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Verfahren zum messen der stanzkraft und zur ueberlastbegrenzung in einer platinenpresse und einrichtung zur duchfuehrung dieses verfahrens

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B30B15/0064 Counterbalancing means for movable press elements
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DE3701368A1

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Inventor
Marcel Yerly
Klaus Christl
Current Assignee
Bobst Mex SA

Worldwide applications
1986 CH 1987 DE IT ES GB FR US SE CA JP

Application DE19873701368 events
1991-05-08
Application granted
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Stanzkraft und zur Überlastbegrenzung in einer Platinenpresse. Sie betrifft außerdem eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Messung der Stanzkraft in Platinenpressen wird in bekannten Maschinen im allgemeinen auf die Weise durchgeführt, daß ein Meßaufnehmer, beispielsweise ein Verformungs- Meßaufnehmer, an einem der Seitenstege der Presse angeordnet wird. Beim Aufbringen des Stanzdruckes im Augenblick des Stanzens eines Kartonbogens wird eine Vergrößerung der in diesem Seitensteg wirkenden Spannungen hervorgerufen; dadurch überträgt der belastete Verformungs-Meßaufnehmer ein Informationssignal, welches elektrisch transformiert wird, so daß es eine auf die Stanzkraft bezogene Angabe darstellt.
Da es sich herausgestellt hat, daß diese Art der Messung die tatsächlichen Spannungen in den Bauteilen der Presse nicht richtig wiedergibt, hat man danach versucht, diese Kräfte direkt in den Kniehebeln zu messen, welche bei diesem Pressentyp der Stanzbewegung auf den unteren beweglichen Preßtiegel übertragen. Dabei wird ein Satz von vier Verformungs-Meßaufnehmern verwendet, von denen jeweils einer an einem Kniehebel angebracht ist. Obwohl diese Lösung befriedigender als die zuerst beschriebene Lösung ist, stellt sie dennoch keine Lösung dar, die eine Messung der tatsächlichen, im Augenblick des Stanzvorganges in der Presse herrschenden Spannungen erlaubt. Tatsächlich stellte man fest, daß es mit dieser Art der Messungen wegen ihres Mangels an Präzision nicht gelang, beispielsweise im Falle der zuerst beschriebenen Lösung das Auftreten von örtlichen Überlasten zu verhindern, welche in bestimmten Fällen sogar zur Zerstörung von Bauteilen der Presse geführt haben. Im zweiten bekannten Beispiel wird zwar das Auftreten von Überlasten vermieden, dafür aber die Meßgenauigkeit bei schwachen Stanzkräften nicht sichergestellt; diese Lösung erlaubt keine Messung der tatsächlichen Stanzkraft in allen Funktionsbereichen der Stanzstation.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung bereitzustellen, die eine exakte Messung der Stanzkraft in einer Platinenpresse erlauben, wobei die den herkömmlichen Meßsystemen innewohnenden Nachteile vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. durch eine Einrichtung nach Anspruch 2 gelöst.
In der Zeichnung ist beispielhaft eine Ausführung der Erfindung dargestellt, welche im folgenden näher beschrieben wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Stanzstation;
Fig. 2 eine erste Draufsicht auf den unteren beweglichen Stanztiegel der Stanzstation;
Fig. 2a einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 2;
Fig. 2b eine zweite Draufsicht auf den unteren beweglichen Stanztiegel;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Stanzkraft- Diagrammes;
Fig. 3a bis 3c detaillierte, die Fig. 3 ergänzende Diagramme;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des auf die Kniehebel wirkenden Kräftediagramms;
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer Stanzstation;
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Anordnung gemäß Fig. 5;
Fig. 6a und 6b jeweils ein Diagramm der auf die Lager der Kurbelwelle wirkenden Kräfte;
Fig. 7 eine Draufsicht eines Verformungs-Meßaufnehmers;
Fig. 8 eine Ansicht E der Fig. 7, teilweise geschnitten;
Fig. 9 ein Blockschema des Schaltkreises zum Feststellen und Messen der Kräfte;
Fig. 10 ein Blockschema der im Schema gemäß Fig. 9 enthaltenen Recheneinheit.
Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht einer Stanzstation 1 dar, durch die die zu bearbeitenden Bögen in Richtung des Pfeiles Y 0 hindurch laufen. Aus Gründen einer besseren Klarheit der Zeichnung wurden die Seitenstege 2 und 3, die obere Traverse 4 sowie der untere bewegliche Tiegel 5 strichpunktiert dargestellt. Eine untere Traverse 6 trägt vier Kniehebel A, B, C und D. Diese Kniehebel A, B, C und D bestehen jeweils aus zwei Hebeln 7 und 8, die um Achsen 9, 10 und 11 schwenkbar gelagert sind. Die Achse 9 bildet die untere Schwenklagerung, die Achse 10 die mittlere Schwenklagerung und die Achse 11 die obere Schwenklagerung. Die Achse 9 ruht auf einer Lagerplatte 12, die mit der unteren Traverse 6 in Verbindung steht, auf der sie beispielsweise über eine (nicht dargestellte) Keilplattenanordnung befestigt sein kann, um jeweils unabhängig die Vertikaleinstellung der Kniehebel regulieren zu können und auf diese Weise die Niveauregelung des unteren beweglichen Tiegels 5 sicherzustellen. Der untere Kopf des Hebels 7 ist als Halblager ausgebildet, welches sich auf der Achse 9 aufstützt. Der obere Kopf des gleichen Hebels 7 ist ebenfalls als Halblager ausgebildet, welches sich auf der mittleren Schwenklagerung abstützt, die durch die Achse 10 gebildet ist; diese trägt auch das Halblager, welches den unteren Kopf des Hebels 8 bildet. Der obere Kopf des Hebels 8 ist seinerseits wiederum als Halblager ausgebildet, welches die Achse 11 teilweise umfaßt; die Achse 11 ist in einer Lagerplatte 13 gehalten, die am unteren beweglichen Tiegel 5 befestigt ist. Die vier Kniehebel sind gleich ausgebildet; zum Zwecke einer besseren Klarheit der Zeichnung wurden die Bezugszeichen an den Kniehebeln B, C und D in Fig. 1 nicht eingetragen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Kniehebel A, B, C und D mittels einer Kurbelwelle 14 betätigt, an deren Kurbelzapfen zwei Lenker 15 und 16 montiert sind. Jeder Kopf der Lenker 15 bzw. 16 ist jeweils von einer Achse 10 durchsetzt. Die Kurbelwelle 14 wird durch ein Schneckenrad 17 drehangetrieben, welches seinerseits von einer (nicht dargestellten) Schnecke angetrieben wird. Eine andere Antriebseinrichtung für die Kniehebel, wie sie beispielsweise in der CH-PS 6 52 967 vom 13. 12. 1985 beschrieben wurde, könnte ebenfalls anstelle der für das vorstehende Ausführungsbeispiel gewählten Einrichtung eingesetzt werden. Es versteht sich, daß der untere bewegliche Tiegel während seiner vertikalen Bewegung beispielsweise in (nicht dargestellten) Kulissen geführt ist und daß die obere Traverse 4 ebenso wie die untere Traverse 6 mit den Seitenstegen 2 und 3 mittels (nicht dargestellter) Schrauben verbunden sind. In Fig. 1 ist die mittlere Schwenklagerung durch eine jeweils einem Paar Kniehebel gemeinsame Achse 10 gebildet, beispielsweise für das Paar A und D und für das Paar B und C. Man könnte sich auch vorstellen, daß die Kurbelwelle 14 vier Kurbelzapfen aufweist, welche vier Lenker tragen, deren jeder mit einem der Kniehebel A, B, C und D verbunden ist. Während des Stanzvorganges wird der mit einem Stanzwerkzeug oder einer Stanzform (nicht dargestellt) bestückte untere bewegliche Tiegel 5 angehoben und unter der kombinierten Wirkung der Kurbelwelle 14 und der Kniehebel A, B, C und D kräftig gegen die Unterseite der oberen Traverse 4 angelegt.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den unteren beweglichen Tiegel 5 der Stanzstation 1. In dieser Figur ist auf dem unteren beweglichen Tiegel 5 ein rechteckiger hydraulischer Stellantrieb 18 dargestellt (siehe auch Fig. 2a), welcher praktisch die gesamte Oberfläche des unteren beweglichen Tiegels 5 einnimmt; dieser Stellantrieb ist bezüglich der Mittelachsen des unteren beweglichen Tiegels 5 genau zentriert. Die Seitenstege 2 und 3 sind andererseits mit Verformungs-Meßaufnehmern 19, 20, 21 und 22 versehen. In einer ersten Phase, die als Eichphase der Meßaufnehmer bezeichnet wird, wird durch Anheben des unteren beweglichen Tiegels 5 der Stellantrieb 18 mit der oberen Traverse 4 in Berührung gebracht (siehe Fig. 2a). In diesem Augenblick werden alle Meßaufnehmer 19 bis 22 auf Null gestellt. Die folgende Phase ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb 18 unter Druck gesetzt wird und eine Messung der von den Meßaufnehmern 19 bis 22 festgestellten Kräfte vorgenommen wird. Die bekannte Kraft F, die vom Stellantrieb 18 auf den unteren beweglichen Tiegel 5 aufgebracht wird, wird auf jeden der Meßaufnehmer 19 bis 22 übertragen. Da die Anordnung des Stellantriebes 18 und des unteren beweglichen Tiegels 5 genau symmetrisch ist, sind die gemessenen Kräfte F A , F B , F C und F D (siehe Fig. 3 bis 3c) identisch und rechnen sich nach der Formel
  • 1) F A = F/4 = F B = F C = F D
Die auf die Meßaufnehmer aufgebrachten theoretischen Kräfte F RA bis F RD sind allerdings abhängig von der Geometrie der Seitenstege 2 und 3 der Stanzstation. Die Verstärkungsfaktoren K A bis K D der Verstärker 35 bis 38 der Meßaufnehmer werden so eingestellt, daß am Ausgang jedes der Verstärker 35 bis 38 ein Wert anliegt, der gleich F/4 ist.
  • 2) F A = F RA · K A
  • 3) F B = F RB · K B
  • 4) F C = F RC · K C
  • 5) F D = F RD · K D
Fig. 2b zeigt den unteren beweglichen Tiegel 5, auf welchen ein Stellantrieb 23 in einer bezüglich der Mittelachsen X 0 und Y 0 des Tiegels jeweils um einen Wert X und Y außermittigen Position aufgelegt wurde.
Um die Kräfte in den Kniehebeln aufgrund einer beliebigen Stanzkraft berechnen zu können, sollen folgende Hypothesen gelten:
  • - man nimmt an, daß die Stanzkraft eine örtliche, vom Zentrum der Maschine jeweils um den Wert X und Y versetzte Kraft ist.
  • - man ordnet jeder gemessenen Kraft jeweils fiktive Hebelarme X A bis X D und Y A bis Y D (siehe Fig. 3 bis 3c) zu. In diesem Fall werden die theoretischen Kräfte F AD bis F DD durch die folgenden Formeln definiert.
In diesen Ausdrücken werden F AD , F BD , F CD und F DD jeweils als Kräfte verstanden, die in dem Fall der Verwendung eines außermittigen Stellantriebes gemessen werden, so daß als Hypothese gelten kann
  • a) X A = X B = X C = X D = X 3
wobei in diesem Ausdruck X 3 den Wert der fiktiven Hebelarme in X-Richtung darstellt,
  • b) Y A = Y B = Y C = Y D = Y 3
wobei in diesem Ausdruck Y 3 den Wert der fiktiven Hebelarme in Y-Richtung darstellt,
  • c) F = F A + F B + F C + F D
Die Hypothesen a, b, c wird durch eine sinnvolle Wahl der Position der Meßaufnehmer 19 bis 22 an den Seitenstegen 2 und 3 rechtfertigt.
Man führt diese Hypothese für F AD bis F DD ein und erhält:
Der Wert der Konstante X 3 erlaubt es, den Verstärkungsfaktor G X eines Verstärkers (siehe Fig. 9) teilweise zu bestimmen und der Wert der Konstante Y 3 erlaubt es, den Verstärkungsfaktor G Y eines Verstärkers (siehe Fig. 9) teilweise zu bestimmen. Wenn das gegeben ist, können wir also folgende Beziehungen definieren:
Es ist demnach möglich, während der Eichphase mit einem Stellantrieb 23 in einer außermittigen Position den Wert der Konstanten X 3 und Y 3 zu bestimmen. Tatsächlich kann man X 3 und Y 3 berechnen, da X, Y, F A bis F D während dieser Eichphase bekannt sind.
Nachdem X 3 und Y 3 auf diese Weise bestimmt sind, kann man während des Unterdrucksetzens der Stanzstation 1 durch Berechnung die Werte von X und Y ableiten, da X 3 und Y 3 schon bestimmt wurden und F A bis F D und F gemessen oder berechnet werden können. Auf diese Weise ist es möglich, den Versatz des Angriffspunktes der Kraft F für jedes beliebige Stanzwerkzeug, welches auf den unteren beweglichen Tiegel 5 aufgesetzt wurde, genau zu bestimmen.
Man kann den gleichen Gedankengängen folgen, um den Wert der auf die Kniehebel A bis D wirkenden Kräfte zu bestimmen. Dazu wird auf die Fig. 4 Bezug genommen, in welcher darstellen
X 1den fiktiven Hebelarm für die Kräfte F GA bis F GD in X-Richtung,Y 1den fiktiven Hebelarm für die Kräfte F GA bis F GD in Y-Richtung,F GA bis F GD jeweils die Kräfte in den Kniehebeln A bis D, wobei Fdie vom Stellantrieb 23 erzeugte Kraft ist und X und Y die Werte des Versatzes der Kraft F darstellen
Analog mit der vorstehend dargelegten Theorie kann man schreiben:
Wenn man X und Y jeweils durch den oben definierten Ausdruck ersetzt, erhält man
Man setze
  • 24) F X = G X · Δ F X   und
  • 25) F Y = G Y · Δ F Y
dann erhält man:
Die Werte G X und G Y stellen Werte für die Verstärkungskorrektur für die Meßaufnehmer 19 bis 23 dar, so daß auch die Hypothese gilt, daß man setzt in den Ausdruck für F GA ein und erhält:
Wenn man nun die Formeln für die auf die Kniehebel A bis D wirkenden Kräfte kennt, kann man die auf die Kurbelwelle 14 aufgebrachten Kräfte F VA bis F VD berechnen (siehe Fig. 5, 6, 6a und 6b). Es wird Bezug genommen auf die Fig. 6a und 6b, in denen F GA bis F GD die auf die Kniehebel wirkenden Kräfte, F VA bis F VD die auf die Lager der Kurbelwelle wirkenden Kräfte und a 1 bis a 3 die Abstände zwischen den Lagern der Kurbelwelle sind; man erhält:
Wenn F GA = F GB = F GC = F GD   ist, so kann man daraus ableiten
  • 37) F VX = F GX   woraus folgt
durch Einsetzen von
F VA
bis
F VD
folgt:
Mit Bezug auf die die Kräfte F GA bis F GD angebenden Gleichungen und durch Einsetzen derselben in F VA bis F VD , und nachdem die Verstärkungs-Korrekturfaktoren G 1 und G 2 folgendermaßen bestimmt sind ergibt sich
Die Fig. 5 und 6 stellen die Stanzstation 1 dar und zeigen im einzelnen schematisch die Anordnung der Kniehebel A bis D und der Kurbelwelle 14 im Fall der Verwendung von vier Lagern, wobei die Kurbelwelle aus zwei durch eine Kupplung 71 verbundenen Teilen gebildet ist. Die Anordnung der Meßaufnehmer 19 bis 22 ist in diesen Figuren ebenfalls dargestellt, in denen außerdem davon ausgegangen wird, daß ein bezüglich der Achsen X 0 und Y 0 außermittig angeordneter Stellantrieb 23 verwendet wird.
Die Fig. 7 und 8 zeigen einen der Meßaufnehmer 19 bis 22. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Verformungs-Meßaufnehmer, bei welchem Dehnungsmeßstreifen Verwendung finden. Derartige Meßaufnehmer sind handelsüblich und werden deshalb nicht näher beschrieben. Es ist offensichtlich, daß als Meßaufnehmer sowohl induktive als auch piezo-elektrische Meßaufnehmer verwendet werden können. Jeder Meßaufnehmer 19 bis 22 ist an einer Fläche des Seitensteges 2 bzw. 3 mit Hilfe der Schrauben 24 und 25 befestigt.
Fig. 9 zeigt ein Blockschema des Detektor- und Meßschaltkreises. Dieser Schaltkreis umfaßt eine Detektoreinheit 26, die durch die Verformungs-Meßaufnehmer 19 bis 21 gebildet wird. Diese Meßaufnehmer 19 bis 21 sind mit einer Signalverarbeitungseinheit 27 über einen Verbindungsblock 28 verbunden, welcher durch die Verzweigungskästen 29 bis 32 gebildet ist. Der Wert der auf die Kurbelwelle 14 wirkenden Kräfte F VA bis F VD kann auf der Anzeigeeinheit 33 abgelesen werden, die mit der Signalverarbeitungseinheit 27 verbunden ist. Die Signalverarbeitungseinheit 27 besteht aus einer Verstärkerstufe 34, die durch die Verstärker 35 bis 38 gebildet ist. Die Verstärkerstufe ist mit einem Rechnermodul 39 verbunden, welcher anhand der Fig. 10 genauer beschrieben wird. Der Rechnermodul 39 ist mit einer Speichereinheit 40 verbunden, die sich aus den Spitzenwert-Speichern 41 bis 44 zusammensetzt. Die Speichereinheit ist ihrerseits mit einem Steuermodul 45 verbunden, welcher mit dem Schaltkreis des Hauptantriebsmotors der Maschine zusammenwirkt und diesen im Falle einer Überlast augenblicklich anhält. Der Steuermodul umfaßt die Vergleicher 46, 47, 69 und 70 sowie die Relais 48 bis 51.
In diesem Schaltkreis werden die Informationen wie folgt verarbeitet:
Für den Kniehebel A werde beispielsweise der vom Meßaufnehmer 19 ermittelte Wert F RA in den Verstärker 35 eingegeben, wo er mittels des Verstärkungs-Korrekturfaktors K A angeglichen wird, so daß ein Ausgangswert F A (Formel Nr. 2) entsteht, der seinerseits in den Rechnermodul 39 eingegeben wird; dieser verarbeitet ihn so (siehe die Beschreibung zur Fig. 10), daß man einen Wert F VA (Formel 46) erhält, welcher der von dem dem Kniehebel A entsprechenden Lager der Kurbelwelle 14 aufgenommenen Kraft entspricht. Der Wert dieser Kraft F VA wird sodann in den Speicher 41 der Speichereinheit 40 eingegeben. Dieser Speicher 41 speichert nur den Maximalwert der Kraft F VA und gibt diesen an den Vergleicher oder Komparator 46 des Steuermoduls 45 weiter. Der Komparator 46 ist auf eine höchstzulässige Kraft geeicht, die der maximalen Stanzkraft der Maschine entspricht; er gibt dann, wenn der höchstzulässige Wert überschritten wird, eine Überlastinformation S A ab, die dem Relais 48 zugeleitet wird, welches mittels des Schalters 52 den Hauptantriebsmotor der Maschine anhält. Der vom Speicher 41 der Speichereinheit 40 ausgehende Wert der Kraft F VA MAX wird der Anzeigeeinheit 33 zugeleitet, wo zum Zwecke einer Speicherung die Anzeige erhalten bleibt, auch wenn eine Überlast aufgetreten ist.
Die Informationen F RB bis F RD von den Meßaufnehmern 20 bis 22 werden in der gleichen Weise durch die entsprechenden Organe des Schaltkreises verarbeitet.
Bei einer Überlast in dem einen oder anderen der den Kniehebeln A bis D entsprechenden Schaltkreise leuchtet eine Kontrollampe 53 auf. Man muß dann die Einrichtung wieder in Gang setzen, indem man auf den Betätigungsknopf 54 drückt. Dieser Vorgang versetzt die Einrichtung in ihre Anfangsbedingungen, so daß eine neue Messung durchgeführt werden kann, nachdem der die Überlast hervorrufende Fehler beseitigt worden ist, indem beispielsweise an einer geeigneten Stelle auf der Fläche des unteren beweglichen Tiegels ein Ausgleichskeil aufgelegt worden ist. Man kann diese Stelle auf einfache Weise bestimmen, indem man auf der Anzeigeeinheit 33 die Werte der Kräfte F VA MAX bis F VD MAX abliest und indem man die auf den Tiegel wirkenden Kräfte ausgleicht, indem man den Ausgleichskeil entgegengesetzt zu dem Punkt anbringt, wo die Anzeigeeinheit über eines der Anzeigefelder 55 bis 58 eine Überlast angezeigt hat.
Die Stanzstation 1 arbeitet sequentiell, d. h. daß ein Stanzvorgang pro Umdrehung der Kurbelwelle 14 stattfindet; es ist deshalb erforderlich, die Verstärkerstufe 34 und die Speichereinheit 40 einmal pro Arbeitszyklus in den Anfangszustand zurückzusetzen. Dazu wird ein Zyklusprogrammgerät 59 von bekanntem Aufbau vorgeschlagen, beispielsweise von der Art, bei welcher eine einem magnetischen Annäherungsdetektor zugeordnete markierte Scheibe verwendet wird, wobei die markierte Scheibe von der Kurbelwelle 14 im Verhältnis von 1 : 1 angetrieben wird.
Fig. 10 zeigt das Blockschema des Rechnermoduls 39, welcher einen Eingangsverstärker 60 umfaßt, dem die die Kräfte F A bis F D repräsentierenden, von der Verstärkerstufe 34 (siehe Fig. 9) ausgegebenen Signale zugeleitet werden. Der Eingangsverstärker 60 hat einen Verstärkungsfaktor von 1/4, so daß der am Ausgang gemessene Wert gleich dem Ausdruck F T (siehe Formel Nr. 28) ist. Die Kräfte F A bis F D werden außerdem jeweils einem ersten Richtungsverstärker 61 für die in X-Richtung wirkenden Kräfte und einem zweiten Richtungsverstärker 62 für die in Y-Richtung wirkenden Kräfte zugeleitet. Der erste Richtungsverstärker 61 hat einen Verstärkungsfaktor G X (siehe Formel 26) und der zweite Richtungsverstärker 62 hat einen Verstärkungsfaktor G Y (siehe Formel 27). Die Eingänge F A und F B des Richtungsverstärkers 61 werden mit einem positiven Koeffizienten +1 multipliziert, während die Eingänge F C und F D mit einem Koeffizienten -1 multipliziert werden, so daß der Ausgangswert dem Ausdruck für F X (siehe Formel 24) genau entspricht, in welchem Δ F X = F A + F B - F C - F D ist. Die Eingänge F A und F D des Richtungsverstärkers 62 werden mit einem Koeffizienten -1, die Eingänge F D und F C mit einem Koeffizienten +1 multipliziert, so daß der Ausdruck für F Y genau die durch die Formel 25 bestimmte Form hat, in der Δ F Y = F B + F C - F A - F D ist. Um die Werte der auf die Lager der Kurbelwelle 14 wirkenden Kräfte F VA bis F VD zu erhalten, genügt es, die Werte F X , F Y und F T weiterzuverarbeiten. Dazu und zu dem Zweck, eine Übereinstimmung der Ausdrücke für die Kräfte F VA bis F VD mit den Formeln Nr. 46 bis 49 herzustellen, müssen die Werte F X , F Y und F T den vier Ausgangsverstärkern 62 bis 66 zugeführt werden. Der erste Ausgangsverstärker 63 hat als Eingangswert die Kraft F T und die Kraft F X , multipliziert mit einem Koeffizienten +1, sowie die Kräfte und F Y , multipliziert mit einem Koeffizienten -G 1 (siehe Formel Nr. 44). Der zweite Ausgangsverstärker 64 hat als Eingangswert die Kräfte F T und F X , multipliziert mit einem Koeffizienten +1, sowie die Kräfte und F Y , multipliziert mit einem Koeffizienten +G 2. Der dritte Ausgangsverstärker hat als Eingangswerte die Kraft F T , multipliziert mit einem Koeffizienten +1, die Kraft F X , multipliziert mit einem Koeffizienten -1, die Kraft F Y , multipliziert mit einem Koeffizienten +G 2 und die Kraft multipliziert mit einem Koeffizienten -G 2.
Der vierte Ausgangsverstärker 66 hat als Eingangswerte die Kraft F T , multipliziert mit dem Koeffizienten +1, die Kraft F X , multipliziert mit dem Koeffizienten -1, die Kraft F Y , multipliziert mit dem Koeffizienten -G 1 und die Kraft multipliziert mit dem Koeffizienten +G 1.
Um die Kraft zu erhalten, müssen die Kräfte F X und F Y einem Multiplizierglied 67 zugeführt und der Ausgang F X · F Y dieses Multipliziergliedes 67 zusammen mit der Kraft F T in einem Divisionsglied 68 weiterverarbeitet werden.
Der Benutzer einer Presse, die mit einer Einrichtung der oben beschriebenen Art ausgestattet ist, erhält nicht nur eine reale Messung der auf die Organe der Maschine wirkenden Kräfte, sondern er kann außerdem in einfacher und schneller Weise die verwendeten Stanzwerkzeuge ausrichten, da er jederzeit aus der an vier Stellen vorgenommenen Messung den Bereich ermitteln kann, in welchem er zur Erzielung dieser Ausrichtung eine Änderung vornehmen muß.

Claims (10)
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1. Verfahren zum Messen der Stanzkraft und zur Überlastbegrenzung in einer Platinenpresse, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Seitenstege (2, 3) der Presse mit vier Verformungs- Meßaufnehmern (19 bis 22) versehen sind,
  • - daß zwischen dem unteren beweglichen Preßtiegel (5) und der oberen Traverse (4) der Presse in zentraler Position ein erster Stellantrieb (18) angeordnet wird,
  • - daß der untere bewegliche Preßtiegel (5), der erste Stellantrieb (18) und die obere Traverse (4) zu gegenseitiger Anlage gebracht werden,
  • - daß alle Verformungs-Meßaufnehmer (19 bis 22) auf einen Nullwert geeicht werden,
  • - daß der erste Stellantrieb (18) unter Druck gesetzt wird,
  • - daß je ein Korrekturfaktor (K A bis K D ) für die Verformungs-Meßaufnehmer definiert wird, indem die Verformung der Seitenstege (2, 3) bei der Verstellung der Meßaufnehmer gemessen wird derart, daß an jedem der Verformungs-Meßaufnehmer (19 bis 22) die gleiche Information erhalten wird unabhängig von der Geometrie der Seitenstege (2, 3),
  • - daß der erste Stellantrieb (18) durch einen zweiten Stellantrieb (23) ersetzt wird, welcher um einen bekannten Wert (x und y) außermittig zwischen den unteren beweglichen Preßtiegel (5) und die obere Traverse (4) eingesetzt wird,
  • - daß der zweite Stellantrieb (23) unter Druck gesetzt wird,
  • - daß die Kräfte (F A bis F D ) an den Verformungs- Meßaufnehmern (19 bis 22) gemessen und ein erster fiktiver mittlerer Hebelarm (X 3; Y 3) für die an den Meßaufnehmern (19 bis 22) gemessenen Kräfte (F A bis F D ) berechnet wird,
  • - daß ein zweiter fiktiver Hebelarm (X 1; Y 1) für auf Kniehebel (A bis D) ausgeübte Kräfte (F GA bis F GD ) berechnet und mittels einer Kombinierung der Werte des ersten fiktiven mittleren Hebelarms (X 3; Y 3) und der Werte des zweiten fiktiven Hebelarms (X 1; Y 1) der Wert der Verstärkungsfaktoren (G X ; G Y ) zweier Richtungsverstärker (61, 62) definiert wird,
  • - daß bei Kenntnis der Abstände (a 1 bis a 3) zwischen den Lagern einer die Kniehebellenker (A bis D) betätigenden Kurbelwelle (14) die auf diese Lager wirkenden Kräfte (F VA bis F VD ) berechnet und zwei Korrektur-Verstärkungsfaktoren (G 1, G 2) für vier Ausgangsverstärker (63 bis 66) definiert werden,
  • - daß in einer Speichereinheit (40) die Höchstwerte der auf die Lager der Kurbelwelle (14) aufgebrachten Kräfte (F VA bis F VD ) gespeichert werden,
  • - daß auf vier Anzeigefeldern (55 bis 58) einer Anzeigeeinrichtung (33) die Höchstwerte der auf die Lager der Kurbelwelle (14) aufgebrachten Kräfte (F VA bis F VD ) angezeigt werden,
  • - daß mit Hilfe von Komparatoren (46, 47 und 69, 70) die Höchstwerte der Kräfte (F VA bis F VD ) für die Lager der Kurbelwelle (14) mit einer höchstzulässigen Kraft verglichen werden,
  • - daß das Ergebnis dieses Vergleichs dazu verwendet wird, um eine Ausschaltung des Hauptantriebsmotors der Presse und eine Beibehaltung der Anzeige der vorher gespeicherten Werte der Kräfte (F VA bis F VD ) zu bewirken,
  • - und daß mit Hilfe eines Zyklusprogrammgerätes (59) der Anfangszustand einer Verstärkerstufe (34) und der Speichereinheit (40) wiederhergestellt wird.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Feststellung der Verformung der Seitenstege (2, 3) der Stanzstation (1) einer Platinenpresse umfaßt,
  • - ferner Mittel zum Korrigieren der Informationswerte, die von den Mitteln zum Feststellen der Verformung der Seitenstege (2, 3) der Stanzstation ausgegeben werden,
  • - Mittel zum Berechnen der auf die Lager einer Kurbelwelle zum Antrieb der Kniehebel (A bis D) der Stanzstation (1) wirkenden Kräfte (F VA bis F VD ),
  • - Mittel zum Speichern der Höchstwerte dieser auf die Lager der Kurbelwelle (14) aufgebrachten Kräfte (F VA bis F VD ),
  • - Mittel zum Vergleichen der Höchstwerte dieser Kräfte (F VA bis F VD ) mit einem höchstzulässigen Wert,
  • - Mittel zur aufrechterhaltenen Anzeige der jeweiligen Höchstwerte der Kräfte (F VA bis F VD ),
  • - Mittel zur Steuerung der Abschaltung des Hauptantriebsmotors der Platinenpresse in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs der Höchstwerte dieser Kräfte (F VA bis F VD ) mit der höchstzulässigen Kraft
  • - und Mittel zum Wiederingangsetzen der Einrichtung.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Feststellung der Verformung der Seitenstege (2, 3) durch vier Verformungs-Meßaufnehmer (19 bis 22) gebildet sind, welche an jeweils einer Seite der Seitenstege (2, 3) angebracht sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungs-Meßaufnehmer (19 bis 22) Dehnungsmeßstreifen verwenden.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungs-Meßaufnehmer (19 bis 22) piezo-elektrische Quarze verwenden.
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Korrigieren der von den Verformungs-Meßaufnehmern (19 bis 22) kommenden Informationswerte durch eine Verstärkerstufe (34) gebildet sind, die vier Verstärker (35 bis 38) umfaßt.
7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Berechnen der auf die Lager der Kurbelwelle (14) wirkenden Kräfte (F VA bis F VD ) durch einen Rechnermodul (39) gebildet sind, welcher einen Eingangsverstärker (60), zwei Richtungsverstärker (61 und 62), ein Multiplizierglied (67), und Divisionsglied (68) und vier Ausgangsverstärker (63 bis 66) umfaßt.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Speichern der Höchstwerte der auf die Lager der Kurbelwelle (14) aufgebrachten Kräfte (F VA bis F VD ) durch eine Speichereinheit (40) gebildet sind, die vier Spitzenwertspeicher (41 bis 44) umfaßt.
9. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vergleichen der Höchstwerte der auf die Lager der Kurbelwelle aufgebrachten Kräfte (F VA bis F VD ) mit einem zulässigen Wert durch Komparatoren (46, 47, und 69, 70) gebildet sind und daß die Mittel zum Steuern der Abschaltung des Hauptantriebsmotors der Platinenpresse durch Relais (48 bis 51) gebildet sind, welche einen Schalter (52) betätigen.
10. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur aufrechterhaltenen Anzeige der Höchstwerte der auf die Lager der Kurbelwelle (14) aufgebrachten Kräfte (F VA bis F VD ) durch vier Anzeigefelder (55 bis 58) gebildet sind und daß die Mittel zum Wiederingangsetzen der Einrichtung einerseits durch ein Zyklusprogrammgerät gebildet sind, welches mit der Verstärkerstufe (34) und der Speichereinheit (40) zusammenwirkt, sowie andererseits durch einen Druckschalter (54), welcher mit den Komparatoren (46, 47 und 69, 70) zusammenwirkt.