DE19648896A1 - Stanzen-Umführungssteuersystem mit gedämpftem Nachfolger - Google Patents
Stanzen-Umführungssteuersystem mit gedämpftem NachfolgerInfo
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Description
Herkömmliche Vorschubeinrichtungen für zusammengerolltes Material weisen
Einschränkungen auf, die eine hohe Taktzeit bei Preßvorgängen verhindern
oder gefährden. Es ist wünschenswert, das zusammengerollte Verarbeitungs
material in der Stanzmaschine in der kürzest möglichen Zeit in Position zu
bringen, um den Stanzprozeß zu beschleunigen. Ein Ergebnis der Versuche
diese hohen Taktzeiten zu erreichen, besteht darin, sehr hohe Materialbe
schleunigungen durch die Sprungvorschubvorrichtungen zu erzeugen. Diese
hohen Beschleunigungen verursachen instabile Rückwirkungen in der Materi
alvorratsumführung, d. h. in dem in Schlingen geführten Material, was zu den
zwei folgenden unerwünschten Effekten führt. Erstens verursachen die Kräfte
die durch die Instabilität der Umführung verursacht werden, ein Rutschen zwi
schen dem Verarbeitungsmaterial und den Walzen der
Sprungvorschubvorrichtung. Dies führt zu unrichtigen Längen des Materials,
das der Stanze zugeführt wird. Zweitens verursachen die Rückwirkungskräfte
eine Verformung des zusammengerollten Materials, was zu gestanzten Teilen
schlechter Qualität oder zu Funktionsstörungen des Stanzstempels in der
Stanze führt. Dementsprechend ist die Instabilität der
Materialvorratsumführung oft der begrenzende Faktor dafür, daß das
Stanzsystem bei hohen Taktzeiten in zufriedenstellender Weise funktioniert.
Frühere Verfahren der Umführungssteuerung haben unterschiedlichen Erfolg
bei der Reduzierung der Instabilität der Materialvorratswicklung gehabt.
Fig. 1 stellt eine übliche hängende "U"-Umführung dar, bei der das Material
in einer freitragenden Umführung zwischen der Richtmaschine und der
Sprungvorschubvorrichtung der Stanzmaschine herunterhängt. Dieses
Vorschubsystem für zusammengerolltes Material ist sehr empfindlich auf eine
Umführungsrückwirkung und wird selten bei hohen Taktzeiten angewandt.
Fig. 1 stellt eine Stanze 20 dar, die ein zusammengerolltes
Verarbeitungsmaterial von einer nach Stand der Technik bekannten
Vorschubanordnung 22 mit U-förmiger Rollenumführung aufnimmt, in der das
aufgerollte Verarbeitungsmaterial 24 auf einer Abwickelwalze oder
Abwickelhaspel 26 bevorratet ist, und der Stanze 20 über eine
Richtvorrichtung 28 für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial, welche aus
Vorschubwalzen 60 und Richtwalzen 61 besteht, und eine
Sprungvorschubvorrichtung 30 zugeführt wird. Die Richtvorrichtung 28 für zu
sammengerolltes Material und die Sprungvorschubvorrichtung 30 sind derart
voneinander beabstandet, daß dann, wenn das Verarbeitungsmaterial 24 der
Stanze 20 geliefert wird, eine U-förmige Ausgleichsumführung zum Zwecke
der Dämpfung der Effekte von Umführungsrückwirkungen, die durch die von
der Sprungvorschubvorrichtung 30 erzeugte hohe Beschleunigung verursacht
wird, ausgebildet.
Fig. 2 zeigt das System der doppelten, "S"-förmigen Umführung, wie es in
der US-PS 3,817,067 beschrieben ist, wobei eine Führungsvorrichtung für die
oberen und unteren Abschnitte der S-förmigen Umführung in der S-förmigen
Ausgleichsvorrichtung verwendet wird. Auf diese Weise wird die Umführung
des zusammengerollten Materials überwacht und abgestützt, um eine
stabilere Umführungsausgestaltung zu erreichen. Fig. 2 zeigt eine Stanze 20
die Verarbeitungsmaterial von einer Vorschubanordnung 32 für eine S-förmige
Rollenumführung aufnimmt, wobei die Vorschubumführung 30 des
aufgerollten Materials durch eine Richtvorrichtung 28 für aufgerolltes Material
eine S-förmige Ausgleichsvorrichtung 36 und eine Sprungvorschubvorrichtung
30 hindurch vorgeschoben wird. Eine detaillierte Beschreibung des Betriebs
einer derartigen Vorschubanordnung für eine S-förmige Rollenumführung
kann der US-PS 3,817,067 entnommen werden, deren Lehre durch
ausdrückliche Bezugnahme hierin eingefügt ist. Im allgemeinen umfaßt die S-
förmige Ausgleichsvorrichtung 36 eine Führungs- und Abstützvorrichtung für
die oberen und unteren Abschnitte der S-förmigen Umführung.
Fig. 3 zeigt ein Umführungssystem, das, wie in der US-PS 5,392,977 be
schrieben, durch einen Stellmotor angetrieben wird, wobei Wicklungsumfüh
rungs-Positionssensoren und eine elektronische Steuereinrichtung in Verbin
dung mit einem Stellmotor verwendet werden, welcher die
Sprungvorschubwalzen antreibt, um das Hin- und Herschwingen bzw. Flattern
des Rollenmaterials während eines Hochgeschwindigkeitsvorganges zu
beschränken. Fig. 3 zeigt eine Presse 20, die Verarbeitungsmaterial von
einem durch einen Stellmotor angetriebenen Umführungssystem 38 aufnimmt,
in welchem zusammengerolltes Material 24 zur Stanze 20 entlang einer
Materialvorschubumführung 34 über eine Vorschubantriebseinrichtung 40 und
eine Sprungvorschubvorrichtung 30 geliefert wird. Die Antriebseinrichtung 40
weist einen Stellmotor 42 auf, der Vorschubwalzen 44 antreibt. Die
Umführungspositionssensoren 46 und 48 überwachen die Position der
Verarbeitungsmaterialumführung 50, 52 und erzeugen
Umführungspositionsausgangssignale, die in die elektronische Steu
ereinrichtung 5 eingegeben werden. Die Steuereinrichtung 5 steuert den Stell
motor 42 um die Länge der Materialvorschubumführung zwischen einer mini
malen Umführungslänge 50 und einer maximalen Umführungslänge 52 auf
rechtzuerhalten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorschubvorrichtung oder ein Vorschubsy
stem und weiterhin ein Verfahren zum Vorschieben anzugeben, die bzw. das
es erlaubt, zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial bei hoher Stanztaktzeit
mit hoher Genauigkeit und weitgehend unbeeinflußt von auftretenden Kräften
in der Materialumführung einer Stanze zuzuführen.
Diese Aufgabe wird vorrichtungstechnisch durch die Vorschubvorrichtung
nach Anspruch 1 und durch das Vorschubsystem nach Anspruch 16, und
verfahrenstechnisch durch das Vorschubverfahren nach Anspruch 29 gelöst.
Die Unteransprüche sind zumindest vorteilhafte Weiterbildungen des
Gegenstandes.
Im allgemeinen gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren an, um die durch
eine Sprungvorschubvorrichtung erzeugten hohen Beschleunigungskräfte zu
verteilen. Durch Anordnen gedämpfter Nachfolgerwalzen zwischen den Richt
vorrichtungs-Vorschubwalzen und den Sprungvorschubwalzen werden zwei
getrennte Materialvorratsumführungen ausgebildet. Auf diese Weise wird eine
instabile Umführungsrückwirkung zwischen zwei getrennten
Materialvorratsumführungen aufgeteilt und wesentlich reduziert. Diese
Anordnung schafft ein befriedigendes Funktionieren der Umführung bei
wesentlich höheren Stanztaktzeiten als gegenwärtig bei den bekannten
Vorschubsystemen für zusammengerolltes Material erreicht werden kann.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorschubvorrichtung für
zusammengerolltes Material mit einer hohen Taktzeit, wobei die Vorrichtung
ein elektronisches Steuersystem in Verbindung mit einer
Sprungvorschubvorrichtung verwendet, um eine gleichförmigere, genauere
und unversehrtere Zufuhr von zusammengerolltem Verarbeitungsmaterial an
die Stanze zu liefern. Zusätzlich zu einer Sprungvorschubvorrichtung umfaßt
die vorliegende Erfindung das Anordnen eines dazwischen gedämpften
Nachfolgerbereichs für Verarbeitungsmaterial zwischen der
Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Material und der
Sprungvorschubvorrichtung, so daß obere und untere Vorratsumführungen
gebildet werden. Die Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Material
wird oft in einer Richtvorrichtung, wie sie in den Fig. 1, 2 und 4 gezeigt
ist, eingebaut. Auf diese Weise wird die Umführungsrückwirkung, die auf die
hohen Beschleunigungskräfte der Sprungvorschubvorrichtung zurückgehen,
zwischen den zwei getrennten oberen und unteren
Materialvorratsumführungen aufgeteilt.
Die Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Material und die dazwischen
gedämpfte Nachfolgervorrichtung bestehen allgemein aus Antriebswalzen, die
durch Stellmotoren angetrieben werden. Die Geschwindigkeitssteuerung des
Stellmotors wird durch eine elektronische Steuereinrichtung gesteuert, die auf
Trimmsignale anspricht, welche durch Sensoren erzeugt werden, die die obe
ren und unteren Umführungspositionen überwachen. Die Sprungvorschubwal
zen erzeugen eine zyklische Start-Stop-Bewegung, die durch eine sehr hohe
Materialbeschleunigung/-verzögerung gekennzeichnet ist, gefolgt von einer
Ruheperiode, die durch Geschwindigkeit Null gekennzeichnet ist. Diese Start-
Stop-Bewegung stimmt mit dem Stanzvorgang überein, der eine sich
wiederholende Betriebssequenz eines Stanzzyklus gefolgt von einer
Ruheperiode beinhaltet.
Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen den Sprungvorschubwalzen, den ge
dämpften Nachfolgerwalzen und der Richtvorrichtungs-Vorschubwalzen über
der Zeit. Die Richtvorrichtungs-Vorschubwalzen können, wie gezeigt, durch
eine Konstante gekennzeichnet sein oder durch ein sinusförmiges Geschwin
digkeitsprofil. Die Umführung der gedämpften Nachfolgerwalzen erzeugt ein
Geschwindigkeitsprofil, das mit demjenigen der Sprungvorschubwalzen in
Phase ist, jedoch während der Ruheperiode der Stanzsequenz eine von Null
verschiedene Geschwindigkeit, die der Sprungvorschubvorrichtung
zugeordnet ist, aufrechterhält. Auf diese Weise benötigt das sich ergebende
Geschwindigkeitsprofil eine geringe Beschleunigung, um einen gleichen
Durchsatz (d. h., diejenige Länge des Verarbeitungsmaterials, die um eine
bestimmte Stufe vorgeschoben wird) verglichen mit demjenigen der
Sprungvorschubwalzen. Der Dämpfungsbetrag, welcher die Geschwindigkeit
der Ruheperiode, die Spitzengeschwindigkeit und die dem gedämpften
Nachfolger und den Richtvorrichtungs-Vorschubwalzen zugeordnete
Beschleunigung bewirkt, ist mittels einer in der elektronischen
Steuereinrichtung residenten Dämpfungskonstante einstellbar und kann für
jede Anwendung eingestellt werden.
Die Stabilität der oberen und unteren Vorratsumführungen, die durch die Ver
wendung der gedämpften Nachfolgerwalzen erzeugt wird, ist sehr wichtig und
kritisch für das befriedigende Funktionieren des Stanzsystems bei hohen Takt
zeiten. Das Verhalten des Materials in diesen Umführungen wird durch die Be
schleunigungskräfte beeinflußt, die aus Geschwindigkeitsveränderungen des
Materials resultieren, das während eines gegebenen Zeitintervalls in einen
Umführungsabschnitt eintritt oder diesen verläßt. Ein Ungleichgewicht zwi
schen der Materialgeschwindigkeit beim Eintreten in die Umführung
verglichen mit derjenigen beim Verlassen der Umführung erzeugt eine
Instabilität in der Umführung. Falls diese Instabilität übermäßig wird, können
die unerwünschten Effekte des Rutschens und der Verformung des Materials
auftreten. Gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt das Vermögen, das
Geschwindigkeitsungleichgewicht zu steuern und zu minimieren
hervorragende Verbesserungen der Umführungsstabilität. Dementsprechend
vermindert das hierin beschriebene gedämpfte Nachfolgersystem das
Ungleichgewicht in der oberen Umführung durch Übertragen eines Anteils des
Ungleichgewichts an die untere Umführung, was zu einer gleichmäßiger
verteilten Umführungsrückwirkung führt.
Die Richtvorrichtungs-Vorschubwalzen, die die untere Umführung zuführen,
laufen bei einer konstanten Geschwindigkeit und erzeugen denselben Durch
satz wie die Sprungvorschubwalzen. Gemäß der vorliegenden Erfindung über
wachen Trimmsensoren die oberen und unteren Umführungspositionen und
erzeugen Ausgangssignale, die an eine elektronische Steuereinrichtung zur
Verarbeitung übertragen werden. Das Steuersystem stellt zusätzlich die Liefe
rung des zusammengerollten Materials ein oder "trimmt" diese, um
Langzeitfehler zu berichtigen, und erhält deshalb die in Fig. 5 gezeigten
idealen Geschwindigkeitsprofile aufrecht. Auf diese Weise wird ein
Verrutschen zwischen den Vorschubwalzen und dem zusammengerollten
Material, was ein Beispiel eines Langzeitfehlers darstellt, ausgeglichen und
wirkungsvoll behoben. Das vorliegende Umführungs-Steuersystem verwendet
durch einen Stellmotor angetriebene Antriebswalzen eines gedämpften
Nachfolgers, um die Effekte der Umführungsrückwirkung aufzuteilen und
dadurch ein Verrutschen und eine Verformung des Materials bei einem
Stanzvorgang hoher Taktzeiten zu reduzieren.
Zusätzlich reduziert die gedämpfte Nachfolgeranordnung der vorliegenden Er
findung die Last gemäß der Sprungvorschubvorrichtung und das Materialflat
tern gemäß dem Hochgeschwindigkeits-Stanzvorgang.
Bei einer Ausführungsform gibt die Erfindung eine Vorrichtung an, um zusam
mengerolltes Verarbeitungsmaterial einer Stanze zuzuführen. Diese Material
vorschubvorrichtung weist Materialvorschubwalzen auf, die durch einen Mate
rialvorschubwalzenstellmotor angetrieben werden und Verarbeitungsmaterial
von einer Zuführung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial aufnimmt.
Gedämpfte Nachfolgerwalzen werden durch einen Stellmotor des gedämpften
Nachfolgers angetrieben und nehmen Verarbeitungsmaterial von den Material
vorschubwalzen auf. Eine Sprungvorschubvorrichtung nimmt
Verarbeitungsmaterial von den gedämpften Nachfolgerwalzen auf und führt
das Verarbeitungsmaterial der Stanze zu. Das Verarbeitungsmaterial ist
zwischen den Materialvorschubwalzen, den gedämpften Nachfolgerwalzen
und der Sprungvorschubvorrichtung angeordnet, um eine Umführung des
Verarbeitungsmaterials zu bilden. Ein Umführungssensor detektiert die Länge
der Umführung des Verarbeitungsmaterials und erzeugt ein Ausgangssignal,
das die Länge der Umführung des Verarbeitungsmaterials darstellt. Ein
Stanzpositionssensor überwacht die Position der Stanze und erzeugt ein
Signal, das die Stanzposition darstellt. Eine Steuerungsvorrichtung empfängt
das Umführungssensor-Ausgangssignal und das Stanzpositionssensor-
Ausgangssignal und erzeugt ein Ausgangssignal, das den Stellmotor für den
gedämpften Nachfolger und den Materialvorschubstellmotor antreibt, wodurch
der Rückstoß aufgrund des Hochgeschwindigkeits-Materialvorschub minimiert
wird.
Bei einer anderen Ausführungsform gibt die Erfindung ein Hochgeschwindig
keitsverfahren an, um aufgerolltes Verarbeitungsmaterial von einer Zuführung
für aufgerolltes Verarbeitungsmaterial zu einer Stanze vorzuschieben, wobei
das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Das zusammengerollte Verar
beitungsmaterial wird von einer Zuführung für zusammengerolltes Material in
Richtung auf einen Satz von Richtwalzen vorgeschoben, die allgemein
gerades Verarbeitungsmaterial erzeugen. Das allgemein gerade
Verarbeitungsmaterial wird durch einen Satz von Dämpfungswalzen hindurch
vorgeschoben, um eine untere Umführung von Verarbeitungsmaterial
zwischen den Richtwalzen und den Dämpfungswalzen und eine obere
Umführung von Verarbeitungsmaterial zwischen den Dämpfungswalzen und
einer Sprungvorschubvorrichtung zu bilden. Die Position der unteren und
oberen Umführungen des Verarbeitungsmaterials und die Position der Stanze
werden überwacht, und Signale, die derartige Informationen darstellen,
werden erzeugt und einer elektronischen Steuereinrichtung eingegeben. Die
Steuereinrichtung liefert ein Steuersignal, um einen
Verarbeitungsmaterialvorschub konstanter Geschwindigkeit in Richtung auf
die Richtwalzen und eine von Null verschiedene, nicht konstante Ge
schwindigkeit des Verarbeitungsmaterials in Richtung auf die
Sprungvorschubvorrichtung hin aufrechtzuerhalten, so daß gleiche
Verarbeitungsmateriallängen durch die Richtwalzen, die Dämpfungswalzen
und die Sprungvorschubvorrichtung hindurch vorgeschoben werden.
Die vorstehend erwähnten und weitere Vorteile und Aufgaben dieser
Erfindung und die Art und Weise diese zu erreichen werden klarer und die
Erfindung selbst wird besser verständlich unter Bezugnahme auf die folgende
Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit
den beigefügten Zeichnungen:
Es zeigen:
Fig. 1 eine Stanze, die eine U-förmige Vorschubanordnung für eine
aufgerollte Umführung verwendet;
Fig. 2 eine Stanze, die eine S-förmige Vorschubeinrichtung für eine
aufgerollte Umführung verwendet;
Fig. 3 eine Stanze, die ein Umführungssystem zeigt, das durch einen
Stellmotor angetrieben wird, welcher durch ein Umführungsposition-Über
wachungs- und Steuersystem gesteuert wird;
Fig. 4 eine Stanze, die das erfindungsgemäße
Umführungssteuersystem mit gedämpftem Nachfolger anwendet;
Fig. 5 das bevorzugte Geschwindigkeitsprofil gemäß dem
Umführungssteuersystem mit gedämpftem Nachfolger der Fig. 4; und
Fig. 6 ein Blockschaltbild des elektronischen Steuersystems des
Umführungssteuersystems mit gedämpftem Nachfolger gemäß Fig. 4.
Übereinstimmende Bezugsziffern bezeichnen übereinstimmende Teile in allen
Ansichten. Obwohl die Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung
darstellen, sind die Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu und
bestimmte Merkmale können hervorgehoben oder ausgelassen sein, um die
vorliegende Erfindung besser darzustellen und zu erklären.
Fig. 4 zeigt die Stanze 20, die in Verbindung mit dem Umführungssteuersy
stem 54 mit gedämpftem Nachfolger arbeitet, wobei das zusammengerollte
Verarbeitungsmaterial 24 von der Abwickelwalze 26 entlang der Vorschubum
führung 34 abgewickelt und durch die gedämpfte Nachfolgervorrichtung 56
vorgeschoben wird, und zwar durch die Sprungvorschubvorrichtung 30 hin
durch und in die Stanze 20 hinein. Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform
zeigt die Sprungvorschubvorrichtung 39 als eine Vorschubvorrichtung des
Walzentyps. Alternativ kann die Sprungvorschubvorrichtung 30 eine Vorschub
vorrichtung des Greifertyps aufweisen, wie sie allgemein in der Industrie ver
wendet wird. Die Stanze 29 umfaßt einen Motor, ein Schwungrad zum Spei
chern der Drehkräfte des Motors, eine Kupplungsbremse zum Wegnehmen
der Drehkraft des (nicht gezeigten) Schwungrades, eine Kurbelwelle 86, einen
unteren Stanzstempel 88 und eine Drehwinkel-Erfassungsvorrichtung 90, die
auch als ein Positionsresolver oder -meßwandler (vgl. Fig. 4) bekannt ist. Die
Kurbelwelle 86 wandelt die Drehkraft des Schwungrades in eine lineare rezi
proke Bewegung der Kombination von Verbindungsstück 84 und unterem
Stanzstempel 82 um. Die gedämpfte Nachfolgervorrichtung 56 umfaßt einen
Richtbereich 58 für aufgerolltes Material und einen gedämpften Nachfolgerbe
reich 64. Der Richtbereich 58 für aufgerolltes Material umfaßt Vorschubwalzen
60, die durch den Stellmotor 62 angetrieben werden, und Richtwalzen 61. Der
gedämpfte Nachfolgerbereich 64 umfaßt gedämpfte Nachfolgerwalzen 66, die
durch den Stellmotor 68 angetrieben werden, einen Positionssensor 70 für die
untere Umführung und einen Positionssensor 72 für die obere Umführung.
Der Stellmotor 62 treibt die Vorschubwalzen 60 an, um das zusammengerollte
Material 24 von der Abwickelwalze 26 entlang der Vorschubumführung 34 ab
zuwickeln. Die Richtvorrichtungs-Walzen 61 dienen dazu, die Materialkrüm
mung, die durch das Bevorraten des Materials 24 in zusammengerollter Form
verursacht wurde, zu entfernen. Das allgemein gespannte Rollenmaterial ver
läßt den Richtbereich 58 und wird durch die gedämpften Nachfolgerwalzen 66
vorgeschoben, um die untere Speicherumführung 74 zu bilden. Der Positions
sensor 70 für die untere Umführung überwacht die Umführungsposition und
liefert ein "Trimm"-Signal an die Umführungssteuervorrichtung 76 für eine
Langzeitsteuerung der unteren Speicherumführung 74. Die gedämpften Nach
folgerantriebswalzen 66 werden durch den Stellmotor 68 angetrieben, um das
Material 24 der Sprungvorschubvorrichtung 30 zuzuführen, wodurch die obere
Speicherumführung 78 ausgebildet wird. Material von der oberen Speicherum
führung 78 wird der Zutrittsseite der Sprungvorschubvorrichtung 30, welche
eine genaue Materialmenge bewegt, die als Vorschublänge bekannt ist, wäh
rend der Ruheperiode jedes Stanzdurchlaufs in den Stanzstempelbereich 80
zugeführt, was als Vorschubwinkel bekannt ist.
Der obere Stanzstempelabschnitt 82 ist an dem Verbindungsstück 84 ange
bracht, welches wiederum an der Kurbelwelle 86 angebracht ist. Wenn die
Kurbelwelle 86 dazu veranlaßt wird, sich zu drehen, werden das Verbindungs
stück 84 und der obere Stanzstempelabschnitt 82 dazu veranlaßt, sich in rezi
proker Weise auf den unteren Stanzstempelbereich 88 zuzubewegen und von
diesem wegzubewegen. Auf diese Weise wird Verarbeitungsmaterial, das dem
Stanzstempelbereich 80 zugeführt wird, in brauchbare Teile "gestanzt". Der
Positionsmeßwandler 90 ist an der Kurbelwelle 86 angebracht, um ein angula
res Kurbelwellenstellung-Rückkopplungssignal an die Steuereinrichtung 76 zu
liefern.
Die Bediener-Maschine-Schnittstelle 92, typischerweise ein Tastenfeld und ein
Bildschirm, erlauben es einem Bediener, anwendungsspezifische Informatio
nen in die Steuereinrichtung 76 einzugeben. Auf diese Weise verwendet die
Steuereinrichtung 76 anwendungsspezifische Informationen in Verbindung mit
Stanzpositions-Rückkopplungsinformationen und Trimmsensor-
Rückkopplungsinformationen, um die Geschwindigkeit des Vorschubwalzen
stellmotors 62 und des Stellmotors 68 für den gedämpften Nachfolger zu
steuern. Dementsprechend empfängt die Steuereinrichtung 76
Umführungspositionsinformationen von den Positionssensoren 70 und 76 der
unteren bzw. oberen Umführung und angulare Kurbelwellenstellungs-
Informationen vom Positionsmeßwandler 90 und erzeugt Steuersignale, um
den Vorschubwalzenstellmotor 62 und den Stellmotor 68 für den gedämpften
Nachfolger anzutreiben, um die in Fig. 5 dargestellten optimalen
Geschwindigkeitsprofile aufrechtzuerhalten.
Der Betrieb der Stanze 20 ist gekennzeichnet durch eine sich wiederholende
Sequenz eines Stanzzyklus gefolgt von einer Vorschubperiode. Fig. 5 stellt
die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der drei in Fig. 4 gezeigten
Materialvorschubkomponenten dar, nämlich der Sprungvorschubvorrichtung
30, der dazwischen gedämpften Nachfolgerwalzen 66 und der
Vorschubwalzen 60. Das Geschwindigkeitsprofil 94 der
Sprungvorschubvorrichtung stellt die zyklische Start-Stop-Bewegung dar, die
durch sehr hohe Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzögerung
gemäß der Sprungvorschubvorrichtung 30 gekennzeichnet ist. Dies entspricht
der Vorschubperiode während des Stanzvorgangs. Die aufsteigende Flanke
96 stellt eine sehr hohe Materialbeschleunigung dar und die abfallende Flanke
98 stellt eine sehr hohe Materialverzögerung dar, welcher dann die
Ruheperiode 100 mit Geschwindigkeit Null folgt, die dem Stanzzyklus des
Stanzvorganges entspricht. Das Geschwindigkeitsprofil 102 des gedämpften
Nachfolgers ist in Phase mit dem Geschwindigkeitsprofil 94 der
Sprungvorschubvorrichtung, obwohl es durch eine geringere
Maximalgeschwindigkeit und durch eine gleichmäßige von Null verschiedene
Geschwindigkeit gekennzeichnet ist.
Gemäß dem Geschwindigkeitsprofil 94 und 102 sind die Entfernungen, die
das zusammengerollte Material durch die gedämpften Nachfolgerwalzen 66
und die Sprungvorschubvorrichtung 30 während eines gegebenen
Stanzzyklus zurücklegt, d. h. der "Durchsatz", gleich. Auf diese Weise
benötigen die sich ergebenden Geschwindigkeitsprofile des Rollenmaterials,
wenn es durch die Vorschubwalzen 60 und die Sprungvorschubwalzen 66
hindurch zugeführt wird, eine geringere Beschleunigung, um einen Durchsatz
zu erzielen, der demjenigen der Sprungvorschubvorrichtung 30 entspricht.
Dementsprechend ergibt sich eine Verringerung der Umführungsrückwirkung
bei der unteren Umführung 74 und der oberen Umführung 78. Der
Dämpfungsgrad, der durch die Steuereinrichtung 76 gesteuert wird, beeinflußt
die Geschwindigkeit in der Ruheperiode, die Spitzengeschwindigkeit und die
Beschleunigung, die den gedämpften Nachfolgerwalzen 62 zugeordnet ist.
Der Betrag der Dämpfung ist mittels einer Dämpfungskonstante einstellbar
und kann für jede Anwendung wie notwendig ausgewählt werden. Das
Geschwindigkeitsprofil 104 der Richtvorrichtungs-Vorschubwalze spiegelt eine
Zuführung konstanter Geschwindigkeit des unteren Umführungsmaterials 74
wider, was wiederum denselben Durchsatz wie die
Sprungvorschubvorrichtung 30 und die gedämpften Nachfolgerwalzen 66 er
zeugt.
Wenn die Steuereinrichtung 76 Informationen von den Umführungspositions
sensoren 70 und 72 empfängt, die anzeigen, daß die oberen und unteren Um
führungen 74 bzw. 78 eingestellt werden müssen, legt die Steuereinrichtung
76 einen erforderlichen Betrag an Trimmung über das ideale
Geschwindigkeitsprofil der Fig. 5, um Langzeitfehler zu korrigieren. Bei einer
hohen Taktzeit ist es erforderlich, daß das Umführungssteuersystem 54 die
Stellmotoren 62 und 68 steuert, so daß die oberen und unteren
Vorratsumführungen 74 und 78 stabil sind, um das Funktionieren während
eines Hochgeschwindigkeitsstanzvorganges zu verbessern. Das Verhalten des
Materials in den Umführungen 74 und 78 wird durch die
Beschleunigungskräfte beeinflußt, die sich aus Änderungen in der
Geschwindigkeit des Materials ergeben, das in jede Umführung während
eines Stanz- und Verarbeitungsmaterialvorschub-Vorganges eintritt und diese
verläßt. Das Ungleichgewicht zwischen der Materialgeschwindigkeit beim
Eintreten in die Umführung verglichen mit derjenigen beim Verlassen der
Umführung erzeugt eine Instabilität in der Umführung. Falls diese Instabilität
außerordentlich groß wird, können die unerwünschten Effekte von Verrutschen
und Verformen des Materials auftreten.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild des Funktionsverarbeitungsblocks, der der
Umführungssteuerung 76 des gedämpften Nachfolgers zugeordnet ist. Der
Betriebsdatenblock 106 stellt Informationen dar, die über die Bediener-
Maschine-Schnittstelle 92 eingegeben werden und welche die Vorschublänge,
die Dämpfungskonstante, den Anfangszuführwinkel und den Endzuführwinkel
umfassen. Diese Informationen werden in das Profilberechnungsglied 108 und
das Geschwindigkeitsberechnungsglied 110 eingegeben. Stanzpositionsinfor
mationen von der Drehwinkel-Bestimmungsvorrichtung 90 werden am Stanz
positionsblock 112 angegeben und in den Digitalmeßwandlerblock 114 einge
geben. Trimmsensorsignale 124 und 126, die von den Umführungssensoren
70 und 72 erzeugt werden, werden in die Steuereinrichtung 76 über
Signalintegrierglieder 116 und 118 eingegeben.
Unter Berücksichtigung der Geschwindigkeitssteuerung der Richtvorrichtungs-
Vorschubwalzen erzeugt der Digitalmeßwandler 114 ein digitales Ausgangs
signal entsprechend der Stanzposition und gibt diese Digitaldarstellung an
den Bahngenerator 120 und den Signaldifferenziator 122 ab. Der
Differenziator 122 bestimmt die Winkelgeschwindigkeit der Stanze auf der
Grundlage von auf der Zeit basierenden Abtastwerten der digitalen
Positionsinformationen. Die Signalintegrierglieder 116 und 118 bestimmen den
prozentualen Anteil der Zeit, zu der Trimm-Eingangssignale 124 und 126
während einer auf Zeit basierenden Abtastperiode eingeschaltet werden.
Das Geschwindigkeitsberechnungsglied 110 bestimmt die Geschwindigkeit
der Richtvorrichtungs-Vorschubwalzen durch Multiplizieren der
Vorschublängendaten mit der abgeleiteten Winkelgeschwindigkeit der Stanze
wie sie durch den Differenziator 122 erzeugt werden. Falls die integrierte
Trimmsignal-Einschaltdauer zwischen vorher gesetzten oberen und unteren
Grenzen bleibt, d. h. innerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs, wird keine
Einstellung an der berechneten Geschwindigkeit der Richtvorrichungs-
Vorschubwalzen vorgenommen. Falls die Einschaltdauer die obere Grenze
übersteigt was anzeigt, daß die Umführungsvorrat vergrößert wird, wird ein
Trimmwert von der berechneten Geschwindigkeit abgezogen. Falls umgekehrt
die Trimmsignal-Einschaltdauer geringer als die untere Grenze ist, was
anzeigt, daß der Umführungsvorrat abnimmt, wird der Trimmwert der
berechneten Geschwindigkeit hinzuaddiert.
Das Geschwindigkeitsberechnungsglied 110 erzeugt ein Ausgangssignal, das
das Geschwindigkeitsbefehlssignal (VCMD-1) darstellt, welches an den Ge
schwindigkeitsverstärker 128 angelegt wird. Der Geschwindigkeitsdekodierer
130 konvertiert das Rückkopplungssignal von einem inkrementierenden
Kodierer 132 in ein Geschwindigkeits-Rückkopplungssignal (VFB-1). Der
Geschwindigkeitsverstärker 128 vergleicht VCMD-1 mit VFB-1 und erzeugt ein
aktuelles Befehlsausgangssignal (ICMD-1), das eine Funktion der Differenz
zwischen diesen zwei Signalen ist. Ein Leisungsverstärker 134 vergleicht
ICMD-1 mit einem aktuellen Rückkopplungssignal (IFB-1) und erzeugt das
aktuelle Ausgangssignal, um die Drehgeschwindigkeit des Richtvorrichtungs-
Vorschubantriebsmotors 62 zu steuern.
Unter Berücksichtigung der Antriebsgeschwindigkeitssteuerung des gedämpf
ten Nachfolgers akzeptiert das Profilberechnungsglied 108 Parameter von der
Bediener-Maschine-Schnittstelle 92, wie sie durch Block 106 dargestellt wer
den, und erzeugt eine Tabelle 138, welche Positionen der gedämpften Nach
folgerwalze entsprechend inkrementierender Stanzwinkelpositionen bezeich
net. Der Bahngenerator 120 tastet das digitale Stanzpositionseingangssignal,
das durch den Digitalmeßwandler 114 erzeugt wird, ab. Die Position der ge
dämpften Nachfolgerwalze entsprechend der aktuellen Stanzposition stellt die
aktuelle ideale Position des gedämpften Nachfolgers dar.
Das Signalintegrierglied 116 bestimmt die Einschaltdauer des Trimm-Ein
gangssignals 126 während jedes Abtastintervalls. Falls die integrierte Trimm
signal-Einschaltdauer zwischen den vorher gesetzten oberen und unteren
Grenzen bleibt, d. h. innerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs, wird keine
Einstellung an der berechneten Nachfolgerposition vorgenommen. Falls die
Einschaltdauer die obere Grenze überschreitet, was anzeigt, daß sich der
Umführungsvorrat vergrößert, wird ein Trimmwert von der berechneten
Position subtrahiert. Falls umgekehrt die Trimm-Einschaltzeit geringer als die
obere Grenze ist, was anzeigt, daß sich der Umführungsvorrat verringert, wird
der Trimmwert zu der berechneten Position hinzuaddiert.
Das Ausgangssignal des Bahngenerators 120 gibt das Positionsbefehlssignal
(PCMD-2) für die gedämpften Nachfolgerantriebswalzen 66 an. Das PCMD-2-
Signal wird zum Eingang des Positionsverstärkers 140 geliefert, welcher ein
Geschwindigkeits-Ausgangssignal (VCMD-2) erzeugt. VCMD-2 ist eine Funk
tion der Differenz zwischen den Signalen VCMD-2 und PFB-2. Das VCMD-2-
Signal wird an den Geschwindigkeitsverstärker 142 geliefert und der Positi
ons/Geschwindigkeits-Dekodierer 144 wandelt das Rückkopplungssignal vom
inkrementierenden Kodierer 146 in ein Geschwindigkeitsrückkopplungssignal
(VFB-2) um. Der Geschwindigkeitsverstärker 142 vergleicht das VCMD-2-Si
gnal mit dem VFB-2-Signal und erzeugt ein aktuelles Befehlsausgangssignal
(ICMD-2), das eine Funktion der Differenz zwischen diesen zwei Signalen ist.
Der Leistungsverstärker 148 vergleicht ICMD-2 mit einem aktuellen Rückkopp
lungssignal (IFB-2) und erzeugt ein aktuelles Ausgangssignal 150, das die
Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 68 für den gedämpften Nachfolger
steuert.
Diese Erfindung ist zwar anhand einer bevorzugten Konstruktion beschrieben
worden, kann jedoch im Rahmen des Erfindungsgedankens und des
Umfangs dieser Offenbarung weiter modifiziert werden. Diese Anmeldung ist
deshalb dazu geeignet, jegliche Abwandlungen, Anwendungen oder
Anpassungen der Erfindung bei Verwendung seiner allgemeinen Prinzipien
abzudecken. Weiterhin ist mit dieser Erfindung beabsichtigt, derartige
Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung in den Grenzen der
beigefügten Ansprüche abzudecken, wie sie in der Praxis üblich und bekannt
auf dem diese Erfindung betreffenden technischen Gebiet vorkommen.
Claims (35)
1. Vorschubvorrichtung, um zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
einer Stanze (20) zuzuführen, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
eine Materialvorschubwalze (60), die durch einen Materialvorschubwal zenstellmotor (62) angetrieben wird und angeordnet ist, um Material (24) von einem zusammengerolltem Materialvorrat aufzunehmen;
eine gedämpfte Nachfolgerwalze (66), die durch einen Stellmotor (68) des gedämpften Nachfolgers (56) angetrieben wird und angeordnet ist, um Verarbeitungsmaterial (24) von der Materialvorschubwalze (60) aufzunehmen eine Sprungvorschubvorrichtung (30), die angeordnet ist, um das Verar beitungsmaterial (24) von der gedämpften Nachfolgerwalze (66) aufzunehmen, und die angepaßt ist, um das Verarbeitungsmaterial (24) der Stanze (20) zuzuführen, wobei das Verarbeitungsmaterial (24) zwischen der Materialvorschubwalze (60), der gedämpften Nachfolgerwalze (66) und der Sprungvorschubvorrichtung (30) angeordnet ist, um eine Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) auszubilden;
einen Sensor (70, 72), der angeordnet ist, um die Länge der Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) zu detektieren, und der angepaßt ist, ein Aus gangssignal, das die Länge der Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) darstellt, zu erzeugen;
einen Vorschubwinkelsensor (90), der angeordnet ist, um den Vorschub winkel der Stanze (20) zu detektieren, und der angepaßt ist, ein Signal, das die Stanzposition darstellt, zu erzeugen; und
eine Steuereinrichtung (76), die mit dem Umführungslängensensor (70, 72) und dem Vorschubwinkelsensor (90) in Verbindung steht, und die steuer bar mit dem Stellmotor des gedämpften Nachfolgers (56) und dem Materialvorschubwalzenstellmotor (62) verbunden ist, wobei der Rückstoß aufgrund des Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubs gedämpft ist.
eine Materialvorschubwalze (60), die durch einen Materialvorschubwal zenstellmotor (62) angetrieben wird und angeordnet ist, um Material (24) von einem zusammengerolltem Materialvorrat aufzunehmen;
eine gedämpfte Nachfolgerwalze (66), die durch einen Stellmotor (68) des gedämpften Nachfolgers (56) angetrieben wird und angeordnet ist, um Verarbeitungsmaterial (24) von der Materialvorschubwalze (60) aufzunehmen eine Sprungvorschubvorrichtung (30), die angeordnet ist, um das Verar beitungsmaterial (24) von der gedämpften Nachfolgerwalze (66) aufzunehmen, und die angepaßt ist, um das Verarbeitungsmaterial (24) der Stanze (20) zuzuführen, wobei das Verarbeitungsmaterial (24) zwischen der Materialvorschubwalze (60), der gedämpften Nachfolgerwalze (66) und der Sprungvorschubvorrichtung (30) angeordnet ist, um eine Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) auszubilden;
einen Sensor (70, 72), der angeordnet ist, um die Länge der Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) zu detektieren, und der angepaßt ist, ein Aus gangssignal, das die Länge der Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) darstellt, zu erzeugen;
einen Vorschubwinkelsensor (90), der angeordnet ist, um den Vorschub winkel der Stanze (20) zu detektieren, und der angepaßt ist, ein Signal, das die Stanzposition darstellt, zu erzeugen; und
eine Steuereinrichtung (76), die mit dem Umführungslängensensor (70, 72) und dem Vorschubwinkelsensor (90) in Verbindung steht, und die steuer bar mit dem Stellmotor des gedämpften Nachfolgers (56) und dem Materialvorschubwalzenstellmotor (62) verbunden ist, wobei der Rückstoß aufgrund des Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubs gedämpft ist.
2. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) eine untere Umführung und
eine obere Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) aufweist.
3. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Umführungslängensensor einen unteren Umführungslängensensor (70)
aufweist, der angeordnet ist, um die Länge der unteren Umführung (74) des
Verarbeitungsmaterials (24) zu detektieren, und der angepaßt ist, um ein Aus
gangssignal, das die Länge der unteren Umführung (74) des
Verarbeitungsmaterials (24) darstellt, zu erzeugen, und einen oberen
Umführungslängensensor (70), der angeordnet ist, um die Länge der oberen
Umführung (78) des Verarbeitungsmaterials (24) zu detektieren, und der
angepaßt ist, und ein Ausgangssignal, das die Länge der oberen Umführung
(78) des Verarbeitungsmaterials (24) darstellt, zu erzeugen.
4. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Richtwalze (61), die angeordnet ist, um das zusammengerollte Verarbei
tungsmaterial (24) von der Materialvorschubwalze (60) aufzunehmen, und die
angepaßt ist, um eine allgemein gespannte Zuführung von
Verarbeitungsmaterial (24) zu bewirken, wobei die gedämpfte
Nachfolgerwalze (66) angeordnet ist, um die allgemein gespannte Zuführung
von Verarbeitungsmaterial (24) aufzunehmen.
5. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Materialvorschubwalze (60) angepaßt ist, um das Verarbeitungsmaterial
(24) mit einer im wesentlichen konstanten, von Null verschiedenen Geschwin
digkeit in Richtung auf die gedämpfte Nachfolgerwalze (66) vorzuschieben.
6. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die gedämpfte Nachfolgerwalze (66) angepaßt ist, um das Verarbeitungsmate
rial (24) mit einer im wesentlichen von Null verschiedenen Geschwindigkeit in
Richtung auf die Sprungvorschubvorrichtung (30) vorzuschieben.
7. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stanzvorgang eine sich wiederholende Sequenz eines Stanzzyklus gefolgt
von einer Vorschubperiode aufweist, wobei die gedämpfte Nachfolgerwalze
(66) angepaßt ist, um eine positive Beschleunigung des Verarbeitungsmateri
als (24) während der ersten Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die
Sprungvorschubvorrichtung (30), eine Verzögerung des Verarbeitungsmateri
als (24) während der zweiten Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die
Sprungvorschubvorrichtung (30) und eine allgemein konstante, von Null ver
schiedene Geschwindigkeit des Verarbeitungsmaterials (24) während des
Stanzzyklus in Richtung auf die Sprungvorschubvorrichtung (30) zu schaffen.
8. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Sprungvorschubvorrichtung (30) angepaßt ist, um einen Vorschub des
Verarbeitungsmaterials (24) zur Stanze (20) mit einer Geschwindigkeit von
allgemein Null während des Stanzzyklus aufrechtzuerhalten, und um eine sehr
hohe positive Beschleunigung des Verarbeitungsmaterials (24) während der
ersten Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die Stanze (20), und eine
sehr hohe Verzögerung des Verarbeitungsmaterials (24) während der zweiten
Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die Stanze (20) zu schaffen.
9. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung der Sprungvorschubvorrichtung (30)
größer als die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung der gedämpften Nachfol
gerwalze (66) und die Verzögerung der Sprungvorschubvorrichtung (30)
größer als die Verzögerung der gedämpften Nachfolgerwalze (66) ist.
10. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzögerung des gedämpften
Nachfolgers (56) und die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzöge
rung der Sprungvorschubvorrichtung (30) im wesentlichen konstant ist.
11. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzögerung des gedämpften
Nachfolgers (56) und die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzöge
rung der Sprungvorschubvorrichtung (30) ein allgemein sinusförmiges Ge
schwindigkeitsprofil erzeugt.
12. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (76) steuerbar mit der Materialvorschubwalze (60) und
der gedämpften Nachfolgerwalze (66) verbunden ist, wobei gleiche Längen
des Verarbeitungsmaterials (24) durch die Materialvorschubwalze (60), die ge
dämpfte Nachfolgerwalze (66) und die Sprungvorschubvorrichtung (30) wäh
rend jeder sich wiederholenden Stanzsequenz des Betriebes vorgeschoben
werden.
13. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (76) angepaßt ist, um den Betrag der Dämpfung
entsprechend einer vordefinierten Dämpfungskonstante einzustellen, wobei
die Materialvorschubwalze (60), die gedämpfte Nachfolgerwalze (66) und die
Sprungvorschubvorrichtung (30) durch ein optimales Geschwindigkeitsprofil
gekennzeichnet sind.
14. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (76) angepaßt ist, um die Geschwindigkeitsprofile einzu
stellen, wobei Fehler, die sich aufgrund des Stanzvorganges ergeben, effektiv
korrigiert werden.
15. Vorschubvorrichtung für zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24)
nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (76) angepaßt ist, um die vordefinierte Dämpfungskon
stante einzustellen, wobei die Geschwindigkeitsprofile den Betriebskenndaten
der Stanze (20) effektiv angepaßt sind.
16. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem für eine
Vorschubvorrichtung, um zusammengerolltes Verarbeitungsmaterial (24) einer
Stanze (20) zuzuführen, wobei die Materialvorschubvorrichtung eine von
einem Materialvorschubwalzenstellmotor (62) angetriebene
Materialvorschubwalze (60) und eine Sprungvorschubvorrichtung (30)
aufweist, und wobei das Hochgeschwindigkeits-
Verarbeitungsmaterialvorschubsystem folgendes aufweist:
eine gedämpfte Nachfolgerwalze (66), die durch einen Stellmotor (68) des gedämpften Nachfolgers (56) angetrieben wird, und die angeordnet ist, um Verarbeitungsmaterial (24) von der Materialvorschubwalze (60) aufzunehmen, wobei die Sprungvorschubvorrichtung (30) angeordnet ist, um das Verarbeitungsmaterial (24) von der gedämpften Nachfolgerwalze (66) aufzunehmen, wobei eine Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) ausgebildet ist;
einen Sensor, der angeordnet ist, um die Länge der Umführung des Ver arbeitungsmaterials (24) zu detektieren, und der angepaßt ist, um ein Aus gangssignal, das die Länge der Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) darstellt, zu erzeugen;
einen Vorschubwinkelsensor (90), der angeordnet ist, um den Vorschub winkel der Stanze (20) zu detektieren, und der angepaßt ist, um ein Signal, das die Stanzposition darstellt, zu erzeugen; und
eine Steuereinrichtung (76), die mit dem Umführungslängensensor (70, 72) und dem Vorschubwinkelsensor (90) in Verbindung steht, und die steuer bar mit dem Stellmotor (68) des gedämpften Nachfolgers (56) und dem Materialvorschubwalzenstellmotor (62) verbunden ist, wobei die Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) zwischen vordefinierten minimalen und maximalen Längen aufrechterhalten wird.
eine gedämpfte Nachfolgerwalze (66), die durch einen Stellmotor (68) des gedämpften Nachfolgers (56) angetrieben wird, und die angeordnet ist, um Verarbeitungsmaterial (24) von der Materialvorschubwalze (60) aufzunehmen, wobei die Sprungvorschubvorrichtung (30) angeordnet ist, um das Verarbeitungsmaterial (24) von der gedämpften Nachfolgerwalze (66) aufzunehmen, wobei eine Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) ausgebildet ist;
einen Sensor, der angeordnet ist, um die Länge der Umführung des Ver arbeitungsmaterials (24) zu detektieren, und der angepaßt ist, um ein Aus gangssignal, das die Länge der Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) darstellt, zu erzeugen;
einen Vorschubwinkelsensor (90), der angeordnet ist, um den Vorschub winkel der Stanze (20) zu detektieren, und der angepaßt ist, um ein Signal, das die Stanzposition darstellt, zu erzeugen; und
eine Steuereinrichtung (76), die mit dem Umführungslängensensor (70, 72) und dem Vorschubwinkelsensor (90) in Verbindung steht, und die steuer bar mit dem Stellmotor (68) des gedämpften Nachfolgers (56) und dem Materialvorschubwalzenstellmotor (62) verbunden ist, wobei die Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) zwischen vordefinierten minimalen und maximalen Längen aufrechterhalten wird.
17. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) eine untere Umführung und
eine obere Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) aufweist.
18. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Umführungslängensensor einen unteren Umführungslängensensor (70)
aufweist, der angeordnet ist, um die Länge der unteren Umführung (74) des
Verarbeitungsmaterials (24) zu detektieren, und der angepaßt ist, um ein Aus
gangssignal, das die Länge der unteren Umführung (74) des
Verarbeitungsmaterials (24) darstellt, zu erzeugen, und einen oberen
Umführungslängensensor (70), der angeordnet ist, um die Länge der oberen
Umführung (78) des Verarbeitungsmaterials (24) zu detektieren, und der
angepaßt ist, um ein Ausgangssignal, das die Länge der oberen Umführung
(78) des Verarbeitungsmaterials (24) darstellt, zu erzeugen.
19. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 16,
gekennzeichnet durch
eine Richtwalze (61), die angeordnet ist, um das zusammengerollte Verarbei
tungsmaterial (24) von der Materialvorschubwalze (60) aufzunehmen, und die
angepaßt ist, um eine allgemein gespannte Zuführung von
Verarbeitungsmaterial (24) zu bewirken, wobei die gedämpfte
Nachfolgerwalze (66) angeordnet ist, um die allgemein gespannte Zuführung
von Verarbeitungsmaterial (24) aufzunehmen.
20. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Materialvorschubwalze (60) angepaßt ist, um das Verarbeitungsmaterial
(24) mit einer im wesentlichen konstanten, von Null verschiedenen Geschwin
digkeit in Richtung auf die gedämpfte Nachfolgerwalze (66) vorzuschieben.
21. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die gedämpfte Nachfolgerwalze (66) angepaßt ist, um ein im wesentlichen von
Null verschiedene Geschwindigkeit beim Vorschieben des Verarbeitungsmate
rials (24) in Richtung auf die Sprungvorschubvorrichtung (30) aufrechtzuerhal
ten.
22. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stanzvorgang eine sich wiederholende Sequenz eines Stanzzyklus gefolgt
von einer Vorschubperiode aufweist, wobei die gedämpfte Nachfolgerwalze
(66) angepaßt ist, um eine positive Beschleunigung des Verarbeitungsmateri
als (24) während der ersten Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die
Sprungvorschubvorrichtung (30), eine Verzögerung des Verarbeitungsmateri
als (24) während der zweiten Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die
Sprungvorschubvorrichtung (30) und eine allgemein konstante, von Null ver
schiedene Geschwindigkeit des Verarbeitungsmaterials (24) während des
Stanzzyklus in Richtung auf die Sprungvorschubvorrichtung (30) zu schaffen,
wobei die Verarbeitungsmaterialrückwirkung auf den Hochgeschwindigkeits
vorschub gedämpft ist.
23. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Sprungvorschubvorrichtung (30) angepaßt ist, um einen Vorschub des
Verarbeitungsmaterials (24) während des Stanzzyklus in Richtung auf die
Stanze (20) mit einer Geschwindigkeit von allgemein Null aufrechtzuerhalten,
und um eine sehr hohe positive Beschleunigung des Verarbeitungsmaterials
(24) während der ersten Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die
Stanze (20) und eine sehr hohe Verzögerung des Verarbeitungsmaterials (24)
während der zweiten Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die Stanze
(20) zu schaffen.
24. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzögerung des gedämpften
Nachfolgers (56) und die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzöge
rung der Sprungvorschubvorrichtung (30) im wesentlichen konstant ist.
25. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzögerung des gedämpften
Nachfolgers (56) und die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzöge
rung der Sprungvorschubvorrichtung (30) ein allgemein sinusförmiges Ge
schwindigkeitsprofil erzeugt.
26. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (76) angepaßt ist, um den Betrag der Dämpfung
entsprechend einer vordefinierten Dämpfungskonstante einzustellen, wobei
die Materialvorschubwalzen, die gedämpften Nachfolgerwalzen (66) und die
Sprungvorschubvorrichtung (30) durch ein optimales Geschwindigkeitsprofil
gekennzeichnet sind.
27. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (76) angepaßt ist, um die Geschwindigkeitsprofile einzu
stellen, wobei Fehler, die sich aufgrund des Stanzvorganges ergeben, effektiv
korrigiert werden.
28. Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubsystem nach An
spruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (76) angepaßt ist, um die vordefinierte Dämpfungskon
stante einzustellen, wobei die Geschwindigkeitsprofile den Betriebskenndaten
der Stanze (20) effektiv angepaßt sind.
29. Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Vorschieben zusammengerollten
Verarbeitungsmaterials (24) von einem Vorrat an zusammengerollten Verarbei
tungsmaterial (24) in Richtung auf eine Stanze (20), wobei das Verfahren fol
gende Schritte aufweist:
Vorschieben zusammengerollten Verarbeitungsmaterials (24) von einem Vorrat an zusammengerolltem Material (24) zu einer Vorschubwalze;
Einfädeln des Verarbeitungsmaterials (24) von der Vorschubwalze durch ein Paar von Dämpfungswalzen und eine Sprungvorschubvorrichtung (30) hindurch, um eine untere Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) zwischen der Vorschubwalze und den Dämpfungswalzen und eine obere Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) zwischen den Dämpfungswalzen und der Sprungvorschubvorrichtung (30) auszubilden, und Zuführen des Verarbeitungsmaterials (24) in die Stanze (20);
Detektieren der Position der unteren und oberen Umführungen (74, 78) des Verarbeitungsmaterials (24) und der Position der Stanze (20) und Erzeu gen von Signalen, die derartige Informationen darstellen; und
Aufnehmen und Verarbeiten der Informationen, die von dem vorherge henden Schritt abgeleitet wurden, und zwar unter Verwendung einer elektroni schen Steuereinrichtung (76), und Liefern eines Steuersignals zum Antreiben der Dämpfungswalzen und der Vorschubwalze, um den Rückstoß aufgrund des Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubs zu minimieren.
Vorschieben zusammengerollten Verarbeitungsmaterials (24) von einem Vorrat an zusammengerolltem Material (24) zu einer Vorschubwalze;
Einfädeln des Verarbeitungsmaterials (24) von der Vorschubwalze durch ein Paar von Dämpfungswalzen und eine Sprungvorschubvorrichtung (30) hindurch, um eine untere Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) zwischen der Vorschubwalze und den Dämpfungswalzen und eine obere Umführung des Verarbeitungsmaterials (24) zwischen den Dämpfungswalzen und der Sprungvorschubvorrichtung (30) auszubilden, und Zuführen des Verarbeitungsmaterials (24) in die Stanze (20);
Detektieren der Position der unteren und oberen Umführungen (74, 78) des Verarbeitungsmaterials (24) und der Position der Stanze (20) und Erzeu gen von Signalen, die derartige Informationen darstellen; und
Aufnehmen und Verarbeiten der Informationen, die von dem vorherge henden Schritt abgeleitet wurden, und zwar unter Verwendung einer elektroni schen Steuereinrichtung (76), und Liefern eines Steuersignals zum Antreiben der Dämpfungswalzen und der Vorschubwalze, um den Rückstoß aufgrund des Hochgeschwindigkeits-Verarbeitungsmaterialvorschubs zu minimieren.
30. Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Vorschieben zusammengerollten
Verarbeitungsmaterials (24) nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stanzvorgang eine sich wiederholende Sequenz des Stanzzyklus gefolgt
von einer Vorschubperiode aufweist, und der Vorschub des Verarbeitungsma
terials (24) in Richtung auf die Vorschubwalze mit im wesentlichen konstanter
Geschwindigkeit während des Stanzvorgangs aufrechterhalten wird.
31. Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Vorschieben zusammengerollten
Verarbeitungsmaterials (24) nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine positive Beschleunigung des Verarbeitungsmaterials (24) während der
ersten Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die Sprungvorschubvorrich
tung (30), eine Verzögerung des Verarbeitungsmaterials (24) während der
zweiten Hälfte der Vorschubperiode in Richtung auf die Sprungvorschubvor
richtung (30), und eine allgemein konstante, von Null verschiedene Geschwin
digkeit des Verarbeitungsmaterials (24) während des Stanzzyklus in Richtung
auf die Sprungvorschubvorrichtung (30) aufrechterhalten werden.
32. Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Vorschieben zusammengerollten
Verarbeitungsmaterials (24) nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Vorschub des Verarbeitungsmaterials (24) in Richtung auf die Stanze (20)
mit einer Geschwindigkeit von allgemein Null während des Stanzzyklus, eine
sehr hohe positive Beschleunigung des Verarbeitungsmaterials (24) in Rich
tung auf die Stanze (20) während der ersten Hälfte der Vorschubperiode und
eine sehr hohe Zögerung des Verarbeitungsmaterials (24) in Richtung auf die
Stanze (20) während der zweiten Hälfte der Vorschubperiode aufrechterhalten
werden.
33. Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Vorschieben zusammengerollten
Verarbeitungsmaterials (24) nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzögerung des gedämpften
Nachfolgers (56) und die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzöge
rung der Sprungvorschubvorrichtung (30) allgemein konstant gehalten
werden.
34. Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Vorschieben zusammengerollten
Verarbeitungsmaterials (24) nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzögerung des gedämpften
Nachfolgers (56) und die Verarbeitungsmaterialbeschleunigung und -verzöge
rung der Sprungvorschubvorrichtung (30) aufrechterhalten werden, um zu
einem allgemeinen sinusförmigen Geschwindigkeitsprofil zu erhalten.
35. Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Vorschieben zusammengerollten
Verarbeitungsmaterials (24) nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Betrag der Dämpfung entsprechend einer vordefinierten in der Steuerein
richtung (76) residenten Dämpfungskonstante eingestellt wird, wobei die
Materialvorschubwalzen, die gedämpften Nachfolgerwalzen (66) und die
Sprungvorschubvorrichtung (30) optimale Geschwindigkeitsprofile aufweisen.
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