DE1627616A1 - Steuerung eines mit einer Schmiedepresse zusammenarbeitenden Schmiedemanipulators - Google Patents

Description

Steuerung eines mit einer Sehmiedepresse zusammenarbeitenden Schmiedemanipulators

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Steuerung eines mit einer Schmiedepresse zusammenarbeitenden Schmiedemanipulators, der aus einem auf Schienen laufenden Manipulatorwagen mit auf diesem axial- und drehbeweglich angeordneter Zange mit Zangenträger be- steht, wobei die Bewegung der Antriebsräder des Wagens mittels Hydromotor und die Axialbewegung des Zangenträgers mit Zange mittels Druckmittel beaufschlagter Kolben und Zylinder bewirkt wird.

Als Folge der zunehmenden Größen und Gewichte der Schmiedestücke, die mit der auf einem Manipulatorwagen angeordneten Zange erfaßt und gehoben, gedreht oder axial verschoben werden sollen, ist auch das Gewicht des gesamten Manipulatorsgestiegen. Beim Ausschmieden z.B. muß das Werkstück jeweils um einen bestimmten Betrag axial von oder zur Schmiedepresse hin bewegt werden. Dazu wurde die gesamte Manipulatormasse beschleunigt oder verzögert. Dies bedeutete einen unverhältnismäßig großen Aufwand an Energie und vor allem an Zeit, um diese schrittweisen Bewegungen durchzuführen. Darüber hinaus war es nicht oder nur schwer möglich, die Exaktheit der vorzusehenden Wege einzuhalten.

Man hat daher in bekannter Weise den Manipulatorwagen während des Schmiedevorganges weiterlaufen lassen, wobei das Werkstück auf dem Schmiedeuntersattel auflag und durch den Obersattel festgehalten wurde. Hierbei erfolgte ein Herausdrücken der Druckflüssigkeit aus dem eine Verschiebung des Zangenträgers auf dem Wagen bewirkenden Zylinder infolge der relativ zur Presse feststehenden Zange und des kontinuierlich fahrenden Wagens in einen Hydrospeicher.

Bei anderen ^erfahren hat man anstelle von Zylinder und Speicher eine zwischen Zangenträger und Wagen angeordnete Feder vorgesehen. Diese wurde während des Schmiedeprozesses bei relativ zur Presse stationärem Zangenträger und fahrendem Unterwagen zusammengedrückt.

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Neue Unterlaoen «w. ι n «. a Nr. 1 sau 3 *. ft**.«**. * 4. ft 1 -

Bei Hochgehen des Obersattels und damit Freigabe des ©elamiedestückes gab die Feder ihre potentielle Energie wieder in Form kinetischer Energie an den Zangenträger und das Werkstück ab, wodurch der Zangenträger wieder relativ zum Wagen verselaolben wurde. Ein genaues Ansetzen des Werkstückes auf dem Sattel war Jedoch nicht möglich. Als besonderen Nachteil bei diesen beiden Anordnungen zeigte sich eine übergroße Abnutzung der Schmiedesattel durch den axialen Zug bzw. Druck des Werkstückes quer zu den Sätteln.

Bei einer anderen bekannten Anordnung (britische Patentschrift Nr, 1 0I5 711) eines kontinuierlich während des Sehmiedevojcganges fahrenden Manipulatorwagens bewegt sich zwar auch der Zangenträger mit Zange und Werkstück mit gleichgroßer und zum üanipialatorwagen entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit, d.h., der Zangenträger bleibt relativ zur Presse stationär.

Diese Relativgeschwindigkeit ist jedoch nicht gesteuerte sondern kommt dadurch zustande, daß infolge des Festhaltens des Werkstückes zwischen den Schmiedesätteln Druckflüssigkeit aus der aias Zylinder und Kolben bestehenden Verschiebeeinheit von dereinen Seite des Kolbens über ein gesteuertes Ventil zur anderen Seite des Kolbens gedrückt wird. Auf einen elektrischen Impuls von der Schmiedepresse bei Freigabe des Schmiedestückes erfolgt dann eine Umsteuerung, wodurch der Zangenträger nun in Richtung der Wagenbewegung vw einen bestimmten Betrag bewegt wird. Auch hier werden Sie Schmiedesattel infolge des Festhaltens des Zangenträgers auf dem sieti !bewegenden Manipulatorwagen stärker beansprucht.

Man hat daher vorgeschlagen (französische Patentschrift Nr. 1 445 aufgrund der wachsenden Arbeitsgeschwindigkeit schnellauiender Schmiedepressen auch die Relativbewegung des Zangentragers auf dem kontinuierlich fahrenden Manipulätorwagen zum Zweok des Stillstandes zur Schmiedepresse über einen Antrieb zu steuern. Hierbei wurde eine druckmittelerzeugende Pumpe, die das Druckmittel für die Verschiebebewegung des Zangenträgers auf dem Hanipulatorwagen lie* fert, zwangsläufig mit dem Fahrantrieb des Manipulatorwagens ν er-

bunden. Dadurch soll auch bei unterschiedlichen kontinuierlichen Geschwindigkeiten des Viagens eine immer gleichgroße und entgegengesetzt gerichtete Geschwindigkeit des Zangenträgers erreicht werden, der dann relativ zur Schmiedepresse stillstehen sollτ

Ein gewisser Nachteil besteht jedoch darin, daß eine Regelung

dieser Pumpe wegen der zwangswexsen Koppelung mit dem Fahrantrieb nur durch Änderung der Fahrgeschwindigkeit möglich ist. Infolge des im unteren Drehzahlbereich von Pumpen schlechten volumetrischen Wirkungsgrades dürfte sich die Liefermenge der Pumpe nicht proportional mit der Wagengeschwindigkeit ändern.

Der Erfindung liegt eine gleichgelagerte Aufgabenstellung zugrunde, aufeinander abstimmbare Antriebsmöglichkeiten für den Fahrantrieb des Wagens einerseits und für den Axialantrieb des Zangenträgers andererseits zu schaffen, wobei der Wagen mit kontinuierlicher Geschwindigkeit von und zur Schmiedepresse fahrbar und eier Zangenträger während des Ausschmiedevorganges mit gleichgroßer und zur Wagenbewegung entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit und bei Freigabe des Schmiedestückes durch die Schmiedepresse mit zum Wagen gleichgerichteter Geschwindigkeit angetrieben steuerbar ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß für den Antrieb der Kolben- und Zylinder-Anordnung einerseits und des Hydromotors andererseits zwei unabhängig voneinander angetriebene, annähernd gleiche, jedoch proportionale Kennlinien aufweisende Hydropumpen vorgesehen sind, die mechanisch miteinander gekoppelt über nur eine Servosteuerung stufenlos gemeinsam regelbar sind. Vorteilhafterweise ist als mechanische Koppelung zwischen den Hydropumpen ein die Pumpenleistung beeinflussendes Gestänge vorgesehen.

Eine v/eitere gleichwertige Lösung wird dadurch erreicht, daß für den Antrieb der Kolben-und Zylinder-Anordnung einerseits und des Hydromotors andererseits zwei steuerbare Mengenregelventile mit vorgeschaltetem Hydrospeicher vorgesehen sind, wobei die Mengenregelventile über auf einem Gestänge angeordnete einstellbare

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Kulissen mittels nur einer Servosteuerung stufenlos geraeinsam regelbar sind.

Der Vorteil dieser Steuerungsart besteht also darin, daß einerseits unabhängig voneinander angetriebene Pumpen, die in jedem Drehzahlbereich proportionale Kennlinien aufweisen, über nur eine Servosteuerung mittels eines gemeinsamen Verstellantriebes zugleich stufenlos regelbar sind. Dabei ist immer gewährleistet, daß auch ohne zwangsweisen Antrieb der Zangenträger-Verschiebepumpe durch den Fahrantrieb des Wagens in jedem Drehzahlbereich sich eine für den Zangenträger gleichgroße und zur Wagenfahrbewegung entgegengesetzt gerichtete Geschwindigkeit während des jeweiligen Auschmiedevorganges ergibt. Damit bleibt die Zange während dieser Zeit relativ zur Schmiedepresse stationär. Ferner werden infolge des gesteuerten Antriebes des Zangenträgers auf dem Wagen die Schmiedesättel nun durch Reibungskräfte nicht mehr beansprucht.

Nach Abschluß dieses Teilschmiedevorganges wird der Zange mit Zangenträger über ihren Verschiebezylinder nun durch Umsteuerung des Druckmittelstromes auf die andere Kolbenseite eine Beschleunigung in Fahrtrichtung des Wagens erteilt, bis die nächste vorgesehene Ausschmiedebreite über dem Schmiedesattel liegt.

Die andererseits anstelle von zwei Pumpen, die je nach der Zylindergröße des Zangenträgers und dem Schluckvermögen des Hydrofahrmotors unterschiedliche Größen und Liefermengen aufweisen können, vorgesehenen zwei Mengenregelventile mit proportional zueinanderliegenden Kennlinien und mit vorgeschaltetem Hydrospeicher gewährleisten ebenfalls bei wählbaren, unterschiedlichen, aber kontinuierlichen Fahrgeschwindigkeiten immer eine entsprechend gleichgroße, entgegengesetzt oder gMchlaufende Zangenträgergeschwlndigkeit. Auch hier erfolgt in einfacher Weise durch eine einzige Servosteuerung über auf einem Gestänge angeordnete einstellbare Kulissen die Regelung der verschiedenen Geschwindigkeiten.

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Infolge der kontinuierlichen Bewegung der großen Masse des Manipulatorwagens und der sowohl während des Schmiedevorganges als auch während der Freigabe des Schmiedestückes gesteuerten Antrim bsbewegung des Zangenträgers mit seiner gegenüber dem Unterwagen wesentlich kleineren Masse ist es jetzt möglich, die jeweiligen Schmiedepressvorgänge in wesentlich kürzerer und damit wirtschaftlicherer Zeit und ohne Verschleiß der Schmiedesattel durchzuführen.

Ein Beispiel der Erfindung wird anhand beiliegender schematischer Skizzen nachstehend erläutert. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht eines Manipulatorwagens mit den im Schaltschema in Symbolen angedeuteten Motoren, Pumpen, Ventilen, Speichern und Leitungen, wobei die Druckölsufuhr in Fig. 1 über Pumpen, in Fig. 2 von einem Hydrospeicher über Mengenregelventile erfolgt.

Die Pumpe 1 in Fig. 1, beispielsweise eine Axialkolbenpumpe, wird von Motor 2 angetrieben und mittels Servosteuerung 3 stufenlos von Null auf maximalen Förderstrom geschaltet. Die Pumpe 4, angetrieben von Motor 5, ist über ein Kuppelgestänge 6 mit der Pumpe 1 verbunden und schwenkt infolgedessen ebenfalls stufenlos von Null auf maximalen Förderstrom. Über das 4/3-Wegeventil 7 gelangt das Drucköl von der Pumpe 1 zum Hydromotor 9* der den Manipulatorwagen 13 stufenlos vor und zurückbewegt. Das Drucköl von der Pumpe 4 geht über das 4/3-Wegeventil 8 sum Zylinder 1o und bewegt über den Kolben 2o den Zangenträger 11 mit der Zange ebenfalls stufenlos vor und zurück. DettZylinder 1o ist mit dem Manipulatorwagen 13 fest verbunden.

Die Menganregelventile 25 und 26, in Fig. 2 stehen mit einem Hydrospeicher 29 über die Leitung 3o in Verbindung, wobei in gleicher Weise wie ael den Pumpen das Drucköl zu dem Hydromotor 9 und dem Zylinder 1o gelangt. Die Steuerung der Mengenregelventile und 26 erfolgt über ein in Lagern 31 axial geführtes Kujfcissenge« 27 mit einstellbaren Kulissen 28, wobei das Gestänge 27

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ebenfalls über eine Servosteuerung 3 gleichzeitig stufenlos von Null auf maximalen Förderstrom gesteuert wird.

Da bei Vor- und Rücklauf des Manipulatorwagens 13 mit Zangenträger 11 jeweils nur die 4/3-Wegeventile 7 und 8 gesteuert werden, wird nachstehend nur der Vorlauf des Manipulatorwagens 13* bei gleichzeitigem Rücklauf des Zangenträgers 11 in seiner Funktion erläutert i

In Fig. 1 wird die Pumpe 1 mittels der -Servosteuerung 3 verstellt, wobei gleichzeitig eine elektrische Irapulsgabe an das Wegeventil 7 erfolgt und die Stellung 14 des Ventils in Funktion tritt» Das Drueköl gelangt von der Pumpe 1 über Leitung 15* Ventil 7 und Leitung 16 zum Hydromotor 9, der den Manipulatorwagen in Vorwärtsbewegung setzt. Mit der Verstellung der Pumpe 1 erfolgt gleichseitig auch eine elektrische Impulsgabe an das Ventil 8, worauf die Stellung 17 des Ventils 8 in Funktion tritt. Das Drueköl der Pumpe 4 gelangt über das Ventil 8 und die Leitung 18 in den Zylinderraum 19 des Zylinders Io und schiebt den Kolbei 2o mit dem daran befestigten Zangenträger 11 und der Zange 12 nach rechts zurück. Die Schluckvolumina vom Zylinderraum 19 und Hydromotor 9 sind mit den Förderströmen der Pumpen 1 und 4 so abgestimmt, daß die Wagenvorlaufgeschwindigkeit genau so groß ist wie die Zangenrücklaufgeschwindigkeit. Die Zange 12 steht infolgedessen im Raum.

Die Funktion der Pumpe 1 und 4 wird in Fig. 2 vom Hydrospeicher 29 und den Mengenregelventilen 25 und 26 übernommen, wobei die Mengenregelventile entsprechend den Bedingungen aus Fig. 1 untereinander abgestimmt und über einstellbare Kulissen 28 mittels einer Servosteuerung 3 stufenlos geregelt werden. Die Kulissen sind dabei auf einem axial verschiebbaren und in Lagern 31 geführten Gestänge 27 angeordnet. Der'weitere Funktionsablauf erfolgt genau wie zu Fig. 1 beschrieben.

Die Wagenvorlauf- und Zangenrüoklaufgeschwindigkeit sind über die Servosteuerung 3 und das Verstellgestänge 6 bzw. 27 stufenlos veränderbar«

Zum Vorlauf des Zangenträgers 11 mit Zange 12 auf dem vorfahrenden Manipulatorwagens 13 wird das Ventil 8 auf Stellung 21 umgeschaltet. Hierdurch gelangt das Drucköl der Pumpe 4 oder des Mengenregelventiles 25 über die Leitung 22 in den Zylinderraum 23 und schiebt den Kolben 2o mit gleicher Geschwindigkeit wie der des Wagens 13 nach links in seine Ausgangsstellung zurück, wobei der Zangenträger 11 der Zange 12 auf dem Manipulatorwagen 13 in dessen Fahrtrichtung bewegt wird. Die Zange 12 eilt infolge«* dessen mit doppelter Wagengeschwindigkeit relativ zum Raum gesehen vor.

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Claims (2)

Patentansprüche .

1. Steuerung eines mit einer Schmiedepresse zusammenarbeitenden Schmiedemanipulators, der aus einem auf Schienen laufenden Manipulatorwagen mit auf diesem axial- und drehbeweglich angeordneter Zange mit Zangenträger besteht, wobei die Bewegung der Antriebsräder des Wagens mittels Hydromotor und die Axialbewegung des Zangenträgers mit Zange mittels Druckmittel beaufschlagter Kolben- und Zylinder-Anordnung bewirkt wird, wobei der Wagen mit kontinuierlicher Geschwindigkeit von und zur Schmiedepresse fahrbar und der Zangenträger während des AusschmiedeVorganges mit gleichgroßer und zur Wagenbewegung entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit und bei Freigabe des Schmiedestückes durch die Schmiedepresse mit zum Wagen gleichgerichteter Geschwindigkeit angetrieben steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Kolben- und Zylinder-Anordnung (1o) einerseits und des Hydromotors (9) andererseits zwei unabhängig voneinander angetriebene, annähernd gleiche, jedoch proportionale Kennlinien aufweisende Hydropumpen (1, 4) vorgesehen sind, die mechanisch miteinander gekoppelt über nur eine Servosteuerung (5) stufenlos gemeinsam regelbar sind.

2. Steuerung eines mit einer Schmiedepresse zusammenarbeitenden Schmiedemanipulators, der aus einem auf Schienen laufenden Manipulatorwagen mit auf diesem axial- und drehbeweglich angeordneter Zange mit Zangenträger besteht, wobei die Bewegung der Antriebsräder des Wagens mittels Hydromotor und die Axialbewegung des Zangenträgers mit Zange mittels Druckmittel beaufschlagter Kolben- und Zylinder-Anordnung bewirkt wird, wobei der Wagen mit kontinuierlicher Geschwindigkeit von und zur Schmiedepresse fahrbar und der Zangenträger während des Ausschmiedevorganges mit gleichgroßer und zur Wagenbewegung entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit und bei Freigabe des Schmiedestückes durch die Schmiedepresse mit zum Wagen gleichgerichteter Geschwindigkeit angetrieben steuerbar ist, dadurch

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gekennzeichnet, daß für den Antrieb.der Kolben- und Zylinder-Anordnung (1o) einerseits und des Hydromotors (9) andererseits zwei steuerbare Mengenregelventile (25* 26) mit vorgeschaltetem Hydrospeicher (29) vorgesehen sind, wobei die Mengenregelventile (25, 26) über auf einem Gestänge (27) angeordnete einstellbare Kulissen (28) mittels nur einer Servosteuerung stufenlos gemeinsam regelbar sind.

Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mechanische Koppelung zwischen den Hydropumpen (1, 4) ein die Pumpenleistung beeinflussendes Gestänge (6) vorgesehen ist.

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