DE3400817C2

DE3400817C2 -

Info

Publication number: DE3400817C2
Application number: DE19843400817
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing.(Fh) 7987 Weingarten De Junginger
Original assignee: MASCHINENFABRIK MUELLER-WEINGARTEN AG 7987 WEINGARTEN DE
Current assignee: MASCHINENFABRIK MUELLER-WEINGARTEN AG 7987 WEINGARTEN DE
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1991-03-07
Also published as: DE3400817A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reproduzieren einer zuvor ermittelten Werkzeugeinbauhöhe an einer Exzenterpresse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Durch ein solches Verfahren kann der untere Totpunkt der Stößelbewegung den unterschiedlichen Werkzeughöhen angepaßt werden. Bei Prägearbeiten beeinflußt diese Einrichtung sehr stark die Umform kraft.The invention relates to a method for reproducing a previously determined tool installation height on an eccentric press according to Preamble of the claim. By such a process, the lower one Dead center of the ram movement adapted to the different tool heights will. When embossing, this device influences the forming very strongly force.

Die bekannteste Art einer Stößelverstelleinrichtung besteht in der Veränderung der Pleuellänge. Zu diesem Zweck ist der Pleuel aus zwei Teilen aufgebaut, nämlich dem eigentlichen Pleuel und einer Kugelkopfspindel, die über Gewinde miteinander verbunden sind. Zur Veränderung der Pleuellänge und damit auch der Totpunktlagen der Stößelbewegung wird die Kugelkopfspindel angetrieben. Dies erfolgt beispielsweise über Mitnehmerstifte, durch die der Kugelkopf mit einem Schneckenring verbunden ist, sowie über eine Schnecke und Handkurbel. Bekannt ist auch der motorische Antrieb, wobei sich insbesondere ein sogenannter Bremsmotor bewährt hat. Der kurze Auslauf eines solchen Motors erleichtert das Anfahren einer bestimmten Stößelposition; die Bremswirkung verhindert eine unbeabsichtigte Verstellung infolge Erschütterungen des Stößels beim Arbeiten.The best known type of tappet adjustment device is the change the connecting rod length. For this purpose, the connecting rod is made up of two parts, namely the actual connecting rod and a ball head spindle, which is threaded are interconnected. To change the connecting rod length and thus also The ball head spindle is driven at the dead center positions of the ram movement. This is done, for example, by driving pins through which the ball head is attached a worm ring is connected, as well as a worm and hand crank. The motor drive is also known, in particular a has proven so-called brake motor. The short run-out of such an engine makes it easier to move to a certain tappet position; the braking effect prevents unintentional adjustment due to vibrations of the ram at work.

Bekannt ist das Anfahren einer bestimmten Stößelposition durch Drucktaster "AUF" bzw. "AB". Es erfolgt manuell und wird vor allem bei Prägearbeiten bei jedem Werkzeugwechsel erneut durchgeführt, wobei die gewünschte Werkzeug einbauhöhe immer wieder empirisch ermittelt wird. Dazu müssen Werkstücke erzeugt und geprüft und danach die Stößelverstelleinrichtung nachjustiert werden. Dieses Verfahren ist sehr unsicher und erfordert zur Einstellung viel Zeit und Geschicklichkeit.It is known to move to a specific tappet position using push buttons "UP" or "DOWN". It is done manually and is mainly used for embossing each tool change performed again, taking the desired tool installation height is always empirically determined. This requires workpieces generated and checked and then readjusted the tappet adjustment will. This procedure is very unsafe and requires a lot of adjustment Time and skill.

Ein mit Hilfe einer digitalen Steuerung arbeitendes Verfahren der eingangs genannten Art, ist beispielsweise der DE-OS 15 77 216 entnehmbar. Dabei kann selbsttätig jedoch nur eine Grobeinstellung vorgenommen werden. Die Feineinstellung erfolgt weiterhin von Hand, da das bekannte System im automatischen Betrieb nicht die Präzision liefert, die für die Einstellung von Werkzeugen zur Formung von Metall oder anderen Materialien erforderlich ist.A method of starting with a digital control mentioned type, for example, DE-OS 15 77 216 can be found. Here However, only a rough setting can be made automatically. The Fine adjustment is still done by hand, as the well-known system in automatic operation does not provide the precision required for setting Tools for forming metal or other materials are required.

Aus der DE-OS 12 26 699 ist ebenfalls eine digitale Steuerung für eine Stößel verstelleinrichtung bekannt, bei der große Verstellintervalle automatisch durch fahren werden. Die exakte Feineinstellung erfolgt auch hier wieder manuell.From DE-OS 12 26 699 is also a digital control for a plunger adjustment device known, with the large adjustment intervals automatically will drive. The exact fine adjustment is done manually again.

In der DE-AS 24 38 991 wird ein Verfahren zur Hubhöheneinstellung beschrieben, bei dem die exakte Einstellung automatisch erfolgen soll. Zur Einstellung wird der Pressenstößel in "UT" gefahren und über die Stößel verstellung eine Kraft auf ein Werkstück ausgeübt, wodurch Toleranzen eliminiert werden bzw. ein Spielausgleich erfolgen sollen. Anschließend wird der Stößel aus "UT" herausgefahren und um einen Zusatzbetrag nachjustiert. Dieser Zusatzbetrag wird von einem Impulsgeber auf der Antriebswelle erfaßt und der Stößel entsprechend angehoben und abgesenkt, bis der Zusatzbetrag erreicht ist.DE-AS 24 38 991 describes a method for adjusting the lifting height described, in which the exact setting should take place automatically. To Adjustment, the press ram is moved to "UT" and over the ram adjustment exerted a force on a workpiece, creating tolerances should be eliminated or a game compensation should take place. Then will the plunger moves out of "UT" and readjusted by an additional amount. This additional amount is detected by a pulse generator on the drive shaft and the plunger raised and lowered accordingly until the additional amount is reached.

Alle diese bekannten Verfahren ermöglichen jedoch nicht ein ausreichend genaues automatisches Reproduzieren einer einmal empirisch ermitteln Werkzeugeinbauhöhe.However, all of these known methods do not allow a sufficient degree Determine exact automatic reproducing one empirically Tool installation height.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit ihm nicht nur die Grob, sondern auch die Feineinstellung einer zuvor ermittelten Werkzeug einbauhöhe mit großer Genauigkeit automatisch durchgeführt werden kann.Proceeding from this, the object of the invention is a method of the type mentioned in such a way that not only the Rough, but also the fine adjustment of a previously determined tool installation height can be carried out automatically with great accuracy.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Kennzeichen des Anspruchs 1 zusammen gefaßten Merkmale vor.To achieve this object, the invention provides that in the characterizing part of claim 1 features.

Es ist zwar bekannt (Zeitschrift "Industrie-Anzeiger", Essen, Nr. 89, 6.11.62, S. 48/49), daß eine von einem Bremsmotor angetriebene Stößelverstelleinrichtung sich nach Abschalten des Motors um eine hier als Bremsweg bezeichnete Nachlaufstrecke weiterbewegt, bis die in den beweglichen Teilen vorhandene kinetische Energie aufgezehrt ist, und daß dieser Nachlaufweg bei der Ansteuerung des Motors zum Anfahren einer gewünschten Werkzeugeinbauhöhe berücksichtigt werden muß. Bei der Erfindung wurde aber gefunden, daß es nicht genügt, diesen Nachlaufweg nur ein einziges Mal zu ermitteln und als ständig zu verwendende Korrekturgröße in eine automatisch arbeitende Anordnung einzugeben, wenn man eine gewünschte Einbauhöhe mit sehr großer Präzision anfahren will. Es hat sich nämlich gezeigt, daß der Bremsweg vom momentanen Zustand des Getriebes, d. h. der dort im betrachteten Augenblick herrschenden Reibung, der vorhandenen Schmierung und der diese beiden und weitere Faktoren beeinflussenden momentanen Temperatur, abhängt. Diese Abhängigkeit ist zwar nur gering, aber doch stark genug, um die Genauigkeit zu beeinflussen, mit der eine angezielte Einbauhöhe auch dann erreicht werden kann, wenn der Nachlaufweg berücksichtigt wird. Als erster Schritt zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird vor jedem Positionier vorgang zunächst eine Bremsprobe durchgeführt, bei der das System einen Lernvorgang durchläuft, indem es die aktuelle Länge des Bremsweges der Stößelverstelleinrichtung in einer festgelegten Bremseinfahrrichtung ermit telt, die bei den nachfolgenden Verfahrensschritten berücksichtigt wird.It is known (magazine "Industrie-Anzeiger", Essen, No. 89, 6.11.62, p. 48/49) that a tappet adjustment device driven by a brake motor after the engine has been switched off by what is referred to here as the braking distance Follow-up section continues until the existing in the moving parts kinetic energy is consumed, and that this overrun at Control of the motor to move to a desired tool installation height must be taken into account. In the invention, it was found that it it is not sufficient to determine this overrun only once and as correction quantity to be used continuously in an automatically working one Enter arrangement if you have a desired installation height with very large Precision. It has been shown that the braking distance from current state of the transmission, d. H. the one there at the moment considered prevailing friction, the existing lubrication and these two and other factors influencing the current temperature. These Dependency is small but strong enough to be accurate to influence, with which a targeted installation height can also be achieved can, if the overtravel is taken into account. As a first step to the solution The object underlying the invention is before each positioning first carried out a brake test, in which the system Learning process goes through by the current length of the braking distance the plunger adjustment device in a defined brake retraction direction which is taken into account in the subsequent process steps.

Um in an sich bekannter Weise ("Industrie-Anzeiger", a. a. O.) zur Eliminierung des in jedem Getriebe vorhandenen Spiels die gewünschte Werkzeugeinbauhöhe immer von der gleichen Seite her anzufahren, ist erfindungsgemäß die automatische Steuerung so ausgebildet, daß sie zunächst feststellt, ob sich die Istposition auf der "richtigen" oder "falschen" Seite der Sollposition befindet, um im letzteren Fall die Stößelverstelleinrichtung so zu betätigen, daß eine neue Istposition angelaufen wird, die auf der "richtigen" Seite liegt. Darüber hinaus wurde aber auch gefunden, daß das hochgenaue Erreichen der Soll position nur dann möglich ist, wenn zwischen Ein- und Ausschalten des Brems motors eine Mindestzeitspanne liegt, die es dem Bremsmotor ermöglicht, auf seine Nenndrehzahl hochzulaufen. Daher wird gemäß der Erfindung nicht nur das die Richtung angebende Vorzeichen der Differenz zwischen Soll- und Istwert, sondern auch der Absolutbetrag dieser Differenz ermittelt und überprüft, ob dieser Absolutbetrag genügend groß ist, um einen Einfahrbetrieb in der Weise zu ermöglichen, daß der Motor auf Nenndrehzahl hochlaufen kann und nach Abschalten des Motors ein Bremsweg der ermittelten aktuellen Länge zur Verfügung steht. Wenn sich zeigt, daß zwar das Vorzeichen der Differenz zwischen Soll- und Istwert der gewünschten Einfahrrichtung entspricht, so wird dennoch eine Positionskorrektur im Sinne einer Abstandsvergrößerung zum Zielwert vorgenommen, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen Soll- und Istwert nicht ausreichend groß im aufgezeigten Sinne ist.In order to eliminate them in a manner known per se ("Industrie-Anzeiger", op. Cit.) the required tool installation height of the play in every gear According to the invention, always starting from the same side automatic control trained so that it first determines whether the Actual position is on the "right" or "wrong" side of the target position, to operate the tappet adjustment device in the latter case so that a new actual position is started, which is on the "right" side. About that In addition, it was also found that the highly precise achievement of the target position is only possible if the brake is switched on and off motors is a minimum period of time that enables the brake motor to ramp up to its nominal speed. Therefore, according to the invention, not only the sign indicating the direction of the difference between target and Actual value, but also the absolute amount of this difference is determined and checks whether this absolute amount is large enough to be run in in such a way that the motor can run up to nominal speed and after switching off the engine a braking distance of the determined current length is available. If it turns out that the sign of the difference between the setpoint and actual value corresponds to the desired entry direction, then nevertheless a position correction in the sense of an increase in distance to Target value if the absolute value of the difference between the target and actual value is not sufficiently large in the sense shown.

Erst wenn sichergestellt ist, daß die beiden genannten Bedingungen erfüllt sind, wird durch die automatische Steuerung die gewünschte Einbauhöhe in der festgelegten Einfahrrichtung angefahren, wobei der Bremsmotor genau dann abgeschaltet wird, wenn der noch zurückzulegende Weg der zuvor ermittelten aktuellen Länge des Bremsweges entspricht.Only when it has been ensured that the two conditions mentioned are met are, the desired installation height in the specified approach direction, with the brake motor exactly then is switched off when the route still to be covered is the one previously determined corresponds to the current length of the braking distance.

Durch die Kombination dieser Merkmale wird also ein selbsttätig ablaufendes Einstellverfahren erzielt, das es erlaubt, die gewünschte Einbauhöhe mit einer Präzision zu erreichen, wie dies bieher nur möglich war, wenn die Fein einstellung von Hand vorgenommen wurde.The combination of these features makes it an automatic one Adjustment process achieved that allows the desired installation height with a Achieve precision like this was only possible when the fine adjustment was made by hand.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is described below with reference to the drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Exzenterpresse, die nach dem erfindungs gemäßen Verfahren arbeitet; Figure 1 is a longitudinal section through an eccentric press, which works according to the inventive method.

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie A-B aus Fig. 1, Fig. 2 shows a section along line AB of FIG. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie C-D aus Fig. 2, und Fig. 3 is a section along line CD of Fig. 2, and

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie E-F aus Fig. 3. Fig. 4 shows a section along the line EF in FIG. 3.

Wie Fig. 1 zeigt, wird ein Pressenstößel 1 über eine Kugelkopfspindel 2 und ein Pleuel 3 von einer Exzenterwelle 4 angetrieben, die über ein Zahnradpaar 5 und 6, eine Vorgelegewelle 7, Kupplungs-Bremseinheiten 8, ein Schwungrad 9 und einen Antriebsriemen 10 an einem Antriebsmotor 11 angeschlossen ist.As shown in FIG. 1, a press ram 1 is driven via a ball head spindle 2 and a connecting rod 3 by an eccentric shaft 4 , which via a gear pair 5 and 6 , a countershaft 7 , clutch-brake units 8 , a flywheel 9 and a drive belt 10 on one Drive motor 11 is connected.

Der Pressenstößel ist mit einer Führung 12 im Pressenkörper 13 geführt.The press ram is guided with a guide 12 in the press body 13 .

Die sogenannte Stößel-Verstelleinrichtung besteht aus einem Antriebs mechanismus für die Kugelkopfspindel 2 mit dem Zweck, diese mehr oder weniger weit in das Pleuel 3 einschrauben zu können. Dadurch verändert sich die Totpunkt-Höhenlage des Pressenstößels 1 bzw. die Werkzeug-Einbauhöhe.The so-called tappet adjustment device consists of a drive mechanism for the ball screw 2 with the purpose of being able to screw it more or less far into the connecting rod 3 . This changes the dead center height of the press ram 1 or the tool installation height.

An der Kugelkopfspindel 2 sind in der Schnittebene A-B Mitnehmerstifte 14 angebracht, die in Mitnehmernuten 15 eines Schneckenrades 16 eingreifen. 17 bezeichnet eine Antriebsschnecke, 18 wiederum ein Schneckenrad und 19 die Antriebsschnecke, welche von einem Bremsmotor 20 angetrieben wird.Driving pins 14 are attached to the ball head spindle 2 in the cutting plane AB and engage in driving grooves 15 of a worm wheel 16 . 17 denotes a drive worm, 18 in turn a worm wheel and 19 the drive worm, which is driven by a brake motor 20 .

Auf der Schneckenwelle 21 befindet sich eine Nockenscheibe 22, die von zwei induktiven Gebern 23 abgetastet wird. Die Nockenscheibe 22, die Geber 23 und eine nicht dargestellte Mikroprozessor-Steuerung bilden Teile einer inkrementalen Weg-Meßeinrichtung für die Stößelverstelleinrichtung.A cam disk 22 is located on the worm shaft 21 and is scanned by two inductive sensors 23 . The cam disk 22 , the transmitter 23 and a microprocessor control (not shown) form part of an incremental displacement measuring device for the tappet adjusting device.

In der Schnittebene E-F ist im Pleuel ein weiterer induktiver Geber 24 gelagert, der eine Kerbe 25 im Gewinde der Kugelkopfspindel 2 abtastet. Geber 24 und Kerbe 25 schaffen die Voraussetzung für einen sogenannten Referenz-Meßwert für die inkrementale Weg-Meßeinrichtung.In the connecting plane EF, a further inductive sensor 24 is mounted in the connecting rod, which scans a notch 25 in the thread of the ball head spindle 2 . Encoder 24 and notch 25 create the prerequisite for a so-called reference measured value for the incremental displacement measuring device.

Zur Veränderung der Werkzeug-Einbauhöhe treibt der Bremsmotor 20 über die beiden Schneckentriebe die Kugelkopfspindel 2 rechts- oder linksdrehend an. Um einen bestimmten Weg zurückzulegen, wird von der Mikro prozessor-Steuerung eine bestimmte Anzahl Inkremente vorgegeben, die über die Nockenscheibe 22 von den induktiven Gebern 23 gezählt werden. Die in bekannter Weise ausgebildete Nockenscheibe 22 und die um 90° versetzt angeordneten induktiven Geber 23 erlauben die Erkennung der Drehrichtung. To change the tool installation height, the brake motor 20 drives the ball head spindle 2 clockwise or counterclockwise via the two worm drives. In order to cover a certain distance, the microprocessor control system specifies a certain number of increments which are counted by the inductive sensors 23 via the cam disk 22 . The cam disk 22 , which is designed in a known manner, and the inductive sensors 23 arranged offset by 90 ° allow the direction of rotation to be recognized.

Um das Spiel im Antrieb zu eliminieren, werden alle Werkzeug-Einbauhöhen grundsätzlich aus der gleichen Richtung angefahren, beispielsweise im Sinne gewichthebend. Jedem Positioniervorgang geht ein Lernvorgang (Bremsprobe) voraus. Dadurch wird der momentane Zustand des Getriebes (Reibung, Schmierung, Wärme usw.) weitgehend berücksichtigt.In order to eliminate the play in the drive, all tool installation heights basically approached from the same direction, for example in the sense weightlifting. There is a learning process for each positioning process (brake test) ahead. The current state of the gearbox (friction, Lubrication, heat, etc.) largely taken into account.

Vor Beginn eines Positioniervorganges wird von der Mikroprozessor-Steuerung zuerst die Richtung und der Abstand zur gewünschten Position festgestellt. Ge gebenenfalls wird dann eine solche Wegstrecke durchfahren, daß das weitere Positionieren aus der einmal grundsätzlich festgesetzten Richtung und nach Auswertung einer Bremsprobe unter Berücksichtigung der Hochlaufzeit des Bremsmotors erfolgen kann.Before a positioning process begins, the microprocessor controls first determine the direction and the distance to the desired position. Ge if necessary, such a route is then traveled through that the further Positioning from the direction that has been basically defined once and after Evaluation of a brake test taking into account the ramp-up time of the Brake motor can be done.

Zur Überprüfung des Weg-Meßsystems dient der Geber 24 im Pleuel und die Kerbe 25 in der Kugelkopfspindel 2. Die Auswertung des sogenannten Referenz-Meßwertes erfolgt nur aus der einmal festgelegten Richtung. Mit diesem Meßwert kann, falls erforderlich, des Weg-Meßsystem korrigiert werden.The encoder 24 in the connecting rod and the notch 25 in the ball head spindle 2 are used to check the displacement measuring system. The so-called reference measured value is only evaluated from the direction that has been defined once. If necessary, the displacement measuring system can be corrected with this measured value.

Claims

1. Method for reproducing a previously determined tool installation height of an eccentric press with a tappet adjusting device that is driven by a brake motor, wherein an actual value that characterizes the current position of the tappet adjusting device is compared with a desired value that is defined for the desired installation height, characterized by the combination of the following automatically running process steps :

a) performing a brake test to determine the current length of the braking distance of the tappet adjusting device in a defined brake retraction direction;
b) checking whether the difference between the actual value and the setpoint has on the one hand the sign corresponding to the defined entry direction and on the other hand a sufficiently large absolute amount to approach the desired installation height, taking into account the ramp-up time of the brake motor and the determined current length of the braking distance;
(c) if one of the two conditions is not met, the correct sign or sufficient absolute amount is taken to a position that meets both conditions, and
d) Approaching the desired installation height in the specified direction of entry taking into account the absolute amount.

2. The method according to claim 1, characterized in that the starting the desired installation height (step d) against weight.