DE4411254C2 - Stanze sowie Verwendung eines potentiometrischen Wegaufnehmers hierfür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanze gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine solche Stanze ist bekannt (DE-38 17 939 A1). Sie weist eine durch eine Kolben-Zylinder-Einheit axial hubbewegbare Säule, einen auf dieser drehbar gelagerten Schwenkarm und eine Umschalteinrichtung zum Umschalten der Hubbewegung des Schwenkarms im untersten Totpunkt auf. Die Umschalteinrichtung ist mit einem Signalgeber versehen, der zwischen zwei mit dem Stanzdruck beaufschlagbaren Bauelementen der Stanze angeordnet ist und eine zur Signalgabe dienende, verformungsabhängig veränderlich elektrische Eigenschaft aufweist.

Nachteilig bei dieser Stanze ist die Erfassung des unteren Totpunktes des Hubes der Stanze aufgrund des Stanzdruckes, weil dieser von der Beschaffenheit und Dicke des zu stanzenden Materials sowie Größe und Schärfe der Stanzmesser abhängig ist. Ganz abgesehen davon, daß sich diese Parameter in Abhängigkeit von dem zu stanzenden Material und darüber hinaus während des Betriebes ändern können, ist diese Steuerung ungenau.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit der gattungsgemäßen Stanze zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Stanze gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird also zu Beginn des Stanzvorganges der Druckarm vorzugsweise hydraulisch langsam abgesenkt, solange bis er mit seinem Eigengewicht auf dem Messer aufsitzt. Während des Absenkvorgangs wird die analoge elektrische Ausgangsspannung des Schleifers des potentiometrischen Wegaufnehmers ständig von der Auswerteschaltung überprüft. Treten innerhalb einer bestimmten Zeit, beispielsweise einer Sekunde, keine Wertänderungen auf, wird der momentane IST-Wert der analogen Ausgangsspannung des Schleifers in dem Speicher gespeichert. Diese gespeicherte Spannung des Speichers entspricht der Position des unteren Totpunktes des Hubes des Stanzkopfes. Dieser gespeicherte Wert liegt an dem einen Eingang eines Komparators an, dessen anderer Eingang mit dem Schleifer des potentiometrischen Wegaufnehmers verbunden ist, wobei bei Übereinstimmung beider Eingangssignale ein Ausgangssignal abgegeben wird und zwar zu der Zeit, zu welcher der Stanzkopf sich in der Position des unteren Totpunktes und damit des Endes des Stanzhubes befindet, wobei das Ausgangssignal zur Umschaltung des Stanzhubes dient.

Gegenüber Stanzen, die z. B. die Aufbiegung des Schwenkarmes oder die hierbei ausgeübte Kraft beim Stanzen nach dem Stande der Technik messen, liegt der Vorteil der erfindungsgemäßen Umschalteinrichtung darin, daß der Stanzhub bzw. die aktuelle Position des Stanzkopfes laufend gemessen wird, wodurch eine genauere Steuerung des Umschaltpunktes möglich wird. Insbesondere durch die geringe Kraft, die der Schwenkarm auf das Stanzwerkzeug ausübt, können auch sehr kleine Messer äußerst genau eingestellt werden, ohne daß sich hierbei die Stanztiefe wesentlich vergrößert als bei solchen Stanzwerkzeugen mit großen Schnittlängen. In der Praxis überbrückt ein fest vorgegebener, maschinenabhängiger Korrekturwert die Schaltzeit des hydraulischen Schiebers, welcher von dem Ausgangssignal der Umschalteinrichtung angesteuert wird. Beispielsweise bedeutet dies, daß ca. 1,5 mm vor Erreichen des gemessenen und gespeicherten Stanzpunktes die Maschine bereits wieder nach oben gesteuert wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1 die Stanze, im schematischen Längsschnitt; und

Fig. 2 die Umschalteinrichtung als schematische Schaltskizze.

Die als Schwenkarmstanze ausgebildete Stanze weist ein Gestell 1 auf, das aus einer Bodenplatte 2, Seitenwänden 3 und einem Stanztisch 4 besteht. Am Gestell 1 sind zwei Führungen 5, 6 befestigt, in denen eine hohle Säule 7 verschiebbar aufgenommen ist. In dieser Hubsäule 7 ist als Antriebsvorrichtung ein Hydraulikzylinder 8 angeordnet, der ein mit der Hubsäule 7 fest verbundenes Gehäuse 9, einen Kolben 10 und eine durchgehende Kolbenstange 11 aufweist. An dem unteren mit Gewinde versehenen Ende der Kolbenstange 11 ist eine durch eine Kontermutter 12 gesicherte Mutter 13 angeordnet, die über mehrere Zylinderstifte 14 mit zwei auf der Bodenplatte 2 befestigten Konsolen 15 verbunden ist.

Auf der Säule 7 ist ein Schwenkarm 16 angeordnet, der eine sie umgebende Hülse 17 und einen hohl ausgebildeten Tragarm 18 aufweist. An der horizontal verlaufenden Bodenplatte 19 des Tragarmes 18 ist eine mit dem nicht dargestellten Stanzmesser in Berührung tretende Druckplatte 20 als Stanzkopf angeordnet. Am oberen Ende der Hülse 17 ist eine Deckplatte 21 lösbar befestigt, die einen nach abwärts ragenden, fest angeordneten Lagerbolzen 22 trägt.

Die Stanze ist mit einer insgesamt mit 30 bezeichneten Umschalteinrichtung vorgesehen. Diese weist einen einerseits an dem Gestell 1, andererseits an der Hubsäule 7 festgelegten potentiometrischen Wegaufnehmer 25 auf (Fig. 1), der als linear veränderbarer Widerstand ausgebildet ist, wobei die Widerstandsbahn als leitender Kunststoff ausgebildet ist.

Die Umschalteinrichtung 30 ist in Fig. 2 näher dargestellt und weist eine insgesamt mit 31 bezeichnete Auswerteschaltung auf.

An den beiden Eingangsanschlüssen 26, 27 des als Potentiometer wirkenden Wegaufnehmers 25 ist ein Schleifer 28 vorgesehen. Die über dem Schleifer 28 und dem einen Eingangsanschluß 27 abgegriffene analoge Ausgangsspannung wird der insgesamt mit 31 bezeichneten Auswerteschaltung zugeführt. Diese weist einen insgesamt mit 32 bezeichneten Speicher auf, an den die Ausgangsspannung des potentiometrischen Wegaufnehmers 25 als einzuspeichernde Eingangsspannung angelegt ist. Das Einspeichern geschieht dadurch, daß der Hub ausgelöst und der Druckarm hydraulisch langsam abgesenkt wird, bis er mit seinem Eigengewicht auf dem Messer aufsitzt. Während des Absenkvorgangs wird zum Zwecke des Einspeicherns der Stanzkopf hydraulisch langsam abgesenkt, bis er mit seinem Eigengewicht auf dem Messer auf sitzt. Im Speicher 32 werden periodisch die momentanen Werte der angelegten Eingangsspannung überprüft. Treten während zwei aufeinanderfolgenden Meßintervallen keine Änderungen auf, so wird der momentane IST-Wert als zu speichernder Wert übernommen. Dieser gespeicherte Wert kann mit einem maschinenabhängigen zu korrigierenden Korrekturwert gewichtet werden. Der Ausgang des Speichers 32 ist mit dem einen Eingang eines Komparators 33 und dessen anderer Eingang mit dem Schleifer 28 des potentiometrischen Wegaufnehmers 25 verbunden. Bei Übereinstimmung der an den beiden Eingängen angelegten Signale wird auf dem Ausgang 34 ein Ausgangssignal abgegeben, welches der Position des unteren Totpunktes am Ende des Hubes des Stanzkopfes entspricht. Dieses Signal wird dann auch zur Umschaltung des Stanzhubes durch Beaufschlagung des eigentlichen Hydraulikventils in der Versorgungsleitung des Hydraulikzylinders 8 verwendet.

Zur Erzielung einer großen Genauigkeit ist die Widerstandsbahn des potentiometrischen Wegaufnehmers 25 aus einem hochwertigen, leitenden Kunststoff hergestellt. Dadurch kann eine sehr hohe Auflösung erzielt werden, beispielsweise zehn Spannungswerte pro mm. Ferner ist durch Einsatz des potentiometrischen Weggebers sichergestellt, daß beim Einschalten oder nach einem Spannungsausfall sofort der Meßwert wieder zur Verfügung steht: es handelt sich um ein absolutes Verfahren.

Weiterhin kann die Messerhöheneinstellung durch langsames hydraulisches Absenken des Stanzkopfes erfolgen. Der Zylinderraum des Hydraulikzylinders 8 wird entleert, wodurch sich der Stanzkopf durch sein Eigengewicht absenkt, bis er auf dem Stanzwerkzeug (nicht dargestellt) auf sitzt. Die Messung des Stanzhubes erfolgt hierbei über den potentiometrischen Wegaufnehmer 25, der als linear veränderlicher Widerstand über seinen Schleifer eine Ausgangsspannung abnehmen läßt. Diese analoge, proportional zur Position des Schleifers entsprechende Spannung dient als Meßgröße für den Umschaltzeitpunkt der Stanze nach Ende des Hubes im unteren Totpunkt. Diese Werte können nicht nur für ein Messer, sondern für eine Vielzahl von Messern gespeichert werden. Außerdem kann bei der Erstinbetriebnahme und nach einem Gebertausch eine Suchfahrt durchgeführt werden, bei der die Stanze den mechanischen oberen sowie unteren Totpunkt des Hubes kennenlernt. Diese beiden Grenzwerte werden mit Korrekturwerten versehen und automatisch als Festwerte abgespeichert und dienen zur Begrenzung des Hubes nach oben und unten durch Festlegung des Rückhubes vor dem Erreichen des unteren Totpunktes, wenn kein Messer vorhanden ist. Diese Korrekturwerte gleichen hydraulisch bedingte Schaltzeiten aus, was bedeutet, daß beispielsweise 1,5 mm vor Erreichen des gespeicherten oberen bzw. unteren Totpunktes der Hydraulikschieber umgesteuert wird.

Claims (8)

1. Stanze mit einem an einem Gestell (1) befestigten Stanztisch (4), mit einem relativ dazu mittels einer Antriebsvorrichtung (8) zwischen dem oberen und dem unteren Totpunkt hin- und herbewegbaren, an einer Hubsäule (7) festgelegten Stanzkopf (20) und mit einer zum Umschalten der Hubbewegung des Stanzkopfes in dessen unterem Totpunkt dienenden Umschalteinrichtung (31), dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung (31) einen einerseits an der Hubsäule (7), andererseits an dem Gestell (1) festgelegten, potentiometrischen Wegaufnehmer (25) aufweist, dessen über dem Schleifer (28) und einem Eingangsanschluß (27) abgegriffene analoge Ausgangsspannung an eine Auswerteschaltung (31) angeschlossen ist, wobei das Ausgangssignal der Ausgangsleitung (34) der Umschalteinrichtung (30) das Umsteuern des Hubes im unteren Totpunkt steuert.

2. Stanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der potentiometrische Wegaufnehmer (25) mit seinem Gehäuse an dem Gestell (1) und mit seinem Schleifer (28) an der Hubsäule (7) oder umgekehrt festgelegt ist.

3. Stanze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der potentiometrische Wegaufnehmer (25) als Linear-Wegaufnehmer ausgebildet ist.

4. Stanze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahn des potentiometrischen Wegaufnehmers (25) als leitender Kunststoff ausgebildet ist.

5. Stanze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (31) zum Einspeichern über einen mit der Stanze auszuführenden Testhub mit einem elektrischen Speicher (32) zur Aufnahme des der Position des Endes des Stanzhubes entsprechenden Spannungswertes versehen ist.

6. Stanze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Werte mit einem maschinenabhängigen Korrekturwert einspeicherbar sind.

7. Stanze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (31) einen Komparator (33) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Speichers (32) und dessen anderer Eingang mit dem Schleifer (28) des potentiometrischen Wegaufnehmers (25) verbunden ist, wobei das bei Übereinstimmung beider Eingangssignale auf seiner Ausgangsleitung (34) ausgegebene Ausgangssignal der Position des unteren Totpunktes am Ende des Stanzhubes des Stanzkopfes entspricht und zur Umschaltung der Stanzbewegung zum oberen Totpunkt hin dient.

8. Verwendung eines potentiometrischen Wegaufnehmers (25) zum Umsteuern der Stanzbewegung einer Stanze im unteren Totpunkt.