DE10358991B4

DE10358991B4 - Steuerverfahren für eine Pressenlinie und Tandempressenlinie

Info

Publication number: DE10358991B4
Application number: DE10358991.0A
Authority: DE
Inventors: Yukiyoshi Takayama
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2023-12-17
Also published as: DE10358991A1

Abstract

Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie (1), die eine Vielzahl unabhängiger Presseneinheiten (2–5) zum Umformen eines Werkstücks (8) und einen Werkstückförderer (10) zum Fördern des Werkstücks (8) zwischen einem Paar angrenzender Presseneinheiten (2, 3) aufweist, wobei das Verfahren einen Werkstückförderungssteuerschritt umfasst, in dem der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb einer Werkstückausbringzone (a–b) im Bereich einer stromaufwärtigen Presseneinheit (2) der angrenzenden Presseneinheiten (2, 3) gemäß einem Signal gesteuert wird, das ausgehend von der Betätigung der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) so ausgegeben wird, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) mit dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) synchron ist, wobei der Werkstückförderungssteuerschritt des Verfahrens dadurch gekennzeichnet ist, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb einer Werkstückeinbringzone (c–d) im Bereich einer stromabwärtigen Presseneinheit (3) der angrenzenden Presseneinheiten (2, 3) gemäß einem Signal gesteuert wird, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) so ausgegeben wird, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) mit dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) synchron ist; und der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb einer Werkstückförderzone (b–c) zwischen der Werkstückausbringzone (a–b) und der Werkstückeinbringzone (c–d), die als eine vorbereitende Zone vor Eintritt in die Werkstückeinbringzone (c–d) definiert ist, gemäß einem eigenen Signal so gesteuert wird, dass ein Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers (10) allmählich kleiner wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie mit einer Vielzahl unabhängiger Presseneinheiten zum Umformen eines Werkstückes und mit einem Werkstückförderer zum Fördern des Werkstücks zwischen einem Paar angrenzender Presseneinheiten sowie auf eine Tandempressenlinie, die dieses Steuerverfahren einsetzt.
Stand der Technik
Bekanntlich ist die Tandempressenlinie als eine Pressenart bekannt, um bei einem Werkstück wirkungsvoll eine Vielzahl von Umformprozessen wie z. B. Ziehen, Biegen, Durchstoßen und Schneiden durchzuführen. In solch einer Tandempressenlinie ist eine Vielzahl von Pressenmaschinen (im folgenden als ”Pressen” bezeichnet) in einer Linie vorgesehen, wobei ein Werkstück von einer stromaufwärtigen Presse zu einer stromabwärtigen Presse befördert wird, um einer Serie von Umformvorgängen unterzogen zu werden, die durch die Pressen durchgeführt werden. Das Befördern eines Werkstückes benötigt manchmal Menschenkraft oder einen Werkstückförderer. Jede Presse hat einen Hauptmotor, wobei die Drehung des Hauptmotors durch einen Antriebsmechanismus in die Aufwärts/Abwärtsbewegung (Hin- und Herbewegung) eines Stößels umgewandelt wird. Da die entsprechenden Hauptmotoren unabhängig gesteuert sind, werden die Aufwärts/Abwärtsbewegungen der Pressen-Stößel unabhängig ausgeführt. Im Folgenden werden die Pressen und die Werkstückförderer entsprechend beschrieben.
(Pressen)
11 zeigt beispielhaft eine schematische Ansicht eines Antriebsmechanismus für eine Kurbelpresse 50. Bei der Kurbelpresse 50 ist die Welle des Hauptmotors 51 mit einer Riemenscheibe 52 bereitgestellt, die im Gegenzug durch einen Gurt 53 mit einem Schwungrad 54 gekoppelt ist. Das Schwungrad 54 ist mit einem ersten Eingreifteil einer Kupplung 55 gekoppelt und ein zweites Eingreifteil der Kupplung 55 ist mit einer Antriebswelle 56 gekoppelt. Die Antriebswelle 56 weist eine Bremse 57 auf. Ein Teil der Antriebswelle 56 ist mit einem Hauptzahnrad 58 vernetzt, das an einem Teil einer Kurbelwelle 59 gesichert ist. Ein Stößel 16 ist von dem Kurbelteil der Kurbelwelle 59 mittels Verbindungsstangen 55 aufgehängt.
Bei diesem Antriebsmechanismus wird das Schwungrad 54 durch den Hauptmotor 51 gedreht und die Rotationsenergie des Schwungrads 54 durch die Kupplung 55 und ein Hauptzahnrad 58 auf die Kurbelwelle 59 übertragen. Die Kurbelwelle 59 wird gedreht, wobei diese Drehung in die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Stößels 16 umgewandelt wird. Durch das Umschalten der Kupplung 55 zwischen Eingriff und Lösen, wird der Stößel 16 von seinem Aufwärts- und Abwärtsbewegungszustand zu einem aufgehängten Zustand oder umgekehrt umgeschaltet. In einigen Fällen weist der Antriebsmechanismus eine Kraftübertragung auf, die aus einer Vielzahl von Geschwindigkeitsänderungszahnrädern zusammengesetzt ist. Die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Stößels in jeder Presse wird auf folgende Weise gesteuert. Wenn der Stößel 16 den oberen Totpunkt erreicht hat, wird er dort durch das Lösen der Kupplung 55 und das Auslösen der Bremse 57 angehalten. Wenn ein Werkstück folgend auf das Ausbringen eines Werkstückes nach dem Ausbilden vor der Ausbildung in die Arbeitsstation einer Presse gebracht wurde, wird der Stößel 16 von dem oberen Totpunkt durch das Eingreifen der Kupplung 55 und das Lösen der Bremse 57 abgesenkt. Wenn der Stößel 16 den oberen Totpunkt nach dem Durchtreten durch den unteren Totpunkt erreicht, wird der Stößel 16 wieder durch das Lösen der Kupplung 55 und das Auslösen der Bremse 57 zu einem Stopp bei dem oberen Totpunkt gebracht. Auf diese Weise wird das Eingreifen und Lösen der Kupplung 55 in jeder Presse wiederholt und dabei ein unterbrochener Vorgang durchgeführt.
In der Tandempressenlinie können die Kombinationen und Reihenfolgen der Pressen willkürlich entsprechend der Anwendungen eingestellt werden. Falls Press-Umformvorgänge durch einige der Pressen in der Linie überflüssig werden, können diese Pressen angehalten werden oder zum Press-Umformen von anderen Werkstücken verwendet werden. Dementsprechend kann die Tandempressenlinie in verschiedenen Press-Umformanwendungen eingesetzt werden, und deswegen kann sicher gesagt werden, dass die Tandempressenlinie einen hohen Freiheitsgrad aufweist.
Im Gegenstück zur Tandempressenlinie gibt es eine bekannte Übertragungspresse, die eine Vielzahl von Arbeitsstationen in einer Linie angeordnet aufweist. Diese Übertragungspresse weist eine Vielzahl von Arbeitsstationen für jeden Stößel auf und bewegt eine Vielzahl von Stößel mit einem Hauptmotor auf und ab. Die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Stößel in den Pressen sind synchron. Deswegen hat die Übertragungspresse einen hohen Produktivitätswirkungsgrad, hat aber einen niedrigen Freiheitsgrad, da sie nur ein Muster des Press-Umformens bereitstellt.
(Werkstückförderer)
Zum Befördern eines Werkstückes zwischen jedem Paar angrenzender Pressen in der Tandempressenlinie wird normaler Weise ein Roboterverfahren oder ein Lade-/Entladeverfahren verwendet. Bei dem Roboterverfahren wird ein Knickarm-Handhabungsroboter zwischen den angrenzenden Pressen angeordnet, wobei ein Werkstück unter Verwendung von diesem Handhabungsroboter aus einer vorangehenden Presse herausgenommen und in eine nachfolgende Presse eingebracht wird. Im Gegensatz dazu ist das Lade-/Entladeverfahren so konstruiert, dass ein Lader und ein Entlader einer Verknüpfungskonstruktion für die stromaufwärtige Seitenfläche bzw. stromabwärtige Seitenfläche des Presskörpers bereitgestellt sind und ein Transportwagen zwischen dem stromaufwärtigen Entlader und dem stromabwärtigen Lader bereitgestellt ist. Das Ausbringen und Einbringen eines Werkstücks mit Bezug auf den Pressenkörper wird durch den Entlader bzw. Lader durchgeführt und die Ablieferung des Werkstücks bei der nächsten Station wird durch den Transportwagen durchgeführt.
Bei diesem bekannten Verfahren ist es erforderlich, ein Werkstück konform mit den unterbrochenen Bewegungen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Pressen zu fördern und ebenfalls notwendig eine Überschneidung mit den Matrizen oder ähnlichem während der Werkstückbeförderung zu vermeiden, so dass die Geschwindigkeit für das Handhaben eines Werkstückes nicht erhöht werden kann, wobei es deswegen eine Beschränkung bei der Produktionsgeschwindigkeit gibt. Zusätzlich zeigt das Roboterverfahren den Missstand, dass es schwierig ist und deswegen viel Zeit verbraucht, einen Förder-Bewegungsablauf beizubringen, während das Lade-/Entladeverfahren einen Transportwagen zwischen jedem Paar angrenzender Pressen erfordert, so dass ein System großen Maßstabs und folglich ein großer Installationsraum benötigt werden.
Als einen Versuch, die obigen Probleme zu lösen, hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung bereits in einer früheren Anmeldung ( japanische Patentanmeldung Nr. 2001-400849 ) ein Werkstückförderverfahren und System für eine Tandempressenlinie vorgeschlagen, bei dem das Beibringen eines Bewegungsablaufes zur Werkstückbeförderung in einer kurzen Zeit durchgeführt werden kann, und ein Werkstück mit einer hohen Geschwindigkeit befördert werden kann. Das Werkstückbeförderungssystem dieser zurückliegenden Anmeldung weist einen vertikal beweglichen Hebearm auf, der parallel mit einer Werkstückförderrichtung vorgesehen ist, Träger und Nebenträger, die in einer Längsrichtung des Hebearm beweglich sind, und einen Kreuzträger, der mit einer Werkstückzurückhalteeinrichtung ausgestattet ist, und zwischen dem rechten und linken Paar Nebenträger vorgesehen ist.
Die wirkungsvollste Einrichtung zum Verbessern des Produktivitätswirkungsgrades der Tandempressenlinie ist es, ein fortlaufendes Antreiben der Pressen zu ermöglichen und den Werkstückförderer konform mit den Pressen zu betätigen. Jedoch gibt es für diesen Vorgang das folgende Hindernis.
Zum Beispiel wird angenommen, dass das Press-Umformen durch gleichzeitiges Absenken der Stößel einer Vielzahl von Pressen aus dem oberen Totpunkt mit gleicher Geschwindigkeit erfolgt. In diesem Fall gibt es kein Problem, falls die Stößel in der selben Zeit nach der Vervollständigung eines Hubvorgangs zu dem oberen Totpunkt zurückkehren, aber in Wirklichkeit kehren sie nicht in der selben Zeit zurück, da ”das Langsamerwerden” von Presse zu Presse variiert, so dass ihre Presszyklen unterschiedlich sind. ”Langsamer werden” ist ein unvermeidbares Phänomen, das durch die Last usw. des Press-Umformens verursacht wird, bei dem die Drehzahl eines Schwungrades vorübergehend abfällt. ”Langsamer werden” hängt von verschiedenen Faktoren, wie zum Beispiel der für das Press-Umformen erforderlichen Energie, der Kapazität des Hauptmotors und der Größe des Schwungrads ab. Da diese Faktoren abhängig von den Pressen unterschiedlich sind, variiert das ”Verlangsamen” von Presse zu Presse.
12 ist ein Diagramm und zeigt Änderungen der Stößelpositionen mit der Zeit. Insbesondere zeigt 12 die Stößelpositionen von jeder Presse, wenn ein Paar von angrenzenden Pressen fortlaufend betätigt wird. Selbst wenn ein Vorgang mit einem bestimmten Phasenunterschied D1 zwischen den Bewegungen der Stößel und der angrenzenden Pressen begonnen wird, wie durch die Wellenformen A und B in 12 bezeichnet ist, ändert sich der Phasenunterschied allmählich, wenn der Vorgang wegen des Einflusses des ”Langsamer werdens” wie oben erwähnt wurde voranschreitet, sodass die Stößelbewegungen der Presse so werden, wie zum Beispiel durch die Wellenformen A, B' bezeichnet ist. Bei dem Beginn des Vorgangs ist die Änderung des Phasenunterschieds nicht wesentlich, deswegen kann das Ausringen eines Werkstückes aus der stromaufwärtigen Presse und das Einbringen eines Werkstückes in die stromabwärtige Presse fortlaufend durchgeführt werden. Jedoch wird die Änderung des Phasenunterschiedes mit der Zeit immer signifikanter. Wenn die Änderung zu einem bestimmten Grad berücksichtigenswert ist, kann das Ausbringen relativ zu der stromaufwärtigen Presse und das Einbringen des Werkstückes relativ zu der stromabwärtigen Presse nicht zu einem exakten Zeitpunkt durchgeführt werden, mit dem Ergebnis, dass die Linie in der Strommitte angehalten werden muss.
Um das Einbringen und Ausbringen des Werkstückes unter solchen Umständen bei einer bekannten Tandempressenlinie zuverlässig durchzuführen, war ein unterbrochenes Antreiben unvermeidlich. Deswegen kann ein Verbessern der Produktionswirkungsgrade nicht erwartet werden.
Zusätzlich schließt das unterbrochene Antreiben das Eingreifen/Lösen der Kupplungen und Auslösen der Bremsen ein. Das Eingreifen/Lösen der Kupplungen und das Auslösen der Bremsen verursacht großen Lärm und Verschleiß der für die Kupplungen und Bremsen bereitgestellten Flächen. Falls der Verschleiß der Flächen signifikant wird, verringert sich die Lebensdauer der Flächen, was ein Ersetzen erforderlich macht. Als Ergebnis steigen die Wartungskosten.
Die frühere Anmeldung ( japanische Patentanmeldung Nr. 2001-400849 ) hat nur eine harte Konstruktion für einen Werkstückförderer vorgeschlagen, der für eine Werkstückbeförderung mit Hochgeschwindigkeit in einer Tandempressenlinie vorgesehen ist, und daher wurde vieles übrig gelassen, was im Bezug auf eine Steuertechnik für wirkungsvolle unterbrochene Werkstückbeförderung zwischen zwei unabhängig angetriebenen Pressen in Übereinstimmung mit der Bewegung von jeder Presse zu berücksichtigen ist.
Abgesehen von den für die Verwendung in der oben beschriebenen Tandempressenlinie beabsichtigten Steuertechniken wurde eine Steuertechnik für eine Servo-Übertragungsbremse vorgeschlagen. Bei dieser Technik wird eine Presse fortgesetzt angetrieben, während der Presswinkel durch einen Encoder (Presswinkelerfassungseinrichtung) und die Achsen des Servo-Zufuhrapparats so gesteuert werden, dass sie in fortbestimmten Positionen gemäß dem erfassten Winkel eingestellt werden, und dabei einen Hochgeschwindigkeitsvorgang durchführen, wobei der Zufuhrapparat so angetrieben wird, dass er der Bewegung der Presse folgt.
Da diese Steuertechnik für den Servo-Zufuhrapparat einer Servo-übertragungspresse konstruiert ist, den Presswinkel einer fortlaufend betriebenen Presse zu erfassen und das Hinein- und Hinausbewegen des Zufuhrapparats gemäß der Position der Presse zu steuern, sind die folgenden Nachteile aufgetreten: Wenn diese Steuertechnik bei einer Zwischenförderung einer unterbrochen angetriebenen Tandempresse angewendet wird, wird der Zufuhrapparat zu einem Anhalten gebracht, wenn die Tandempresse, die das Objekt ist, dem der Zufuhrapparat folgt (im folgenden als ”Objekt der Übereinstimmung” bezeichnet) anhält, so dass er beim Sicherstellen einer hohen Werkstückbeförderungsgeschwindigkeit versagt, nämlich bei einer hohen Liniengeschwindigkeit. Zusätzlich wird diese Steuertechnik für eine Servo-Übertragungspresse unter der Bedingung eingesetzt, dass der Zufuhrapparat so angetrieben wird, dass er einer Presse folgt (damit konform ist), und deswegen kann er nicht an einer Tandempressenlinie ohne Abänderungen angewendet werden, da der Werkstückförderer einer Tandempressenlinie zumindest zwei Pressen folgen muss.
Die vorliegende Erfindung wurde darauf gerichtet, die vorangehenden Probleme zu überwinden, und es ist deswegen eine Hauptaufgabe der Erfindung, ein Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie und eine Tandempressenlinie bereitzustellen, bei der ein Werkstückförderer konform mit einer Vielzahl von Objekten betätigt werden kann, wobei selbst wenn die Objekte der Konformität anhalten, der Werkstückförderer angetrieben werden kann, wobei die Produktivität des Press-Umformens verbessert und die Wartungskosten und Wartungsintervalle verringert werden können.
Offenbarung der Erfindung
Die obige Aufgabe kann durch ein Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie gemäß Anspruch 1 gelöst werden.
Gemäß der Erfindung wird innerhalb einer Werkstückausbringzone in dem Bereich einer stromaufwärtigen Presseneinheit der Betrieb des Werkstückförderers gemäß einem Signal gesteuert, das ausgehend von dem Betrieb der stromaufwärtigen Presse so ausgegeben wird, dass der Betrieb des Werkstückförderers mit dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit synchron ist. Innerhalb einer Werkstückeinbringzone in dem Bereich einer stromabwärtigen Presseneinheit wird der Betrieb des Werkstückförderers gemäß einem Signal gesteuert, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit so abgegeben wird, dass der Betrieb des Werkstückförderers mit dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit synchron ist. Innerhalb einer Werkstückförderzone zwischen der Werkstückausbringzone und der Werkstückeinbringzone wird der Betrieb des Werkstückförderers gemäß dem eigenen Signal des Werkstückförderers gefördert. Auf diese Weise wird die Bewegung des Werkstückförderers gesteuert, während das Objekt der Konformität geändert wird, so dass der Werkstückförderer angetrieben werden kann, sogar wenn die Presseneinheit, die das Objekt der Konformität ist, zu dem Zeitpunkt des Hineinbringens oder Ausbringens des Werkstücks anhält. Falls eine Vielzahl von Presseneinheiten vorhanden sind, die Objekte der Konformität sind, wie in dem Fall einer Tandempressenlinie, in der der Werkstückförderer einer Vielzahl von Presseneinheiten folgen muss, kann der Werkstückförderer leicht so betrieben werden, dass er diesen folgt. Deswegen kann die Liniengeschwindigkeit bemerkenswert verbessert werden, wenn die Erfindung auf das Befördern eines Werkstücks zwischen einer Vielzahl von unabhängigen, unterbrochen angetriebenen Tandempressen angewendet wird. Zusätzlich wird der Werkstückförderer gemäß einem eigenen Signal gesteuert, nachdem der Werkstückförderer aus der Zone herauskommt, in der er in Synchronisation mit einer Presseneinheit betrieben wird, so dass der Werkstückförderer nicht nachteilig durch die Störung (das heißt Schwingung) beeinträchtigt wird, die zu der Zeit des Press-Umformens des Werkstücks auftritt.
Das Steuerverfahren der Erfindung ist bevorzugt so eingerichtet, dass der Betrieb des Werkstückförderers innerhalb der Werkstückausbringzone in dem Bereich der stromaufwärtigen Presseneinheit gemäß einem Signal einer Presswinkelerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Presswinkels der stromaufwärtigen Presseneinheit gesteuert wird; der Betrieb des Werkstückförderers innerhalb der Werkstückeinbringzone in dem Bereich der stromabwärtigen Presseneinheit gemäß einem Signal einer Presswinkelerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Presswinkels der stromabwärtigen Presseneinheit gesteuert wird; und der Betrieb des Werkstückförderers innerhalb der Werkstückförderzone gemäß einem Signal einer für den Werkstückförderer bereitgestellten Signalerzeugungseinrichtung gesteuert wird. Mit dieser Anordnung kann der Werkstückförderer in der vorbereitenden Zone vor Eintritt in die Werkstückeinbringzone allmählich an die Betriebsgeschwindigkeit der Presseneinheit angepasst werden, die das nächste Objekt der Konformität ist, bevor das Werkstück in die nächste Presseneinheit gebracht wird, selbst wenn die Presseneinheit, in die das Werkstück eingebracht wird, und die Presseneinheit, aus der das Werkstück ausgebracht wird, unabhängig mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden. Als Ergebnis kann die Bewegung des Werkstückförderers gleichmäßiger gesteuert werden, was zu einem wirkungsvollen Press-Umformen führt.
Das Steuerverfahren umfasst bevorzugt zusätzlich zu dem Werkstückfördersteuerschritt einen Pressensteuerschritt, in dem der Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit gemäß einem Signal gesteuert wird, das ausgehend von dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit so ausgegeben wird, dass die angrenzenden Presseneinheiten mit einem bestimmten Phasenunterschied betrieben werden, der zwischen diesen beibehalten wird.
Bei dem Steuerverfahren wird die Stößelbewegung der stromabwärtigen Presse in Realzeit in Übereinstimmung mit der Stößelbewegung der stromaufwärtigen Presseneinheit korrigiert, und das Ausbringen, Befördern, Einbringen des Werkstückes durch den Werkstückförderer wird in Konformität mit den Stößelbewegungen der angrenzenden Presseneinheit durchgeführt. Deswegen kann jede Tandempressenlinie fortlaufend angetrieben werden, was in einer bemerkenswert verbesserten Produktivität resultiert. Nun, wo das fortlaufende Antreiben möglich ist, ist das Eingreifen/Lösen der Kupplungen und das Auslösen der Bremsen, das für das unterbrochen Antreiben erforderlich ist, nicht länger notwendig, und daher kann der Verschleiß der für die Kupplungen und Bremsen bereitgestellten Flächen verringert werden. Die Folge daraus ist, dass die Wartungskosten und die Wartungsintervalle verringert werden können. Da es keine Notwendigkeit gibt, den unterbrochenen Antrieb auszuführen, kann auf das Eingreifen/Lösen der Kupplungen und das Auslösen der Bremsen zurückzuführender Lärm ausgeschaltet werden.
Das Steuerverfahren der Erfindung kann so eingerichtet sein, dass zuvor Indizes gespeichert werden, die die Stößelpositionen der angrenzenden Presseneinheiten so bezeichnen, dass sie einander entsprechen, und zwar so, dass in dem Pressensteuerschritt der Index der Stößelposition von jeder Presseneinheit erfasst wird und mit dem erfassten Index der stromaufwärtigen Presseneinheit der Index seiner zugeordneten stromabwärtigen Einheit erhalten wird und der Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit so gesteuert wird, dass der erfasste Index der stromabwärtigen Presseneinheit mit dem erhaltenen Index der stromabwärtigen Presseneinheit übereinstimmt. In diesem Fall ist es wünschenswert, jede Presseneinheit fortlaufend zu betreiben. Es ist ebenfalls wünschenswert, die Drehzahl eines Motors zu steuern, der für die stromaufwärtige Presseneinheit in dem Pressensteuerschritt bereitgestellt ist. In diesem Fall können der Phasenunterschied zwischen der Stößelbewegung der stromaufwärtigen Presseneinheit und der Stößelbewegung der stromabwärtigen Presseneinheit konstant beibehalten werden.
In dem Werkstückfördersteuerschritt ist es bevorzugt, den Betrieb des Werkstückförderers so zu steuern, dass der Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers in dem Randbereich zwischen der Werkstückausbringzone und der Werkstückförderzone klein gemacht wird, und so, dass der Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers in dem Randbereich zwischen der Werkstückeinbringzone und der Werkstückförderzone klein gemacht wird.
Mit dieser Anordnung kann der Betrieb des Werkstückförderers gleichmäßiger gesteuert werden, wenn der Betrieb des Werkstückförderers mit dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit oder der stromabwärtigen Presseneinheit synchronisiert wird, was ein wirkungsvolles Press-Umformen ergibt.
Gemäß der Erfindung ist eine Tandempressenlinie bereitgestellt, wie sie im Anspruch 8 definiert ist
Bevorzugt umfasst die Tandempressenlinie der Erfindung außerdem eine Speichereinheit zum Speichern von Indizes, die die Stößelpositionen der angrenzenden Presseneinheiten so bezeichnen, dass sie einander entsprechen, wobei in der Pressensteuereinheit der Index der Stößelposition von jeder Presseneinheit erfasst wird, und mit dem erfassten Index der stromaufwärtigen Presseneinheit der Index seiner zugeordneten stromabwärtigen Presseneinheit erhalten wird und der Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit so gesteuert wird, dass der erfasste Index der stromabwärtigen Presseneinheit mit dem erhaltenen Index der stromabwärtigen Presseneinheit übereinstimmt.
Es ist außerdem wünschenswert, jede Presseneinheit fortlaufend zu betätigen. Die Pressensteuereinheit steuert bevorzugt die Drehzahl eines für die stromabwärtige Presseneinheit bereitgestellten Motors.
Bevorzugt steuert die Werkstückförderungssteuereinheit den Betrieb des Werkstückförderers so, dass der Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers in dem Randbereich zwischen der Werkstückeinbringzone und der Werkstückförderzone klein gemacht wird, und so, dass der Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers in dem Randbereich zwischen der Werkstückeinbringzone und der Werkstückförderzone klein gemacht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Vorderansicht einer Tandempressenlinie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht der Tandempressenlinie der Ausführungsform.
3 ist eine Vorderansicht eines Werkstückförderers zur Verwendung in der Tandempressenlinie.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3.
5 ist ein Strukturdiagramm eines Steuersystems, das eine Pressensteuerung gemäß einem Beispiel zeigt.
6 ist ein Diagramm und zeigt die sich mit der Zeit verändernden Positionen von Stößeln.
7 ist ein strukturelles Diagramm eines Steuersystems und zeigt eine Pressensteuerung gemäß einem anderen Beispiel.
8 ist ein strukturelles Diagramm eines Steuersystems und zeigt die Werkstückförderersteuerung.
9 ist ein Diagramm einer Zufuhrbewegung.
10 ist ein Diagramm und zeigt die Stößelpositionen von angrenzenden Pressen und die Positionen des Werkstückförderers, die sich mit der Zeit verändern.
11 ist eine schematische Skizze eines Angriffsmechanismus gemäß dem Stand der Technik.
12 ist ein Diagramm und zeigt gemäß dem Stand der Technik Stößelpositionen und die Positionen eines Werkstückförderers, die sich mit der Zeit verändern.
Bester Modus, die Erfindung auszuführen
Mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen wird nun ein Steuerverfahren für eine Pressenlinie und eine Tandempressenlinie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Die 1 und 2 zeigen eine Vorderansicht beziehungsweise eine Seitenansicht einer Tandempressenlinie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 3 zeigt eine Vorderansicht eines Werkstückförderers zur Verwendung in der Tandempressenlinie. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst eine Tandempressenlinie 1: eine Vielzahl von Pressen 2, 3, 4, 5 (vier Pressen (erste bis vierte Pressen) sind in dieser Ausführungsform eingesetzt), die in Serie in spezifizierten Abschnitten von stromaufwärts (der linken Seite der Zeichnung) nach stromabwärts ausgerichtet sind; eine Vorrichtung zum Einbringen des Werkstoffs 6, die stromaufwärtig von der stromaufwärtigsten Presse (der ersten Presse) 2 angeordnet ist; eine Vorrichtung zum Ausbringen des Produkts 7, die stromabwärts von der stromabwärtigsten Presse (der vierten Presse) 5 angeordnet ist; einem Werkstückförderer 9 zum Fördern eines Werkstücks 8 (siehe 3, 4) von der Vorrichtung zum Einbringen des Werkstoffs 6 zu der Arbeitsstation der ersten Presse 2; Werkstückförderer 10, 11, 12 zum Liefern (Einbringen und Ausbringen) der Werkstücke 8 zwischen den Arbeitsstationen der angrenzenden Presse 2, 3, 4, 5; und einen Werkstückförderer 13 zum Fördern des Werkstücks 8 von der Arbeitsstation der vierten Presse 5 zu der Vorrichtung zum Ausbringen des Produkts 7.
Jede der Pressen 2, 3, 4, 5 umfasst: Posten 14, wobei jeder als Hauptkörperrahmen dient; einen oberen Rahmen 15, der auf der Posten 14 angeordnet ist und einen Antriebskraftübertragungsmechanismus aufnimmt; einen durch die Posten 14 gestützten Stößel 16, der so durch den Antriebskraftübertragungsmechanismus vertikal beweglich ist; einen Hauptquerträger 18, angeordnet auf einem Bett 17 in einer Position gegenüber zu dem Stößel 16. Das Werkstück 8 wird durch eine an dem unteren Ende des Stößels 16 angebrachte obere Matrize und eine an dem oberen Ende des Hauptquerträgers 18 angebrachte untere Matrize bearbeitet.
Als nächstes wird die Struktur des Werkstückförderers 9 bis 13 genau beschrieben. Da die Werkstückförderer 9 bis 13 im Wesentlichen dieselbe Grundstruktur aufweisen, wird die Struktur usw. des Werkstückförderers 10, der zwischen den Pressen 2, 3 vorgesehen ist, hauptsächlich als Repräsentativ beschrieben.
Wie aus 2, 4 ersichtlich ist, hat der Werkstückförderer 10 ein Paar Hebearme 19, die auf parallele Weise beabstandet sind, und mit Bezug auf eine Werkstückfördererrichtung links und rechts angeordnet sind. An dem oberen Teil von jedem Hebearm 19 ist eine Stange 20 angebracht, die sich entlang ihres zugeordneten Posten 14 nach oben erstreckt. Ein Hebeachseservomotor 22 ist an dem oberen Teil jeden Postens 14 durch Stützteile 21 angebracht. Ein an jeder Ausgangswelle von jedem Servomotor 22 angebrachtes Ritzel greift mit einer in jeder Stange 20 eingeschnittenen Zahnstange ein, so dass jeder Hebearm 19 durch die Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen des Servomotors 22 gehoben und abgesenkt wird. Hierin werden die Hebeachsenservomotoren 22 gemäß einer voreingestellten Zufuhrbewegung in Erwiderung auf ein Steuersignal von einer Steuerung (Werkstückfördersteuereinheit) 31 gesteuert, wie später beschrieben wird.
Jeder rechte und linke Arm 19 weist einen Träger (Hauptträger) 23 mit einem wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, die so vorgesehen sind, um den Hebearm 19 von unterhalb zu halten. Der Träger 23 ist in einer Längsrichtung des Hebearms 19 beweglich. Wie aus 4 ersichtlich, ist ein Paar Linearmotoren 24 als Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Trägers 23 entlang jedes Hebearms 19 bereitgestellt, wobei jeder Linearmotor 24 zwischen jeder Seite der äußeren Fläche des Hebearms 19 und der dazu gegenüberliegenden inneren Fläche des Trägers 23 angeordnet ist. Eine erste lineare Führung 25 ist zwischen einer Seite der oberen äußeren Fläche des Hebearms 19 und der dazu gegenüberliegenden inneren Fläche des Trägers 23 angeordnet und eine zweite lineare Führung 25 ist zwischen der anderen Seite der oberen äußeren Fläche des Hebearms 19 und der dazu gegenüberliegenden inneren Fläche des Trägers 23 angeordnet. Eine dritte lineare Führung 25 ist zwischen der Unterseite des Hebearms 19 und der dazu gegenüberliegenden unteren Fläche des Trägers 23 angeordnet. Auf diese Weise wird die Bewegung des Trägers 23 mit Bezug auf ihren zugeordneten Hebearm 19 bei drei Punkten durch diese linearen Führungen 25 geführt und gelagert. Jeder Linearmotor 24 besteht aus einem Magneten 24a, der an jeder Seitenfläche des Hebearms 19 vorgesehen ist, um sich so in die Förderrichtung (Längsrichtung) zu erstrecken und einer Spule 24b, die an der inneren Fläche des Trägers 23 gegenüberliegend zu dem Magneten 24a vorgesehen ist, um sich so in die Förderrichtung (Längsrichtung) zu erstrecken. Insbesondere die Armatur (Träger 23) mit der Spule 24b wird linear durch die Änderung des auf dem Stator (Hebearm 19) mit dem Magneten 24a gebildeten Magnetfelds bewegt.
Bei dem unteren Teil des Trägers 23 erstreckt sich eine Grundplatte 23a mit einer spezifizierten Länge in die Werkstückförderrichtung. Ein Nebenträger 26 ist so vorgesehen, um sich entlang dieser Grundplatte 23a zu bewegen. Eine Einrichtung zum Bewegen des Nebenträgers 26 besteht aus einem Linearmotor 27, der durch einen Magneten 27a bestimmt wird, der an der Unterseite der Grundplatte 23a vorgesehen ist, um sich so in die Förderrichtung zu erstrecken und einer Spule 27b, die an der oberen Fläche des Nebenträgers 26 gegenüberliegend zu dem Magneten 27a vorgesehen ist. Zwischen beiden Seiten der unteren Fläche der Grundplatte 23a und der oberen Fläche des Nebenträgers 26 dazu gegenüberliegend sind Linearführungen 28 vorgesehen, durch die die Bewegung des Nebenträgers 26 relativ zu dem Träger 23 geführt wird. Das Paar von gegenüberliegenden Nebenträgern 26 wird durch einen Querbalken 29 gekoppelt. An der Unterseite des Querbalkens 29 ist eine Vielzahl von Vakuumtassen 30 vorgesehen, durch die das Werkstück 8 adsorbiert wird. Die Linearmotoren 24, 27 werden ausgehend von einer voreingestellten Zufuhrbewegung in Erwiderung auf ein Steuersignal von der Steuerung 31 (später beschrieben) gesteuert, so dass die Bewegung der Träger 23 in der Förderrichtung relativ zu den Hebearmen 19 und der Bewegung der Nebenträger 26 in der Förderrichtung relativ zu den Trägern 23 gesteuert ist.
Bei dem Werkstückförderer 10 mit der obigen Struktur können die Vakuumtassen 30 durch die Träger 23, die Nebenträger 26 und den Querbalken 29 angehoben und abgesenkt werden, wobei die Hebearme 19 durch die Auslösung der Hebeachsenservomotoren 22 gehoben und abgesenkt werden. Die Träger 23 werden in einer Längsrichtung der Hebearme 19 durch die Erregung der Linearmotoren 24 bewegt und die Nebenträger 26 werden in die Bewegungsrichtung der Träger 23 durch die Auslösung der Linearmotoren 27 versetzt, wobei der Querbalken 29 und die Vakuumtassen 30 in die Werkstückförderrichtung bewegt werden. Auf diese Weise wird die Position der sich in der vertikalen Richtung erstreckenden Antriebsachsen und/oder die Position der sich in die Förderrichtung erstreckenden Antriebsachsen (diese Achsen sind rechtwinklig zueinander) gesteuert, und dabei die Bewegungsbahn der Vakuumtassen 30, nämlich die Förderbahn des Werkstücks 8 gesteuert.
Als nächstes wird die Steuerung der ersten Presse 2 bis zur vierten Presse 5 und die Steuerung der Werkstückförderer 9 bis 13 erklärt.
[1. Pressensteuerung]
5 ist ein Strukturdiagramm eines Steuersystems, das die Pressensteuerung in der Tandempressenlinie 1 der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Der obere Rahmen 15 der ersten Presse 2 nimmt einen Antriebsmechanismus auf, wobei dessen Konstruktion die gleiche ist wie die des in 11 gezeigten Antriebsmechanismus. 5 zeigt den in 11 gezeigten Antriebsmechanismus schematischer. Wie aus 11 ersichtlich ist, umfasst der Antriebsmechanismus ein Schwungrad 54, eine Kupplung 55, eine Bremse 57, ein Hauptgetriebe 58 und eine Kurbelwelle 59. Ein Encoder 91 ist in dem oberen Rahmen 15 vorgesehen. Dieser Encoder erfasst den Winkel θ₁ des Hauptgetriebes 58 als Pressenwinkel (Kurbelwinkel) und gibt den erfassten Winkel θ₁ zu einer Stößelsteuereinheit 40 aus. Ein Antrieb 50 steuert die Drehzahl eines Hauptmotors 51 in Erwiderung auf eine Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig, die von der Stößelsteuereinheit 40 ausgegeben wird. Der Hauptmotor 51 dreht das Schwungrad 54. Es sollte angemerkt werden, dass die zweite Presse 3, die dritte Presse 4 und die vierte Presse 5 die selbe Struktur wie die erste Presse 2 in Bezug auf die Strukturen des Antriebsmechanismus, Motor, Antrieb, Encoder und anderen aufweisen.
Eine Gesamtliniensteuereinheit 400 steuert vollständig die Tandempressenlinie 1. Sie gibt eine Geschwindigkeitsanweisung zu der Förderersteuerung 31 (später beschrieben) so aus, dass die Werkstückförderung in Zusammenhang mit der Pressenausbildung ausgeführt wird, und gibt eine Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig zu der Stößelsteuerungseinheit 40 auf der Pressenseite aus.
Die Stößelsteuereinheit 40 weist eine erste Pressensteuerung 41, eine zweite Pressensteuerung 42, eine dritte Pressensteuerung 43 und eine vierte Pressensteuerung 44 auf. Die Stößelsteuereinheit 40 gibt die Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig zu dem Antrieb entsprechend der Presse mit der höchsten Hubzeit aus. Die Stößelsteuereinheit 40 korrigiert die Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig unter Verwendung eines Korrektursignals S₁, das durch eine erste Pressensteuerung 41 erzeugt wird, und gibt eine Nachkorrekturhauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig₁ zu dem Antrieb 50 für die erste Presse 2 aus. Die Stößelsteuereinheit 40 korrigiert die Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig unter Verwendung eines Korrektursignals S₂, das durch die zweite Pressensteuerung 42 erzeugt wird und gibt eine Nachkorrekturhauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig₂ zu einem Antrieb 60 für die zweite Presse 3 aus. Die Stößelsteuereinheit 40 korrigiert die Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig unter Verwendung eines Korrektursignals S₃, das durch die dritte Pressensteuerung 43 erzeugt wird und gibt eine Nachkorrekturhauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig₃ zu einem Antrieb 70 für die dritte Presse 4 aus. Die Stößelsteuereinheit 40 korrigiert die Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig unter Verwendung eines Korrektursignals S₄, das durch die vierte Pressensteuerung 44 erzeugt wird und gibt eine Nachkorrekturhauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig₄ zu einem Antrieb 80 für die vierte Presse 5 aus.
Die Eingabe für die erste Pressensteuerung 41 ist der erfasste Winkel θ₁ von dem Encoder 91 der ersten Presse 2. Gemäß diesem Eingabesignal erzeugt die erste Pressensteuerung 41 das Hauptgetriebekorrektursignal S₁ zum Korrigieren der Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeit des Hauptgetriebes 58.
Die Eingabe für die zweite Pressensteuerung 42 sind der erfasste Winkel θ₁ von dem Encoder 91 der ersten Presse 2 und ein erfasster Winkel θ₂ von einem Encoder 92 der zweiten Presse 3. Gemäß diesen Eingabesignalen erzeugt die zweite Pressensteuerung 42 das Korrektursignal S₂ entsprechend dem Unterschied (θ₁ – θ₂) zwischen den zwei erfassten Winkeln.
Die Eingabe für die erste Pressensteuerung 43 sind der erfasste Winkel θ₂ von dem Encoder 92 der zweiten Presse 3 und ein erfasster Winkel θ₃ von einem Encoder 93 der dritten Presse 4. Gemäß diesem Eingabesignal erzeugt die dritte Pressensteuerung 43 das Korrektursignal S₃ entsprechend dem Unterschied (θ₂ – θ₃) zwischen den zwei erfassten Winkeln.
Die Eingabe für die vierte Pressensteuerung 44 sind der erfasste Winkel θ₃ von dem Encoder 93 der dritten Presse 4 und ein erfasster Winkel θ₄ von einem Encoder 94 der vierten Presse 5. Gemäß diesen Eingabesignalen erzeugt die vierte Pressensteuerung 44 das Korrektursignal S₄ entsprechend dem Unterschied (θ₃ – θ₄) zwischen den zwei erfassten Winkeln.
Ein Beispiel der Steuerung der zweiten Presse 3 der vorliegenden Ausführungsform wird erklärt (die gleiche Erklärung betrifft die dritte Presse 4 und die vierte Presse 5).
6 ist ein Diagramm der sich mit der Zeit verändernden Stößelpositionen und zeigt insbesondere Verschiebungen der Stößel-Positionen, wenn die angrenzenden erste Presse 2 und zweite Presse 3 fortlaufend betrieben werden.
Die Wellenform A repräsentiert periodische Änderungen der Stößelposition der ersten Presse 2, wobei die Wellenform B periodische Änderungen der Stößelposition der zweiten Presse 3 repräsentiert. Die oberen Grenzen der Wellenformen A, B sind die oberen Totpunkte der Stößelpositionen der ersten und zweiten Pressen, wobei die unteren Grenzen der Wellenformen A, B die unteren Totpunkte der Stößelformen der ersten und zweiten Pressen sind. Im Folgenden wird eine Erklärung mit Bezug auf 5, 6 gegeben.
Es wird angenommen, dass ein Stößel 16a der ersten Presse 2 und ein Stößel 16b der zweiten Presse 3 so gehalten werden, dass sie zuerst eine spezifizierte Positionsbeziehung haben. Insbesondere weisen die Wellenformen A, B einen spezifizierten Phasenunterschied T1 auf, wie aus 6 ersichtlich ist.
Wenn jedoch der Winkelunterschied zwischen dem Kurbelwinkel der ersten Presse 2 und dem Kurbelwinkel der zweiten Presse 3 geändert wird, zum Beispiel durch einen Unterschied beim Verlangsamen, tritt eine Abweichung zwischen den periodischen Änderungen der Stößelpositionen auf. Als ein Beispiel, wird ein Fall mit Bezug auf 6 erklärt, bei dem der Winkelunterschied ansteigt. Die Wellenform B weicht in der Vorwärtsrichtung der Zeitachse so von der Wellenform A ab, dass die Beziehung zwischen der periodischen Änderung der Stößelposition der ersten Presse 2 und der periodischen Änderung der Stößelposition der zweiten Presse 3 die Beziehung zwischen den Wellenformen A und B' und deren Phasenunterschied T₂ wird.
Wie aus 5 ersichtlich ist, wird der Kurbelwinkel (der Winkel des Hauptgetriebes 58) θ₁ in dem Encoder 91 der ersten Presse 2 erfasst, wobei dieser erfasste Kurbelwinkel θ₁ zu der ersten Steuerung 41 und der zweiten Pressensteuerung 42 ausgegeben wird. In dem Encoder 92 der zweiten Presse 3 wird der Kurbelwinkel θ₂ (der Winkel des Hauptgetriebes 68) erfasst, wobei dieser erfasste Kurbelwinkel θ₂ zu der zweiten Pressensteuerung 42 und der dritten Pressensteuerung 43 ausgegeben wird. Bei der zweiten Pressensteuerung 42 wird der Winkelunterschied θ₁ – θ₂ berechnet und das Korrektursignal S₂ wird gemäß dem Winkelunterschied θ₁ – θ₂ erzeugt.
In der Stößelsteuerungseinheit 40 wird die Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig ausgehend von dem Korrektursignal S₂ korrigiert. Dann wird die Nachkorrekturhauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig₂ erzeugt und zu dem Antrieb 60 ausgegeben, um den Unterschied zwischen dem Kurbelwinkel der ersten Presse 2 und dem Kurbelwinkel der zweiten Presse 3 einen bestimmten Wert annehmen zu lassen. Der Antrieb 60 dreht den Hauptmotor 61 gemäß der Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig₂. Wenn die Stößelbewegung der zweiten Presse schnell ist, wird der Hauptmotor 61 verlangsamt. Andererseits, wenn die Stößelbewegung der zweiten Presse langsam ist, wird der Hauptmotor 61 beschleunigt.
Danach bewegt sich die Wellenform B' in Bezug auf die Wellenform A zurück in die negative Richtung der Zeitachse, so dass das Verhältnis zwischen der periodischen Änderung der Stößelposition der ersten Presse 2 und der periodischen Änderung der Stößelposition der zweiten Presse 3 das Verhältnis zwischen den Wellenformen A, B wird und der Phasenunterschied zu T₁ zurückkehrt. Bei den Encodern 91, 92 werden die Kurbelwinkel θ₁, θ₂ fortlaufend erfasst, und in der zweiten Pressensteuerung 42 wird der Winkelunterschied θ₁ – θ₂ fortlaufend berechnet. Dementsprechend wird das Korrektursignal S erzeugt, sobald der Winkelunterschied θ₁ – θ₂ auftritt, und die Stößelbewegung der zweiten Presse 3 in Echtzeit korrigiert. Deswegen werden die periodische Änderung der Stößelposition der ersten Presse 2 und die periodische Änderung der Stößelposition der zweiten Presse 3 immer in durch die Wellenformen A, B repräsentierten Zuständen gehalten und der spezifizierte Phasenunterschied T₁ beibehalten.
Dieselbe Steuerung wird zwischen der zweiten Presse 3 und der dritten Presse 4 und zwischen der dritten Presse 4 und der vierten Presse 5 ausgeführt.
Obwohl beabsichtigt ist, die Pressensteuerung der vorliegenden Ausführungsform, wie sie oben beschrieben wurde, bei Pressen mit einem Hauptgetriebe wie zum Beispiel mechanischen Pressen zu verwenden, kann sie auch auf Pressen angewendet werden, die kein Hauptgetriebe aufweisen wie zum Beispiel elektrische Servopressen unter Verwendung von virtuellen Presswinkeln.
7 ist ein Strukturdiagramm eines Steuersystems und zeigt die Pressensteuerung gemäß einem anderen Beispiel der Erfindung. In 7 sind die gleichen Funktionen und Bezugszeichen wie in dem Strukturdiagramm eines Steuersystems aus 5 weggelassen und mit den gleichen Bezugszeichen wie in 5 bezeichnet, wobei deren Erklärung ausgelassen wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Presse 2 mit einem Positionssensor 95 wie zum Beispiel einem Linearmaßstab bereitgestellt. Der Positionssensor 95 erfasst die Position des Stößels 16a mit Bezug auf die Stößelbewegungsrichtung und gibt eine erfasste Position P₁ an die Stößelsteuereinheit 40 aus. Die zweite Presse 3, die dritte Presse 4 und die vierte Presse 5 sind mit Positionssensoren 96, 97 beziehungsweise 98 bereitgestellt, um die Positionen der Stößel 16b, 16c beziehungsweise 16d zu erfassen.
Die Stößelsteuereinheit 40 weist eine erste Pressensteuerung 46, eine zweite Pressensteuerung 47, eine dritte Pressensteuerung 48 und eine vierte Pressensteuerung 49 auf.
Die zweite Pressensteuerung 47 speichert die Verschiebungseigenschaft (Wellenform A) des Stößels 16a der ersten Presse 2 und die Verschiebungseigenschaft (Wellenform B) des Stößels 16b der zweiten Presse 3, wie in 6 gezeigt ist. Es gibt einen spezifischen Phasenunterschied T₁ zwischen den beiden Verschiebungseigenschaften. Die Position des Stößels 16a und die Position des Stößels 16b werden in Verbindung miteinander gespeichert. Wenn diese Positionsbeziehung beibehalten wird, können die zwei Stößel 16a, 16b fortlaufend bewegt werden, während der spezifizierte Phasenunterschied T₁ beibehalten wird. Die zweite Pressensteuerung 47 gibt eine erfasste Position P₁ von dem Positionssensor 95 der ersten Presse 2 ein und eine erfasste Position P₂ von dem Positionssensor 96 der zweiten Presse 3. Ausgehend von diesen Eingabesignalen erhält die zweite Pressensteuerung 47 eine entsprechende Position P₂' des Stößels 16b, die der erfassten Position P₁ des Stößels 16a entspricht, und erzeugt ein Korrektursignal S₂ gemäß dem Unterschied P₂ – P₂' zwischen der erfassten Position P₂ des Stößels 16b und der entsprechenden Position P₂' des Stößels 16b.
Die dritte Pressensteuerung 48 speichert die Verschiebungseigenschaft des Stößels 16b der zweiten Presse 3 und die Verschiebungseigenschaft des Stößels 16c der dritten Presse 4. Es gibt einen spezifischen Phasenunterschied T₁ zwischen den beiden Verschiebungseigenschaften. Die Position des Stößels 16b und die Position des Stößels 16c werden in Verbindung miteinander gespeichert. Wenn diese Positionsbeziehung beibehalten wird, können die zwei Stößel 16b, 16c fortlaufend bewegt werden, während der spezifizierte Phasenunterschied beibehalten wird. Die dritte Pressensteuerung 48 gibt eine erfasste Position P₂ von dem Positionssensor 96 der zweiten Presse 3 ein und eine erfasste Position P₃ von dem Positionssensor 97 der dritten Presse 4. Ausgehend von diesen Eingabesignalen erhält die dritte Pressensteuerung 48 eine entsprechende Position P₃' des Stößels 16c, die der erfassten Position P₂ des Stößels 16b entspricht, und erzeugt ein Korrektursignal S₃ gemäß dem Unterschied P₃ – P₃' zwischen der erfassten Position P₃ des Stößels 16c und der entsprechenden Position P₃' des Stößels 16c.
Die vierte Pressensteuerung 49 speichert die Verschiebungseigenschaft des Stößels 16c der dritten Presse 4 und die Verschiebungseigenschaft (Wellenform B) des Stößels 16d der vierten Presse 5. Es gibt einen spezifischen Phasenunterschied T₁ zwischen den beiden Verschiebungseigenschaften. Die Position des Stößels 16c und die Position des Stößels 16d werden in Verbindung miteinander gespeichert. Wenn diese Positionsbeziehung beibehalten wird, können die zwei Stößel 16c, 16d fortlaufend bewegt werden, während der spezifizierte Phasenunterschied beibehalten wird. Die vierte Pressensteuerung 49 gibt eine erfasste Position P₃ von dem Positionssensor 97 der dritten Presse 4 ein und eine erfasste Position P₄ von dem Positionssensor 98 der vierten Presse 5. Ausgehend von diesen Eingabesignalen erhält die vierte Pressensteuerung 49 eine entsprechende Position P₄' des Stößels 16d, die der erfassten Position P₃ des Stößels 16c entspricht, und erzeugt ein Korrektursignal S₄ gemäß dem Unterschied P₄ – P₄' zwischen der erfassten Position P₄ des Stößels 16d und der entsprechenden Position P₄' des Stößels 16d.
Als nächstes wird die Steuerung der zweiten Presse 3 dieses Beispiels beschrieben (die gleiche Erklärung wird auf die dritte Presse 4 und die vierte Presse 5 angewendet).
Bei dem Beginn einer fortlaufenden Betätigung werden der Stößel 16a der ersten Presse 2 und der Stößel 16b der zweiten Presse 3 beibehalten, um so eine spezifizierte Positionsbeziehung zu haben. Insbesondere die Wellenformen A, B haben den spezifizierten Phasenunterschied T₁ _, wie aus 6 ersichtlich ist. Falls jedoch die Stößelposition des ersten Presse 2 und die Stößelposition der zweiten Presse 3 geändert werden, zum Beispiel durch einen Unterschied beim Verlangsamen, tritt eine Abweichung in den periodischen Änderungen der Stößelpositionen auf. Als ein Beispiel wird ein Fall erklärt, bei dem der Phasenunterschied mit Bezug auf 6 ansteigt. Die Wellenform B weicht von der Wellenform A in der Vorwärtsrichtung der Zeitachse so ab, dass das Verhältnis zwischen der periodischen Änderung der Stößelposition der ersten Presse 2 und der periodischen Änderung der Stößelposition der zweiten Presse 3 das Verhältnis zwischen den Wellenformen A und B' wird und deren Phasenunterschied T₂ wird.
Wie aus 7 ersichtlich ist, erfasst der Positionssensor 95 der ersten Presse 2 die Position P₁ des Stößels 16a, wobei die erfasste Position P₁ zu der zweiten Pressensteuerung 47 ausgegeben wird. Der Positionssensor 96 der zweiten Presse 3 erfasst die Position P₂ des Stößels 16b, wobei die erfasste Position P₂ zu der zweiten Pressensteuerung 47 ausgegeben wird. Bei der zweiten Pressensteuerung 47 wird die entsprechende Position P₂' des Stößels 16b, die der erfassten Position P₁ des Stößels 16a entspricht, erhalten, wobei das Korrektursignal S₂ gemäß dem Unterschied P₂ – P₂' zwischen den erfassten Positionen P₂ des Stößels 16b und der entsprechenden erhaltenen Position P₂' des Stößels 16b erzeugt wird.
Bei der Stößelsteuerungseinheit 40 wird die Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig entsprechend dem Korrektursignal S₂ korrigiert. Dann wird die Nachkorrekturhauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig₂ erzeugt und zu dem Antrieb 60 ausgegeben, um dafür zu sorgen, dass die Stößelposition der zweiten Presse 3 P₂ wird. Der Antrieb 60 dreht den Hauptmotor 61 in Erwiderung auf die Hauptgetriebewinkelgeschwindigkeitsanweisung Ig₂. Wenn die Stößelbewegung der zweiten Presse schnell ist, wird der Hauptmotor 61 verzögert. Andererseits wird der Hauptmotor 61 beschleunigt, wenn die Stößelbewegung der zweiten Presse langsam ist.
Danach bewegt sich die Wellenform B' mit Bezug auf die Wellenform A zurück in die negative Richtung der Zeitachse, wie aus 6 ersichtlich ist, so dass das Verhältnis zwischen der periodischen Änderung der Stößelposition der ersten Presse 2 und der periodischen Änderung der Stößelposition der zweiten Presse 3 das Verhältnis zwischen den Wellenformen A, B wird und der Phasenunterschied zu T₁ zurückkehrt.
Bei dem Positionssensoren 95, 96 werden die Stößelpositionen P₁, P₂ fortlaufend erfasst. Bei der zweiten Pressensteuerung 47 wird die entsprechende Position P₂', die der erfassten Position P₁ entspricht, fortlaufend erhalten und der Unterschied P₂ – P₂' zwischen der erfassten Position P₂ und der entsprechenden Position P₂' wird fortlaufend berechnet. Dementsprechend wird das Korrektursignal S₂ erzeugt, wann immer die erfasste Position P₂ und die entsprechende Position P₂' voneinander abweichen, wobei die Stößelbewegung der zweiten Presse 3 in Echtzeit korrigiert wird. Deswegen werden die periodische Änderung der Stößelposition der ersten Presse 2 und die periodische Änderung der Stößelposition der zweiten Presse 3 immer in den durch die Wellenformen A, B repräsentierten Zuständen gehalten und der spezifizierte Phasenunterschied T₁ wird beibehalten.
Die gleiche Steuerung wird zwischen der zweiten Presse 3 und der dritten Presse 4 und zwischen der dritten Presse 4 und der vierten Presse 5 ausgeführt.
Bei der oben beschriebenen Pressensteuerung dieses Beispiels wird die Position P eines Stößels als ein Index für eine Stößelposition verwendet. Deswegen werden die Verschiebungseigenschaften der Stößelposition einer stromaufwärtigen Presse und die Verschiebungseigenschaften der Stößelposition einer stromabwärtigen Presse in Beziehung miteinander gespeichert. Stattdessen ist es aber auch möglich, einen Presswinkel θ als einen Index für die Stößelposition zu verwenden und die Verschiebungseigenschaft des Pressenwinkels einer stromaufwärtigen Presse und die Verschiebungseigenschaft des Pressenwinkels einer stromabwärtigen Presse in Beziehung miteinander zu speichern. Alternativ können die Indizes (das heißt Stößelpositionen P und Pressenwinkel θ) für die Stößelpositionen von allen Pressen in einer Nachschlage-Tabelle gespeichert werden.
Die Pressensteuerung dieses Beispiels ist anwendbar auf alle Bauarten von Pressen, zum Beispiel auf elektrische Servobauartpressen und Hydraulikservobauartpressen. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass in dem Fall von Pressen ohne Hauptgetriebe eine Anweisung I anstelle der Hauptgetriebeanweisung Ig ausgegeben wird, und diese Anweisung I ein zu korrigierendes Objekt ist.
Wie vorher beschrieben wurde, wird die Stößelposition der stromabwärtigen Presse in Übereinstimmung mit der Stößelposition der stromaufwärtigen Presse geeignet korrigiert, sogar wenn eine Änderung in dem periodischen Betrieb der stromaufwärtigen oder stromabwärtigen Presse auftritt, da die Pressensteuerung von jedem der obigen Beispiele so konstruiert ist, dass der Pressenwinkel oder die Stößelposition einer stromabwärtigen Presse (der zweiten Presse 3) ausgehend von einem Pressenwinkel oder der Stößelposition einer stromaufwärtigen Presse (der ersten Presse 2) korrigiert wird, um so den Stößel der stromaufwärtigen Presse und den Stößel der stromabwärtigen Presse mit einem spezifizierten Phasenunterschied zu verschieben. Als Ergebnis wird ein fortlaufendes Antreiben der Tandempressenlinie möglich.
[2. Steuerung des Werkstückförderers]
8 ist ein Strukturdiagramm eines Steuersystems, das die Steuerung des Werkstückförderers gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 9 ist ein Diagramm einer Zufuhrbewegung.
Der Hebe/Absenk (auf-ab) Vorgang und der Förder-(voran-zurück)Vorgang von jedem Werkstückförderer werden durch das Steuern des Hebeachsenservomotors 22 und der Linearmotoren 24, 27 ausgehend von Hüben und Zeiten (das heißt Zufuhrbewegung) gesteuert, die durch die Steuerung (Förderersteuereinheit) 31 voreingestellt ist, wie aus 8, 9 ersichtlich ist, um so ein Zusammentreffen zwischen dem durch den Werkstückförderer beförderten Werkstück 8 und den Matrizen oder Ähnlichem zu vermeiden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zuführbewegung eine zweidimensionale Bewegung relativ zu einer Zufuhrachsenrichtung (Förderrichtung) und einer Hubachsenrichtung (vertikale Richtung) und ausgehend von einem axialen Positionsanweisungswert mit Bezug auf einen Pressenwinkel bestimmt, der für jede Achse (Zufuhrachse und Hebeachse) eingestellt ist, wie aus 9 ersichtlich ist. Gemäß der Zufuhrbewegung der vorliegenden Ausführungsform wird das Werkstück 8 in der Zufuhrachsenrichtung (F) zu einer Position der unteren Matrize der Arbeitsstation der stromabwärtigen Presse 3 befördert, nachdem es adsorbiert und aus der unteren Matrize der Arbeitsstation der stromaufwärtigen Presse 2 an einem Adsorptionspunkt P genommen wurde und in die Hebeachsenrichtung (L) gehoben wurde. Danach wird das Werkstück 8 in der Hebeachsenrichtung abgesenkt, um in die untere Matrize gegeben zu werden, und dann von der Adsorbierung bei einem Lösungspunkt Q gelöst. Als nächstes wurde der Werkstückförderer 10 einmal gehoben und in die Rückkehrrichtung zu der Arbeitsstation der stromaufwärtigen Presse 2 zurückbewegt. Dann tritt der Werkstückförderer 10 durch einen Wartepunkt R, der an einer ein wenig niedrigeren Position angeordnet ist und wird dann durch Anheben und Wiederabsenken zurück zu dem Adsorptionspunkt P bewegt. Auf diese Weise ist ein Zyklus vollständig.
Die erste Presse 2, die stromaufwärtig angeordnet ist, und die zweite Presse 3, die stromabwärtig angeordnet ist, sind mit den Encodern (Pressenwinkelerfassern) 91 beziehungsweise 92 bereitgestellt. Mit diesen Encodern 91, 92 werden die Pressenwinkel (Kurbelwinkel) der Pressen 2, 3 erfasst, die in die Steuerung 31 einzugeben sind. Konkret erfassen die Encoder 91, 92 Impulssignale der Anzahl, die der Winkelgeschwindigkeit des Kurbelwinkels entspricht, wobei die Anzahl der erfassten Impulssignale zu einem Auf-Abzähler innerhalb der Steuerung 31 hinzugefügt wird, so dass die Anzahl der Impulssignale entsprechend dem Kurbelwinkel durch den Auf-Abzähler gezählt wird. Der Auf-Abzähler ist so konstruiert, dass sein Zählerwert jedes Mal zu dem Anfangswert zurückkehrt, wenn die Kurbelwelle dreht.
Die Steuerung 31 gibt Referenzimpulssignale ein, die von einem Oszillator (Signalerzeugungseinrichtung) 34 auf einem spezifizierten Zyklus erzeugt werden, wobei diese Eingabesignale zu dem Auf-Abzähler innerhalb der Steuerung 31 dazugezählt werden, und dabei die Anzahl der Impulssignale gezählt wird. Der Oszillator 34 wirkt, um in die Steuerung 31 einzugebende Signale zu erzeugen, um den Anhebe/Absenkvorgang und Fördervorgang des Werkstückförderers 10 zu steuern, ähnlich wie die Encoder 91, 92, die in den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Pressen 2, 3 vorgesehen sind, und kann deswegen ein „virtueller Pressenwinkelerfasser (oder virtueller Nocken)” genannt werden. Der Zyklus, bei dem die Referenzimpulssignale von dem Oszillator 34 erzeugt werden, kann willkürlich geändert werden.
Die Steuerung 31 führt gewünschte Vorgänge ausgehend auf den Eingabeinformationen von den Encodern 91, 92 und dem Oszillator 34 durch, und gibt Anweisungswerte zu den beiden Servoverstärkern (Servoantrieb) 35, 36, 37, 38 aus, die auf den Ergebnissen der Vorgänge basieren, wobei der Hebeachsenservomotor 22 des Werkstückförderers 10 und die Linearmotoren 24, 27 gesteuert werden. Die Hebeachsenservomotoren 22 und die Linearmotoren 24, 27 sind mit Geschwindigkeitssensoren (nicht gezeigt) zum Erfassen ihrer Geschwindigkeiten bereitgestellt. Die durch diese Geschwindigkeitssensoren erfassten Geschwindigkeitssignale werden in die Steuerung 31 eingegeben, und dabei die Geschwindigkeiten zu den Servoverstärkern 35 bis 38 zurückzugeführt.
Als nächstes wird ein Beispiel der Steuerung des Werkstückförderers 10 der vorliegenden Ausführungsform gegeben (die gleiche Erklärung wird auf die Werkstückförderer 9, 11, 12 und 13 angewendet).
Innerhalb einer spezifizierten Pressenwinkelzone (Werkstückausbringzone) zwischen a und b (siehe 9), in der der Stößel 16a der ersten Presse 2 die Aufwärtsbewegung beginnt, nachdem er durch den unteren Totpunkt durchgetreten ist, wenn er das Werkstück 8 aus der stromaufwärtigen ersten Presse 2 trägt, gibt die Steuerung 31 ein Steuersignal zu den Servoverstärkern 35 bis 38 in Erwiderung auf ein Signal von dem Encoder 91, der für die erste Presse 2 bereitgestellt ist, so dass der Werkstückförderer 10 den Anhebe/Absenkvorgang der Hebearme 19 durchführt und die Bewegung der Träger 23 und der Nebenträger 26 in Synchronisation mit (in Konformität zu) der Bewegung der ersten Presse 2 durchführt, wobei die Vakuumtassen 30 in die untere Matrize der Arbeitsstation der ersten Presse 2 bewegt werden, um das Werkstück 8 zu halten und aus der unteren Matrize auszubringen (Synchronisationszone, in der sich der Werkstückförderer 10 in Synchronisation mit der stromaufwärtigen Presse bewegt).
Innerhalb der Zone zwischen b und c (Werkstückförderzone) nach der Vollendung dieser Synchronisationszone (Werkstückausbringzone), mit anderen Worten, nachdem das Werkstück 10 aus der spezifizierten Pressenwinkelzone zwischen a und b herauskommt, bis der Werkstückförderer 10 den Startpunkt c der nächsten Synchronisationszone für die stromabwärtige Presse 3 erreicht, gibt die Steuerung 31 ein Steuersignal zu den Servoverstärkern 35 bis 38 in Erwiderung auf ein Signal von dem Oszillator 34 aus. Genauer, wird die Werkstückförderzone als eine vorbereitende Zone definiert, bevor der Werkstückförderer 10 einen Vorgang in Synchronisation mit der stromabwärtigen zweiten Presse 3 beginnt. In dieser Zone werden die Servoverstärker 35 bis 38 ausgehend von dem Unterschied zwischen dem Signal von dem Encoder 92 für die stromabwärtige zweite Presse 3 und dem Signal von dem Oszillator 34 gesteuert, so dass der Unterschied dieser Signale allmählich klein wird. Da die Antriebsgeschwindigkeit des Werkstückförderers 10 auf diese Weise sogar dann allmählich übereinstimmend mit der Steuerungsgeschwindigkeit der zweiten Presse 3 in der Vorbereitungszone gemacht wird, wenn die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Pressen 2, 3 mit unabhängigen Geschwindigkeiten betrieben werden, kann die Bewegung des Werkstücks gleichmäßiger gesteuert werden und die Liniengeschwindigkeit kann erhöht werden. Zusätzlich kann diese Situation sogar dann, wenn die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Pressen 2, 3 mit einem Phasenunterschied betrieben werden, durch das Steuern der Bewegung des Werkstückförderers innerhalb der vorbereitenden Zone (Werkstückförderzone) behandelt werden.
Innerhalb der Pressenwinkelzone (Werkstückeinbringzone) zwischen c und d nach der Vollendung der Werkstückförderzone, gibt die Steuerung 31 ein Steuersignal zu den Servoverstärkern 35 bis 38 in Erwiderung auf ein Signal von dem für die stromabwärtige, zweite Presse 3 bereitgestellten Encoder 92 aus, so dass der Werkstückförderer 10 den Anhebe/Absenkvorgang der Hebearme 19 und die Bewegung der Träger 23 und der Nebenträger 26 in der Zufuhrrichtung in Synchronisation mit (in Konformität mit) der Bewegung der ersten Presse 2 durchführt, und dabei das Werkstück 8 in die untere Matrize der Arbeitsstation der stromabwärtigen Presse 3 trägt, und unter Verwendung der Vakuumtassen 30 (Synchronisationszone, in der sich der Werkstückförderer 10 synchron mit der stromabwärtigen Presse bewegt).
Bei dem Rückkehrvorgang nach dem Liefern des Werkstücks 8 in die untere Matrize der stromabwärtigen, zweiten Presse 3, wird die Steuerung im Wesentlichen ähnlich zu der Förderung des Werkstücks 8 in der Zufuhrrichtung so ausgeführt, dass nach der Synchronisationszone mit Bezug auf die stromabwärtige, zweite Presse 3 die Werkstückförderzone (inklusive dem Wartepunkt R) beginnt, wobei auf diese die Synchronisationszone mit Bezug auf die stromaufwärtige erste Presse 2 folgt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, während des Einbringens oder Ausbringens des Werkstücks relativ zu den Pressen 2, 3, wird der Werkstückförderer 10 in Synchronisation mit der Bewegung des Stößels 16 mit der Presse 2 oder 3 (dem Objekt der Konformität bei dem Einbring- oder Ausbringvorgang) gemäß einem Pressenwinkelsignal von dem Encoder 91 oder 92, die für die Pressen 2, 3 bereitgestellt sind, gesteuert. Während der Werkstückförderzone nach der Vollendung des Hineinbringens oder Herausbringens des Werkstücks, wird der Werkstückförderer 10 in Erwiderung auf ein Signal von dem Oszillator (virtueller Pressenwinkelerfasser) 34 gesteuert. Wegen dieser Anordnung kann der Werkstückförderer 10 ohne Probleme betrieben werden, sogar wenn die Presse 2 oder 3, die das Objekt der Konformität ist, zu der Zeit des Hineinbringens oder Herausbringens des Werkstücks anhält, in Fällen, bei denen die stromaufwärtige erste Presse 2 und die stromabwärtige Presse 3 unabhängig, unterbrochen angetrieben werden. Als Ergebnis kann die gewünschte Auswirkung des bemerkenswerten Erhöhens der Liniengeschwindigkeiten der Tandempressenlinie 1 erhalten werden. Zusätzlich gibt es einen Vorteil, dass die Tandempressenlinie 1 nicht nachteilig durch die Störung von Schwingungen und so weiter während des Pressumformens des Werkstücks 8 beeinträchtigt wird.
Als nächstes wird die Positionsbeziehung zwischen den angrenzenden Pressen und dem Werkstückförderer erklärt, die mit der Zeit variiert.
10 ist ein Diagramm und zeigt die Stößelpositionen der angrenzenden Pressen und die Position des Werkstückförderers, die mit der Zeit variiert. Die Wellenform A stellt periodische Änderungen der Stößelpositionen der ersten Presse 2 dar; die Wellenform B stellt periodische Änderungen der Stößelpositionen der zweiten Presse 3 dar; und die Wellenform C stellt periodische Änderungen der Positionen des Werkstückförderers 10 dar. Die oberen Grenzwerte der Wellenform A, B sind die oberen Totpunkte für die Stößel der ersten beziehungsweise zweiten Pressen, während die unteren Grenzwerte der Wellenformen A, B die unteren Totpunkte für die Stößel der ersten beziehungsweise zweiten Pressen sind. Die oberen und unteren Grenzwerte der Wellenformen C sind die Arbeitsstationen der ersten Presse 2 beziehungsweise der zweiten Presse 3. Im folgenden wird der Betrieb des Stößels b der zweiten Presse 3 und der Betrieb des Werkstückförderers 10 ausgehend von dem einen Taktvorgang des Stößels 16a der ersten Presse 2 beschrieben.
Zu dem Zeitpunkt t₁ erreicht der Stößel 16a der ersten Presse 2 seinen oberen Totpunkt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Stößel 16b der zweiten Presse 3 in dem Aufwärtstakt und der Werkstückförderer 10 befindet sich in dem Takt das Werkstück zu der zweiten Presse 3 zu befördern, nachdem er das Werkstück 8 aus der Arbeitsstation der ersten Presse 2 ausgebracht hat.
Zu dem Zeitpunkt t₂ erreicht der Stößel 16b der zweiten Presse 3 den oberen Totpunkt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Stößel 16a der ersten Presse 2 in dem Abwärtstakt und der Werkstückförderer 10 befindet sich in dem Fördertakt des Werkstücks 8 zu der zweiten Presse 3.
Zu dem Zeitpunkt t₃ trägt der Werkstückförderer 10 das Werkstück 8 in die Arbeitsstation der zweiten Presse 3. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Stößel 16a der ersten Presse 2 und der Stößel 16b der zweiten Presse 3 in dem Abwärtstakt und der Stößel 16b der zweiten Presse 3 wird angrenzend an seinen oberen Totpunkt positioniert.
Zu dem Zeitpunkt t₄ beginnt der Werkstückförderer 10 an dem Wartepunkt zu warten. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Stößel 16a der ersten Presse 2 und der Stößel 16b der zweiten Presse 3 in dem Abwärtstakt.
Zu dem Zeitpunkt t₅ erreicht der Stößel 16a der ersten Presse 2 seinen unteren Totpunkt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Stößel 16b der zweiten Presse 3 in dem Abwärtstakt und der Werkstückförderer 10 befindet sich in einem Wartezustand.
Zu dem Zeitpunkt t₆ erreicht der Stößel 16b der zweiten Presse 3 den unteren Totpunkt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Stößel 16a der ersten Presse 2 in dem Aufwärtstakt und das Werkstück 10 beginnt die erste Presse 2 wieder zu bewegen.
Zu dem Zeitpunkt t₇ trägt der Werkstückförderer 10 das Werkstück 8 aus der Arbeitsstation der ersten Presse 2. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich der Stößel 16a der ersten Presse 2 und der Stößel 16b der zweiten Presse 3 in dem Aufwärtstakt, wobei der Stößel 16a der ersten Presse 2 angrenzend an seinen oberen Totpunkt positioniert ist.
Zu dem Zeitpunkt t₈ erreicht der Stößel 16a der ersten Presse 2 wieder den oberen Totpunkt.
In der vorliegenden Ausführungsform kann jede Tandempressenlinie fortlaufend angetrieben werden, was in einer wesentlich verbesserten Produktivität resultiert, da die Stößelbewegung der stromabwärtigen Presse in Echtzeit gemäß der Stößelbewegung der stromaufwärtigen Presse korrigiert wird, und der Werkstückförderer das Einbringen, die Beförderung und das Ausbringen konform mit den Stößelbewegungen der angrenzenden Pressen durchführt. Da das fortlaufende Antreiben möglich wird, ist das Eingreifen/Lösen der Kupplungen und das Auslösen der Bremsen nicht länger notwendig, so dass ein Verschleiß der für die Kupplungen und Bremsen bereitgestellten Flächen reduziert werden kann. Als Ergebnis können die Wartungskosten und die Wartungsfrequenz verringert werden. Zusätzlich, da keine Notwendigkeit besteht den unterbrochenen Antrieb auszuführen, kann auf das Eingreifen/Lösen der Kupplungen und das Auslösen der Bremsen zurückzuführender Lärm Eingreifen/Lösen der Kupplungen und das Auslösen der Bremsen zurückzuführender Lärm ausgelöscht werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Bewegung des Werkstückförderers während der Synchronisation des Betriebs des Werkstückförderers mit dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit genauer gesteuert werden, so dass ein wirkungsvolles Press-Umformen ausgeführt werden kann.
Außerdem ist die Erfindung ebenfalls auf ein System anwendbar, das einem Werkstückförderer von zum Beispiel der bekannten Roboterbauart oder der Lade/Entladebauart aufweist.

Claims

Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie (1), die eine Vielzahl unabhängiger Presseneinheiten (2–5) zum Umformen eines Werkstücks (8) und einen Werkstückförderer (10) zum Fördern des Werkstücks (8) zwischen einem Paar angrenzender Presseneinheiten (2, 3) aufweist, wobei das Verfahren einen Werkstückförderungssteuerschritt umfasst, in dem der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb einer Werkstückausbringzone (a–b) im Bereich einer stromaufwärtigen Presseneinheit (2) der angrenzenden Presseneinheiten (2, 3) gemäß einem Signal gesteuert wird, das ausgehend von der Betätigung der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) so ausgegeben wird, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) mit dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) synchron ist, wobei der Werkstückförderungssteuerschritt des Verfahrens dadurch gekennzeichnet ist, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb einer Werkstückeinbringzone (c–d) im Bereich einer stromabwärtigen Presseneinheit (3) der angrenzenden Presseneinheiten (2, 3) gemäß einem Signal gesteuert wird, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) so ausgegeben wird, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) mit dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) synchron ist; und der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb einer Werkstückförderzone (b–c) zwischen der Werkstückausbringzone (a–b) und der Werkstückeinbringzone (c–d), die als eine vorbereitende Zone vor Eintritt in die Werkstückeinbringzone (c–d) definiert ist, gemäß einem eigenen Signal so gesteuert wird, dass ein Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers (10) allmählich kleiner wird.
Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie gemäß Anspruch 1, wobei der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb der Werkstückausbringzone (a–b) im Bereich der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) gemäß einem Signal einer Pressenwinkelerfassungseinrichtung (91) zum Erfassen eines Pressenwinkels der stromaufwärtigen Presse (2) gesteuert wird; der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb der Werkstückeinbringzone (c–d) im Bereich der stromabwärtigen Presseneinheit (3) gemäß einem Signal einer Pressenwinkelerfassungseinrichtung (92) zum Erfassen eines Pressenwinkels der stromabwärtigen Presse (3) gesteuert wird; und der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb der Werkstückförderzone (b–c) zwischen der Werkstückausbringzone (a–b) und der Werkstückeinbringzone (c–d) gemäß einem Signal einer für den Werkstückförderer (10) bereitgestellten Signalerzeugungseinrichtung (34) gesteuert wird.
Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren zusätzlich zu dem Werkstückförderungssteuerschritt einen Pressensteuerschritt umfasst, in dem der Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) gemäß einem Signal gesteuert wird, das ausgehend von dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) so ausgegeben wird, dass die angrenzenden Presseneinheiten (2, 3) mit einem bestimmten Phasenunterschied (T₁) betrieben werden, der zwischen diesen beibehalten wird.
Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie gemäß Anspruch 3, wobei zuvor Indizes gespeichert werden, die die Stößelpositionen der angrenzenden Presseneinheiten (2, 3) so bezeichnen, dass sie einander entsprechen; und in dem Pressensteuerschritt der Index (P₁, P₂) der Stößelposition von jeder Presseneinheit (2, 3) erfasst wird und mit dem erfassten Index (P₁) der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) der Index (P₂') seiner zugeordneten stromabwärtigen Einheit (3) erhalten wird und der Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) so gesteuert wird, dass der erfasste Index (P₂) der stromabwärtigen Presseneinheit (3) mit dem erhaltenen Index (P₂') der stromabwärtigen Presseneinheit (3) übereinstimmt.
Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei jede Presseneinheit (2–5) fortlaufend betrieben wird.
Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei in dem Pressensteuerschritt die Geschwindigkeit eines für die stromabwärtige Presse (3) bereitgestellten Motors (61) gesteuert wird.
Steuerverfahren für eine Tandempressenlinie gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei in dem Werkstückförderungssteuerschritt der Betrieb des Werkstückförderers (10) so gesteuert wird, dass der Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers (10) in dem Randbereich zwischen der Werkstückausbringzone (a–b) und der Werkstückförderzone (b–c) klein gemacht wird, und so, dass der Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers (10) in dem Randbereich zwischen der Werkstückeinbringzone (c–d) und der Werkstückförderzone (b–c) klein gemacht wird.
Tandempressenlinie (1) mit einer Vielzahl unabhängiger Presseneinheiten (2–5) zum Umformen eines Werkstücks (8) und einem Werkstückförderer (10) zum Fördern des Werkstücks (8) zwischen einem Paar angrenzender Presseneinheiten (2, 3), wobei die Vielzahl unabhängiger Presseneinheiten (2–5) in einer Werkstückförderrichtung ausgerichtet ist, wobei die Tandempressenlinie (1) außerdem Folgendes umfasst: eine Pressensteuereinheit (42) zum Steuern des Betriebs der stromabwärtigen Presseneinheit (2) der angrenzenden Presseneinheiten (2, 3) gemäß einem auf dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) beruhenden Signal derart, dass die angrenzenden Presseneinheiten (2, 3) mit einem bestimmten Phasenunterschied (T₁) betrieben werden, der zwischen diesen beibehalten wird; und eine Werkstückförderungssteuereinheit (31) zum Durchführen einer Steuerung derart, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb einer Werkstückausbringzone (a–b) in dem Bereich der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) gemäß einem Signal gesteuert wird, das ausgehend von dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) so ausgegeben wird, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) mit dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) synchron ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückförderungssteuereinheit (31) die Steuerung außerdem derart durchführt, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb der Werkstückeinbringzone (c–d) in dem Bereich der stromabwärtigen Presseneinheit (3) gemäß einem Signal gesteuert wird, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) so ausgegeben wird, dass der Betrieb des Werkstückförderers (10) mit dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) synchron ist; und der Betrieb des Werkstückförderers (10) innerhalb einer Werkstückförderzone (b–c) zwischen der Werkstückausbringzone (a–b) und der Werkstückeinbringzone (c–d), die als eine vorbereitende Zone vor Eintritt in die Werkstückeinbringzone (c–d) definiert ist, gemäß einem eigenen Signal so gesteuert wird, dass ein Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers (10) allmählich kleiner wird.
Tandempressenlinie (1) gemäß Anspruch 8, außerdem mit einer Speichereinheit zum Speichern von Indizes, die die Stößelpositionen der angrenzenden Presseneinheiten (2, 3) so bezeichnen, dass sie einander entsprechen, wobei in der Pressensteuereinheit (47) der Index (P₁, P₂) der Stößelposition von jeder Presseneinheit (2, 3) erfasst wird und mit dem erfassten Index (P₁) der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) der Index (P₂') seiner zugeordneten stromabwärtigen Presseneinheit (3) erhalten wird und der Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) so gesteuert wird, dass der erfasste Index (P2) der stromabwärtigen Presseneinheit (3) mit dem erhaltenen Index (P₂') der stromabwärtigen Presseneinheit (3) übereinstimmt.
Tandempressenlinie (1) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Presseneinheiten (2–5) fortlaufend betrieben werden.
Tandempressenlinie (1) gemäß einem der Ansprüche 8–10, wobei die Pressensteuereinheit (42) die Drehzahl eines für die stromabwärtige Presseneinheit (3) bereitgestellten Motors (61) steuert.
Tandempressenlinie (1) gemäß Anspruch 8, wobei die Werkstückförderungssteuereinheit (31) den Betrieb des Werkstückförderers (10) so steuert, dass der Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromaufwärtigen Presseneinheit (2) ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers (10) in dem Randbereich zwischen der Werkstückausbringzone (a–b) und der Werkstückförderzone (b–c) klein gemacht wird, und so, dass der Unterschied zwischen dem Signal, das ausgehend von dem Betrieb der stromabwärtigen Presseneinheit (3) ausgegeben wird, und dem eigenen Signal des Werkstückförderers (10) in dem Randbereich zwischen der Werkstückeinbringzone (c–d) und der Werkstückförderzone (b–c) klein gemacht wird.