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Die
Erfindung betrifft einen Stufen-Umformautomat der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Art.
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Zum
stufenweisen Umformen von Teilen werden üblicherweise Stufenpressen
benutzt. Dabei können
problematische Teilegeometrien mit hohen Präzisionsanforderungen verbunden
sein, können schwierig
umzuformende Werkstoffe wie hochfeste Stähle oder Leichtbauwerkstoffe
zu bearbeiten sein, und zwar in kleinen, mittleren oder großen Losgrößen. Aus
der Praxis bekannte Tiefziehpressen, z.B. zum Tiefziehen durch einfach
wirkendes Ziehen, doppelt wirkendes Ziehen, Stülpziehen, und dgl. enthalten
zumeist einen allen Stufen gemeinsamen Pressenstößel, der den Hub, die Beschleunigung, das
Geschwindigkeitsprofil und das Kraftprofil für alle Stufen vorgibt. Das
Einrichten der Werkzeuge ist zeitaufwendig und erfordert geschultes
Personal. Die Prozessstabilität
ist zumindest in einigen Stufen nicht sehr hoch, weil konventionelle
Ziehkissen oder Federn eingesetzt werden, und die einzelnen Stufen sich
gegenseitig beeinflussen.
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Ferner
ist es bekannt, in Stufenpressen für die Stufen einzelne Nockenantriebe
zu verwenden, wobei in zumindest einigen Stufen in den unteren Sektionen
gegen Federn oder Ziehkissen gearbeitet wird. Die die Bewegungen
steuernden Nocken lassen es nicht zu, Hub und Hublage, die Beschleunigungsfunktion,
das Geschwindigkeitsprofil und das Kraftprofil in einzelnen Stufen
zu verändern,
so dass Einricht- oder Umrüstprozesse
außerordentlich
zeitaufwendig und kostenintensiv sind. Die Werkzeuge müssen im
Regelfall kompliziert ausgebildet werden und sind teuer. Hochfeste
Werkstoffe und Leichtbauwerkstoffe sind schwierig zu verarbeiten.
Komplexe Teilegeometrien erfordern extrem hohen Aufwand. Das Ziehverhältnis ist
beschränkt,
so dass für
einen hohen Umformgrad gegebenenfalls viele Stufen benötigt werden.
Schwierige Geometrien auszuprägen ist
kaum möglich.
Die bekannten Systeme sind unflexibel und ermöglichen keinen modularen, rekonfigurierbaren
Maschinenaufbau.
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Ferner
ist es aus der Praxis bekannt, beim großflächigen einstufigen Tiefziehen
von Karosserieteilen oder Küchenspülbecken
ein Ziehkissen durch mehrere servogeregelte Hydraulikachsen anzutreiben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stufen-Umformautomat
zum Tiefziehen oder anderen Folgebearbeitungen der eingangs genannten Art
anzugeben, der kurze Einrichtzeiten, einfaches Nachjustieren, hohe
Prozessstabilität
und einen flexiblen, modularen Maschinenaufbau ermöglicht,
und insbesondere alle gängigen
Tiefziehmethoden anwenden lässt.
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Die
gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
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Durch
die freie und unabhängige
Programmierbarkeit können
in den Stufen unterschiedliche Hübe,
Hublagen, Kraftprofile und/oder Geschwindigkeitsprofile realisiert
werden. Die in den Stufen genutzten Kräfte wirken ohne Kipp-Beeinflussung
durch benachbarte Stufen. Die Einrichtprozesse der Werkzeuge benötigen nur
Bruchteile der üblichen
Zeiten. Es sind beträchtliche
Werkzeug-Kosteneinsparungen möglich.
Hochfeste Werkstoffe und Leichtbauwerkstoffe sind wesentlich leichter
zu verarbeiten, da die Programmierung auf die prozessbedingten Erfordernisse
abgestimmt wird. Der Bewegungsablauf und/oder Kraftverlauf und/oder
Geschwindigkeitsverlauf kann in jeder Stufe individuell den für diese
Stufe entscheidenden Kriterien angepasst werden. Es ist eine Erhöhung des
jeweiligen Ziehverhältnisses möglich, wodurch
sich Stufen einsparen lassen. Die Geometrie eines Teils kann sogar
ausgeprägt
werden, da das Werkzeug in der Endposition verharren oder sogar
nachschlagen kann. Eine gegenseitige Beeinflussung der Stufen wird
vermieden. Es ist ein flexibler, modularer Maschinenaufbau möglich, da jede
Stufe als Modul in den Stufen-Umformautomat integriert werden kann.
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Beim
Tiefziehen werden herkömmlich
passive Ziehkissen oder Ziehfedern verwendet, deren Kraftwirkung
z. B. beim Halten zu verformenden Materials, zunächst genau eingestellt werden
muss, und wegen einer progressiven Charakteristik während des
Zyklus stetig zunimmt. Erfindungsgemäß wird das Ziehkissen bzw.
die Ziehfeder durch den programmierbaren Aktuator ersetzt, der nicht
nur seiner anfänglichen
Kraftwir kung einfach genau einstellbar ist, sondern auch einen programmierbaren
Kraftverlauf oder Wegverlauf ermöglicht,
der durch keine Progressivität
beschränkt
ist, sondern für
eine optimale Umformung, z.B. beim Tiefziehen, sorgt. D.h. es kann
nicht nur die anfängliche
Kraftwirkung beim Zyklus ggfs. sogar zurückgenommen werden, sondern es
kann der weitere Kraft-, Weg- oder Geschwindigkeitsverlauf des Aktuators
während
des Zyklus frei optimiert werden, d.h. weitgehend unabhängig vom Zyklusablauf
in der zugehörigen
anderen Sektion.
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Zweckmäßig ist
jeder Aktuator wenigstens ein Hydraulikzylinder mit wenigstens einem
zugeordneten Steuerventil, auf das die elektronische Steuereinrichtung
zugreift. Hydraulikzylinder ermöglichen bei
kompakter Baugröße die Entwicklung
optimaler Hub-, Beschleunigungs-, Geschwindigkeits- und Kraftprofile,
so dass jede Stufe unter optimierten Bedingungen arbeitet. Dabei
sind der erzeugte Druck und die ausgeübte Kraft zueinander proportional. Dies
ist insbesondere für
das Tiefziehen zweckmäßig. Das Steuerventil, zweckmäßigerweise ein Servo- oder
Proportionalventil mit magnetischer Betätigung, ermöglicht die feinfühlige und
gegebenenfalls lastunabhängige
Bewegungssteuerung des jeweiligen Werkzeugs. Jeder Hydraulikzylinder
definiert sozusagen eine servohydraulische CNC-Achse in beliebiger
Anordnung, d.h. in der oberen und/oder der unteren Sektion der jeweiligen
Stufe. Jeder Hydraulikzylinder wird entweder nur mit einer Wegregelung betrieben,
oder mit einer Weg- und Druckregelung. Dabei kann im letzteren Fall
während
eines Arbeitszyklus eine Umschaltung von Weg- auf Kraftregelung und umgekehrt erfolgen.
Der Zeitpunkt der Umschaltung beispielsweise auf eine Kraftregelung
und das dann zu regelnde Kraftprofil werden im CNC-Programm durch den
Einrichter programmiert.
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Alternativ
könnte
der Aktuator ein elektronischer Antrieb mit einem zugeordneten Servoumrichter
sein, der sich durch einen hervorragenden Wirkungsgrad, kurzzeitige Überlastbarkeit
und recht einfache Kraftmessung (über den Motorstrom) auszeichnet.
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Dank
der freien Programmierbarkeit kann die Geometrie eines Teils sogar
ausgeprägt
werden, in dem beispielsweise der Ziehstempel in der Endposition
verharrt oder sogar nachschlägt.
Dies lässt
der Hydraulikzylinder im Aktuator problemlos zu, da die einzelnen
Stufen einander überhaupt
nicht beeinflussen.
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Zweckmäßig definiert
jeder Hydraulikzylinder eine Arbeits- oder Werkzeugachse, wobei
pro Stufe bis zu vier Arbeitsachsen vorgesehen sein können. Jede
einzelne Bewegung kann programmiert werden, und zwar sowohl der
Vorhub als auch der Rückhub,
oder die gemeinsamen Hübe
in den oberen und unteren Sektionen während eines Arbeitszyklus. Beim
Tiefziehen können
die vier Achsen beispielsweise die Matrize, den Ziehstempel, den
Blech- oder Niederhalter und einen Auswerter umfassen. Dadurch lassen
sich alle gängigen
Tiefziehmethoden anwenden, wobei jede einzelne Bewegung programmiert
wird.
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Pro
Sektion, d.h. unten und/oder oben, sollten maximal zwei Hydraulikzylinder
vorgesehen sein. Diese Hydraulikzylinder können koaxial ineinandergebaut
sein, oder hintereinander in den Aktuator eingegliedert werden.
Dies spart Bauraum und ermöglicht
die Abarbeitung möglichst
vieler Schritte in jeder Stufe. Da es dank der individuellen und
freien Programmierbarkeit in Anpassung an das gewünschte Arbeitsergebnis
jeder Stufe wichtig ist, die Arbeitszyklen exakt reproduzierbar
zu steuern, gegebenenfalls den jeweiligen Hub oder Hubverlauf, die
Kraft oder den Kraftverlauf, eine Beschleunigungsfunktion oder ein
Geschwindigkeitsprofil während
des Arbeitszyklus zu variieren oder zwischen bestimmten Verfahrensabläufen umzuschalten,
d.h. zuerst eine bestimmte Kraft aufzubauen und dann das Geschwindigkeitsprofil
zu ändern,
ist es zweckmäßig, wenn
jedem Hydraulikzylinder eine Wegmessvorrichtung und/oder eine Druckmessvorrichtung
zugeordnet ist, die direkt oder indirekt an die elektronische Steuereinrichtung
angeschlossen ist bzw. sind, so dass die elektronische Steuereinrichtung
zu jedem Zeitpunkt über
die Ist-Konditionen informiert ist. Als Wegmessvorrichtung ist beispielsweise
ein Absolutweggeber der Bewegung des Werkzeugs oder einer beweglichen
Komponente des Hydraulikzylinders zugeordnet. Die Druckmessvorrichtung
kann ein Analog- oder Digital-Messwertgeber sein, der den Druck,
z.B. im Zylinder, abgreift und in ein Signal für die elektronische Steuereinrichtung
umwandelt.
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Um
Fluktuationen unter den Arbeitszyklen zu vermeiden und eine hohe
Prozessstabilität
sicherzustellen, ist es zweckmäßig, wenn
die Wegmessvorrichtung und/oder die Druckmessvorrichtung an eine Regelstufe,
insbesondere einen PID-Regler, ange schlossen ist, wobei die Regelstufe
zwischen einem Sollwertgeber und dem Steuerventil platziert wird.
Es erfolgt z.B. eine Feedback-Regelung in einem geschlossenen Regelkreis.
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Zur
bequemen Handhabung beim freien Programmieren ist es zweckmäßig, wenn
die elektronische Steuereinrichtung ein Programmierterminal mit einem
Monitor umfasst. Der Monitor ermöglicht
die Visualisierung der Programmierung jeder einzelnen Arbeitsachse.
Der Gesamtprozess lässt
sich in einem Diagramm visualisieren, um zeitliche Abstimmungen
der einzelnen Bearbeitungsschritte auf einfachste Art vornehmen
zu können.
Beim Einrichten eines neuen Werkzeugs werden die Stufen aufeinander,
z.B. am Programmierterminal, abgestimmt, und nicht am ein- oder
ausgebauten Werkzeug. Auch das Einrüsten eines bereits erprobten
Werkzeugs erfolgt mit einer Prozess-Abstimmung am Terminal.
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Die
Umschaltung von beispielsweise Weg- auf Kraftregelung, und umgekehrt,
wird über
eine sogenannte Multinockenfunktion programmiert und dabei im Programmierterminal
visualisiert. Dabei werden beispielsweise die zwei Arbeitsachsen
einer Sektion mit den ein bis zwei Arbeitsachsen der anderen Sektion
der Stufe gemeinsam im Terminal dargestellt und programmiert.
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Zweckmäßig werden
die Stufen im Rahmengestell in modularer Bauweise einzeln austauschbar und/oder
umsetzbar angeordnet. Dadurch kann der Stufen-Umformautomat bequem für die Fertigung
anderer Teile oder dem Einsatz anderer Werkzeuge konfiguriert werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
wird ein Monoblock-Umformautomat geschaffen, in dem sämtliche
Stufen in einem einzigen Rahmengestell angeordnet sind, in das das
Rohmaterial einläuft
und aus dem die Teile abgefördert
werden.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
ist ein Multiblock-Umformautomat aus mehreren Rahmengestellen jeweils
mit ausgewählten
Stufen eingesetzt, die als komplettes Umformzentrum miteinander
gekoppelt sind. Zwischen den einzelnen Blöcken können gegebenenfalls Zwischenbearbeitungen
vorgenommen werden.
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Bei
einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform
ist jede Stufe für
sich in einem Rahmengestell-Abschnitt angeordnet, der austauschbar
mit weiteren Rahmengestell-Abschnitten
zu einem Monoblock oder einem der Mutliblöcke kombinierbar ist. Dieses
Stufen-Modulsystem ist extrem flexibel und rekonfigurierbar zu gestalten.
In einem Rahmengestell-Abschnitt könnte auch mehr als nur eine
Stufe untergebracht sein.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführungsform ist
der Rahmengestell-Abschnitt ein C-förmiges
Einständergestell
mit einer offenen Maulseite und einem Ständer. Das Einständergestell
wird ggfs. mit seinen Seiten in einen Verbund mit weiteren Stufenmodulen gebracht,
wobei die Maulseiten zweckmäßigerweise mit
Zugankern vertikal verspannt werden können, um ein Auffedern des
Rahmengestell-Abschnitts im Betrieb zu minimieren.
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Günstig ist
es hierbei, jeweils benachbarte Stufenmodule um 180° relativ
zueinander versetzt anzuordnen, so dass die offenen Maulseiten zu
gegenüberliegenden
Seiten weisen. Der Verbund mit jedem benachbarten Stufenmodul wird
kraftübertragend
zweckmäßig nur
nahe den Maulseiten vorgesehen, wobei sich Verstiftungen, Spannelemente
oder Verschraubungen als zweckmäßig erweisen.
Die oberen und unteren Wangen des Einständergestells werden zweckmäßig nur
im vorderen Bereich, also nahe der Stirnflächen der Wangen mit dem Nachbargestell
verbunden, um gegenseitige Beeinflussungen durch die Durchbiegung
benachbarter Einzelgestelle zu vermeiden. Im Bedarfsfall können die
Stufenmodule einzeln ausgetauscht oder ergänzend eingesetzt werden. Alternativ
könnten
alle oder die meisten Maulseiten zur gleichen Seite weisen. Das
Auffedern der Mäuler
könnte
dann z.B. durch Zuganker oder Spannvorrichtungen verhindert werden.
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Der
jeweilige Monoblock bzw. Multiblock aus Stufenmodulen ist vorteilhaft
an beiden Enden einer Gruppe aus Einständergestellen durch Abschlussteile
vervollständigt,
die als z.B. einstufige Doppelständer-Abschnitte
ausgebildet sind. Dadurch wird ein längs durchgehender Tunnel geschaffen,
in den, bei einer zweckmäßigen Ausführungsform,
das Transfersystem eingebaut werden kann. Das Prinzip der Stufenmodule
ermöglicht
eine extrem flexible Rekonfigurierbarkeit der Stufenpresse. Solche
Doppelständer- Abschnitte (mit einer
oder mehr als einer Stufe) könnten
auch innen im Stufenmodulsystem eingesetzt werden, falls z.B. die
einseitig offene C-Bauweise an dieser Stelle nicht zweckmäßig ist.
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Besonders
zweckmäßig ist
es, auch das Transfersystem mit servohydraulischen oder servoelektrischen
Antrieben und mit Greifern für
einseitigen Betrieb auszustatten, so dass auch der Transfer frei programmierbar
ist. Das jeweilige Werkzeug bleibt stets von einer Vorderseite oder
Hinterseite zugänglich.
Die Antriebe des Transfersystems ermöglichen extrem kurze Transferzeiten
und individuelle Transferabläufe,
auch unter hohen Gewichtslasten. Das Transfersystem kann an die
elektronische Steuereinrichtung des Stufen-Umformautomat angeschlossen sein,
oder an eine elektronische Steuer- und Programmiereinrichtung nur
für das
Transfersystem.
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Unabhängig davon,
ob es sich um eine Monoblockversion oder um ein Stufenmodulsystem
handelt, oder ob Stufenmodule benutzt werden, ist der Stufen-Umformautomat
kombinierbar mit automatischen Folgebearbeitungseinrichtungen zum
Montieren, Schweißen,
Gewinden, Fügen
oder dgl..
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Die
elektronische Steuereinrichtung ist zweckmäßig eine CNC-Steuereinrichtung,
die, vorzugsweise, mit einem PC-Betriebssystem auf der Programmier-
und Bedienebene ausgestattet werden kann.
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Anhand
der Zeichnungen werden Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Frontansicht eines Stufen-Umformautomaten, insbesondere
eines Tiefzieh-Umformautomaten, in einer sogenannten Monoblock-Konfiguration,
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2 eine
zugehörige
Draufsicht zu 1,
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3 eine
schematische Frontansicht eines Stufen-Umformautomaten in einer
Multiblock-Konfiguration,
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4 ein
Detailschema, perspektivisch, zur Verdeutlichung des Aufbaus eines
Stufenmodulsystems und einer Stufen-Modulkonfiguration,
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5 ein
Aktuator einer Stufe im Schnitt, und
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6 ein
Blockschaltbild, zu einer zweiachsigen Sektion einer Stufe.
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Ein
in den 1 und 2 gezeigter Stufen-Umformautomat
S, beispielsweise ein Tiefzieh-Umformautomat in Monoblock-Konfiguration
M, weist ein geschlossenes Rahmengestell 1, z.B. aus Stahl,
auf, das an beiden Enden zur Materialzufuhr und Teileabfuhr offen
ist, und an der Vorderseite und ggfs. Rückseite freien Zugriff bietet.
In dem Rahmengestell 1 sind mehrere Stufen 2a, 2b, 2c usw.,
nacheinander und einander zuarbeitend untergebracht, wobei jede
Stufe eine obere Sektion 4 und eine untere Sektion 5 umfasst.
Ferner ist in dem Stufen-Umformautomat S ein Transfersystem T, zweckmäßig mit
nicht näher
hervorgehobenen servohydraulischen oder servoelektrischen Antrieben,
vorgesehen, das beispielsweise mit Greifern 3 für einseitigen Betrieb
ausgerüstet
sein kann. In jeder Stufe 2a, 2b, 2c ist
mindestens ein servohydraulischer Aktuator A enthalten, gegebenenfalls
sogar in jeder Sektion 4, 5. Ferner ist eine elektronische
Steuereinrichtung C, zweckmäßig eine
CNC-Steuereinrichtung, zum freien Programmieren zumindest der Stufen 2a, 2b, 2c, und
gegebenenfalls auch des Transfersystems T, vorgesehen, die zumindest
ein Programmierterminal 7 mit einem Monitor 6 umfasst.
Ferner ist eine elektrohydraulische Versorgungseinheit 8,
z.B. ein Motor-Pumpen-Aggregat zur Bereitstellung ausreichenden
hydraulischen Drucks und ausreichender Fördermenge für die Aktuatoren A der Stufen
vorgesehen, die gegebenenfalls mit der elektronischen Steuereinrichtung
C und/oder dem Programmierterminal 7 verknüpft ist.
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In
den Stufen 2a, 2b, 2c in den 1 und 2 kann
jede Sektion 4, 5 wenigstens einen servohydraulischen
Aktuator A aufweisen, oder nur die untere oder die obere Sektion 4, 5.
Alle Stufen sind vollkommen unabhängig voneinander frei programmierbar
und können
mit unterschiedlichen Hüben bzw.
Hublagen und/oder Kräften
bzw. Kraftprofilen und/oder Geschwindigkeiten bzw. Geschwindigkeitsprofilen
arbeiten.
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Alternativ
(nicht gezeigt) könnten
elektromagnetische Antriebe (z.B. mit zugeordneten Servoumrichtern)
als Aktuatoren A verwendet werden.
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Selbst
problematische Teilegeometrien mit hohen Präzisionsanforderungen können hergestellt werden.
Ferner lassen sich z. B. beim Tiefziehen schwierig zu formende Werkstoffe
wie hochfeste Stähle
oder Leichtbauwerkstoffe verarbeiten. Die freie Programmierbarkeit
ermöglicht
minimale Einrichtzeiten, so dass die Stufenpresse für kleine
und mittlere Losgrößen besonders
gut geeignet ist.
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3 verdeutlicht
schematisch eine Multiblock-Konfiguration MU des Stufen-Umformautomaten S.
Mehrere Rahmengestelle 1, jeweils mit ausgewählten Stufen 2a, 2b,
und dgl., sind in Produktionsrichtung hintereinandergesetzt und über Zwischentransfereinrichtungen 9 miteinander
verbunden. Die Multiblock-Konfiguration ermöglicht eine rekonfigurierbare
Anordnung und ist deshalb besonders flexibel an sich ändernde
Anforderungen anpassbar.
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4 verdeutlicht
ein Stufenmodulsystem, das entweder bei der Monoblock-Konfiguration M von 1 oder
bei der Multiblock-Konfiguration MU von 3 angewandt
werden kann. Jede Stufe 2a, 2b ist in einen Stufenmodul
integriert, der als C-förmiges Einständergestell 11 ausgebildet
und an einer Maulseite offen ist. Benachbarte Einständergestelle 11 sind
z.B. zueinander um 180° versetzt
eingebaut, derart, dass die Maulseiten zu unterschiedlichen Seiten
weisen. Zweckmäßig sind
die oberen und unteren Wangen jedes Einständergestells 11, zweckmäßig nahe
beim jeweiligen Wangenende und wie bei 13 angedeutet, mit
dem benachbarten Einständergestell 11 kraftschlüssig verbunden,
z.B. verstiftet, gespannt oder verschraubt, damit das Einständergestell 11 im Betrieb
nicht auffedert. Diese nur lokale kraftschlüssige Verbindung eliminiert
die Gefahr einer gegenseitigen Beeinflussung der Einständergestelle
durch Durchbiegungen. An den Enden eines solchen, mehrere Einlständergestelle 11 aufweisenden
Verbunds sind zweckmäßig Endabschnitte 10 in
Form von Doppelständermodulen
angeschlossen. Es wird ein zentraler Tunnel 12 definiert,
in welchen das Transfersystem T eingebaut werden kann. Die Maulseiten könnten auch
zur selben Seite weisen und durch Zuganker oder Spannvorrichtungen
stabilisiert sein. Ggfs. ist wenigstens ein Doppelständermodul 10 innen
im Stufenmodulsystem untergebracht.
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5 verdeutlicht
eine Stufe, beispielsweise die Stufe 2b, die in der oberen
Sektion 4 und in der unteren Sektion 5 jeweils
eine Arbeitsachse X bzw. Y hat.
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Als
Werkzeuge der oberen Sektion 4 ist beispielsweise eine
Matrize 14, angetrieben durch einen Hydraulikzylinder 27,
und ein zentraler Auswerter-Stempel 15, angetrieben durch
einen Hydraulikzylinder 26 vorgesehen, wobei die Hydraulikzylinder 26, 27 koaxial
ineinander oder hintereinander gesetzt sind und den servohydraulischen
Aktuator A definieren.
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In
der unteren Sektion 5 sind ebenfalls zwei Werkzeuge vorgesehen,
nämlich
ein Blech- oder Niederhalter 16, angetrieben durch einen
Hydraulikzylinder, und ein Ziehstempel 17, ebenfalls angetrieben durch
einen Hydraulikzylinder, wobei die beiden Hydraulikzylinder koaxial
in dem servohydraulischen Aktuator A, zusammengefasst sind.
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Jedem
Hydraulikzylinder ist zumindest ein Steuerventil zugeordnet, zweckmäßig ein
Servo- oder Proportionalsteuerventil. Das Steuerventil wird von
der elektronischen Steuereinrichtung C in Abhängigkeit von der vorgenommenen
Programmierung und der Regelabweichung betätigt, wobei der Hydraulikdruck
aus dem Hydrauliksystem 8 stammt.
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6 verdeutlicht
einen Ausschnitt eines Blockschaltbildes der Regeleinrichtung für die Sektion 4 der
Stufe 2b. Die untere, hier nicht gezeigte Sektion kann
schaltungstechnisch gleich gestaltet sein. In dem Monitor 6 sind
beispielsweise Bedienfelder 18, 19 und 20 für ein Wegachsenprofil,
einen Multinocken und ein Profil der Druckregelung vorgesehen, die
dem Hydraulikzylinder 26 zugeordnet sind, wobei das Wegachsenprofil
und das Analogachsenprofil der Druckregelung 20 jeweils
einem Regler 21 für den
Weg und 22 für
den Druck als Führungsgröße vorgeschaltet
sind. Die beiden Regler sind über
einen im Bedienfeld 19 für den Multinocken betätigbaren Umschalter 23 alternativ
wirksam und an ein Proportionalsteuerventil V des Hydraulikzylinders 26 angeschlossen.
Der Istdruck wird erfasst und in einem Wandler 24 in ein
Signal für
den Druck-Regler 22 umgewandelt. Ferner ist dem Hydraulikzylinder 26 eine Wegmessvorrichtung 25 zugeordnet,
beispielsweise ein Absolut-Weggeber, der dem Regler 21 für den Weg
ein Signal korrespondierend mit der Lage bzw. dem Weg liefert. Der
Hydraulikzylinder 26 dient zur Steuerung des Werkzeugs 14,
beispielsweise der Matrize 14 in 5, während der
andere Hydraulikzylinder 27 zur Steuerung des Werkzeugs 15,
beispielsweise des Auswerter-Stempels 15 in 5, dient.
Beim Hydraulikzylinder 26 ist die gleiche Anordnung an
Bedienfeldern und dgl. wie beim Hydraulikzylinder 27 vorgesehen.
Durch die Einstellung an dem Bedienfeld 19 für den Multinocken
lässt sich
beispielsweise der Zeitpunkt festsetzen, an dem von einer Wegregelung
auf eine Druckregelung (Wegprofil zu Druckprofil) während eines
Arbeitszyklus umgestellt wird, oder umgekehrt. Jeder Hydraulikzylinder kann
entweder nur mit einer Wegregelung arbeiten, oder mit Weg- und Druckregelung.
Ist ein Aktuator für die
Kombination der Regelungen ausgestattet, so kann eine Umschaltung
innerhalb eines Zyklus stattfinden. Der Zeitpunkt der Umschaltung
und das dann zu regelnde Kraftprofil werden durch den Einrichter oder
Maschinenbediener frei programmiert.
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Nachfolgend
wird eine Auswahl von Programmierungen aufgelistet, die jedoch nicht
beschränkend
aufzufassen ist.
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Bei
der Wegregelung kann nicht nur der Gesamthub programmiert werden,
sondern sogar der Ausgangspunkt und Endpunkt des Hubes innerhalb eines
Zyklus. Ferner können
bestimmte Positionen innerhalb des Hubes programmiert werden, an
denen gegebenenfalls andere Kriterien berücksichtigt oder geändert werden,
wie der Druck oder die Geschwindigkeit. Über die Wegprogrammierung gegebenenfalls
kombiniert mit dem Druck kann die Geschwindigkeit innerhalb des
Arbeitszyklus variiert werden (Geschwindigkeitsprofil) oder eine
rasche Beschleunigung bis zu einem bestimmten Punkt mit nachfolgend
langsamer Geschwindigkeit unter erhöhter oder verminderter Kraft,
und dgl. programmiert werden. Der Bewegungsablauf hinsichtlich des Weges
und des Drucks kann an die jeweiligen Erfordernisse beim Umformen
individuell angepasst sein. Zum Ausprägen einer bestimmten Teilegeometrie kann
ein Werkzeug in einer bestimmten Position mit definierter Kraft
angehalten bleiben, oder sogar nach schlagen. Dadurch lassen sich
Ziehstufen einsparen, die beim herkömmlichen Tiefziehen nur dem Zweck
des Kalibrierens dienen. Die Gegenkraft des Niederhalters beispielsweise
in der unteren Sektion kann anders als bei herkömmlichen Ziehkissen oder Federn
mit zunehmender Verformung variabel eingestellt werden. Besonders
zweckmäßig kann
der Kraftverlauf in beispielsweise der unteren Sektion während des
Arbeitszyklus allmählich
abnehmend oder ansteigend programmiert werden oder sogar vibrierend.
Auch der Hub in der unteren Sektion kann individuell eingestellt
werden. Da jede CNC-Achse frei programmierbar ist, lässt sich
das jeweilige Ziehverhältnis
erhöhen,
um dadurch insgesamt Stufen einsparen zu können.