu implementierendes Verfahren bereit, in welchem das Ziehrandmaß von durch Tiefziehen geformten Ziehteilen über die für das Tiefziehen verwendete Blechhalterkraft geregelt wird.This embodiment of the invention provides a method that is particularly easy to implement, in which the drawing margin of drawn parts formed by deep drawing is controlled via the blank holder force used for the deep drawing.

Um den Regelprozess zu beschleunigen, ist es vorteilhaft, mehrere Grenzwerte für die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall vorzusehen, bei deren Überschreitung der Betrag des Korrekturwerts, um den die Blechhalterkraft modifiziert wird, dem überschrittenen Grenzwert entsprechend in einem vorgegebenen Maß erhöht wird. Eine große Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall hat demzufolge auch eine entsprechend große Änderung des Betrags des Korrekturwerts, um den die Blechhalterkraft modifiziert wird, zur Folge.In order to speed up the control process, it is advantageous to provide several limit values for the determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval, if these are exceeded, the amount of the correction value by which the blank holder force is modified is increased by a specified amount according to the exceeded limit value. A large deviation of the drawing edge dimension from the predetermined tolerance interval consequently also results in a correspondingly large change in the amount of the correction value by which the blank holder force is modified.

Es können natürlich nicht nur zwei, sondern auch drei, vier oder noch mehr gestaffelte Grenzwerte vorgesehen sein, wobei der erste Grenzwert kleiner als der zweite Grenzwert ist, welcher wiederum kleiner als der dritte Grenzwert ist usw. Auf diese Weise können die Korrekturwerte, um den die für ein Tiefziehen eines nachfolgenden Blechzuschnitts verwendete Blechhalterkraft modifiziert wird, noch besser an die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall angepasst werden. Eine sehr große Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall hat dann auch eine entsprechend große Korrektur der für ein Tiefziehen eines nachfolgenden Blechzuschnitts verwendeten Blechhalterkraft zur Folge. Auf diese Weise kann das Ziehrandmaß schneller in das vorgegebene Toleranzintervall geführt werden und der erzeugte Ausschuss an tiefgezogenen Blechformteilen, deren Ziehrandmaße nicht in dem vorgegebenen Toleranzintervall liegen, verringert werden.Of course, not only two, but also three, four or even more staggered limit values can be provided, the first limit value being smaller than the second limit value, which in turn is smaller than the third limit value, etc. In this way, the correction values by which the blank holder force used for deep-drawing a subsequent sheet metal blank is modified, can be even better adapted to the determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval. A very large deviation of the drawing edge dimension from the predetermined tolerance interval then also results in a correspondingly large correction of the blank holder force used for deep-drawing a subsequent sheet metal blank. In this way, the drawing edge can be brought more quickly into the specified tolerance interval and the waste generated from deep-drawn shaped sheet metal parts whose drawing edge is not within the specified tolerance interval can be reduced.

Gemäß einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Korrekturwert für die Blechhalterkraft in Abhängigkeit von einer ermittelten Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzfenster mittels einer vorab ermittelten Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft bestimmt, wobei die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft vorteilhafterweise mit Hilfe einer Korrelationsgeraden oder einer sich selbst anpassenden Korrelationsfunktion bestimmt wird.According to a fifth preferred embodiment, a correction value for the Blechhal terkraft is determined as a function of a determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance window by means of a previously determined correlation between the drawing edge dimension and the associated blank holder force, the correlation between the drawing edge dimension and the associated blank holder force being advantageously determined using a correlation line or a self-adapting correlation function.

Hierfür wird eine Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft für ein bestimmtes, durch Tiefziehen geformtes Blechformteil und die hierfür verwendete Presse bestimmt und vorzugsweise für zukünftige Tiefziehprozesse gespeichert. Für das Bestimmen der Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft kann die Änderung des Ziehrandmaßes zumindest näherungsweise als proportional zur Änderung der Blechhalterkraft betrachtet werden, so dass die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft durch eine Korrelationsgerade als Korrelationsfunktion dargestellt werden kann.For this purpose, a correlation between the drawing margin and the associated blank holder force for a specific sheet metal part formed by deep drawing and the press used for this purpose is determined and preferably stored for future deep drawing processes. To determine the correlation between the drawing edge and the associated blank holder force, the change in the drawing edge can be considered at least approximately as being proportional to the change in the blank holder force, so that the correlation between the drawing edge and the associated blank holder force can be represented by a correlation line as a correlation function.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Korrelationsfunktion, die während der Serienfertigung der Ziehteile kontinuierlich angepasst wird, indem das in Echtzeit ermittelte Ziehrandmaß des gerade gefertigten Ziehteils zusammen mit der zugehörigen Blechhalterkraft gespeichert wird, um die Korrelationsfunktion anhand der neu hinzukommenden Wertepaare stetig anzupassen. Bei Verwendung einer linearen Korrelationsfunktion kann demzufolge mit jedem neu hinzukommenden Wertepaar die Steigung der Korrelationsgeraden angepasst werden. Die Steigung der Korrelationsgeraden kann beispielsweise mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate aus den bisher ermittelten Wertepaaren bestimmt werden.It is particularly advantageous to use a correlation function that is continuously adapted during the series production of the drawn parts by storing the real-time drawing edge dimension of the drawn part just produced together with the associated blank holder force in order to continuously adapt the correlation function based on the newly added pairs of values. When using a linear correlation function, the slope of the correlation line can be adjusted with each newly added pair of values. The gradient of the correlation line can be determined, for example, by means of the least squares error method from the previously determined pairs of values.

In einem sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden das vierte und fünfte Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise verknüpft:

  • So kann beispielsweise während des Produktionsanlaufs, also dem Zeitraum, in welchem Parameter ständig nachjustiert werden müssen, um die hergestellten Teile in das vorgegebene Toleranzintervall zu bringen bzw. darin zu halten, das Verfahren gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel verwendet werden, um das Ziehrandmaß möglichst schnell in das vorgegebene Toleranzintervall zu bringen und darin zu halten.
In a sixth preferred embodiment, the fourth and fifth embodiments are advantageously combined:
  • For example, during the start of production, i.e. the period in which parameters have to be constantly readjusted in order to bring the manufactured parts within the specified tolerance interval or to keep them within it, the method according to the fourth exemplary embodiment can be used to reduce the drawing margin as quickly as possible to bring and keep within the specified tolerance interval.

In der Phase des Produktionsanlaufs ist es zudem äußerst schwierig, eine Korrelation zwischen Ziehrandmaß und Blechhalterkraft zu bestimmen, da sich andere Parameter schnell verändern, wie beispielsweise die Werkzeugtemperatur in der Presse, die während des Produktionsanlaufs in kurzer Zeit stark ansteigt. So ist beispielsweise die Bestimmung der Steigung einer Korrelationsgeraden mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate in dieser Phase mit einem großen Fehler behaftet. Denn die dieser Methode zugrundeliegenden Annahme, dass die Änderung des Ziehrandmaßes (zumindest annähernd) proportional zur Änderung der Blechhalterkraft sei, ist in dieser Phase nicht mehr korrekt, da die Störgröße Temperatur sich in dieser Phase zu stark ändert.In the production start-up phase, it is also extremely difficult to determine a correlation between the drawing edge dimension and the blank holder force, since other parameters change quickly, such as the tool temperature in the press, which rises sharply in a short time during the production start-up. For example, the determination of the slope of a correlation line using the least squares error method in this phase is subject to a large error. Because the assumption on which this method is based, that the change in the drawing edge dimension is (at least approximately) proportional to the change in the blank holder force, is no longer correct in this phase, since the temperature disturbance variable changes too much in this phase.

Nach dem Produktionsanlauf, also während der laufenden Serienproduktion von Blechformteilen, kann dann beispielsweise das Verfahren gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet werden, um das Ziehrandmaß zuverlässig in dem vorgegebenen Toleranzintervall zu halten. Während der laufenden Serienproduktion von Blechformteilen ändert sich beispielsweise die Werkzeugtemperatur nicht mehr wesentlich, so dass die Annahme, die Änderung des Ziehrandmaßes sei zumindest annähernd proportional zur Änderung der Blechhalterkraft, in dieser Phase wieder eher als gerechtfertigt anzusehen ist und somit die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft mit Hilfe einer Korrelationsgerade ermittelt werden kann.After the start of production, ie during the ongoing series production of shaped sheet metal parts, the method according to the fifth exemplary embodiment can then be used, for example, in order to reliably keep the drawing edge dimension within the specified tolerance interval. During the ongoing series production of shaped sheet metal parts, for example, the tool temperature no longer changes significantly, so that the assumption that the change in the drawing edge dimension is at least approximately proportional to the change in the blank holder force can again be regarded as justified in this phase and thus the correlation between the drawing edge dimension and the associated Blank holder force can be determined using a correlation line.

Zweckmäßigerweise ist das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils eine Ziehrandposition des ersten Ziehteils, eine Ziehteilbreite des ersten Ziehteils, eine Ziehrandlänge des ersten Ziehteils oder ein Mittelwert aus zwei oder mehreren Ziehrandpositionen, die an unterschiedlichen Stellen des ersten Ziehteils ermittelt werden.The drawing edge dimension of the first drawing part is expediently a drawing edge position of the first drawing part, a drawing part width of the first drawing part, a drawing edge length of the first drawing part or an average of two or more drawing edge positions which are determined at different points on the first drawing part.

Über die Ziehrandposition wird vorteilhafterweise der Platineneinzug des ersten Ziehteils bestimmt. Als Platineneinzug wird hierbei der Abstand des Randes eines Ziehteils, das durch Tiefziehen eines Blechzuschnitts geformt wurde, zum Rand des Blechzuschnitts in der ursprünglichen Form, also vor dem Tiefziehen, bezeichnet.The insertion of the blank of the first drawing part is advantageously determined via the drawing edge position. In this case, blank indentation is the distance between the edge of a drawn part, which was formed by deep-drawing a sheet metal blank, and the edge of the sheet metal blank in its original form, i.e. before deep-drawing.

Vorteilhafterweise wird das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils mittels eines Lasersensors oder eines Laserscanners ermittelt, wobei der Lasersensor oder Laserscanner auch zur Erkennung von Rissen in dem ersten Ziehteil verwendet werden kann.The drawing edge dimension of the first drawn part is advantageously determined by means of a laser sensor or a laser scanner, it being possible for the laser sensor or laser scanner to also be used to detect cracks in the first drawn part.

Jedoch kann das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils ebenso mittels optischer oder taktiler Messverfahren oder auch mittels Ultraschall-Laufzeitverfahren ermittelt werden.However, the drawing edge dimension of the first drawn part can also be determined by means of optical or tactile measuring methods or also by means of ultrasonic time-of-flight methods.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Einsatz bei der Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen bereitgestellt, wobei ein Ziehrandmaß eines durch Tiefziehen geformten Ziehteils durch einen Regelprozess in ein vorgegebenes Toleranzintervall für das Ziehrandmaß geführt wird und in diesem gehalten wird, wobei eine für das Tiefziehen verwendete Blechhalterdistanzeinstellung als Stellgröße des Regelprozesses verwendet wird und das Ziehrandmaß des Ziehteils die Regelgröße des Regelprozesses ist.According to a further aspect of the invention, a method for use in the production of deep-drawn sheet metal parts is provided, wherein a drawing edge of a drawn part formed by deep-drawing is guided by a control process in a predetermined tolerance interval for the drawing edge and is kept in this, with a for the Deep drawing used blank holder distance setting is used as a manipulated variable of the control process and the drawing margin of the drawn part is the controlled variable of the control process.

Zweckmäßigerweise ist die für das Tiefziehen verwendete Blechhalterdistanzeinstellung die für das Tiefziehen verwendete Einstellung der Blechhalterdistanzen, wie z.B. die für das Tiefziehen verwendete Einstellung eines verstellbaren Distanzelements, welches als einstellbare Blechhalterdistanz verwendet wird.Conveniently, the blank holder distance setting used for deep drawing is the setting of blank holder distances used for deep drawing, such as the setting of an adjustable spacer used for deep drawing, which is used as an adjustable blank holder distance.

Das Verfahren ist besonders gut geeignet zur Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen, wie z.B. Karosseriebauteilen, in einer Pressenstraße, in welcher mehrere, mit verschiedenen Werkzeugen gerüstete Pressen seriell angeordnet sind und verschiedene Fertigungsschritte durchführen. In der Regel erfolgt das Tiefziehen als erster Fertigungsschritt in der ersten Presse der Pressenstraße.The process is particularly well suited for the production of deep-drawn sheet metal parts, such as body parts, in a press line in which several presses equipped with different tools are arranged in series and carry out different production steps. As a rule, deep drawing takes place as the first production step in the first press of the press line.

Vorteilhafterweise wird das Ziehrandmaß eines Ziehteils, welches durch Tiefziehen eines Blechzuschnitts mit einer bestimmten Blechhalterdistanzeinstellung geformt wurde, nach dem Tiefziehfertigungsschritt bestimmt, um bei Abweichungen von dem gewünschten Toleranzintervall die Blechhalterdistanzeinstellung, die für ein Tiefziehen des nächsten, nachfolgenden Blechzuschnitts verwendet wird, schnell modifizieren bzw. anpassen zu können.Advantageously, the drawing margin of a drawn part, which was formed by deep-drawing a sheet metal blank with a specific blank holder distance setting, is determined after the deep-drawing production step in order to quickly modify or adjust the blank holder distance setting that is used for deep-drawing the next subsequent sheet metal blank in the event of deviations from the desired tolerance interval. to be able to adapt.

Es ist aber natürlich genauso möglich, das Ziehrandmaß eines Ziehteils erst zu einem späteren Zeitpunkt zu bestimmen, d.h. nach einem in einer der nachfolgenden Pressen der Pressenstraße später erfolgten Fertigungsschritt, wie z.B. das Zuschneiden, wobei natürlich vorausgesetzt sein muss, dass ein noch messbarer Ziehrand am Ziehteil vorhanden ist.Of course, it is just as possible to determine the drawn edge dimension of a drawn part at a later point in time, i.e. after a production step that has taken place later in one of the downstream presses of the press line, such as cutting to size, whereby it must of course be assumed that there is still a measurable drawn edge at the Drawn part is present.

Besonders vorteilhaft ist es, das Ziehrandmaß eines ersten Ziehteils während eines laufenden Fertigungsprozesses in Echtzeit zu ermitteln und darauf basierend den Betrag einer Blechhalterdistanzeinstellung zu korrigieren, die für ein darauffolgendes Tiefziehen eines zweiten Ziehteils verwendet wird.It is particularly advantageous to determine the drawing margin of a first drawn part in real time during an ongoing production process and to correct the amount of a blank holder distance setting based on this, which is used for a subsequent deep-drawing of a second drawn part.

Gemäß einem siebten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird für ein Bestimmen eines Korrekturwerts für die Blechhalterdistanzeinstellung überprüft, ob eine ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall einen ersten Grenzwert und/oder einen zweiten Grenzwert überschreitet, welcher größer als der erste Grenzwert ist, wobei bestimmt wird, dass:

  • der Korrekturwert ein erster Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes den ersten Grenzwert nicht überschreitet,
  • der Korrekturwert ein zweiter Korrekturwert ist, der größer als der erste Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes nur den ersten Grenzwert überschreitet, und
  • der Korrekturwert ein dritter Korrekturwert ist, der größer als der zweite Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes auch den zweiten Grenzwert überschreitet.
According to a seventh preferred exemplary embodiment, in order to determine a correction value for the blank holder distance setting, it is checked whether a determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval exceeds a first limit value and/or a second limit value which is greater than the first limit value, it being determined that :
  • the correction value is a first correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension does not exceed the first limit value,
  • the correction value is a second correction value which is greater than the first correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension only exceeds the first limit value, and
  • the correction value is a third correction value that is greater than the second correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension also exceeds the second limit value.

Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ein besonders einfach zu implementierendes Verfahren bereit, in welchem das Ziehrandmaß von durch Tiefziehen geformten Ziehteilen über die für das Tiefziehen verwendete Blechhalterdistanzeinstellung geregelt wird.This embodiment of the invention provides a particularly easy-to-implement method in which the draw margin of drawn parts formed by deep drawing is controlled via the blank holder distance setting used for deep drawing.

Um den Regelprozess zu beschleunigen, ist es vorteilhaft, mehrere Grenzwerte für die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall vorzusehen, bei deren Überschreitung der Betrag des Korrektürwerts, um den die Blechhalterdistanzeinstellung modifiziert wird, dem überschrittenen Grenzwert entsprechend in einem vorgegebenen Maß erhöht wird. Eine große Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall hat demzufolge auch eine entsprechend große Änderung des Betrags des Korrekturwerts, um den die Blechhalterdistanzeinstellung modifiziert wird, zur Folge.In order to accelerate the control process, it is advantageous to provide several limit values for the determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval, if these are exceeded, the amount of the correction value by which the blank holder distance setting is modified is increased by a specified amount according to the exceeded limit value. A large deviation of the drawing edge dimension from the predetermined tolerance interval consequently also results in a correspondingly large change in the amount of the correction value by which the blank holder distance setting is modified.

Es können natürlich nicht nur zwei, sondern auch drei, vier oder noch mehr gestaffelte Grenzwerte vorgesehen sein, wobei der erste Grenzwert kleiner als der zweite Grenzwert ist, weleher wiederum kleiner als der dritte Grenzwert ist usw. Auf diese Weise können die Korrekturwerte, um den die für ein Tiefziehen eines nachfolgenden Blechzuschnitts verwendete Blechhalterdistanzeinstellung modifiziert wird, noch besser an die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall angepasst werden. Eine sehr große Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall hat dann auch eine entsprechend große Korrektur der für ein Tiefziehen eines nachfolgenden Blechzuschnitts verwendeten Blechhalterdistanzeinstellung zur Folge. Auf diese Weise kann das Ziehrandmaß schneller in das vorgegebene Toleranzintervall geführt werden und der erzeugte Ausschuss an tiefgezogenen Blechformteilen, deren Ziehrandmaße nicht in dem vorgegebenen Toleranzintervall liegen, verringert werden.Of course, not only two, but also three, four or even more staggered limit values can be provided, the first limit value being smaller than the second limit value, which in turn is smaller than the third limit value, etc. In this way, the correction values by which the blank holder distance setting used for deep-drawing a subsequent sheet metal blank is modified, can be even better adapted to the determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval. A very large deviation of the drawing edge dimension from the predetermined tolerance interval then also results in a correspondingly large correction of the blank holder distance setting used for deep-drawing a subsequent sheet metal blank. In this way, the drawing edge can be brought more quickly into the specified tolerance interval and the waste generated from deep-drawn shaped sheet metal parts whose drawing edge is not within the specified tolerance interval can be reduced.

Gemäß einem achten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Korrekturwert für die Blechhalterdistanzeinstellung in Abhängigkeit von einer ermittelten Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzfenster mittels einer vorab ermittelten Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterdistanzeinstellung bestimmt, wobei die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterdistanzeinstellung vorteilhafterweise mit Hilfe einer Korrelationsgeraden oder einer sich selbst anpassenden Korrelationsfunktion bestimmt wird.According to an eighth preferred exemplary embodiment, a correction value for the blank holder distance setting as a function of a determined deviation of the drawing edge dimension from the predetermined tolerance window determined by means of a previously determined correlation between drawing edge and associated blank holder distance setting, the correlation between drawing edge and associated blank holder distance setting is advantageously determined using a correlation line or a self-adapting correlation function.

Hierfür wird eine Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterdistanzeinstellung für ein bestimmtes, durch Tiefziehen geformtes Blechformteil und die hierfür verwendete Presse bestimmt und vorzugsweise für zukünftige Tiefziehprozesse gespeichert. Für das Bestimmen der Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterdistanzeinstellung kann die Änderung des Ziehrandmaßes zumindest näherungsweise als proportional zur Änderung der Blechhalterdistanzeinstellung betrachtet werden, so dass die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterdistanzeinstellung durch eine Korrelationsgerade als Korrelationsfunktion dargestellt werden kann.For this purpose, a correlation between the drawing margin and the associated blank holder distance setting for a specific sheet metal part formed by deep drawing and the press used for this purpose is determined and preferably stored for future deep drawing processes. To determine the correlation between the drawing edge and the associated blank holder distance setting, the change in the drawing edge can be considered at least approximately as being proportional to the change in the blank holder distance setting, so that the correlation between the drawing edge and the associated blank holder distance setting can be represented by a correlation line as a correlation function.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Korrelationsfunktion, die während der Serienfertigung der Ziehteile kontinuierlich angepasst wird, indem das in Echtzeit ermittelte Ziehrandmaß des gerade gefertigten Ziehteils zusammen mit der zugehörigen Blechhalterdistanzeinstellung gespeichert wird, um die Korrelationsfunktion anhand der neu hinzukommenden Wertepaare stetig anzupassen. Bei Verwendung einer linearen Korrelationsfunktion kann demzufolge mit jedem neu hinzukommenden Wertepaar die Steigung der Korrelationsgeraden angepasst werden. Die Steigung der Korrelationsgeraden kann beispielsweise mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate aus den bisher ermittelten Wertepaaren bestimmt werden.It is particularly advantageous to use a correlation function that is continuously adjusted during series production of the drawn parts by storing the real-time drawing edge dimension of the drawn part just produced together with the associated blank holder distance setting in order to constantly adjust the correlation function based on the newly added value pairs. When using a linear correlation function, the slope of the correlation line can be adjusted with each newly added pair of values. The gradient of the correlation line can be determined, for example, by means of the least squares error method from the previously determined pairs of values.

In einem neunten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden das siebte und achte Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise verknüpft:

  • So kann beispielsweise während des Produktionsanlaufs, also dem Zeitraum, in welchem Parameter ständig nachjustiert werden müssen, um die hergestellten Teile in das vorgegebene Toleranzintervall zu bringen bzw. darin zu halten, das Verfahren gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel verwendet werden, um das Ziehrandmaß möglichst schnell in das vorgegebene Toleranzintervall zu bringen und darin zu halten.
In a ninth preferred embodiment, the seventh and eighth embodiments are advantageously combined:
  • For example, during the start of production, i.e. the period in which parameters have to be constantly readjusted in order to bring the manufactured parts within the specified tolerance interval or to keep them within it, the method according to the seventh exemplary embodiment can be used to reduce the drawing margin as quickly as possible to bring and keep within the specified tolerance interval.

In der Phase des Produktionsanlaufs ist es zudem äußerst schwierig, eine Korrelation zwischen Ziehrandmaß und Blechhalterdistanzeinstellung zu bestimmen, da sich andere Parameter schnell verändern, wie beispielsweise die Werkzeugtemperatur in der Presse, die während des Produktionsanlaufs in kurzer Zeit stark ansteigt. So ist beispielsweise die Bestimmung der Steigung einer Korrelationsgeraden mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate in dieser Phase mit einem großen Fehler behaftet. Denn die dieser Methode zugrundeliegenden Annahme, dass die Änderung des Ziehrandmaßes (zumindest annähernd) proportional zur Änderung der Blechhalterdistanzeinstellung sei, ist in dieser Phase nicht mehr korrekt, da die Störgröße Temperatur sich in dieser Phase zu stark ändert.In the production start-up phase, it is also extremely difficult to determine a correlation between the drawing edge dimension and the blank holder distance setting, since other parameters change quickly, such as the tool temperature in the press, which rises sharply in a short time during the production start-up. For example, the determination of the slope of a correlation line using the least squares error method in this phase is subject to a large error. Because the assumption on which this method is based, that the change in the drawing edge dimension is (at least approximately) proportional to the change in the blank holder distance setting, is no longer correct in this phase, since the temperature disturbance variable changes too much in this phase.

Nach dem Produktionsanlauf, also während der laufenden Serienproduktion von Blechformteilen, kann dann beispielsweise das Verfahren gemäß dem achten Ausführungsbeispiel verwendet werden, um das Ziehrandmaß zuverlässig in dem vorgegebenen Toleranzintervall zu halten. Während der laufenden Serienproduktion von Blechformteilen ändert sich beispielsweise die Werkzeugtemperatur nicht mehr wesentlich, so dass die Annahme, die Änderung des Ziehrandmaßes sei zumindest annähernd proportional zur Änderung der Blechhalterdistanzeinstellung, in dieser Phase wieder eher als gerechtfertigt anzusehen ist und somit die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterdistanzeinstellung mit Hilfe einer Korrelationsgerade ermittelt werden kann.After the start of production, ie during the ongoing series production of shaped sheet metal parts, the method according to the eighth exemplary embodiment can then be used, for example, in order to reliably keep the drawing margin within the specified tolerance interval. During the ongoing series production of shaped sheet metal parts, for example, the tool temperature no longer changes significantly, so that the assumption that the change in the drawing edge dimension is at least approximately proportional to the change in the blank holder distance setting is again more likely to be regarded as justified in this phase and thus the correlation between the drawing edge dimension and the associated Blank holder distance setting can be determined using a correlation line.

Zweckmäßigerweise ist das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils eine Ziehrandposition des ersten Ziehteils, eine Ziehteilbreite des ersten Ziehteils, eine Ziehrandlänge des ersten Ziehteils oder ein Mittelwert aus zwei oder mehreren Ziehrandpositionen, die an unterschiedlichen Stellen des ersten Ziehteils ermittelt werden.The drawing edge dimension of the first drawing part is expediently a drawing edge position of the first drawing part, a drawing part width of the first drawing part, a drawing edge length of the first drawing part or an average of two or more drawing edge positions which are determined at different points on the first drawing part.

Über die Ziehrandposition wird vorteilhafterweise der Platineneinzug des ersten Ziehteils bestimmt. Als Platineneinzug wird hierbei der Abstand des Randes eines Ziehteils, das durch Tiefziehen eines Blechzuschnitts geformt wurde, zum Rand des Blechzuschnitts in der ursprünglichen Form, also vor dem Tiefziehen, bezeichnet.The insertion of the blank of the first drawing part is advantageously determined via the drawing edge position. In this case, blank indentation is the distance between the edge of a drawn part, which was formed by deep-drawing a sheet metal blank, and the edge of the sheet metal blank in its original form, i.e. before deep-drawing.

Vorteilhafterweise wird das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils mittels eines Lasersensors oder eines Laserscanners ermittelt, wobei der Lasersensor oder Laserscanner auch zur Erkennung von Rissen in dem ersten Ziehteil verwendet werden kann.The drawing edge dimension of the first drawn part is advantageously determined by means of a laser sensor or a laser scanner, it being possible for the laser sensor or laser scanner to also be used to detect cracks in the first drawn part.

Jedoch kann das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils ebenso mittels optischer oder taktiler Messverfahren oder auch mittels Ultraschall-Laufzeitverfahren ermittelt werden.However, the drawing edge dimension of the first drawn part can also be determined by means of optical or tactile measuring methods or also by means of ultrasonic time-of-flight methods.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die dafür eingerichtet ist, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen.According to one aspect of the invention, an apparatus is provided that is set up to carry out one of the methods described above.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben.

  • 1 zeigt ein Schaubild eines ersten beispielhaften Tiefziehprozesses.
  • 2 zeigt ein Schaubild eines zweiten beispielhaften Tiefziehprozesses.
  • 3 zeigt eine beispielhafte Blechhalterdistanz an einem Ziehwerkzeug.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes tiefgezogenes Ziehteil und die verwendete Blechplatine in ihrer ursprünglichen Form.
  • 5 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Preferred exemplary embodiments of the present invention are described below with reference to the following figures.
  • 1 shows a diagram of a first exemplary deep-drawing process.
  • 2 shows a diagram of a second exemplary deep-drawing process.
  • 3 shows an example blank holder distance on a drawing tool.
  • 4 shows an example of a deep-drawn drawn part and the metal blank used in its original form.
  • 5 shows a preferred embodiment of the method according to the present invention.

Zur Verringerung des Ausschussanteils bei der Fertigung von tiefgezogenen Formteilen, wie z.B. Karosseriebauteilen, wurde untersucht, welcher Fertigungsschritt, das Tiefziehen oder die nachfolgenden Schneideoperationen, den stärksten Einfluss auf die Maßhaltigkeit der fertigen Formteile hat. Hierbei hat sich eindeutig ergeben, dass die Tiefziehoperation vorrangig die Maßhaltigkeit der fertigen Formteile bestimmt, wohingegen die nachfolgenden Schneideoperationen die Maßhaltigkeit der Formteile nur in sehr geringem Maße beeinflussen. Demnach ist die Tiefziehoperation von essenzieller Bedeutung bezüglich der Maßhaltigkeit der Fertigteile und es ist somit verfahrenstechnisch sinnvoll, bereits diesen ersten Fertigungsschritt zu überwachen, in das gewünschte Toleranzintervall bzw. Toleranzfenster zu führen und darin zu halten.In order to reduce the percentage of rejects in the production of deep-drawn molded parts, such as body components, it was investigated which production step, deep-drawing or the subsequent cutting operations, has the greatest influence on the dimensional accuracy of the finished molded parts. It was clearly shown that the deep-drawing operation primarily determines the dimensional accuracy of the finished molded parts, whereas the subsequent cutting operations affect the dimensional accuracy of the molded parts only to a very small extent. Accordingly, the deep-drawing operation is of essential importance with regard to the dimensional accuracy of the finished parts and it therefore makes sense from a procedural point of view to monitor this first production step, to bring it into the desired tolerance interval or tolerance window and to keep it there.

Für die Überwachung der Maßhaltigkeit der durch das Tiefziehen geformten Teile hat sich die Überwachung des Ziehrands, d.h. die Messung eines Ziehrandmaßes, wie z.B. der Ziehrandlänge, als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Größe des Ziehrandmaßes des Ziehteils, wie z.B. die Ziehrandlänge des Ziehteils, zeigt wiederum eine starke Abhängigkeit vom Betrag der beim Tiefziehen verwendeten Blechhalterkraft.Monitoring the drawing edge, i.e. measuring a drawing edge dimension, such as the length of the drawing edge, has proven to be particularly advantageous for monitoring the dimensional accuracy of the parts formed by deep-drawing. The size of the drawing edge dimension of the drawn part, such as the drawing edge length of the drawn part, in turn shows a strong dependence on the amount of blank holder force used during deep drawing.

Ferner zeigt die Größe des Ziehrandmaßes des Ziehteils, wie z.B. die Ziehrandposition des Ziehteils, eine starke Abhängigkeit vom Betrag der beim Tiefziehen verwendeten Blechhalterdistanzeinstellung, die zweckmäßigerweise die beim Tiefziehen verwendeten Einstellung der Blechhalterdistanzen darstellt.Further, the size of the drawing margin of the drawn part, such as the drawing margin position of the drawn part, shows a strong dependence on the amount of blank holder distance adjustment used in deep drawing, which conveniently represents the blank holder distance adjustment used in deep drawing.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf Regelprozesse, bei denen die Blechhalterkraft als Stellgröße des Regelprozesses verwendet wird. Jedoch sind die folgenden Ausführungen auch in einfacher Weise auf Regelprozesse übertragbar, bei denen die Blechhalterdistanzeinstellung als Stellgröße verwendet wird.The following explanations relate to control processes in which the blank holder force is used as the manipulated variable of the control process. However, the following explanations can also be transferred in a simple manner to control processes in which the blank holder distance setting is used as the manipulated variable.

4 zeigt ein Beispiel eines tiefgezogenen Ziehteils mit noch vorhandenem Ziehrand und die verwendete Blechplatine in ihrer ursprünglichen Form vor dem Tiefziehen. Der Ziehrand soll zweckmäßigerweise an einer markanten Stelle des Ziehteils vermessen und ein Ziehrandmaß des Ziehteils bestimmt werden, wobei das Ziehrandmaß des Ziehteils eine Ziehrandposition des Ziehteils, eine Ziehteilbreite des Ziehteils oder eine Ziehrandlänge des Ziehteils sein kann. Als markante Stelle kann vorteilhafterweise eine Stelle ausgewählt werden, an welcher der Platineneinzug 40 möglichst stark ausgebildet ist und somit auch das Ziehrandmaß, wie z.B. die Ziehrandposition, bei Änderungen der Blechhalterkraft stark variiert. Als Platineneinzug 40 wird hierbei der Abstand des Randes der tiefgezogenen Blechpatine zum Rand der Blechplatine in der ursprünglichen Form, also vor dem Tiefziehen, bezeichnet (siehe 4). Zugleich sollte die markante Stelle natürlich auch eine für die Messung, insbesondere Laserscan-Messung, zugängliche Stelle sein. 4 shows an example of a deep-drawn drawn part with a still existing drawing edge and the sheet metal used in its original form before deep-drawing. The drawing edge should expediently be measured at a prominent point on the drawing part and a drawing edge dimension of the drawing part should be determined, with the drawing edge dimension of the drawing part being able to be a drawing edge position of the drawing part, a drawing part width of the drawing part or a drawing edge length of the drawing part. A point can advantageously be selected as a prominent point at which the blank indentation 40 is formed as strongly as possible and thus also the drawing edge dimension, such as the drawing edge position, varies greatly with changes in the sheet metal holder force. The distance between the edge of the deep-drawn metal blank and the edge of the metal blank in its original form, i.e. before deep-drawing, is referred to as blank indentation 40 (see Fig 4 ). At the same time, the distinctive point should of course also be a point that is accessible for the measurement, in particular laser scan measurement.

Ist der Platineneinzug 40 eines bestimmten Formteils nicht bekannt, so kann zur Bestimmung einer zur Messung geeigneten Stelle, d.h. der „markanten“ Stelle, ein erstes Ziehteil mit geringer Blechhalterkraft und ein zweites Ziehteil mit großer Blechhalterkraft tiefgezogen und anschließend verglichen werden. Die Stellen an denen der Platineneinzug 40 besonders stark zwischen den beiden Ziehteilen variiert, sind dann die für die Messung besonders geeigneten „markanten“ Stellen.If the blank indentation 40 of a specific molded part is not known, a first drawn part with a low blank holder force and a second drawn part with a high blank holder force can be deep-drawn and then compared to determine a point suitable for measurement, i.e. the "distinctive" point. The points at which the insertion of the blank 40 varies particularly greatly between the two drawn parts are then the “distinctive” points that are particularly suitable for the measurement.

Vorteilhafterweise wird jedem Bauteil ein idealer Platineneinzug 40 bzw. ideales Ziehrandmaß L für die gewählte markante Stelle als Referenzwert zugeordnet und ein einzuhaltendes Toleranzfenster oder Toleranzintervall [L-x;L+x] festgelegt, das symmetrisch um das ideale Ziehrandmaß angeordnet ist. Referenziert wird zweckmäßigerweise an einem „idealen“ Ziehrandmaß, welches von einem Ziehteil stammt, dessen späteres Fertigteil möglichst viele Messpunkte mittig in der Toleranz aufweist.Advantageously, each component is assigned an ideal board indentation 40 or ideal drawing margin L for the selected prominent point as a reference value and a tolerance window or tolerance interval [L-x;L+x] to be maintained is defined, which is arranged symmetrically around the ideal drawing margin. Reference is made to an "ideal" drawing margin, which comes from a drawn part whose later finished part has as many measuring points as possible in the middle of the tolerance.

Bei der Fertigung des jeweiligen Bauteils wird dann das Ziehrandmaß der durch Tiefziehen geformten Ziehteile mittels eines Regelprozesses in dem festgelegten einzuhaltenden Toleranzintervall gehalten, das symmetrisch um das zu dem jeweiligen Bauteil gehörige ideale Ziehrandmaß angeordnet ist. Hierbei wird die für das Tiefziehen verwendete Blechhalterkraft als Stellgröße des Regelprozesses verwendet, während das Ziehrandmaß des Ziehteils die Regelgröße des Regelprozesses darstellt. Um einen Referenzwert für die gewählte markante Stelle zu erhalten, wird das Ziehrandmaß eines „idealen“ Ziehteils, das den Qualitätsanforderungen entspricht und dessen späteres Fertigteil möglichst viele Messpunkte mittig in der Toleranz aufweist, vorteilhafterweise durch einen Laserscan bestimmt.During the manufacture of the respective component, the drawing margin of the drawn parts formed by deep-drawing is then kept within the defined tolerance interval to be observed by means of a control process, which is arranged symmetrically around the ideal drawing margin associated with the respective component. Here, the blank holder force used for deep-drawing is used as the manipulated variable of the control process, while the drawing margin of the drawn part represents the controlled variable of the control process. In order to obtain a reference value for the selected distinctive point, the drawing edge dimension of an "ideal" drawn part that meets the quality meets requirements and the later finished part has as many measuring points as possible in the middle of the tolerance, advantageously determined by a laser scan.

Das in 5 dargestellte Flussdiagramm zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen Regelprozesses.This in 5 The flowchart shown shows a preferred embodiment of such a control process.

Für den Regelprozess ist es besonders vorteilhaft, wenn der Platineneinzug 40 bzw. das Ziehrandmaß der tiefgezogenen Ziehteile in Echtzeit erfasst wird.It is particularly advantageous for the control process if the blank feed 40 or the drawing edge dimension of the deep-drawn drawn parts is recorded in real time.

Vorteilhafterweise wird das Ziehteil nach dem Tiefziehen in der Ziehpresse während des Transports (durch einen Roboter) von der Ziehpresse zur nachfolgenden Presse mittels eines Laserscanners oder Lasersensors vermessen.After deep-drawing in the drawing press, the drawn part is advantageously measured by means of a laser scanner or laser sensor during transport (by a robot) from the drawing press to the subsequent press.

Um sicherzustellen, dass die Messung immer an der gleichen Stelle erfolgt, wird die Messung des Laserscanners automatisch und damit reproduzierbar aktiviert, indem die Messung beispielsweise mittels eines Trigger-Signals gestartet wird. Hierfür kann vorteilhafterweise ein Trigger-Sensor, welcher nach dem Triangulations-Verfahren arbeitet, verwendet werden. Alternativ kann die Messung auch mittels einer Abfrage einer Position des Roboters an einer bestimmten Position des Transferweges getriggert werden.In order to ensure that the measurement always takes place at the same point, the measurement of the laser scanner is activated automatically and thus reproducibly, for example by starting the measurement using a trigger signal. A trigger sensor that works according to the triangulation method can advantageously be used for this. Alternatively, the measurement can also be triggered by querying a position of the robot at a specific position on the transfer path.

Der Laserscanner kann an einer mobilen Vorrichtung montiert sein, so dass dieser nicht nur für einen Standort nutzbar ist. Hierbei ist es notwendig, dass feste, vorbestimmte Standorte für die mobile Vorrichtung vorgesehen bzw. festgelegt sind, so dass die Messungen reproduzierbar immer am selben Ort vorgenommen werden. Dies kann beispielsweise durch eine Verankerung für ein mobiles Stativ, an dem der Laserscanners oder Lasersensors befestigt ist, oder auch mittels einer Markierung oder Befestigungsvorrichtung für eine Grundplatte erreicht werden, wie sie auch für Messlehren verwendet wird und auf welcher eine Halterung für den Laserscanner oder Lasersensor vorgesehen ist.The laser scanner can be mounted on a mobile device so that it is not only usable for one location. In this case, it is necessary for fixed, predetermined locations to be provided or specified for the mobile device, so that the measurements can always be carried out reproducibly at the same location. This can be achieved, for example, by anchoring a mobile tripod to which the laser scanner or laser sensor is attached, or by means of a marking or attachment device for a base plate, as is also used for measuring gauges and on which a holder for the laser scanner or laser sensor is attached is provided.

Für die Messung des Ziehrandmaßes ist es nicht unbedingt notwendig, dass der Laser frontal auf das Ziehteil ausgerichtet ist. Auch wenn der Laserscanner ein verzerrtes Bild des Ziehteils erfasst, ist dies für den korrekten Ablauf des Regelprozesses vollkommen ausreichend, sofern der „Verzerrwinkel“, also die Ausrichtung des Laserscanners, bei den Messungen der verschiedenen Ziehteile, einschließlich des als Referenz benutzten Ziehteils, konstant bleibt und die Variationen des Ziehrandmaßes weiterhin gut detektierbar bleiben.In order to measure the drawing edge, it is not absolutely necessary for the laser to be aligned frontally on the drawn part. Even if the laser scanner captures a distorted image of the drawn part, this is perfectly sufficient for the correct operation of the control process, as long as the "distortion angle", i.e. the orientation of the laser scanner, remains constant during the measurements of the different drawn parts, including the drawn part used as a reference and the variations in the drawing margin continue to be easily detectable.

Das in 5 dargestellte Flussdiagramm zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren. Zuerst wird in Schritt 510 wird überprüft, ob der ermittelte Ziehrand zu groß ist. Wenn der Ziehrand nicht zu groß ist, wird in Schritt 520 überprüft, ob der Ziehrand zu klein ist. Ist der Ziehrand auch nicht zu klein, dann liegt die Größe des Ziehrands im vorgegebenen Toleranzintervall, welches auch als Toleranzfenster bezeichnet wird, und die verwendete Blechhalterkraft kann in Schritt 530 unverändert an die Presse für den nächsten Tiefziehprozess weitergegeben werden.This in 5 The flow chart shown shows a preferred exemplary embodiment of the method according to the invention. First, in step 510, a check is made as to whether the determined drawing margin is too large. If the drag margin is not too large, step 520 checks whether the drag margin is too small. If the drawing edge is not too small either, then the size of the drawing edge is within the specified tolerance interval, which is also referred to as the tolerance window, and the blank holder force used can be passed on unchanged to the press for the next deep-drawing process in step 530.

Wenn in Schritt 510 ermittelt wird, dass der Ziehrand zu groß ist, wird in Schritt 512 der Betrag der Blechhalterkraft um einen vorbestimmten Korrekturwert verringert. In Schritt 514 wird dann überprüft, ob die um den Korrekturwert verringerte Blechhalterkraft im Arbeitsfenster für die Blechhalterkraft der verwendeten Presse liegt. Ist dies der Fall, wird in Schritt 516 die um den Korrekturwert verringerte Blechhalterkraft an die Presse weitergegeben. Andernfalls wird in Schritt 518 eine Fehlermeldung ausgegeben, die besagt, dass die um den Korrekturwert verringerte Blechhalterkraft außerhalb des Arbeitsfensters für die Blechhalterkraft der verwendeten Presse liegt.If it is determined in step 510 that the draw margin is too large, in step 512 the magnitude of the blank holder force is reduced by a predetermined correction value. In step 514 it is then checked whether the blank holder force reduced by the correction value is within the working window for the blank holder force of the press used. If this is the case, in step 516 the blank holder force reduced by the correction value is forwarded to the press. Otherwise, an error message is output in step 518 stating that the blank holder force reduced by the correction value is outside the working window for the blank holder force of the press used.

Wenn in Schritt 520 ermittelt wird, dass der Ziehrand zu klein ist, wird in Schritt 522 der Betrag der Blechhalterkraft um einen vorbestimmten Korrekturwert vergrößert. In Schritt 524 wird dann überprüft, ob die um den Korrekturwert vergrößerte Blechhalterkraft im Arbeitsfenster für die Blechhalterkraft der verwendeten Presse liegt. Ist dies der Fall, wird in Schritt 526 die um den Korrekturwert vergrößerte Blechhalterkraft an die Presse weitergegeben. Andernfalls wird in Schritt 528 eine Fehlermeldung ausgegeben, die besagt, dass die um den Korrekturwert vergrößerte Blechhalterkraft außerhalb des Arbeitsfensters für die Blechhalterkraft der verwendeten Presse liegt.If it is determined in step 520 that the draw margin is too small, in step 522 the magnitude of the blank holder force is increased by a predetermined correction value. In step 524 it is then checked whether the blank holder force increased by the correction value is in the working window for the blank holder force of the press used. If this is the case, in step 526 the blank holder force increased by the correction value is forwarded to the press. Otherwise, an error message is output in step 528 stating that the blank holder force increased by the correction value is outside the working window for the blank holder force of the press used.

Die Presse formt mit der übertragenen Blechhalterkraft das nächste Ziehteil, dessen nachfolgend ermittelte Ziehrandposition dann als nächster Eingabewert für das oben beschriebene Verfahren dient. So kann die Ziehrandposition sukzessive in das gewünschte Toleranzfenster bzw. Toleranzintervall geführt und darin gehalten werden.The press uses the transferred blank holder force to form the next drawn part, the subsequently determined drawing edge position of which then serves as the next input value for the process described above. In this way, the drawing edge position can be successively guided into the desired tolerance window or tolerance interval and kept there.

Um die Blechhalterkraft schneller in das Toleranzintervall führen zu können, werden in einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel zwei Zähler in das obige Flussdiagramm eingeführt, welche angeben, wie oft die Ziehrandposition hintereinander ober- bzw. unterhalb des Toleranzintervalls liegt bzw. gelegen hat. Der Wert des Zählers „Ziehrand zu groß“ wird um 1 erhöht und der Wert des Zählers „Ziehrand zu klein“ auf Null gesetzt, wenn in Schritt 510 ermittelt wird, dass der Ziehrand zu groß ist, wohingegen der Wert des Zählers „Ziehrand zu klein“ um 1 erhöht und der Wert des Zählers „Ziehrand zu groß“ auf Null gesetzt wird, wenn in Schritt 520 ermittelt wird, dass der Ziehrand zu klein ist.In order to be able to lead the blank holder force more quickly into the tolerance interval, two counters are introduced into the above flow chart in a preferred exemplary embodiment, which indicate how often the drawing edge position is or has been above or below the tolerance interval in a row. The value of the "Drawing border too big" counter is increased by 1 and the value of the "Drawing border too small" counter is set to zero when in step 510 it is determined that the drag margin is too large, whereas if it is determined in step 520 that the drag margin is too large, the value of the "draw margin too small" counter is incremented by 1 and the value of the "drag margin too large" counter is set to zero is small.

Dieser Wert des entsprechenden Zählers wird dann als Faktor vor den vorbestimmten Korrekturwert für die Blechhalterkraft gesetzt, sodass die Regelung der Ziehrandposition über die Blechhalterkraft die Ziehrandposition schneller in das Toleranzintervall führen kann.This value of the corresponding counter is then set as a factor in front of the predetermined correction value for the blank holder force, so that the control of the drawing edge position via the blank holder force can lead the drawing edge position more quickly into the tolerance interval.

Um die Blechhalterkraft noch schneller in das Toleranzintervall führen zu können, wird in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel überprüft, ob die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall einen ersten Grenzwert und/oder einen zweiten Grenzwert und/oder einen dritten Grenzwert überschreitet, wobei der dritte Grenzwert größer als der zweite Grenzwert ist, welcher wiederum größer als der erste Grenzwert ist. Darauf basierend wird bestimmt, dass der vorbestimmte Korrekturwert ein erster Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes den ersten Grenzwert nicht überschreitet, der Korrekturwert ein zweiter Korrekturwert ist, der größer als der erste Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes den ersten Grenzwert überschreitet, der Korrekturwert ein zweiter Korrekturwert ist, der größer als der erste Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes nur den ersten Grenzwert überschreitet, der Korrekturwert ein dritter Korrekturwert ist, der größer als der zweite Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes auch den zweiten Grenzwert überschreitet, und der Korrekturwert ein vierter Korrekturwert ist, der größer als der dritte Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes auch den dritten Grenzwert überschreitet.In order to be able to bring the blank holder force even more quickly into the tolerance interval, a particularly preferred exemplary embodiment checks whether the determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval exceeds a first limit value and/or a second limit value and/or a third limit value, with the third Limit is greater than the second limit, which in turn is greater than the first limit. Based on this, it is determined that the predetermined correction value is a first correction value if the determined deviation of the drawing edge does not exceed the first limit value, the correction value is a second correction value that is greater than the first correction value if the determined deviation of the drawing edge exceeds the first limit value exceeds, the correction value is a second correction value, which is greater than the first correction value, if the determined deviation of the drawing edge only exceeds the first limit value, the correction value is a third correction value, which is greater than the second correction value, if the determined deviation of the drawing edge also exceeds the second limit value, and the correction value is a fourth correction value that is greater than the third correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension also exceeds the third limit value.

Es ist natürlich auch eine andere Anzahl von verschiedenen Grenzwerten für die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall möglich. Die hier beschriebenen drei verschiedenen Grenzwerte sollen lediglich als Beispiel dienen.A different number of different limit values for the determined deviation of the drawing edge dimension from the specified tolerance interval is of course also possible. The three different limit values described here are only intended to serve as an example.

Um die Blechhalterkraft noch schneller in das Toleranzintervall führen zu können, können auch in diesem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Zähler eingeführt werden, welche angeben, wie oft die Ziehrandposition hintereinander ober- bzw. unterhalb des Toleranzintervalls liegt. Auch hier wird der Wert des Zählers „Ziehrand zu groß“ wird um 1 erhöht und der Wert des Zählers „Ziehrand zu klein“ auf Null gesetzt, wenn ermittelt wird, dass der Ziehrand zu groß ist, wohingegen der Wert des Zählers „Ziehrand zu klein“ um 1 erhöht und der Wert des Zählers „Ziehrand zu groß“ auf Null gesetzt wird, wenn ermittelt wird, dass der Ziehrand zu klein ist.In order to be able to bring the sheet metal holder force even more quickly into the tolerance interval, two counters can also be introduced in this particularly preferred exemplary embodiment, which indicate how often the drawing edge position is above or below the tolerance interval in a row. Again, if it is determined that the drag border is too large, the value of the drag border too large counter is incremented by 1 and the value of the drag border too small counter is set to zero, while the value of the drag border too small counter is set to zero ' is incremented by 1 and the value of the Drag Margin Too Large counter is set to zero if the drag margin is determined to be too small.

Der Wert des entsprechenden Zählers wird dann als Faktor vor den vorbestimmten Korrekturwert, also den ersten, zweiten, dritten oder vierten Korrekturwert, für die Blechhalterkraft gesetzt, sodass die Regelung der Ziehrandposition über die Blechhalterkraft die Ziehrandposition noch schneller in das Toleranzintervall führen kann.The value of the corresponding counter is then set as a factor in front of the predetermined correction value, i.e. the first, second, third or fourth correction value, for the blank holder force, so that the control of the drawing edge position via the blank holder force can bring the drawing edge position into the tolerance interval even more quickly.

Dadurch lassen sich beispielsweise Kraftträgheiten in Form von ansteigenden Offsetbeträgen bei der Blechhalterkraft, wie sie bei einer Presse häufiger vorkommen können, schnell durchfahren.In this way, for example, force inertia in the form of increasing offset amounts in the blank holder force, as can often occur in a press, can be quickly passed through.

Des Weiteren können mit dem gerade beschriebenen Regelprozess Änderungen dynamischer Störgrößen, wie z.B. die Werkzeugtemperatur, die sich insbesondere in der Phase des Produktionsanlaufs stark verändert, zügig durch die oben beschriebene Anpassung der Blechhalterkraft ausgeglichen werden, ohne dass der Einfluss dieser Störgrößen genauer analysiert werden muss.Furthermore, with the control process just described, changes in dynamic disturbances, such as the tool temperature, which changes significantly in the production start-up phase in particular, can be quickly compensated for by adjusting the blank holder force as described above, without the influence of these disturbances having to be analyzed more closely.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird an Stelle von einem oder mehreren festen Korrekturwert(en) der Korrekturwert mit Hilfe einer Korrelationsfunktion, insbesondere einer Korrelationsgeraden, bestimmt.In a further exemplary embodiment, the correction value is determined with the aid of a correlation function, in particular a correlation straight line, instead of one or more fixed correction value(s).

Um eine Korrelationsgerade für ein bestimmtes Ziehstück (Bauteil) zu bestimmen, sind im einfachsten Fall mindestens zwei Punkte bzw. Wertepaare (Blechhalterkraft/Ziehrandmaß) zu ermitteln, durch welche die Korrelationsgerade gelegt werden kann.In order to determine a correlation line for a specific drawn piece (component), in the simplest case at least two points or pairs of values (sheet metal holder force/drawing edge) are to be determined through which the correlation line can be placed.

Hierfür wird beispielsweise ein erstes Ziehteil mit einer möglichst geringen Blechhalterkraft tiefgezogen und die markante Stelle durch den Laserscan gemessen. Ein zweites Ziehteil wird mit einer möglichst großen, Blechhalterkraft tiefgezogen und ebenfalls vermessen. Auf Grundlage der beiden so ermittelten Punkte bzw. Wertepaare kann dann die Gleichung für die Korrelationsgerade aufgestellt werden.For this purpose, for example, a first drawn part is deep-drawn with the lowest possible blank holder force and the prominent point is measured by the laser scan. A second drawn part is deep-drawn with the greatest possible blank holder force and also measured. The equation for the correlation line can then be set up on the basis of the two points or pairs of values determined in this way.

Zu dem vorgegebenen Referenzwert des Ziehrandmaßes für das entsprechende Bauteil kann dann mit Hilfe der ermittelten Korrelationsfunktion, also der Geradengleichung, die zugehörige benötigte Blechhalterkraft berechnet werden. Ein drittes Ziehteil kann daraufhin mit der berechneten Blechhalterkraft tiefgezogen werden, das Ziehrandmaß des dritten Ziehteils durch den Laserscan ermittelt werden und es kann daraufhin überprüft werden, ob das ermittelte Ziehrandmaß innerhalb des für das entsprechende Bauteil vorab festgelegten Toleranzintervalls liegt.With the help of the determined correlation function, i.e. the straight line equation, the associated required blank holder force can then be calculated for the specified reference value of the drawing edge dimension for the corresponding component. A third drawn part can then be deep-drawn with the calculated blank holder force, the drawing edge of the third drawn part can be determined by laser scanning and it can then be checked whether the determined drawing edge is within the tolerance interval previously specified for the corresponding component.

Ferner kann das zu dem dritten Ziehteil gehörige Wertepaar für ein Anpassen der Gleichung bzw. der Steigung der Korrelationsgerade herangezogen werden, wobei die Korrelationsgerade zweckmäßigerweise über die Methode der kleinsten Fehlerquadrate bestimmt werden kann.Furthermore, the pair of values associated with the third drawing part can be used to adapt the equation or the slope of the correlation line, with the correlation line being expediently determined using the least squares error method.

Liegt das Ziehrandmaß des dritten Ziehteils nicht innerhalb des Toleranzintervalls, kann mit Hilfe der angepassten Geradengleichung ein Korrekturwert für die Blechhalterkraft für das vierte Ziehteil berechnet werden.If the drawing margin of the third drawn part is not within the tolerance interval, a correction value for the blank holder force for the fourth drawn part can be calculated using the adjusted linear equation.

Durch die Messung des Ziehradmaßes von jedem weiteren tiefgezogenen Ziehteil kann die Steigung der Korrelationsgeraden kontinuierlich angepasst werden und, wenn nötig, auch ein Korrekturwert für die Blechhalterkraft für das nächste Ziehteil bestimmt werden.By measuring the drawing wheel dimension of each additional deep-drawn drawn part, the gradient of the correlation line can be continuously adjusted and, if necessary, a correction value for the blank holder force can also be determined for the next drawn part.

Bei der Berechnung und Anpassung der Korrelationsgeraden ist es wichtig, den Einfluss dynamischer Störgrößen, wie Pressenstillstände und Werkzeugtemperatur, zu beachten.When calculating and adjusting the correlation lines, it is important to consider the influence of dynamic disturbances, such as press downtime and mold temperature.

So ist es in der Phase des Produktionsanlaufs äußerst schwierig, eine Korrelation zwischen Ziehrandmaß und Blechhalterkraft zu bestimmen, da sich andere Parameter, die in diesem Zusammenhang als Störgrößen bezeichnet werden, schnell verändern. Ein wichtiges Beispiel hierfür ist die bereits genannte Werkzeugtemperatur in der Presse, die während des Produktionsanlaufs in kurzer Zeit stark ansteigt. So ist beispielsweise die Bestimmung bzw. Anpassung der Steigung einer Korrelationsgeraden mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate in dieser Phase mit einem großen Fehler behaftet. Denn die dieser Methode zugrundeliegenden Annahme, dass die Änderung des Ziehrandmaßes (zumindest annähernd) proportional zur Änderung der Blechhalterkraft sei, ist in dieser Phase nicht mehr korrekt, da die sich stark verändernde Störgröße Temperatur wesentlichen Einfluss auf das Ziehrandmaß hat.In the production start-up phase, it is extremely difficult to determine a correlation between the drawing margin and the blank holder force, since other parameters, which are referred to as disturbance variables in this context, change quickly. An important example of this is the already mentioned tool temperature in the press, which rises sharply in a short time during the start of production. For example, the determination or adaptation of the slope of a correlation line using the least squares error method in this phase is subject to a large error. Because the assumption on which this method is based, that the change in the drawing edge is (at least approximately) proportional to the change in the blank holder force, is no longer correct in this phase, since the strongly changing disturbance variable temperature has a significant influence on the drawing edge.

Hingegen ist während der laufenden Serienproduktion von Blechformteilen die Bestimmung bzw. Anpassung der Steigung einer Korrelationsgeraden mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate nicht mehr so stark fehlerbehaftet wie in der Phase des Produktionsanlaufs. On the other hand, during the ongoing series production of shaped sheet metal parts, the determination or adaptation of the slope of a correlation line using the least squares error method is no longer as error-prone as in the production start-up phase.

Während der laufenden Serienproduktion von Blechformteilen ändert sich beispielsweise die Werkzeugtemperatur nicht mehr wesentlich, so dass die Annahme, die Änderung des Ziehrandmaßes sei zumindest annähernd proportional zur Änderung der Blechhalterkraft, in dieser Phase wieder eher als gerechtfertigt anzusehen ist.During the ongoing series production of shaped sheet metal parts, for example, the tool temperature no longer changes significantly, so that the assumption that the change in the drawing edge dimension is at least approximately proportional to the change in the blank holder force can again be regarded as justified in this phase.

Steht jedoch die Ziehpresse auch nur für eine für kurze Zeit still, wird bei Wiederanlauf der Produktion die ermittelte bzw. angepasste Steigung der Korrelationsgeraden markant von den obengenannten dynamischen Störgrößen beeinflusst. Die während des (erneuten) Produktionsanlaufs ermittelte Korrelationsgerade sollte somit nicht zur Ermittlung des Korrekturwerts für die Blechhalterkraft während der laufenden Serienproduktion von Blechformteilen herangezogen werden.However, if the drawing press stands still for even a short time, when production restarts, the determined or adjusted slope of the correlation line is significantly influenced by the above-mentioned dynamic disturbance variables. The correlation line determined during the (re)start of production should therefore not be used to determine the correction value for the blank holder force during the ongoing series production of shaped sheet metal parts.

Es ist hervorzuheben, dass das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise in einer bereits bestehenden Pressenstraße implementiert werden kann. Die zusätzlich bereitgestellte Sensorik kommuniziert mit der Pressensteuerung, um ein Ziehrandmaß vorzugsweise an einer markanten Stelle in einem vorher festgelegten Toleranzfenster bzw. Toleranzintervall zu halten. Referenziert wird zweckmäßigerweise an einem Ziehrandmaß, welches von einem Ziehteil stammt, dessen späteres Fertigteil möglichst viele Messpunkte mittig in der Toleranz aufweist. Der Grad der Über- bzw. Unterschreitung der tolerierten Ziehranddifferenz der Ziehteile bezüglich dieses Referenzwertes bestimmt die Änderung der Blechhalterkraft in der Pressensteuerung. Somit kann eine bessere Störgrößenunabhängigkeit erreicht und die Anpassung der Blechhalterkraft automatisiert werden. Denn in der Pressenstraße kann jedes Ziehteil überprüft und gegebenenfalls ein Korrekturwert für die Blechhalterkraft, die für das nächste Ziehteil angewendet wird, errechnet werden, ohne dabei die Zahl der in der Pressenstraße in einem bestimmten Zeitraum gefertigten Bauteile zu reduzieren.It should be emphasized that the method according to the invention can advantageously be implemented in an already existing press line. The sensor system additionally provided communicates with the press control in order to keep a drawing margin preferably at a prominent point in a previously specified tolerance window or tolerance interval. It is expedient to reference a drawing edge dimension that comes from a drawn part whose later finished part has as many measuring points as possible in the middle of the tolerance. The extent to which the toleranced drawing edge difference of the drawn parts is exceeded or fallen short of this reference value determines the change in the blank holder force in the press control. In this way, greater independence from disturbance variables can be achieved and the adjustment of the blank holder force can be automated. Because every drawn part can be checked in the press line and, if necessary, a correction value for the blank holder force that is applied to the next drawn part can be calculated without reducing the number of components produced in the press line in a certain period of time.

Wenn für das Ermitteln des Ziehrandmaßes der tiefgezogenen Ziehteile ein Lasersensor oder Laserscanner verwendet wird, so kann dieser vorteilhafterweise auch zur Erkennung von Rissen in den untersuchten Ziehteilen verwendet werden, wobei ein möglichst frontaler „Blickwinkel“ auf die Rissstelle besonders vorteilhaft ist.If a laser sensor or laser scanner is used to determine the drawing edge dimension of the deep-drawn drawn parts, this can advantageously also be used to detect cracks in the examined drawn parts, with a “viewing angle” that is as frontal as possible on the crack location being particularly advantageous.

Claims (14)

Verfahren zum Einsatz bei der Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen, wobei das Verfahren aufweist: Ermitteln eines Ziehrandmaßes eines ersten Ziehteils, welches durch Tiefziehen eines ersten Blechzuschnitts mit einer ersten Blechhalterkraft geformt wurde; Ermitteln einer Abweichung des ermittelten Ziehrandmaßes von einem vorgegebenen Toleranzintervall für das Ziehrandmaß; und Modifizieren eines Betrags der ersten Blechhalterkraft um einen Korrekturwert, der in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall bestimmt wird, um eine zweite Blechhalterkraft zu bestimmen, die für ein Tiefziehen eines zweiten Blechzuschnitts angewendet wird.A method for use in the production of deep-drawn shaped sheet metal parts, the method comprising: determining a drawing edge dimension of a first drawn part which was formed by deep-drawing a first sheet metal blank with a first blank holder force; determining a deviation of the determined drawing edge from a predetermined tolerance interval for the drawing edge; and modifying an amount of the first blank holder force by a correction value which is determined as a function of the determined deviation of the drawing edge dimension from the predetermined tolerance interval is used to determine a second blank holder force to be applied for deep drawing of a second blank of sheet metal. Verfahren nach Anspruch 1, wobei für das Bestimmen des Korrekturwerts überprüft wird, ob die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzintervall einen ersten Grenzwert und/oder einen zweiten Grenzwert überschreitet, welcher größer als der erste Grenzwert ist, wobei bestimmt wird, dass: der Korrekturwert ein erster Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes den ersten Grenzwert nicht überschreitet, der Korrekturwert ein zweiter Korrekturwert ist, der größer als der erste Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes nur den ersten Grenzwert überschreitet, und der Korrekturwert ein dritter Korrekturwert ist, der größer als der zweite Korrekturwert ist, wenn die ermittelte Abweichung des Ziehrandmaßes auch den zweiten Grenzwert überschreitet.procedure after claim 1 , wherein for the determination of the correction value it is checked whether the determined deviation of the drawing edge dimension from the predetermined tolerance interval exceeds a first limit value and/or a second limit value which is greater than the first limit value, it being determined that: the correction value is a first correction value if the determined deviation of the drawing edge does not exceed the first limit value, the correction value is a second correction value which is greater than the first correction value, if the determined deviation of the drawing edge only exceeds the first limit value, and the correction value is a third correction value which is greater than the second correction value if the determined deviation of the drawing edge dimension also exceeds the second limit value. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Korrekturwert in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung des Ziehrandmaßes von dem vorgegebenen Toleranzfenster mittels einer vorab ermittelten Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft bestimmt wird..procedure after claim 1 , whereby the correction value is determined as a function of the determined deviation of the drawing edge from the specified tolerance window by means of a previously determined correlation between the drawing edge and the associated blank holder force. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Korrelation zwischen Ziehrandmaß und zugehöriger Blechhalterkraft mit Hilfe einer Korrelationsgeraden oder einer sich selbst anpassenden Korrelationsfunktion bestimmt wird.procedure after claim 3 , whereby the correlation between the drawing margin and the associated blank holder force is determined using a correlation line or a self-adapting correlation function. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils eine Ziehrandposition des ersten Ziehteils, eine Ziehteilbreite des ersten Ziehteils, eine Ziehrandlänge des ersten Ziehteils oder ein Mittelwert aus zwei oder mehreren Ziehrandpositionen ist, die an unterschiedlichen Stellen des ersten Ziehteils ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the drawing edge dimension of the first drawing part is a drawing edge position of the first drawing part, a drawing part width of the first drawing part, a drawing edge length of the first drawing part or an average of two or more drawing edge positions which are determined at different points on the first drawing part. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ziehrandmaß des ersten Ziehteils mittels eines Lasersensors oder eines Laserscanners ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the drawing edge dimension of the first drawn part is determined by means of a laser sensor or a laser scanner. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Lasersensor oder Laserscanner auch zur Erkennung von Rissen in dem ersten Ziehteil und/oder weiteren gescannten Ziehteilen verwendet wird.procedure after claim 5 , wherein the laser sensor or laser scanner is also used to detect cracks in the first drawn part and/or further scanned drawn parts. Verfahren zum Einsatz bei der Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen, wobei ein Ziehrandmaß eines durch Tiefziehen geformten Ziehteils durch einen Regelprozess in ein vorgegebenes Toleranzintervall für das Ziehrandmaß geführt wird und/oder in diesem gehalten wird, wobei eine für das Tiefziehen verwendete Blechhalterkraft als Stellgröße des Regelprozesses verwendet wird und das Ziehrandmaß des Ziehteils die Regelgröße des Regelprozesses ist.Method for use in the production of deep-drawn shaped sheet metal parts, wherein a drawing edge of a drawn part formed by deep drawing is guided by a control process in a predetermined tolerance interval for the drawing edge and / or is kept in this, with a blank holder force used for deep drawing used as a manipulated variable of the control process and the drawing margin of the drawn part is the controlled variable of the control process. Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Ziehrandmaß eines ersten Ziehteils während eines laufenden Fertigungsprozesses in Echtzeit ermittelt wird und darauf basierend der Betrag einer Blechhalterkraft korrigiert wird, die für ein darauffolgendes Tiefziehen eines zweiten Ziehteils verwendet wird.procedure after claim 8 , wherein a drawing margin of a first drawn part is determined in real time during an ongoing production process and based thereon the amount of a sheet metal holder force is corrected, which is used for a subsequent deep-drawing of a second drawn part. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Ziehrandmaß des durch Tiefziehen geformten Ziehteils mittels eines Lasersensors oder eines Laserscanners ermittelt wird.procedure after claim 8 or 9 , wherein the drawing margin of the drawn part formed by deep drawing is determined by means of a laser sensor or a laser scanner. Verfahren zum Einsatz bei der Fertigung von tiefgezogenen Blechformteilen, wobei ein Ziehrandmaß eines durch Tiefziehen geformten Ziehteils durch einen Regelprozess in ein vorgegebenes Toleranzintervall für das Ziehrandmaß geführt wird und/oder in diesem gehalten wird, wobei eine für das Tiefziehen verwendete Blechhalterdistanzeinstellung als Stellgröße des Regelprozesses verwendet wird und das Ziehrandmaß des Ziehteils die Regelgröße des Regelprozesses ist.Method for use in the production of deep-drawn shaped sheet metal parts, wherein a drawing edge of a drawn part formed by deep drawing is guided by a control process in a predetermined tolerance interval for the drawing edge and / or is kept in this, with a blank holder distance setting used for deep drawing used as a manipulated variable of the control process and the drawing margin of the drawn part is the controlled variable of the control process. Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein Ziehrandmaß eines ersten Ziehteils während eines laufenden Fertigungsprozesses in Echtzeit ermittelt wird und darauf basierend der Betrag einer Blechhalterdistanzeinstellung korrigiert wird, die für ein darauffolgendes Tiefziehen eines zweiten Ziehteils verwendet wird.procedure after claim 11 , wherein a drawing edge dimension of a first drawn part is determined in real time during an ongoing manufacturing process and based thereon the amount of a blank holder distance adjustment used for a subsequent deep drawing of a second drawn part is corrected. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Ziehrandmaß des durch Tiefziehen geformten Ziehteils mittels eines Lasersensors oder eines Laserscanners ermittelt wird.procedure after claim 11 or 12 , wherein the drawing margin of the drawn part formed by deep drawing is determined by means of a laser sensor or a laser scanner. Vorrichtung, die dafür eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Apparatus arranged to carry out the method according to any one of the preceding claims.
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