DE4101603A1 - Verfahren zum konstanthalten der vorschublaengen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Regelungs- bzw. Steuerungsschaltung zum Konstanthalten der Vorschublängen von einer Presse oder Stanze mittels eines angesteuerten Vorschubapparates zugeführtem Bandmaterial.

Wie allgemein bekannt, wird Stanz- oder Pressenautomaten das Bandmaterial mit Hilfe von oszillierenden, rotierenden oder schwingenden Bringerelementen von Vorschubapparaten zugeführt, z. B. Zangen- oder Walzenvorschubapparaten.

Zur Sicherung einer hohen Qualität der zu produzierenden Teile ist es notwendig, während des Betriebs der Presse konstante Vorschublängen einzuhalten, insbesondere dann, wenn mit Folgewerkzeugen gearbeitet wird. Beim Betrieb der Presse können sich nun aber unter anderem durch Auftreten erhöhter Massenkräfte bei zunehmenden Hubzahlen, durch Lagerluft, oder durch Ausdehnung bedingt durch Temperatureinflüsse Abweichungen in der Vorschublänge ergeben. Weitere Einflüsse können auch durch die Oberflächenqualität oder die Abmessungen des Bandmaterials sowie auch durch die Größe des eingestellten Vorschublängenwertes auftreten. Bislang hat man solche Vorschubabweichungen dadurch erkannt, daß an dem ausgestanzten oder gepreßten Produkt Fehler aufgetreten sind, die sich durch Vermessen erkennen ließen. Nach Anhalten der Pressen oder Stanze hat man dann über ein Stellglied in dem Vorschubapparat einen neuen Sollwert vorgegeben. Bei dieser Vorgehensweise hängt die Wirksamkeit des Korrigierens stark von der Erfahrung und dem Können der Bedienperson ab. Unerfahrenere Bedienpersonen müssen häufiger nachkorrigieren und hierzu die Maschine auch häufiger stillsetzen, was einerseits einen erhöhten Ausschuß und andererseits längere Stillstandzeiten mit sich bringt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein geeignetes Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem es schnell und einfach möglich ist, durch Korrekturen in der Ansteuerung des Vorschubapparates die Vorschublängen innerhalb enger Toleranzgrenzen während sämtlicher Betriebssituationen der Stanze oder Presse konstant zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Veränderung der Vorschublänge oder eine oder mehrere, eine Veränderung der Vorschublänge bewirkende Einflußgröße gemessen werden, und daß aufgrund der gemessenen Werte nach einem Soll-/Ist-Wertvergleich durch entsprechende Ansteuerung des Vorschubapparates die Vorschublänge korrigiert wird.

Diese Lösung schlägt somit im Grunde zwei auf demselben Prinzip basierende Lösungsmöglichkeiten vor, die darin bestehen, sämtliche Einflußgrößen der Maschine, die eine Abweichung der Vorschublänge bewirken können, oder eine Änderung der Vorschublänge selbst zu erfassen und entsprechend die Vorschublänge des Vorschubapparates selbsttätig zu korrigieren. Dieses Verfahren kann in vorteilhafter Weise ständig oder in regelmäßigen Abständen während des Betriebs der Presse oder Stanze durchgeführt werden, ohne daß die Presse oder Stanze hierzu angehalten werden muß. Die Korrektur der Vorschublänge kann im Stand oder vorteilhaft auch im Betrieb der Presse oder Stanze erfolgen. Insbesondere hängt die Güte der Korrektur der Vorschublänge nun nicht mehr von den Fähigkeiten der Bedienperson ab, so daß letztendlich auch die Qualität der produzierten Teile beim Wechsel der Bedienperson konstant gehalten werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Vorschublänge am Vorschubapparat, am Werkzeug der Presse oder Stanze, oder am Bandmaterial selbst erfaßt werden. Handelt es sich um einen Walzenvorschub, so kann beispielsweise der zurückgelegte Drehwinkel einer der Walzen pro Zyklus gemessen werden. Bei einem Zangenvorschub kämen induktive Wegaufnehmer oder auch Lichtschranken vorzugsweise zum Einsatz. Es ist auch denkbar, in das Bandmaterial zusätzliche Löcher einzustanzen, die dann am Ausgang aus der Presse über eine Lichtschranke oder dgl. "abgefragt" werden.

Gemäß einer Variante des Verfahrens kann man anstelle der aktuellen Vorschublänge auch die Einflußgrößen messen, die unter anderem für eine Abweichung der Vorschublänge verantwortlich sind. Demzufolge kam man als Einflußgrößen die Hubzahl, die Temperatur, die Lagerluft, Abmessungen oder Oberflächenbeschaffenheit des Bandmaterials und/oder die Größe des eingestellten Vorschublängenwertes erfassen. Diesen erfaßten Werten ordnet man entsprechende, vorher durch empirische Versuche vorbestimmte Korrekturwerte zu und steuert mit Hilfe dieser Korrekturwerte und ohne Messung der aktuellen Vorschublänge den Vorschubapparat zur Konstanthaltung der Vorschublänge an. Abgesehen von den Materialeigenschaften sind all die anderen Einflußgrößen maschinenspezifisch, so daß die Korrekturwerte nur einmal festgelegt werden müssen und dann aus einem Speicher ausgelesen werden können.

Bei einer Regelungsschaltung zum Durchführen des obengenannten Verfahrens kann in bevorzugter Weise ein Meßwertaufnehmer zum Messen der aktuellen Vorschublänge, ein Soll-/Ist-Wertvergleicher zum Ermitteln eines Korrekturwertes und ein Wandler vorgesehen sein, der aufgrund des Korrekturwertes über ein Stellglied die Vorschublänge des Vorschubapparates korrigiert.

Gemäß einer Variante kann zum Durchführen des Verfahrens auch eine Steuerungsschaltung vorgesehen sein, die sich auszeichnet durch einen oder mehrere Meßwertaufnehmer zum Messen der Einflußgrößen, einen Speicher, in dem bestimmten Werten von Einflußgrößen zugeordnete Korrekturwerte abgelegt sind, einen Prozessor, der jeweils einen dem gemessenen Wert der Einflußgrößen zugeordneten Korrekturwert aus dem Speicher ausliest, und einen Wandler, der aufgrund des Korrekturwertes über ein Stellglied die Vorschublänge des Vorschubapparates korrigiert. Speicher und Prozessor können auch in einem gemeinsamen Bauteil, einem Microcontroller, untergebracht sein.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Darstel­ lung eine Presse mit einem vor­ geschalteten Bandvorschubs­ apparat und einem Blockschalt­ bild für die Korrektur des Vor­ schubapparates,

Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Vor­ schublänge gegenüber der Summe der Einflußparameter aufgetragen ist, um den Einfluß der Korrek­ tur zu verdeutlichen.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine herkömmliche Exzenterpresse 1 dargestellt, mit einem Exzenterantrieb 2, einer unteren Werkzeughälfte 3 und einer oberen Werkzeughälfte 4, auf die der Exzenterantrieb 2 über zwei Pleuel 5 auf den Stößel 20 wirkt.

Weiterhin ist zu erkennen, daß rechts neben der Exzenterpresse 1 Bandmaterial 6 einer Walzenvorschubeinheit 7 zu geführt wird, die wiederum das Bandmaterial zwischen der unteren und der oberen Werkzeughälfte 3 bzw. 4 durch die Presse 1 hindurchführt. Die Walzenvorschubeinheit 7 verfügt über einen Antrieb 8, der, zumindest bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel mit dem Exzenterpressenantrieb 2 gekoppelt ist. Darüber hinaus ist der Antrieb 8 jedoch über ein Getriebe und ein elektrisches Stellglied verstellbar, um die Vorschublänge des Bandmaterials 6 pro Pressenhub einstellen zu können. Getriebe und elektrisches Stellglied sind nicht im einzelnen dargestellt; sie gehören zum Antrieb 8 und sind auf dem hier einschlägigen Fachgebiet allgemein bekannt.

Besonders an dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist hingegen, daß eine Regeleinheit 9 vorgesehen ist, an welche z. B. über eine Leitung I oder über eine Leitung II Meßwertaufnehmer 10 bzw. 11 angeschlossen sind. Der Meßwertaufnehmer 10 besteht aus einer Lichtschranke, die die Position von durch die Werkzeughälften 3 und 4 bei jedem Pressenhub in das Bandmaterial 6 eingestanzten Löchern 12 erfaßt und über die Leitung I an die Regeleinheit 9 weitergibt. Eine Abweichung der Position der Löcher 12 von einer vorbestimmten Position ist ein direktes Maß für die Abweichung der Vorschublänge.

Anstatt die Vorschublänge bzw. abweichende Vorschublänge direkt am Bandmaterial 6 zu messen, ist es auch möglich, über einen Drehwinkellagegeber 14 den pro Vorschub zurückgelegten Drehweg einer Walze 13 der Walzenvorschubeinheit 7 zu messen.

Diese während des Betriebs der Exzenterpresse 1 ständig bzw. in regelmäßigen Abständen gemessenen Vorschublängen bzw. Vorschublängenabweichungen werden über die Leitung I bzw. II der Regeleinheit 9 zugeführt. In der Regeleinheit 9 ist ein vorbestimmter Sollwert abgelegt, der mit dem jeweils gemessenen Wert verglichen wird. Aus dem Sollwert/Istwertabgleich ergibt sich ein Korrekturwert, der über einen in der Regeleinheit 9 vorgesehenen, und daher nicht extra dargestellten Digital/Analogwandler über die Leitung 15 zur Ansteuerung des Antriebs 8 der Walzenvorschubeinheit 7 verwendet wird.

Die Funktionsweise der Regeleinheit 9 ist deutlicher noch in Fig. 3 dargestellt. Aus dem dort dargestellten Diagramm ist erkennbar, daß innerhalb einer gewissen Toleranzbreite die gemessene Vorschublänge von dem Sollwert abweichen kann. Sobald die obere Grenze des Toleranzbereichs erreicht wird, wird die Vorschublänge wieder auf den Sollwert korrigiert (1. Korrektur). Beim weiteren Betrieb der Exzenterpresse kann z. B. die Erwärmung der Maschine zu weiteren Abweichungen der Vorschublänge führen. So kann es vorkommen, daß die bereits korrigierte Vorschublänge wiederum die obere Grenze des Toleranzbereiches anstößt. Dann erfolgt eine weitere Korrektur (2. Korrektur). Kommen weitere Einflußparameter hinzu, ergeben sich zusätzliche Korrekturen (z. B. 3. Korrektur). In gleicher Weise erfolgt eine Korrektur, wenn die untere Toleranzgrenze erreicht wird.

Anhand von Fig. 2 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Der Aufbau der Presse 1 und der Walzenvorschubeinheit 7 einschließlich Antrieb 8 entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch nicht die aktuelle Vorschublänge gemessen; es werden vielmehr die Parameter gemessen, die einen Einfluß auf die Abweichung der Vorschublänge haben können. So werden z. B. über einen Drehzahlmesser 16 die Hubzahl der Presse und über ein Thermometer 21 die Temperatur erfaßt und an einen Prozessor 17 gegeben. Obgleich noch weitere Einflußgrößen Abweichungen der Vorschublänge zur Folge haben können, ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Übersichtlichkeit halber nur die Erfassung dieser beiden Einflußgrößen dargestellt. In einem Speicher 18 sind in Form von Programmen bzw. Speichertabellen Korrekturwerte abgelegt, die bestimmten Werten von Einflußgrößen zugeordnet sind. Je nach gemessener Einflußgröße, z. B. Drehzahl bzw. Temperatur liest der Prozessor 17 aus dem Speicher 18 einen entsprechenden Korrekturwert aus und gibt diesen über einen Digitalanalogwandler, der der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, über die Leitung 19 an ein Stellglied des Antriebes 8 der Walzenvorschubeinheit 7, um die Vorschublänge des Bandmaterials zu korrigieren. Auch bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Korrektur der Vorschublänge innerhalb gewisser Toleranzgrenzen erfolgen, so daß die Korrekturwerte aus dem Speicher 18 nur bei Überschreiten bestimmter vorgegebener Werte der gemessenen Einflußgrößen erfolgt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Konstanthalten der Vorschublängen von einer Presse oder Stanze mittels eines angesteuerten Vorschubapparates zugeführtem Bandmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß eine Veränderung der Vorschublänge oder eine oder mehrere, eine Veränderung der Vorschublänge bewirkende Einflußgrößen gemessen werden, und daß aufgrund der gemessenen Werte nach einem Soll-/Ist-Wertvergleich selbsttätig durch entsprechende Ansteuerung des Vorschubapparates die Vorschublänge korrigiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschublänge oder die Einflußgrößen ständig oder in regelmäßigen Abständen während des Betriebs der Presse oder Stanze gemessen werden, und daß die Vorschublänge während des Betriebs der Presse oder Stanze korrigiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschublängen am Vorschubapparat, am Werkzeug der Presse oder Stanze oder am Band selbst erfaßt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Einflußgrößen die Hubzahl, die Temperatur, die Lagerluft, Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit des Bandmaterials und/oder Größe des eingestellten Vorschublängenwertes erfaßt, diesen erfaßten Werten entsprechende, vorbestimmte Korrekturwerte zuordnet und mit Hilfe dieser Korrekturwerte und ohne Messung der aktuellen Vorschublänge den Vorschubapparat zur Konstanthaltung der Vorschublänge ansteuert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vorschublänge erst dann korrigiert, wem die gemessenen Werte die Grenzen eines vorwählbaren Toleranzfeldes überschreiten.

6. Regelungsschaltung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Meßwertaufnehmer (10; 11) zum Messen der aktuellen Vorschublänge, einen Soll-/Ist-Wertvergleicher (9) zum Ermitteln eines Korrekturwertes und einen Wandler, der aufgrund des Korrekturwertes über ein Stellglied die Vorschublänge des Vorschubapparates (7) korrigiert.

7. Steuerschaltung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Meßaufnehmer (16) zum Messen der Einflußgrößen, einen Speicher (18), in dem bestimmten Werten von Einflußgrößen zugeordnete Korrekturwerte abgelegt sind, einen Prozessor (17), der jeweils einen dem gemessenen Wert der Einflußgrößen zugeordneten Korrekturwert aus dem Speicher (18) ausliest, und einen Wandler, der aufgrund des Korrekturwertes über ein Stellglied die Vorschublänge des Vorschubapparates (7) korrigiert.