DE3802480A1

DE3802480A1 - Verfahren zur antriebssteuerung einer presse und einer transfereinrichtung

Info

Publication number: DE3802480A1
Application number: DE3802480A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Amhof; Siegfried Kriese; Wolfgang Sieckel; Bernhard Tomaschek
Original assignee: Umformtechnik Herbert Warnke VEB
Current assignee: Umformtechnik Erfurt GmbH
Priority date: 1987-03-13
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1988-09-22
Also published as: DD258382B1; DD258382A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Antriebs steuerung einer Presse und einer Transfereinrich tung mit von der Presse unabhängigem Antrieb.

Nach der DE-OS 27 46 161 ist ein Verfahren zum Steuern des Antriebs einer Werkstückfördereinrichtung bei Be arbeitungsmaschinen mit vom Antrieb der Bearbeitungs maschine unabhängigem Antrieb, insbesondere zum Steuern des Antriebes der Greiferschienen eines Greiferschienen gerätes bekannt, nachdem der Antrieb der Werkstück fördereinrichtung in Abhängigkeit vom Weg eines Arbeits mittels der Bearbeitungsmaschine und/oder vom Bear beitungsfortschritt an dem bzw. einem Werkstück so ge steuert wird, daß jeweils beim Erreichen eines bestimmten Wegpunktes des Arbeitsmittels und/oder einer bestimmten Bearbeitungsstufe die Werkstückfördereinrichtung einen ebenfalls vorbestimmten Punkt ihrer Bewegungsbahn er reicht. Bei der Steuerung des Antriebes der Greifer schienen bei Pressen wird der Weg des Pressenstößels abgetastet und mittels der so gewonnenen Stellgrößen der Greiferschienenantrieb gesteuert, wobei Punkten der Bewegungsbahn des Pressenstößels Punkte der Weg kurve der Greiferschienen zugeordnet sind.

Der Nachteil dieser Steuerung besteht in der elek trisch "starren" Verknüpfung zwischen Pressen- und Transferbewegung. Sie schließt den Einzelhub als wich tiges Arbeitsregime für die Leistungs- und Werkzeug flexibilität bei der Nutzung des Pressenkomplexes aus. Außerdem ist der Komplex nur nach vorher eingegebenen, abgestimmten Bewegungsabläufen zu betreiben.

Nach der DE-OS 34 25 066 ist eine Steuerschaltung, bei spielsweise mit Mikrorechner, für eine Transfereinrich tung mit zwei oder drei Bewegungsachsen bekannt, die Einrichtungen besitzt, um die die Hübe festlegenden Signale getrennt von der Preßbewegung zu erzeugen, wo mit einer Pressensteuereinrichtung, die aufgrund der Ausgänge der signalerzeugenden Einrichtungen Pressen start- und -stoppbefehle zu entsprechenden Zeitpunkten liefert, welche zumindest die Längsbewegung der Trans fereinrichtung nicht stören, um intermittierend Preß vorgänge zu bewirken. Neben der abwechselnd inter mittierenden Arbeitsweise von Presse und Transfervor richtung ist es auch möglich, daß die Transfervorrich tung kontinuierlich betrieben wird, während die Start- und Stoppvorgänge der Presse mit einer entsprechenden zeitlichen Steuerung bezüglich des Materialvorschubs durchgeführt werden. Ferner kann die Presse kontinuier lich betrieben werden, während der Materialvorschub mit einer entsprechenden zeitlichen Steuerung bezüglich der Pressenbewegungen intermittierend abläuft.

Diese Lösung beinhaltet zwar auch den technologisch wichtigen Einzelhub, dieser muß aber von außen ange wählt werden und ergibt sich nicht aus den aktuellen Parametern beim Betreiben des Komplexes. Durch die Anwahl bestimmter Hubmuster ist die Flexibilität hinsichtlich der Verwendung verschiedenster Werkzeug sätze eingeschränkt.

Das Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung eines Verfahrens zur Antriebssteuerung, durch das eine kollisionsfreie Bewegung zwischen Presse und Automa tisierungseinrichtung bei höchstmöglicher Ausstoß leistung des Pressenkomplexes gewährleistet ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Bewegungspa rameter des Teiletransportes unter den aktuellen Be dingungen von Werkstück, Werkzeug, Presse und Hubzahl so zu optimieren, daß eine maximale Transport- und Ab lagesicherheit bei gleichzeitig minimaler dynamischer Belastung der Automatisierungseinrichtung erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird das durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 beschriebenen Merkmale erreicht. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Merkmale sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.

Die Lösung ist aber auch bei allen anderen Zuführ-, Entnahme- und Transportvorrichtungen gültig, die un abhängige Antriebe der einzelnen Bewegungsrichtungen besitzen.

Die Erfindung soll an Hand von Zeichnungen näher er läutert werden. Die Zeichnungen zeigt

Fig. 1 Bewegungsablauf für den Schließ- und Hebe hub - Geschwindigkeit über die Zeit,

Fig. 2 Bewegungsablauf für den Schließ- und Hebe hub - Weg über die Zeit,

Fig. 3 Darstellung eines Komplexzyklus,

Fig. 4 Blockschaltbild zur Darstellung des Verfahrens.

Die Bedingungen der modernen metallverarbeitenden In dustrie fordern Automatisierungseinrichtungen, die sich durch einen hohen Flexibilitätscharakter aus zeichnen. Die vorliegende technische Lösung erfüllt diese Bedingungen durch eine Steuerung, die eine op timale Werkstück-, Werkzeug-, Maschinen- und Leistungs flexibilität ermöglicht. Die Transfereinrichtung wird von unabhängigen Hydromotoren betrieben. Die Schritt weiten aller drei Bewegungen sind frei wählbar. Der Bewegungsablauf von Schließen-Öffnen und Heben-Senken wird beispielsweise mit festen dynamischen Parametern und die Transportbewegung nach Beschleunigung und Ge schwindigkeit optimiert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die Bewegungsabläufe für die Hebe- bzw. Schließbewegung bei unterschiedlichen Hublängen.

Bei Vorgabe der Hochlauf- und Bremsbeschleunigung so wie der Grenzgeschwindigkeit lassen sich durch Va riation der Schaltpunkte beliebige Schließ- und Hebe hübe realisieren. Soll die Hauptbewegung der Transfer einrichtung, die Transportbewegung, dynamisch opti miert werden, so stellt sich sofort die Frage nach der verfügbaren Transportzeit. Von besonderer Bedeutung ist dabei der Pressensperrwinkel, eine technologische Größe, die durch die Pressen- und Werkzeugparameter eindeutig definiert ist. Innerhalb dieses Sperrwinkels dürfen Teile der Transfereinrichtung sich nicht in dem Raum der Presse befinden, der durch das sich bewegende Oberwerkzeug beschrieben wird. Somit wird der Sperr winkel zu einer werkzeugspezifischen Größe. Für eine Optimierung gelten folgende Prämissen:

1. Presse arbeitet im Dauerhub, Transfer im Schaltbe trieb.
2. Vollständige Ausnutzung des Freiwinkels.
3. Hubzahlabhängige Berechnung der minimal möglichen Beschleunigung der Transportbewegung zur Gewähr leistung einer optimalen Laufruhe und Ablagege nauigkeit.
4. Bei Erreichen der maximal möglichen Transferpara meter (Geschwindigkeit und Beschleunigung) automa tischer Übergang in den Einzelhub der Presse und damit Folgeschaltung.
5. Realisierung eines Klassensytems für technologisch bedingt langsame Transportvorgänge bzw. Einfahr regime.

Ausgehend von diesen Prämissen ergibt sich das Ver fahren zur Antriebssteuerung, wie in Fig. 4 dargestellt.

Zuerst erfolgt die Ermittlung des Freigängigkeits winkels durch die Bestimmung festgelegter Werkzeug konturen. Ein Sensor ermittelt bei jedem Hub der Pres se die aktuelle Pressendrehzahl und ermittelt daraus die Zykluszeit. Aus dem Freiwinkel und der Zyklus zeit ergibt sich die für die Transferbewegung zur Verfügung stehende Zeit. Mit den konstanten Zeiten für die Schließ- und Hubbewegung folgt daraus die Zeit für die Längsbewegung. Unter der Bedingung mi nimaler Beschleunigung lassen sich für jeden Längs hub die optimierten Parameter von Beschleunigung und Geschwindigkeit ermitteln. Entsprechend dieses be schriebenen Berechnungsalgorithmus werden für den jeweiligen Werkzeugsatz folgende Parameter über ein Terminal der Steuerung eingegeben:

- Beginn und Ende des Sperrwinkels,
- Hebehub,
- Schließhub,
- Transporthub.

In Fig. 3 ist der Ablauf eines Komplexzyklusses dar gestellt. Dabei bedeuten
(1) Stößelbewegung
(2) Schließbewegung (quer)
(3) Hubbewegung (vertikal)
(4) Transportbewegung (längs).

Nachdem die Presse gestartet wurde, erfaßt ein Meß system die aktuelle Hubzahl und der steuerungsin terne Rechner ermittelt nach oben beschriebenen Algorithmus die optimierten dynamischen Parameter für die Hauptbewegung.

Erreicht der Kurbelwinkel der Presse das Ende des Sperrwinkels, so wird der Start des Transfers aus gelöst. Sein Bewegungsablauf ist nun so abgestimmt, daß mit Beginn des Sperrwinkels der Transfer den vom Oberwerkzeug beschriebenen Raum verlassen und auch rechtzeitig vor dem erneuten Einschaltimpuls den Ge samtzyklus beendet hat.

Somit arbeitet die Presse im Dauerhub, der Transfer im Schaltbetrieb. Wird die Pressenhubzahl gesteigert während des Dauerhubes oder im ausgekuppelten Zustand, so wird diese Erhöhung im nächsten Hub registriert und neue Parameter für den Transfer berechnet.

Erreicht oder übersteigt dabei die ermittelte Geschwin digkeit oder Beschleunigung vorher festgelegte Grenz werte, so erfolgt die Bewegung des Transfers mit diesen Grenzwerten.

Die Steuerung registriert diesen Zustand und unter bricht den Dauerhub der Presse im oberen Totpunkt und leitet eine Folgesteuerung im Einzelhub ein.

Bei dem Übergang vom Dauerhub in den Einzelhub geht die Ausstoßleistung des Komplexes zurück (Verlustzeit während der Kupplungsvorgänge). Durch eine weitere Hubzahlsteigerung der Presse kann jedoch die maximale Dauerhubleistung wieder erreicht bzw. übertroffen werden.

Für Transportvorgänge, die aus technologischen Gründen bzw. zu Einrichtzwecken langsam ablaufen sollen, ist die automatische Anpassung der Transferzykluszeit an die Pressenhubzahl uneffektiv. Deshalb wurde in die Steuerung ein anwählbares Klassensystem aufgenommen, das aus festen aber niedrigen dynamischen Transfer parametern besteht.

Beim Aufruf einer dieser Klassen entfällt der Be rechnungsalgorithmus und aus Gründen der Freigängig keit arbeitet der Komplex in Folgesteuerung mit Ein zelhub. Dabei kann durch eine hohe Pressenhubzahl trotz langsamen Teiletransportes auch eine optimale Ausstoßleistung erzielt werden. Nach Ermittlung der optimierten Bewegungsparameter bzw. nach Aufruf der festen Werte aus den Klassenregimen erfolgt die Soll wertvorgabe für die Bewegungsabläufe, die Istwertrück führung und die erforderliche Regelung nach bekannten Strukturen, die nicht Gegenstand des Patentes sind. Gleiches gilt für die Sicherheitsschaltung, die die Einhaltung der Freigängigkeitskurven überwacht.

Claims

1. Verfahren zur Antriebssteuerung einer Presse und einer Transfereinrichtung mit von der Presse unab hängigem Antrieb, der für die zwei- oder dreidimen sionalen Bewegungen entsprechend einem Signal und in Abhängigkeit vom Freigängigkeitswinkel der Presse durch Servo-Stellglieder erzeugt wird, dadurch ge kennzeichnet, daß der Freigängigkeitswinkel der Presse in seinem gesamten Bereich vollständig ausgenutzt wird, derart, daß die Presse im Dauerhub arbeitet und die Start- Stopp-Befehle für die Transfereinrichtung unter hub zahl- und transferschrittweitenabhängiger Berechnung der minimal möglichen Beschleunigung und Geschwin digkeit der Transportbewegug bei festen dynamischen Parametern für die Schließ- und Hubbewegung gewählt werden.

2. Verfahren zur Antriebssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Start-Stopp-Befehle für die Schließ- und Hub bewegung der Transfereinrichtung auch unter hubzahl- und transferschrittweitenabhängiger Berechnung ihrer minimal möglichen Beschleunigung und Geschwindigkeit gewählt werden.

3. Verfahren zur Antriebssteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der maximal möglichen Beschleuni gungs- und Geschwindigkeitsparameter für die Transfer bewegungen ein automatischer Übergang in den Einzel hub der Presse erforderlich und eine Folgesteuerung realisiert wird.