DE19734374A1 - Einrichtung zur pneumatischen Lagebestimmung von Werkstücken - Google Patents
Einrichtung zur pneumatischen Lagebestimmung von WerkstückenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur pneumatischen Lage
bestimmung von Werkstücken mit einem Grundkörper, dessen dem Werk
stück zugewandte Oberfläche mindestens eine Düse aufweist, der Strö
mungsmittel zugeführt wird und wobei die Lage des Werkstückes über eine
Auswertung des Strömungsmittel-Staudruckes bestimmt wird.
Eine gattungsgemäße Einrichtung zur pneumatischen Lagebestimmung ist
mit der deutschen Offenlegungsschrift 25 56 780 bekannt geworden. Dort ist
für ein Werkstück, das mit mindestens einer pneumatisch abtastbaren Mar
kierung versehen ist, auf einer Führung eine Anzahl von Düsen in einer vor
gegebenen Zuordnung zu der Markierung bzw. den Markierungen verteilt
angeordnet. An die Düsen ist eine Auswerteschaltung angeschlossen, wel
che in Abhängigkeit von der Zahl und Auswahl der abgedeckten bzw. infolge
der Markierungen nicht abgedeckten Düsen die Lage bzw. Kennzeichnung
des Werkstückes bestimmende Signale liefert. Die Auswerteschaltung ist
dabei als Differenzdruckschaltung ausgebildet und erlaubt es, eine Abwei
chung (seitenverkehrte Positionierung, vertauschte Kanten) des Werkstüc
kes von einer vorgegebenen Lage zu erkennen. Ein Detektieren eines
eventuellen Bewegungsablaufes eines Werkstückes ist mit dieser Einrich
tung nicht möglich.
Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur
pneumatischen Lagebestimmung von Werkstücken bereitzustellen, welche
weitergehende Nutzungsmöglichkeiten zuläßt, insbesondere das Erfassen
des Bewegungsablaufes eines Werkstückes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung gelöst, bei der
die Düse als langgestreckter, schmaler Spalt ausgebildet ist. Der gesamte
Strömungsmittel-Durchtrittsquerschnitt einer solchen Düse ergibt sich aus
Produkt aus Spaltlänge und Spaltbreite, wodurch sich auch der Aus
gangs-Staudruck ergibt. Wird nun ein Werkstück, beispielsweise eine
Blechplatine, entlang des Spaltes bewegt, so läßt sich über eine geeignete
Auswerteschaltung anhand der zeitlichen Änderung des Staudruckes bzw.
anhand dessen Absolutwert zum einen der Bewegungsablauf des Werkstüc
kes und zum anderen dessen augenblickliche Position bestimmen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindungen sind in
den Unteransprüchen dargelegt. Da es denkbar ist, daß im speziellen An
wendungsfall nicht der gesamte Werkstückweg detektiert werden muß,
sondern beispielsweise nur der Anfangs- und Endbereich, kann durch eine
partielle Abdeckung des Spaltes, wie mit Patentanspruch 2 beansprucht,
eine bestimmte Wegstrecke "ausgeblendet" werden. Durch diese Reduzie
rung des wirksamen Ausgangs-Düsenquerschnittes, ergibt sich eine Erhö
hung der Meßgenauigkeit.
Eine besonders vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der erfindungsge
mäßen Einrichtung ergibt sich beim Betreiben von Tiefziehpressen. Diese
Verwendung ist mit Anspruch 7 beansprucht.
So wird beispielsweise in der DE 43 38 828 C2 ein Verfahren zum Betreiben
von Ziehpressen beschrieben, wobei die Ziehpresse bei jedem Arbeitstakt
jeweils ein Ziehteil fertigt, indem ein Rohteil (Blechplatine) in ein aus Ma
trize, Stempel und Niederhalter bestehendes Ziehwerkzeug eingelegt wird
und wobei dieses mit bestimmter Niederhalterkraft durch einen Niederhalter
am Rand eingeklemmt und anschließend das Ziehteil zwischen Matrize und
Stempel gezogen wird. Dabei wird innerhalb eines jeden Arbeitstaktes an
Umfangsstellen des Rohrteilrandes laufend der tatsächliche Einlaufweg als
zeit- oder pressenhubabhängiger Momentanwert des Einlaufweges (Ist-Ein
laufweg) gemessen und mit einem abgespeicherten Soll-Einlaufweg vergli
chen. Zum Erfassen des Ist-Einlaufweges ist ein berührend arbeitender
Wegsensor mit Tastzunge und Weggeber vorgesehen. Als Alternative ist in
der Patentschrift auch von einem berührungslos arbeitenden, induktiven
Wegsensor mit Induktionsspulen die Rede.
Sowohl Tastzunge als auch induktiver Wegsensor erscheinen als nicht op
timale Lösungen für die Erfassung des Ist-Einlaufweges bei diesem Anwen
dungsfall. Hier erscheint vielmehr die erfindungsgemäße Einrichtung zur
pneumatischen Lagebestimmung optimal, da sie einfach im Aufbau und stö
rungsunanfällig ist und über die erforderliche Genauigkeit verfügt.
Bei der in Fig. 1 der DE 43 38 828 C2 dargestellten Ziehpresse wäre dann
die erfindungsgemäße Einrichtung zur pneumatischen Lagebestimmung in
nerhalb des Ziehwerkzeuges an geeigneter Stelle zwischen der Anlageflä
che der Matrize und dem Niederhalter anzuordnen, wobei der Düsenspalt
entlang des Einzugsweges des Rohrteiles, beginnend vom Rohrteilrand,
verläuft und zwar zum Tiefziehstempel hin gerichtet.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines auch in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung
mit zugeordnetem Pneumatikkreis,
Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 3 eine Ansicht gemäß Pfeil III in Fig. 2 und
Fig. 4 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie IV in Fig. 2.
Der in Fig. 1 gezeigte pneumatische Positionssensor 1 besteht aus einem
länglichen Grundkörper 4, der mit einer nahezu über die gesamte Länge
reichenden Bohrung 2 mit Druckluftanschluß 3 ausgestattet ist. Eine Sei
tenfläche 5 ist von einer entsprechend dimensionierten Platte 6 abgedeckt.
Wie sich auch aus der Zusammenschau der weiteren Fig. 2-4 ergibt
sind Grundkörper 4 und Platte 6 über eine Anzahl von über die Länge rei
chenden Befestigungsschrauben 7 miteinander verschraubt. Zwei Positio
nierstifte 8 gewährleisten die exakte Zuordnung der Platte 6 zum Grundkör
per 4. Über zwei an der Unterseite 9 des Grundkörpers 4 eingearbeitete
Gewindebohrungen 10 läßt sich der pneumatische Positionssensor 1 an
seinem Einsatzort (z. B. Tiefziehpresse) befestigen.
Von der Bohrung 2 ausgehend erstreckt sich in Querrichtung (vergl. Fig. 3
und 4) über deren gesamte Länge ein Kanal 12, der über eine einseitig
(oben) ausgebildete Schräge 13 in die Seitenfläche 5 mündet.
Der Schräge 13 gegenüberliegend ist die entsprechende Anlagefläche 14
der Platte 6 im oberen Bereich, wiederum über die gesamte Länge reichend,
mit einem Rücksprung 15 versehen, der vorzugsweise etwa eine Breite - b -
von 0,15 bis 0,2 mm aufweist, so daß somit auf der entsprechenden Seite
16 des pneumatischen Positionssensors 1 ein Spalt 17 von dieser Breite
entstanden ist.
Der Spalt 17 bildet nun eine langgestreckte Düse für den Austritt von
Druckluft, welche über den Druckluftanschluß 3 dem pneumatischen Positi
onssensor 1 zugeführt wird.
Für die Druckluftversorgung ist zunächst eine Druckluftquelle 18 mit einem
bevorzugten Ausgangs-Luftdruck von ca. 6 × 105-7 × 105 Pa (6-7 bar) vor
gesehen. Gesteuert durch ein Zwei-Wege-Ventil 19 gelangt die Druckluft
entweder über Druckminderventil 20, Drossel 22 (bevorzugter Querschnitt
3,0 mm), Rückschlagventil 23 und entsprechende Leitungen 24, 25, 26 oder
unmittelbar, lediglich unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventiles 27,
über Leitungen 28, 29 zum Druckluftanschluß 3 des pneumatischen Positi
onssensors 1. In beide Strömungswege ist desweiteren jeweils noch ein
Druckluftspeicher 30, 32 geschaltet.
Über eine Abzweigung 33 in der Leitung 26 wird der sich herausbildende
Staudruck unter Zwischenschaltung eines Absperrventiles 34 von einem
Drucksensor 35 detektiert und es werden die Meßwerte über Leitung 36
einem hier nicht weiter behandelten Regelkreis zugeführt. Dessen Aufbau
und Funktionsweise hängt naturgemäß vom jeweiligen Anwendungsfall, bei
dem der pneumatische Positionssensor 1 zum Einsatz kommt, ab. Im Falle
der bevorzugten Anwendung bei Tiefziehpressen kann insofern auf die
Ausführungen in der DE 43 38 828 C2 verwiesen werden.
Wiederum unter Bezugnahme auf diesen speziellen Anwendungsfall ist in
Fig. 1 angedeutet, in welcher Weise der pneumatische Positionssensor 1
einer während des Tiefziehens sich bewegenden (Pfeil 37) Blechplatine 38
zugeordnet ist. Bei dieser Bewegung überstreicht die Blechplatine 38 den
Spalt 17 und verändert (vergrößert) dadurch die freie Luft-Durchtrittsfläche.
Dies hat unmittelbar Auswirkungen auf den mit dem Drucksensor 35 detek
tierten Staudruck, so daß es mittels des pneumatischen Positionssensors 1
sowie einer entsprechend aufgebauten Regeleinheit möglich ist, z. B. die
genaue Position des Blechrandes 39 oder auch die Einzugsgeschwindigkeit
der Blechplatine 38 zu bestimmen.
In der DE 43 38 828 C2 ist erwähnt (Spalte 10, Zeile 30-35), daß bezüglich
der zu behandelnden Regelgrößen dem Einlaufweg die größte Priorität zu
komme, so daß dieser in erster Linie zur Regelung des Prozesses heran
gezogen wird. Es kann sich daher als sinnvoll erweisen, die exakte Lage der
Blechplatine 38 nach dem Einlegen in das Werkzeug (Ziehpresse) und dann
wiederum nach dem Umformen zu bestimmen. Der Einzugsweg kann dann
als Parameter zur Korrektur des Niederhalterdruckes dienen. Um die ge
nauen Positionen des Platinenrandes 39 nach Durchlaufen eines mehr oder
weniger langen Einzugsweges möglichst exakt bestimmen zu können wird
gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nur dieser Anfangs- und Endbe
reich der Bewegung erfaßt, im dazwischen liegenden Bereich ist der Spalt
17 geschlossen. Dies wird durch abschnittsweise über die Länge des Spal
tes 17 in diesen eingesetzte Abdeckungen 40, 41 erreicht. Vorzugsweise
sollten solche Abdeckungen 40, 41 wieder demontierbar und gegen solche
mit anderen Abmessungen (Längen) ersetzbar sein.
Claims (7)
1. Einrichtung zur pneumatischen Lagebestimmung von Werkstücken mit
einem Grundkörper, dessen dem Werkstück zugewandte Oberfläche
mindestens eine Düse aufweist, der Strömungsmittel zugeführt wird und
wobei die Lage des Werkstückes über eine Auswertung des
Strömungsmittel-Staudruckes bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse als langgestreckter, schmaler Spalt (17) ausgebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt
(17) über seine Länge reichend abschnittsweise geschlossen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Grundkörper (4) mit einer nahezu über die gesamte Länge reichenden
Bohrung (2) mit Druckluftanschluß (3) ausgestattet ist, wobei eine
Seitenfläche (5) des Grundkörpers (4) von einer entsprechend
dimensionierten Platte (6) abgedeckt ist und wobei sich von der Bohrung
(2) ausgehend in Querrichtung ein Kanal (12) erstreckt, der über eine
einseitig ausgebildete Schräge (13) in die Seitenfläche (5) mündet, wobei,
der Schräge (13) gegenüberliegend, eine Anlagefläche (14) der Platte (6)
über die gesamte Länge reichend mit einem den Spalt (17) bildenden
Rücksprung (15) versehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den
Spalt (17) wieder demontierbare Abdeckungen (40, 41) eingesetzt sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Versorgung des Druckluftanschlusses (3) eine Druckluftquelle (18)
vorgesehen ist, über die gesteuert durch ein Zwei-Wege-Ventil (19) die
Druckluft wahlweise über ein Druckminderventil (20), eine Drossel (22),
ein Rückschlagventil (23) und entsprechende Leitungen (24, 25, 26) oder
unmittelbar, lediglich unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventiles
(27), über Leitungen (28, 29) zum Druckluftanschluß (3) gelangt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jeden
Strömungsweg ein Druckluftspeicher (30, 32) geschaltet ist.
7. Verwendung der Einrichtung nach einem oder mehreren der
Patentansprüche 1-6 zum Erfassen des Einlaufes (Einlaufweg,
Einlaufgeschwindigkeit usw.) eines Rohteiles (Blechplatine) in das
Ziehwerkzeug einer Ziehpresse.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997134374 DE19734374C2 (de) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Einrichtung zur pneumatischen Lagebestimmung von Werkstücken |
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Publications (2)
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- 1997-08-08 DE DE1997134374 patent/DE19734374C2/de not_active Expired - Fee Related
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