DE69331974T2

DE69331974T2 - Verfahren und vorrichtung zur regelung überprüfung oder optimierung des zylinderstiftendrucks einer presse durch flüssigkeits oder anfangsdruckausstoss

Info

Publication number: DE69331974T2
Application number: DE1993631974
Authority: DE
Inventors: Kazunari Kirii; Shigehiro Kirii; Masahiro Shinabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2013-11-03
Also published as: EP0596697B1; EP0773075A2; EP0773075A3; DE69331974D1; EP0596696B1; DE69313585T2; EP0596697A1; DE69309610T2; EP0596696A1; EP0773075B1; DE69309610D1; DE69313585D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Optimierung einer Gegenhaltekissenanordnung zur Aufbringung einer gleichförmigen Gegenhalte- oder Platinenhaltekraft auf eine auf einer Presse zu bearbeitende Platine bzw. ein solches Schnittteil.

Diskussion des verwandten Stande der Technik

Eine Presse hat einen Pressenschlitten, an dem ein oberer Stanzstempel befestigt ist, welcher in Richtung eines unteren Stanzstempels abgesenkt wird, um eine Pressbearbeitung eines Schnitteils oder Werkstückes zwischen dem oberen und dem unteren Stanzstempel auszuführen, während das Schnitteil bzw. die Platine durch und zwischen dem oberen Stanzstempel und einem Druckelement wie beispielsweise einem Druck- bzw. Ziehring gehalten wird. Zum Halten der Platine während eines Pressbearbeitungszyklus ist eine Gegenhaltekissenanordnung bekannt, die (a) einen durch eine geeignete Krafterzeugungseinrichtung mit einer festgelegten Vorspannungskraft nach oben vorgespannten Gegenhalte- bwz. Puffertisch aufweist, (b) eine Mehrzahl von Ausgleichshydraulikzylindern, die auf dem Gegenhaltetisch bzw. der Gegenhalteplatte angeordnet ist und entsprechende, miteinander verbundene Fluidkammern aufweist, und (c) eine Mehrzahl von Gegenhalte- bzw. Polsterbolzen bzw. -stifte, die an ihren Unterenden mit den jeweiligen Hydraulikzylindern verbunden sind und an ihren Oberenden das Druckelement so abstützen, dass eine Platinenhaltekraft (Gegenhaltekraft), die der durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugten Vorspannkraft entspricht, über den Gegenhaltetisch, die Hydraulikzylinder und die Gegenhaltebolzen auf das Druckelement aufgebracht wird. Die Ausgleichshydraulikzylinder funktionieren derart, dass eine gleichmäßige bzw. gleichförmige Verteilung der Platinenhaltekraft auf die Gegenhaltebolzen sichergestellt ist, d. h., dass eine Übertragung der Platinenhaltekraft auf die Platine ermöglicht wird, so dass im wesentlichen gleiche Kraftkomponenten auf jeden der Gegenhaltestifte wirken.
Ein Beispiel einer solchen Gegenhaltekissenanordnung ist in der Offenlegungssschrift Nr. 1-60721 der nicht geprüften JApanischen Gebrauchsmusteranmeldung offenbart, bei der der Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern in Abhängigkeit von einem gewünschten Wert der Platinenhaltekraft und weiteren Parametern gemäß einer geeignet formulierten Gleichung oder durch einen Testfräsarbeitsgang so bestimmt wird, daß die Kolben aller Hydraulikzylinder unter den von den Gegenhaltebolzen während einer Pressbearbeitung der Platine aufgenommenen Reaktionskräften zwischen ihrem oberen und unteren Hubende positioniert sind (nicht an ihren Hubenden positioniert), und zwar unabhängig von Längenänderungen der Gegenhaltebolzen, einer Neigung der Gegenhalteplatte, und weiteren unerwünschten Einflußfaktoren der Anordnung. Die wie obenstehend beschrieben angeordnete Gegenhaltekissenanordnung stellt eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Haltekraft und des Oberflächendrucks über den Gesamtbereich des Druckelements sicher, wodurch eine durchwegs hohe Qualität der aus den Platinen erzeugten Artikel ermöglicht wird.
Ein weiteres Beispiel einer Gegenhaltekissenanordnung für eine Presse bzw. eine Pressmaschine ist in der Offenlegungsschrift Nr. 61-190316 offenbart, bei der die zur Erzeugung der auf das Druckelement aufzubringenden Platinenhaltekraft vorgesehene Krafterzeugungseinrichtung eine Kombination aus einem Gegenhaltepneumatikzylinder und einem Gegenhaltehydraulikzylinder aufweist, deren Kolben in Serie integral miteinander verbunden sind. Der Gegenhaltehydraulikzylinder ist mit einem Überdruck- bzw. Druckentlastungsventil verbunden, durch das das druckbeaufschlagte Fluid bzw. Strömungsmittel aus dem Hydraulikzylinder abgeführt wird, falls der Hydraulikdruck einen steuerbaren Grenzdruck überschreitet. Die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugte Platinenhaltekraft wird durch den Druck der verdichteten Luft, mit der der Pneumatikzylinder versorgt wird, und den Grenzdruck des Überdruckventils bestimmt. Während eines Pressbearbeitungsschritts wird der Grenzdruck des Überdruckventils durch eine Steuerung zum Ändern der Platinenhaltekraft gesteuert. Diese Gegenhaltekissenanordnung mit einer solchen Krafterzeugungseinrichtung und einer solchen Steuerung ist geeignet, um eine feine oder komplizierte Einstellung der Platinenhaltekraft während einer Pressbearbeitung durchzuführen. Das heisst, während einer Abwärtsbewegung des Pressenschlittens, nachdem der obere Stanzstempel die Platine berührt, um einen tatsächlichen Presshub zum unteren Hubende hinunter anzusetzen. Die Feineinstellung der Platinenhaltekraft ermöglicht eine Verringerung der Vibration bzw. der Schwingung der Platine bei anschlagender Berührung des oberen Stanzstempels an das Druckelement, und ist wirkungsvoll, um einen übermäßigen Anfangsbewegungsbetrag der Platine zwischen dem Druckelement und dem oberen Stanzstempel aufgrund der Vibration zu verhindern, wodurch eine vergleichsweise verbesserte Oberflächenqualität des aus der Platine erzeugten Artikels sichergestellt wird. Des Weiteren macht es die vorliegende Anordnung möglich, die auf die Platine während einer Pressbearbeitung wirkende Platinenhaltekraft zu verringern, um die Platine dadurch vor Bruch zu schützen, wodurch zur Verringerung der Materialkosten die Materialqualität der Platine abgesenkt werden kann. Deshalb stellt die Gegenhaltekissenanordnung mit der obenstehend beschriebenen Krafterzeugungseinrichtung und obenstehend beschriebenen Steuerung nicht nur eine gleichmäßige Verteilung der Platinenhaltekraft auf das Druckelement (Platine) sicher, sondern bietet auch weitere Vorteile für verbesserte Ergebnisse der Pressbearbeitung der Platine.
Die obige Gegenhaltekissenanordnung mit den Gegenhaltepneumatik- und Hydraulikzylindern als zur Steuerung der Platinenhaltekraft geeigneten Krafterzeugungseinrichtung benötigt jedoch zwei Hydraulikkreise, einen für die den Gegenhaltebolzen zugeordneten Ausgleichshydraulikzylinder und den anderen für die Gegenhaltehydraulikzylinder der Krafterzeugungseinrichtung zur Erzeugung der Platinenhaltekraft. Dementsprechend pflegt die Anordnung kompliziert und teuer zu sein. Obgleich die Kosten der Krafterzeugungseinrichtung und der Steuerung vergleichsweise niedrig sind, wenn sie bei Fertigung der Anordnung in eine Gegenhaltekissenanordnung eingebaut werden, benötigt die Anwendung dieser Krafterzeugungseinrichtung und Steuerung auf bestehende Gegenhaltekissenanordnungen wesentliche Abwandlungen der Anordnung, welche die Gesamtkosten der Anordnung auf ein derartig hohes Niveau ansteigen lassen, dass die praktische Anwendung einer solchen Krafterzeugungseinrichtung und Steuerung auf bestehende Gegenhaltekissenanordnungen nicht gerechtfertigt werden kann.
Wie obenstehend beschrieben, benötigt die gleichmässige Verteilung der Platinenhaltekraft auf das Druckelement und die Platine eine Positionierung der Kolben aller den Gegenhaltebolzen zugeordneten Ausgleichshydraulikzylinder zwischen oberen und unterem Hubende, d. h., dass sie während einer Pressbearbeitung der Platine in ihrer neutralen Position gehalten werden, unabhängig von möglichen Längenänderungen der Gegenhaltebolzen und anderen schwankenden Faktoren. Zu diesem Zweck wird ein zum Herstellen der gewünschten gleichmässigen Verteilung der Platinenhaltekraft auf das Druckelement vor einer Pressbearbeitung auf die Hydraulikzylinder aufgebrachter optimaler Anfangshydraulikdruck Po so bestimmt, dass er der folgenden Gleichung (1) genügt:
Xav = (Fs - N·As·Po) V/n²·As²·K (1)
wobei
Xav: Der durchschnittliche Arbeitshub der Kolben der Hydraulikzylinder (Gegenhaltebolzen) ist;
As: Der druckaufnehmende Bereich des Kolbens eines jeden Hydraulikzylinders;
K: Volumenbezogener Elastizitätsmodul des Arbeitsfluids;
V: Gesamtfluidvolumen in den Hydraulikzylindern und im daran angeschlossenen Hydraulikkreis;
Fs: Platinenhaltekraft; und
n: Anzahl der Hydraulikzylinder (Gegenhaltebolzen).
Der durchschnittliche Arbeitshub Xav der Kolben der Ausgleichhydraulikzylinder ist beispielsweise durch Experimente so festgelegt, dass es allen Gegenhaltebolzen möglich ist, an ihren oberen Enden an das Druckelement anzustoßen, während die Kolben der Hydraulikzylinder von ihren oberen Hubenden durch die Gegenhaltebolzen beabstandet sind, aber nicht aufgrund einer Kollision des oberen Stanzstempels über die Platine mit dem Druckelement während einer Pressbearbeitung der Platine ihre unteren Hubenden erreichen, auch wenn die Gegenhaltebolzen unterschiedliche Längenabmessungen aufweisen und der Gegenhaltetisch bezogen auf die Horizontalebene geneigt ist. Das Gesamtfluidvolumen V ist ein Gesamtvolumen des Arbeitsmittels in den Fluidkammern aller Hydraulikzylinder, wenn sich alle Kolben an ihren oberen Enden befinden, plus einem Volumen des im an die Hydraulikzylinder angeschlossenen Hydraulikkreis befindlichen Fluids bzw. Arbeitsmittels.
Der optimale Anfangshydraulikdruck Po, der so festgelegt ist, dass er die obige Gleichung (1) genügt, ermöglicht es den Kolben der Hydraulikzylinder grundsätzlich, um eine durchschnittliche Entfernung Xav während einer Pressbearbeitung der Platine abgesenkt zu werden, so dass die Platinenhaltekraft im wesentlichen gleichförmig auf die Druckelemente über die Gegenhaltebolzen verteilt ist. In diesem Zusammenhang sei jedoch erwähnt, dass der volumenbezogene Elastizitätsmodul K des Arbeitsmittels aufgrund von in das Arbeitsmittel eingebrachter Luft oder einer Störung des Arbeitsmittels schwankt. Deshalb ist der gemäß der obigen Gleichung (1) berechnete optimale Anfangshydraulikdruck Po nicht notwendigerweise genau. Um die Genauigkeit des optimalen Anfangshydraulikdrucks Po zu verbessern, ist es bekannt, den aus der Gleichung (1) erhaltenen Wert Po während einer Testpressbearbeitung einzustellen, so dass ein prozessinternen Hydraulikdruck PX, der während der Pressbearbeitung in den Hydraulikzylinder erzeugt wird, im wesentlichen mit einem Optimalwert PXo übereinstimmt, der entsprechend der folgenden Gleichung (2) erreicht wird:
Fs + Wr + n·Wp = n·As·FXo (2)
wobei
Fs: Die Platinenhaltekraft ist;
Wr: Das Gewicht des Druckelements;
Wp: Das Durchschnittsgewicht der Gegenhaltebolzen;
n: Die Anzahl der Gegenhaltebolzen; und
As: Der druckaufnehmende Bereich der Kolben der Hydraulikzylinder.
Die Werte Xav, As, K, V und weitere zur Berechnung des optimalen Anfangshydraulikdrucks Bo vor einer Pressbearbeitung und des optimalen prozessinternen Hydraulikdrucks PXo während der Pressbearbeitung nötigen Werte sollten so genau wie möglich sein. In diesem Sinne sollten diese Werte keine theoretischen Werte sein, sondern aus Experimenten erhalten worden sein, die auf den einzelnen spezielle Arbeitseigenschaften aufweisenden Pressen durchgeführt wurden. Diese zur Erzielung der zur Berechnung der optimalen Anfangs- und prozessinternen Werte Po und PXo verwendeten Werte durchgeführten Experimente sind extrem schwerfällig und zeitaufwendig. Dennoch können die durch die schwerfälligen Elemente erzielten Werte einige Fehler aufweisen, was zu Fehlern bei den berechneten Optimalwerten Po und PXo führt, wodurch es misslingt, eine gleichförmige Verteilung der Platinenhaltekraft und des Oberflächendrucks auf das Druckelement herzustellen bzw. zu errichten, auch wenn die tatsächlichen Anfangs- und prozessinternen Druckwerte P und PX auf die berechneten Optimalwerte Po und PXo eingestellt werden. Deshalb kann der aus der Platine erzeugte Artikel fehlerhaft sein. Ein weiterer, vorgeschlagener Ansatz zur Verbesserung der Qualität der erzeugten Artikel ist es, den tatsächlichen prozessinternen Hydraulikdruck PX mit dem oben stehend beschriebenen Optimalwert PXo zu vergleichen, um dadurch die Verteilung der Platinenhaltekraft auf das Druckelement zu überwachen. Der Vergleich der Werte PX und PXo erlaubt jedoch keine genaue Überprüfung der gleichförmigen Verteilung der Platinenhaltekraft.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des obenstehend diskutierten Standes der Technik gemacht.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, durch das ein Optimalzustand des Hydraulikdrucks der Gegenhaltekissenanordnung, wie beispielsweise der optimale Anfangs- und prozessinterne Hydraulikdruckwert der Ausgleichshydraulikzylinder, einfach und genau überprüft oder bestimmt werden kann, um eine gleichförmige Verteilung der Platinenhaltekraft auf das Druckelement über die Gegenhaltebolzen herzustellen.
Die obenstehende Aufgabe kann gemäß dieser Erfindung gelöst werden, welche ein in Anspruch 1 festgelegtes Verfahren zum Überprüfen eines Optimalzustands bezüglich eines Hydraulikdrucks einer Mehrzahl von Hydraulikzylindern in einer Gegenhaltekissenanordnung bereitstellt.
Der Graph von Fig. 17 zeigt eine Beziehung zwischen dem Anfangshydraulikdruck in den Hydraulikzylindern vor einer Pressbearbeitung der Platine und dem prozessinternen Hydraulikdruck während der Pressbearbeitung an. Diese Bedingung erhält man durch Verändern des Anfangshydraulikdrucks, während die anderen Betriebsparameter der Presse wie beispielsweise die Platinenhaltekraft konstant gehalten werden. Wenn der Anfangshydraulikdruck in einem hohen Bereich A liegt, werden die Kolben aller Hydraulikzylinder stationär gehalten, während sie an ihren oberen Hubenden gehalten werden, wie in Fig. 17 angezeigt. Wenn der Anfangshydraulikdruck soweit abgesenkt wird, dass er in einen relativ niedrigen Bereich B fällt, werden die Kolben von einigen den relativ langen Gegenhaltebolzen entsprechenden Hydraulikzylindern etwas von ihren oberen Hubenden weg nach unten bewegt, während die Kolben der anderen den relativ kurzen Gegenhaltebolzen entsprechenden Hydraulikzylindern noch an ihren oberen Hubenden gehalten werden. In diesem Zustand ist die Platinenhaltekraft nicht völlig gleichmäßig auf alle Gegenhaltebolzen verteilt. Da der Anfangshydraulikdruck der Hydraulikzylinder abgesenkt ist, steigt die Durchschnittsentfernung der Abwärtsbewegungen der Kolben der Zylinder an, wodurch die Anzahl derjenigen Zylinder ansteigt, deren Kolben vom oberen Hubende weg nach unten bewegt werden, wodurch die Platinenhaltekraft auf diese Zylinder und die entsprechenden Gegenhaltebolzen verteilt wird. Dementsprechend wird der prozessinterne Hydraulidruck der Zylinder während der Pressbearbeitung abgesenkt, da der Anfangshydraulikdruck innerhalb des Bereichs B abgesenkt wird.
Wenn der Anfangshydraulikdruck in einem Bereich C unterhalb des Bereichs B liegt, befinden sich die Kolben aller Hydraulikzylinder in ihren neutralen Positionen, d. h., sie befinden sich zwischen ihren oberen und unteren Hubenden, wie in Fig. 17 angezeigt. In diesem Zustand ist die Platinenhaltekraft über die jeweiligen Hydraulikzylinder gleichmässig auf alle Gegenhaltebolzen verteilt. In diesem Sinne wird der Bereich C als Optimalbereich bezeichnet. Innerhalb dieses Opitmalbereichs C wird der prozessinterne Hydraulikdruck im wesentlichen konstant gehalten, wobei die Zylinderkolben etwas zu ihren unteren Hubenden hin bewegt werden, da der Anfangshydraulikdruck abgesenkt wird. In einem Bereich C unterhalb des Optimalbereichs C schlagen die Kolben von einigen der Hydraulikzylinder am Boden an bzw. erreichen ihre unteren Hubenden, wodurch die Platinenhaltekraft nicht gleichmässig auf alle Gegenhaltebolzen verteilt wird. Die am Boden anschlagenden Kolben führen dazu, dass die Platinenhaltekraft ohne den Gegenhaltekissen- bzw. Dämpfungseffekt des Hydraulikdrucks direkt auf die entsprechenden Gegenhaltebolzen übertragen werden. Da der Anfangshydraulikdruck abgesenkt wird, steigt die Anzahl der am Boden anschlagenden Kolben, und der prozessinterne Hydraulikdruck sinkt entsprechend ab.
Es sei erwähnt, dass nicht alle auf dem Gegenhaltetisch vorgesehenen Hydraulikzylinder notwendigerweise oder immer in ihren Betriebszuständen angeordnet oder verwendet werden, um tatsächlich zur Übertragung der Platinenhaltekraft auf das Druckelement zu wirken, sondern einige der Hydraulikzylinder in ihren nicht betriebsbereiten Zuständen gehalten werden können, wenn benötigt.
In diesem Zusammenhang soll "alle Hydraulikzylinder", wie obenstehend unter Bezugnahme auf den Optimalbereich T definiert, so verstanden werden, dass alle Hydraulikzylinder, die in ihren betriebsbereiten Zuständen angebracht sind, und deren Kolben, die während einer Pressbearbeitung der Platine von ihren oberen Hubenden weg nach unten durch die entsprechenden Gegenhaltebolzen bewegt worden sind und zur Verteilung der Platinenhaltekraft auf das Druckelement beitragen, gemeint sind.
Falls die Gegenhaltebolzen eine extrem hohe Schwankung der Längenabmessung aufweisen, oder falls die Arbeitshübe von einigen der Zylinderkolben extrem klein sind, kann eine Situation auftreten, in der einige der Zylinderkolben an ihren oberen Hubenden gehalten werden, während die anderen Zylinderkolben auf den Boden anschlagen (an ihren unteren Hubenden gehalten werden). In diesem Fall ist es möglich, dass der Optimalbereich C des Anfangshydraulikwerts, wie obenstehend definiert, nicht erfasst oder nicht deutlich bestimmt werden kann, oder dass zwei oder mehr Optimalbereiche erkannt werden. In dieser Situation bestehen daher einige Abnormalitäten in der Gegenhaltekissenanordnung.
Aus den obenstehenden Erläuterungen wird deutlich, dass der Optimalbereich (in Fig. 17 mit C bezeichnet), in dem der prozessinterne Hydraulikdruck im wesentlichen konstant gehalten wird, auch mit einer Änderung im Anfangshydraulikdruck bestimmt, erkannt oder erfasst werden kann auf der Basis der Beziehung zwischen den Anfangs- und prozessinternen Werten des Hydraulikdrucks, welche durch Erfassen der prozessinternen Werte während eines Änderns der Anfangswerte erhalten wird. Der so bestimmte Optimalbereich C des Anfangshydraulikdrucks kann dazu verwendet werden, die Optimalbedingung bzw. den Optimalzustand bezüglich des Hydraulikdrucks der Hydraulikzylinder zu bestimmen, d. h., den optimalen Anfangsdruck und/oder den optimalen prozessinternen Druck der Hydraulikzylinder, welcher eine im wesentlichen gleichmäßige oder gleichförmige Verteilung der Platinenhaltekraft auf alle Gegenhaltebolzen ermöglicht. Im einzelnen beschrieben, kann ein innerhalb des bestimmten Optimalbereichs C ausgewählter Anfangshydraulikwert eines Optimal-Anfangsdrucks Po vor der Pressbearbeitung verwendet werden, welcher eine gleichmäßige Verteilung der Platinenhaltekraft auf alle Gegenhaltebolzen ermöglicht. Durch Einstellung des Anfangshydraulikdrucks auf den optimalen Anfangswert Po vor der Pressbearbeitung kann die Verteilung des Oberflächendrucks des Druckelements während der Pressbearbeitung im wesentlichen konstant über den gesamten Arbeitsbereich des Druckelements gemacht werden. Ferner ist der dem optimalen Anfangsdruckwert Po entsprechende prozessinterne Hydraulikdruckwert ein optimaler prozessinterner Hydraulikdruck PXo während der Pressbearbeitung. Demzufolge kann der Anfangshydraulikdruck fein eingestellt werden, so dass der tatsächliche prozessinterne Hydraulikdruck im wesentlichen mit dem Optimalwert PXo zusammenfällt. Des Weiteren können unangebrachte Pressbedingungen aufgrund einiger Abnormalitäten der Hydraulikzylinder (beispielsweise aufgrund von den Zylindern eingeschlossenen Fremdgegenständen) durch Überwachung des tatsächlichen prozessinternen Hydraulikdrucks auf im wesentlichen vorhandene Übereinstimmung mit dem Optimalwert PXo erfasst werden. Es ist ebenso möglich, die tatsächliche Platinenhaltekraft aus dem bestimmten optimalen prozessinternen Druckwert PXo zu erhalten. Falls der Optimalbereich des Anfangshydraulikdrucks nicht bestimmt oder erkannt werden kann, kann diese Information verwendet werden, um einen Hinweis darauf zu geben, dass die Gegenhaltekissenanordnung an einer Abnormalität leidet.
Wie aus der obenstehenden Beschreibung deutlich wird, ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren eine einfache und genaue Bestimmung oder Diagnose der Optimalbedingung bezüglich des Hydraulikdrucks der Hydraulikzylinder, ohne die herkömmlicherweise benötigte Berechnung gemäss der obenstehenden Gleichungen (1) oder (2) auf der Grundlage des durchschnittlichen Arbeitshubs Xav und des druckaufnehmenden Bereichs As der Kolben der Hydraulikzylinder, dem volumenbezogenen Elastizitätsmodul K und dem Gesamtvolumen V des Arbeitsmittels.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obenstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, ausführlichen Beschreibung unter Betrachtung der beiligenden Zeichnungen deutlicher, in denen:
Fig. 1 eine unvollständige, schematische Ansicht ist, die einen Teil einer mit einer Gegenhaltekissenanordnung ausgerüsteten Presse zeigt;
Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 1, welche eine Gegenhaltekissenanordnung zeigt;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 1, die eine weitere Anordnung zeigt;
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 1, die eine weitere Anordnung zeigt;
Fig. 5 ein Graph, der ein Beispiel einer Änderung des Fluidsdrucks in der Anordnung von Fig. 1 verwendeten Ausgleichshydraulikzylindern aufzeigt, wobei die Änderung durch Abführen des Arbeitsmittels aus den Zylindern bewirkt wird;
Fig. 6 ein Graph gleich dem in Fig. 5, der ein Beispiel einer Änderung des Fluidsdrucks in der Ausführungsform von Fig. 2 verwendeten Hydraulikzylindern;
Fig. 7 ein Graph ähnlich dem von Fig. 5, der ein Beispiel einer Änderung des Fluiddrucks in den in Fig. 3 verwendeten Hydraulikzylindern;
Fig. 8 ein Graph ähnlich dem von Fig. 5, der ein Beispiel einer Änderung des Fluiddrucks in den in Fig. 4 verwendeten Hydraulikzylindern anzeigt;
Fig. 9 eine schematische Ansicht, die eine weitere Anordnung erläutert;
Fig. 10 eine schematische Ansicht, die eine andere Gegenhaltekissenanordnung zeigt;
Fig. 11 eine schematische Ansicht, die eine weitere Gegenhaltekissenanordnung zeigt;
Fig. 12 eine schematische Ansicht, die eine Presse zeigt, die mit einer Gegenhaltekissenanordnung ausgestattet ist, deren Betriebsbedingungen durch eine Vorrichtung optimiert werden;
Fig. 13A und 13B Ansichten, die ein an der Presse von Fig. 12 vorgesehenes Bedienersteuerpult erläutern;
Fig. 14A und 14B Durchlaufdiagramme, die eine Routine zur Bestimmung und Errichtung von optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerten Po und PXo der Gegenhaltekissenanordnung erläutern;
Fig. 15 ein Graph, der einen Punkt erläutert, an dem der erfasste prozessinterne Hydraulikdruck PXn in Schritt S8 des Durchlaufdiagramms von Fig. 14 A gelesen wird;
Fig. 16 eine Ansicht, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen den erfassten Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerten Pn und PXn aufzeigt, welche zum Bestimmen der optimalen Anfangs- und prozessinternen Druckwerte Po und PXo der Routine der Fig. 14A und 14B verwendet werden;
Fig. 17 ein Graph, der die Änderungstendenz des prozessinternen Hydraulikdruckwertes PXn mit dem Anfangshydraulikdruckwert Pn erläutert;
Fig. 18 ein unvollständiges Durchlaufdiagramm, das die Schritte zur Steuerung des Anfangshydraulikdrucks P in einer Routine zur Steuerung einer Pressbearbeitung auf der Presse von Fig. 12 erläutert;
Fig. 19 ein unvollständiges Durchlaufdiagramm, das die Schritte zur Überwachung des prozessinternen Hydraulikdrucks PX in der obenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 18 bezeichneten Routine erläutert;
Fig. 20 ein Graph, der ein weiteres Beispiel einer Beziehung zwischen den Druckwerten Pn und PXn anzeigt, welche von denen der Fig. 16 abweichen;
Fig. 21A, 21B und 21C Durchlaufdiagramme, die eine in einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung ausgeführten Routine erläutern, anstatt der Routine der Fig. 14A und 14B;
Fig. 22 ein Durchlaufdiagramm, das eine andere Routine erläutert, die in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird;
Fig. 23A und 23B Durchlaufdiagramme, die eine andere Routine erläutern, die in einer anderen Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird;
Fig. 24 ein Durchlaufdiagramm, das eine Routine erläutert, die in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird;
Fig. 25 eine schematische Ansicht, die eine Presse zeigt, welche mit einer Gegenhaltekissenanordnung ausgestattet ist;
Fig. 26 ein Durchlaufdiagramm, das eine Routine zur Bestimmung der optimalen prozessinternen Hydraulikdrucks PXo der Anordnung von Fig. 25 erläutert; und
Fig. 27 ein Graph, der ein Beispiel einer Änderung des prozessinternen Hydraulikdrucks PX erläutert, wie in der Routine von Fig. 26 erfasst wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zuerst wird Bezug genommen auf Fig. 1, in der ein Teil einer Presse gezeigt wird, bei der ein unterer Stanzstempel in der Form einer Stanze bzw. Patrize oder Stempels 10 auf einem Kissen 12 angebracht ist, welches auf einem Maschinenfundament 16 ruhenden Träger 14 angeordnet ist, während ein oberer Stanzstempel bzw. Matrize 18 durch einen Pressenschlitten 20 gehalten wird, welcher durch einen Antriebsmechanismus vertikal hin und her bewegt wird, welcher wiederum - wie aus dem Stand der Technik bekannt - einen Antriebsmotor, Wellen und Bindeglieder umfaßt. Das Kissen 12 hat eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 24, durch die zugeordnete Gegenhalte- bzw. Dämpfungsbolzen 22 in der Richtung der Hin- und Herbewegung des Pressenschlittens 20 verlaufen. Die Gegenhaltebolzen 22 werden an ihren Unterenden durch eine Gegenhalte- bzw. Dämpfungsplatte 26 abgestützt, die unterhalb des Kissens 12 angeordnet ist.
Die Gegenhaltebolzen 22 sind dafür vorgesehen, an ihren Oberenden ein Druckelement in der Form eines Druckrings 28 abzustützen, welcher so angeordnet ist, daß er den Arbeitsbereich des Stempels 10 umringt. Die Anzahl der Gegenhaltebolzen 22 und ihre Positionen relativ zum Druckring 28 werden wie benötigt in Abhängigkeit von der Größe und dem Aufbau des Druckrings 28 bestimmt. Der Gegenhaltetisch 26 weist eine Mehrzahl von Ausgleichsyhdraulikzylindern 30 auf, die auf ihm fluchtend mit den durch das Kissen 12 gebildeten Durchgangsbohrungen 24 angeordnet sind, die Hydraulikzylinder 30 haben Gehäuse, die an der oberen Oberfläche des Gegenhaltetisches 26 gesichert sind, sowie Kolben, die in anschlagender Berührung mit den unteren Endflächen der jeweiligen Gegenhaltebolzen 22 gehalten werden. Wie obenstehend beschrieben, dienen der Stempel 10, der Stanzstempel 18 und der Druckring 28 jeweils als der untere Stanzstempel, der obere Stanzstempel und als das Druckelement.
Die Gegenhalteplatte 26 ist im Pressenträger 14 angeordnet und durch einen Gegenhaltepneumatikzylinder 32 abgestützt, so daß der Tisch 26 in der Richtung der Hin- und Herbewegung des Pressenschlittens 20 beweglich ist, und durch den Pneumatikzylinder 32 nach oben hin vorgespannt. Der Pneumatikzylinder 32 hat eine Luftkammer, die mit einem Lufttank 34 in Verbindung steht, welcher komprimierte Luft mit einem Pneumatikdruck Pa speichert, der von einer Luftdruckquelle 36 über einen Pneumatikdruckregler 38 geliefert wird. Der Pneumatikdruck Pa wird in Abhängigkeit von einer gewünschten, auf den Druckring 28 anzuwendenden Platinenhaltekraft bestimmt und eingestellt. Im einzelnen wird eine zu einem geplanten Artikel zu ziehende Platine 40 in der Form eines Metallstreifens auf den Druckring 28 angeordnet, bevor eine Press- oder Ziehbearbeitung der Platine 40 mit einer Abwärtsbewegung des Pressenschlittens 20 mit dem oberen Stanzstempel 18 eingeleitet wird. De der Schlitten 20 zu einem gegebenen Punkt abgesenkt wird, drückt der obere Stanzstempel 18 einen äußeren Abschnitt der Platine 40 gegen den Druckring, wodurch die Platine 40 vor einer Ziehbearbeitung der Platine 40 zwischen dem oberen und dem unteren Stanzstempel 18, 10 festgehalten wird. Daraus folgt, daß der Pneumatikzylinder 32 über den Druckring 28, die Gegenhaltebolzen 22, die Hydraulikzylinder 30 und den Gegenhaltetisch 26 niedergedrückt wird, wodurch eine dem Pneumatikdruck Pa des Zylinders 32 entsprechende Reaktionskraft auf den Druckring 28 als die Platinenhaltekraft oder Gegenhaltekraft wirkt, wie schon in der Technik bekannt.
Der Pneumatikzylinder 32, Lufttank 34, Luftdruckquelle 36 und Druckregler 38 bilden eine Krafterzeugungseinrichtung 42 zur Erzeugung der Platinenhaltekraft, die auf den Druckring 28 über den Tisch 26, Hydraulikzylinder 30 und Gegenhaltebolzen 24 aufgebracht werden soll. Diese Krafterzeugungseinrichtung 42 wirkt mit den Hydraulikzylindern 30, dem Gegenhaltetisch 26 und den Gegenhaltebolzen 22 zusammen, um einen mechanischen Teil einer Gegenhaltekissenanordnung 44 zur Aufbringung der Platinenhaltekraft auf den Druckring 28 zu bilden.
Die Fluidkammern der Hydraulikzylinder 30 stehen miteinander über einen Verteiler 46 in Verbindung, welcher an einen Hydrauliksteuerkreis 54 über einen flexiblen Schlauch 48, eine Fluidleitung 50 und ein magnetbetriebenes Absperrventil 52 angeschlossen ist. Das Absperrventil 52 wird durch eine Steuerung 56 gesteuert, um auswählbar in einer offenen Stellung zur Verbindung der Fluidleitung 50 und des Hydrauliksteuerkreises 54 und einer geschlossenen Stellung zum Trennen der Fluidleitung 50 vom Steuerkreis 54 angeordnet zu werden. An den Hydrauliksteuerkreis 54 ist eine pneumatisch betriebene Hydraulikpumpe 58 angeschlossen, die zum Druckbeaufschlagen eines Arbeitsmittels aus einem Reservoir 60 arbeitet. Das druckbeaufschlagte Fluid von der Pumpe 58 wird zum Hydrauliksteuerkreis 54 gesandt, welcher ein durch die Steuerung 56 zur Regelung des Drucks des zu den Hydraulikzylindern 30 zu sendenden Fluids gesteuertes Überdruckventil umfasst, so dass ein Anfangshydraulikdruck P in den Hydraulikzylindern 30 vor einer Pressbearbeitung oder einem Pressbearbeitungszyklus auf der Presse mit einem festgelegten Optimalwert Po übereinstimmt. Zu diesem Zweck ist ein Hydraulikdrucksensor 62 zur Erfassung des Hydraulikdrucks im Verteiler 46 an die Steuerung 56 angeschlossen, so dass die Steuerung 56 den Hydrauliksteuerkreis 54 basierend auf einem Ausgangssignal des Drucksensors 62 steuert, das den Druck in den Hydraulikzylindern 30 bezeichnet.
Die Steuerung 56 verwendet einen Mikrocomputer, der eine Zentralprozessoreinheit, einen Direktzugriffspeicher und einen Festspeicher umfasst. Der Mikrocomputer führt verschiedene Steuerungsprogramme zur Steuerung des oben beschriebenen Abschaltventils 52 und des oben beschriebenen Hydrauliksteuerkreises 54, sowie eines weiter unten beschriebenen Durchflusssteuerventils 68 aus. Der optimale Anfangshydraulikdruck Po wird gemäß einer passenden Formel oder Gleichung oder einer Testpressbearbeitung bestimmt, so dass die Hydraulikzylinder 30 unter von den Gegenhaltebolzen 22 während einer Pressbearbeitung der Platine 40 empfangenen Drücken zwischen ihren oberen und unteren Hubenden positioniert werden, unabhängig von Längenänderungen der Gegenhaltebolzen 22 und einer Neigung des Gegenhaltetisches 26. Mit anderen Worten sollte der bestimmte optimale Empfangshydraulikdruck Po die Kolben der Hydraulikzylinder 30 ihre neutrale Position beibehalten lassen, während die Platine 40 während einer Pressbearbeitung durch den Druckring 28 der Platine 40 gehalten wird. Das magnetisch betriebene Absperrventil 52 wird so lange in der offenen Stellung gehalten, bis eine Pressbearbeitung der Platine 40 anläuft, und beim Start der Pressbearbeitung in die geschlossene Stellung umgeschaltet.
Um eine ausgezeichnete Qualität des Erzeugnisses sicherzustellen, ist es nötig, die Kolben aller Hydraulikzylinder 30 während einer Pressbearbeitung in ihren neutralen Positionen der Platine 40 zu halten, so dass die Platinenhaltekraft im wesentlichen gleichförmig auf den Druckring 28 über seinen gesamten Oberflächenbereich über die einzelnen Hydraulikzylinder 30 wirkt, auch wenn einige Längenänderungen der Gegenhaltebolzen 22 und einige Grad Neigungswinkel der Gegenhalteplatte 26 bezüglich der horizontalen Ebene vorhanden sind. An die Fluidleitung 50 ist eine Ablass- oder Abfuhrleitung 66 angeschlossen, durch die das druckbeaufschlagte Fluid teilweise in das Reservoir 60 abgeführt werden kann. Die Ablassleitung 66 weist ein variables Durchflusssteuerventil 68 auf, dessen fluiddurchströmter Querschnittsbereich kontinuierlich variabel ist, um die Durchflussrate des Fluids in das Reservoir 60 einzustellen. Das Durchflusssteuerventil 68 wird durch eine Signal von der Steuerung 56 gesteuert, um auswählbar in einer geschlossenen Stellung zur Blockierung des durch das Ventil erfolgenden Fluiddurchflusses und einer geöffneten Stellung zum Gewähren des durch das Ventil erfolgenden Fluiddurchflusses bei der gesteuerten Durchflussrate angefordert zu werden. Normalerweise ist das Ventil 68 auf die geschlossene Stellung angeordnet.
Die Steuerung 56 empfängt Ausgangssignale der Positionssensoren 70 (beispielsweise Endschalter bzw. - taster), die zum Erfassen von jeweiligen vertikalen Positionen des Pressenschlittens 20 bei seiner Abwärtsbewegung für die Pressbearbeitung vorgesehen sind. Wenn die Pressbearbeitung der Platine 40 zwischen dem oberen und dem unteren Stanzstempel 18, 10 bei an seinem Außenabschnitt durch und zwischen dem oberen Stanzstempel 18 und dem Druckring 28 gehaltenen Schnittteil bzw. Platine 40 gestartet wird, gibt die Steuerung 56 den Befehl, dass das Durchflussventil 58 von der geschlossenen Stellung auf die offene Stellung umgeschaltet wird. Da der Pressenschlitten 20 weiter abgesenkt wird, ändert die die Ausgangssignale von den Positionssensoren 70 empfangende Steuerung 56 die Durchflussrate des Durchflusssteuerventils 68 gemäß eines festgelegten Musters, in Abhängigkeit von der durch die Positionssensoren 70 erfassten vertikalen Position des Schlittens 20.
Wenn die Pressbearbeitung der Platine 40 mit in der geschlossenen Position gehaltenem Durchflusssteuerventil 68 durchgeführt wird, wird die auf die Platine 40 aufgebrachte Haltekraft im wesentlichen konstant gehalten (genauer gesagt mit einem volumentrischen Abfall der Luftkammer des Pneumatikzylinders 32 etwas ansteigend) auf ein Niveau, dass den Pneumatikdruck Pa des Pneumatikzylinders 32 entspricht, wobei die Platinenhaltekraft im wesentlichen gleichförmig auf den Druckring 28 über die Hydraulikzylinder 30 und die Gegenhaltebolzen 22 verteilt ist. Fall das Fluid während der Pressbearbeitung, in der der Gegenhaltetisch 26, die Hydraulikzylinder 30 und die Gegenhaltebolzen 22 als eine Einheit abgesenkt werden, teilweise aus den Hydraulikzylinders 30 abgeführt wird, wird der Druck in den Hydraulikzylindern 30 zeitweise aufgrund der Massenträgheit dieser Bestandteile abgesenkt, wodurch die Platinenhaltekraft entsprechend abgesenkt wird. Der Betrag des Absinkens der Platinenhaltekraft schwankt mit der Abfuhrrate des Fluids aus den Hydraulikzylindern 30. Wenn die Fluidabfuhr aus den Zylindern 30 während der Pressbearbeitung (während des tatsächlichen Ziehhubs des Schlittens 20) gestoppt wird, steigt die Platinenhaltekraft zurück auf das ursprüngliche Niveau, entsprechend dem Pneumatikdruck Pa.
Deshalb kann die Platinenhaltekraft durch Öffnen des Durchflusssteuerventils 68 in der Ablassleitung 66 zum Starten des Fluidabfuhr aus den Hydraulikzylindern 30 bei Beginn der tatsächlichen Pressbearbeitung der Platine 40 und Einstellen der Durchflussrate des Durchflusssteuerventils 68 während der Pressbearbeitung wie benötigt gesteuert oder geändert werden. Wenn beispielsweise der Druck in den Hydraulikzylindern 30 wie im Graph der Fig. 5 dargestellt während einer Periode zwischen einem Zeitpunkt Sa, an dem die Pressbearbeitung gestartet wird, und einem Zeitpunkt Sd, an dem der Schlitten 20 sein unteres Hubende erreicht, stufenweise abgesenkt wird, wird die Platinenhaltekraft mit dem Absenken des Hydraulikdrucks in den Zylindern 30 stufenweise verringert. Der Hydraulikdruck kann wie in den Graphen der Fig. 6 bis 8 dargestellt abgesenkt werden. Das Muster der Durchflussratenänderung des Durchflusssteuerventils 68 ist durch Experimente festgelegt, beispielsweise, um ein gewünschtes Muster eines Druckabsenkens in den Hydraulikzylindern 30 und eines Verringerns der Platinenhaltekraft herzustellen, und bezogen auf die vertikalen Positionen des Pressenschlittens 20, wie durch die Positionssensoren 70 erfasst. Es sei erwähnt, dass der Ist-Druck bzw. der tatsächliche Druck in den Hydraulikzylindern 30 zum Nachstellen oder Regeln der Druckflussrate des Durchflusssteuerventils 68 für eine komplizierte Steuerung der Platinenhaltekraft verwendet werden kann, die exakt dem gewünschten Muster folgt. Die Notwendigkeit des Einstellens der Platinenhaltekraft während einer Pressbearbeitung der Platine 40 hängt von der speziellen Pressbearbeitung oder -bedingung auf der Presse ab. Wenn diese Einstellung, die einen Fluidabfluss aus den Hydraulikzylindern 30 mit sich bringt, durchgeführt wird, sollte der Anfangshydraulikdruck P auf das originale Optimalniveau Po eingestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform dient das Durchflusssteuerventil 68 als Durchflussregeleinrichtung zum Steuern eines Fluidabflusses aus den Hydraulikzylindern 30, und die Steuerung 56 als Einrichtung zum Steuern der Durchflussregeleinrichtung.
Es wird deutlich, dass die Pumpe 58 und der Hydrauliksteuerkreis 54 als Druckquelle zur Versorgung der Hydraulikzylindern 30 mit einem druckbeaufschlagten Fluid dienen, während die Steuerung 56, die Ablassleitung 66, das Absperrventil 76 und das Durchflusssteuerventil 68 einen Steuerungsabschnitt der Gegenhaltekissenanordnung 44 bilden.
Die wie oben beschrieben aufgebaute Gegenhaltekissenanordnung 44 ist zum Steuern oder Ändern der Platinenhaltekraft durch Abführen des Fluids aus den Hydraulikzylindern 30 geeignet, während eine Pressbearbeitung auf der Platine 40 ausgeführt wird. Der Fluidabfluss aus den Hydraulikzylindern 30 kann so gesteuert werden, dass die Vibration oder Oszillation der Platinehaltekraft bei der Kollision des oberen Stanzstempels 18 mit dem Druckring 28 gedämpft wird, wodurch ein übermäßiger Betrag an Anfangsbewegung der Platine 40 relativ zum Druckring 28 und dem oberen Stanzstempel 18 bei einer solchen Kollision wirksam vermieden wird, was zu einer Verbesserung der Oberflächencpialität des aus der Platine erzeugten Artikels führt. Des Weiteren ist die Verringerung der Platinenhaltekraft während der Pressbearbeitung wirksam, um Bruchbildung in der gezogenen Platine zu verhindern, und erlaubt die Verwendung von weniger teurem, niederqualitativem Material als Platine, während eine gewünschte Qualität des aus der Platine gefertigen Produkts sichergestellt ist. Infolge dessen stellt die Gegenhaltekissenanordnung nicht nur eine gleichmäßige Verteilung der Platinenhaltekraft auf den Druckring 28 sicher, sondern bietet auch verschiedene weitere Vorteile für verbesserte Ergebnisse der Pressbearbeitung auf der Presse.
Wie aus der obenstehenden Beschreibung deutlich wird, ist die vorliegende Gegenhaltekissenanordnung 44 zum Einstellen der Platinenhaltekraft während einer Pressbearbeitung durch teilweises Abführen des druckbeaufschlagten Fluids aus den Ausgleichshydraulikzylindern 30 ausgelegt, deren primäre Funktion es ist, eine gleichmäßige Verteilung der Platinenhaltekraft herzustellen. Dementsprechend benötigt die Anordnung 44 keinen herkömmlicherweise in Kombination mit einem Gegenhalte- bzw. Dämpfungspneumatikzylinder verwendeten Gegenhaltehydraulikzylinder, um eine der Einrichtung 42 der vorliegenden Ausführungsform entsprechende Druckerzeugungseinrichtung bereit zu stellen. Der herkömmlicherweise verwendete Gegenhaltehydraulikzylinder ist an ein Überdruckventil angeschlossen, um die Platinenhaltekraft zu steuern. Bei Abwesenheit eines solchen Gegenhaltehydraulikzylinders und eines an diesen Gegenhaltehydraulikzylinder angeschlossenen überdruckventils ist die vorliegende Gegenhaltekissenanordnung 44 vergleichweise einfach und bei niedrigen Kosten verfügbar. Des Weiteren kann die Gegenhaltekissenanordnung 44 einfach auf einer existierenden Presse eingesetzt werden, einfach durch Verbindung der Ablassleitung 66 mit den Fluidkammern der Ausgleichshydraulikzylinder 30 und Bereitstellen des Durchflusssteuerventils 68 in der Ablassleitung 66, so dass die Durchflussrate des Durchflusssteuerventil 68 durch die Steuerung 56 in Beziehung zur vertikalen Position des Pressenschlittens 20 gesteuert wird. Infolge dessen ist die Anordnung 44 auf der existierenden Presse ohne wesentliche Abwandlungen der Presse verfügbar.
Bezugnehmend auf die Fig. 2, 3, 4 und 9 werden nun einige Abwandlungen der Ausführungsform der Fig. 1 beschrieben. Bei diesen abgewandelten Ausführungsformen werden dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet, um die funktional entsprechenden Bestandteile zu bezeichnen.
Bei einer Gegenhaltekissenanordung 74 gemäß der Fig. 2 sind ein magnetisch betätigtes Absperrventil 76 und ein händisch gesteuertes Durchflusssteuerventil 78 in Serie in der Ablassleitung 66 verbunden. Die Durchflussrate des Fluidsteuerventil 78 wird händisch auf einen gewünschten Wert eingestellt. Wie das Absperrventil 52 wird das Absperrventil 76 wahlweise in die geöffnete und geschlossene Stellung unter Steuerung durch die Steuerung 56 gebracht. Beispielsweise wird das Absperrventil 76 an einem festgelegten Punkt Sw im tatsächlichen Ziehhub des Schlittens 20 wie in Fig. 6 dargestellt, geöffnet, um eine Abfuhr des Fluids aus den Hydraulikzylindern 30 über das Absperrventil 76 und das Durchflusssteuervenil 78 bei einer durch das Durchflusssteuerventil 76 bestimmten Durchflussrate zu ermöglichen, wodurch der Hydraulikdruck in den Zylindern 30 in einem in Fig. 6 angezeigten Muster geändert wird. Die Platinenhaltekraft wird entsprechend geändert. Während der Graph von Fig. 6 einen Anstieg des Drucks während einer Periode zwischen den Punkten Sa und Sb im Ziehhub anzeigt, erfolgt dieser Anstieg aufgrund der volumetrischen Verringerung des Gegenhaltepneumatikzylinders 32. Der Punkt Sa stellt einen Moment dar, an dem die Pressbearbeitung der Platine wie oben stehend unter Bezug auf den Graph von Fig. 5 beschrieben begonnen wird. Die Durchflussrate des Durchflusssteuerventils 78 und der Moment (Sb), an dem das Absperrventil 76 geöffnet wird, werden wie benötigt in Abhängigkeit von der speziellen Pressbearbeitung auf der Presse bestimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform von Fig. 2 dienen das magnetisch betätigte Absperrventil 76 und das händisch gesteuerte Durchflusssteuerventil 78 als die Durchflussregeleinrichtung.
Bei einer Stanzstempel-Gegenhaltekissenanordung 80 der Fig. 3 sind drei händisch betätigte Absperrventile 82a, 82b, 82c und drei händisch gesteuerte Durchflusssteuerventile 84a, 84b, 84c stromabwärts des magnetisch betätigten Absperrventils 76 anstatt des händisch gesteuerten Durchflusssteuerventils 78 vorgesehen, das in der Ausführungsform der Fig. 2 verwendet wird. Die drei Absperrventile 82a, 82b, 82c sind parallel miteinander verbunden, die drei Durchflusssteuerventile 84a, 84b, 84c sind mit dem jeweiligen Absperrventilen 82a, 82b, 82c verbunden. Die Durchflussraten der Durchflusssteuerventile 84a, 84b, 84c sind händisch auf festgelegte, verschiedene Werte eingestellt, und die Absperrventile 82a, 82b, 82c werden händisch durch den Bediener der Presse in Abhängigkeit von der speziellen Pressbearbeitung auf der Presse geöffnet und geschlossen. Deshalb kann die Gesamtrate des Fluidabflusses aus den Hydraulikzylindern 30 schrittweise durch ein Ändern der Kombination von geöffneten und geschlossenen Absperrventilen 82a, 82b, 82c geändert werden. Dementsprechend kann die Absinkrate der Platinenhaltekraft stufenweise geändert werden. Durchgezogene und strichpunktierte Linien im Graphen von Fig. 7 deuten zwei Beispiele des Hydraulidruckverringerungsmusters an, bei dem das magnetisch betätigte Absperrventil 76 mit den jeweiligen unterschiedlichen Kombinationen der geöffneten und geschlossenen Absperrventile 82a, 82b, 82c am Zeitpunkt Sa geöffnet wird. Das magnetisch betätigte Absperrventil 76, die händisch betätigten Absperrventile 82a, 82b, 82c und die händisch gesteuerten Durchflusssteuerventile 84a, 84b, 84c bilden die Durchflussregeleinrichtung.
Bei der Gegenhaltekissenanordnung 86 der Fig. 4 werden anstatt der in der Ausführungsform der in Fig. 3 verwendeten händisch betätigten Absperrventile 82a, 82b, 82c magnetisch betätigte Absperrventile 88a, 88b, 88c eingesetzt, die durch die Steuerung 56 geöffnet und geschlossen werden. Wie in Fig. 3 kann die Absinkrate der Platinenhaltekraft schrittweise in Abhängigkeit von der gewählten Kombination von geöffneten und geschlossenen Absperrvenilen 88a, 88b, 88c geändert werden. Des Weiteren kann die Absinkrate der Platinenhaltekraft sogar während des Vollzugs einer Pressbearbeitung der Platine 40 wie in Fig. 8 dargestellt geändert werden, da die Absperrventile 88a, 88b, 88c während der Pressbearbeitung durch die Steuerung 56 automatisch geöffnet und geschlossen werden können. Bei der vorliegenden Ausführungsform von Fig. 4 bilden die magnetisch betätigten Absperrventile 76, 88a, 88b, 88c und die händisch gesteuerten Durchflusssteuerventile 84a, 84b, 84c die Durchflussregeleinrichtung.
Bezugnehmend auf Fig. 9, in der die Hydraulikzylinder 30 so gezeigt sind, wie Sie in einer Ebene parallel zum Gegenhaltetisch 26 gesehen werden, verwendet eine Gegenhaltekissenanordnung 90 Ablassleitungen 92, die mit den Fluidkammern der Hydraulikzylinder 30 verbunden sind, aber nicht direkt mit dem Verteiler 46, der mit dem Hydrauliksteuerkreis 54 verbunden ist. Die Ablassleitungen 92 weisen Durchflusssteuervenile 94 auf, die in der Nähe der jeweiligen Hydraulikzylinder 30 angeordnet sind, so dass das Fluid von den Hydraulikzylindern 30 durch die Durchflusssteuerventile 94 und die Ablassleitungen 92 abgeführt werden kann. Die Ablassleitungen 92 sind mit dem Ölreservoir 60 über einen flexiblen Schlauch 96 verbunden. Wie die Durchflusssteuerventile 68 sind die Durchflusssteuerventile 94 relativ kompakte, variable Durchflusssteuerventile, welche durch ein von der Steuerung 56 empfangenes gemeinsames Steuersignal gesteuert werden, um wahlweise in eine geschlossene Position zur Blockierung eines Fluidabflusses aus den Hydraulikzylindern 30 und eine geöffnete Stellung zum Ermöglichen des Fluidabflusses bei einer gesteuerten Durchflussrate wie in Fig. 1 gebracht zu werden. Da die Fluidabflussrate jedes Hydraulikzylinders 30 durch das entsprechende Durchflusssteuerventil 94 in der eigenen Ablassleitung 92 gesteuert wird, erlaubt die vorliegenden Anordnung 90 eine Verringerung der Druckwerte in den einzelnen Hydraulikzylindern 30, bei geringerer Schwankung des Musters der Druckverringerung verglichen mit der Anordnung 44, bei der das einzige Durchflusssteuerventil 68 in der mit der Fluidzufuhrleitung 50 verbundenen Ablassleitung 66 vorgesehen ist. Infolge dessen stellt die vorliegende Anordnung 90 eine genauere Steuerung der Platinenhaltekraft während einer Pressbearbeitung bei Einhaltung einer gleichmäßigen Verteilung der Platinenhaltekraft auf den Druckring 28 sicher. Des Weiteren erlaubt die vorliegende Anordnung 90 ein relativ schnelles Abführen des Fluids aus den Zylindern 30, was zu einem ansteigendem Steuerbereich des Hydraulikdrucks führt und einem entsprechend ansteigendem Steuerbereich der Platinenhaltekraft.
Die Gegenhaltekissenanordnung 90 kann so abgewandelt werden, dass die einzelnen Durchflusssteuerventile 94 unabhängig voneinander durch die Steuerung 56 im Hinblick auf ihre Durchflussraten und/oder dem Zeitpunkt, an dem die Ventile 94 geöffnet werden, gesteuert werden.
Es werden nun weitere Anordnungen unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 beschrieben, in denen die gleichen Bezugszeichen wie die in Fig. 1 verwendeten verwendet werden, um funktional entsprechende Komponenten zu bezeichnen.
Bezugnehmend auf Fig. 10, in der die Hydraulikzylindern 30 in einer zum Gegenhaltetisch 26 parallelen Ebene gezeigt werden, hat eine Gegenhaltekissenanordnung 100, die Ausgleichshydraulikzylinder 30, die auf dem Gegenhaltetisch 26 angeordnet sind, sowie die Gegenhaltebolzen 22, die den Kolben der Hydraulikzylinder 30 wie in der Ausführungsform von Fig. 1 zugeordnet sind. Bei der vorliegenden Gegenhaltekissenanordnung 100 hat der Gegenhaltetisch 26 vier rechteckige Abschnitte, die mit A, B, C und D in Fig. 10 gezeichnet sind, wobei die Hydraulikzylinder 30 in entsprechende vier Gruppen eingeteilt sind. Das heißt, dass vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a, 30b, 30c und 30d in den jeweiligen hinten rechts-, vorne rechts-, hinten links- und vorne links-gelegenen Abschnitten A, B, C und D (oben rechts, unten rechts, oben links und unten links liegende Abschnitte A, B, C und D wie in Fig. 10 gesehen) des Gegenhaltetisches 26 angeordnet sind. Wie aus der folgenden Beschreibung deutlich wird, ist diese Anordnung geeignet, die lokalen Platinenhaltkraftwerte, die auf verschiedene Abschnitte des Druckrings 28 wirken, in Abhängigkeit von dem speziellen Aufbau und Einzelheiten der Platine 40 und schwankenden Abnutzungsgraden des den oben Stanzstempel 18, den unteren Stanzstempel 10 und den Druckring 28 umfassenden Stanzstempelsatzes einzustellen.
Die vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d sind mit entsprechenden vier Versorgungsleitungen 102a bis 102d verbunden, die unabhängig voneinander sind. Die Versorgungsleitungen 102a bis 102d sind mit entsprechenden Hydrauliksteuerkreisen 104a bis 104d über jeweilige flexible Schläuche 108a bis 108d und jeweilige magnetisch betätigte Absperrventile 106a bis 106d verbunden. Die magnetisch betätigten Absperrventile 106a bis 106d werden durch von der Steuerung 56 (wie schon in den vorherigen Ausführungsformen verwendet) empfangene Steuersignale unabhängig voneinander gesteuert, so dass die Zylinder 30a bis 30d der vier Gruppen vor einer Pressbearbeitung der Platine 40 jeweils optimale Anfangshydraulikdruckwerte Poa bis Pod haben.
An die vier Versorgungsleitungen 102a bis 102d sind entsprechende vier Hydraulikdrucksensoren 110a bis 110d zur Erfassung des Hydraulikdrucks in den Versorgungsleitungen 102a bis 102d angeschlossen, sowie entsprechende vier Ablassleitungen 112a bis 112d zur teilweisen Abfuhr des Fluids aus den entsprechenden vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d. An die vier Ablassleitungen 112a bis 112d sind entsprechende vier Durchflussregeleinrichtungen 114a bis 114d angeschlossen, die jeweils beispielweise aus dem in der Ausführungsform von Fig. 1 verwendeten Durchflusssteuerventil 68 bestehen können. Die Durchflussregeleinrichtungen 114a bis 114d sind an das Reservoir 60 über eine Abflussleitung 116 und einen flexiblen Schlauch 118 angeschlossen. Jede der Durchflussregeleinrichtung 114 hat eine geschlossene Stellung zum Blockieren eines hindurchströmende Fluidflusses, sowie eine geöffnete Stellung zum Ermöglichen des hindurchströmenden Fluidflusses. Die vier Durchflussregeleinrichtungen 114a bis 114d werden durch von der Steuerung 56 empfangene Steuersignale unabhängig voneinander gesteuert, um wahlweise in die geschlossene und geöffnete Stellung gebracht zu werden. Die Durchflussraten der Durchflussregeleinrichtungen 114a bis 114d in der geöffneten Stellung können durch die Steuerung wenn benötigt unabhängig voneinander gesteuert werden. Gemäß dieser Anordnung können die Druckwerte in den Hydraulikzylindern 30a bis 30d der vier Gruppen während einer Pressbearbeitung unabhängig voneinander in Abhängigkeit von den Fluidabfuhrraten durch die jeweilige Durchflussregeleinrichtung 114a bis 114d abgesenkt werden. Die Steuerung 56 speichert Daten, die die optimalen Anfangshydraulikdruckwerte Poa bis Pod (oben stehend genannt) anzeigen, Daten die die Zeitpunkte, an denen die Durchflussregeleinrichtungen 114a bis 114d geöffnet sind, anzeigen und -falls nötig - Daten, die die Durchflussraten der einzelnen Durchflussregeleinrichtugen 114a bis 114d anzeigen.
In der Gegenhaltekissenanordnung 100 wird das druckbeaufschlagte Fluid an die in den entsprechenden vier Abschnitten A bis D des Gegenhaltetisches 26 angeordneten vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d durch die entsprechenden Versorgungsleiten 102a bis 102d gesandt, wobei die Anfangsdruckwerte in den Hydraulikzylindern 30a bis 30d der vier Gruppen durch die entsprechenden Hydrauliksteuerkreise 104a bis 104d auf die jeweiligen Optimalwerte Poa bis Pod eingestellt werden. Desweiten kann das Fluid von jeder der vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d durch zugeordnete Ablassleitungen 112a, 112b, 112c, 112d bei einer an den entsprechenden Durchflussregeleinrichtungen 112a, 112b, 112c, 112d bestimmten, gegebenen Durchflussrate abgeführt werden. Diese Anordnung erlaubt eine feine bzw. komplizierte Einstellung der lokalen Platinehaltekraftwerte, die auf die lokalen Abschnitte des Druckrings 28 wirken, welche den vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d entsprechen, die in den jeweiligen vier Abschnitten A, B, C und D des Gegenhaltetisches 26 angeordnet sind. In einer Gegenhaltekissenanordnung 130, die in Fig. 11 gezeigt ist, wird ein einziger Hydraulikschaltkreis 54 anstatt der vier Hydraulikschaltkreise 104a bis 104d von Fig. 10 verwendet, der den vier Abschnitten A, B, C und D des Gegenhaltetisches 26 entspricht. Vier voneinander unabhängige Versorgungsleitungen 132a bis 132d sind mit den vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d verbunden und mit einem einzelnen Hydrauliksteuerkreis 54 über jeweilige flexible Schläuche 108a bis 108d und magnetisch betätigten Sperrventilen 106a bis 106d und durch eine gemeinsame Fluidleitung 134 verbunden. Die Druckwerte in den vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d und den vier Versorgungsleitungen 132a bis 132d sind durch entsprechende Sperrventile 106a bis 106d und dem einzigen Hydrauliksteuerkreis 54 gesteuert. Die vier Versorgungsleitungen 132a bis 132d sind mit jeweiligen Ablassleitungen 112a bis 112d und Durchflussregeleinrichtungen 114a bis 114d verbunden, so dass der Fluidabfluss von den Zylindern 30a bis 30d durch die Durchflussregeleinrichtungen 114a bis 114d unabhängig voneinander gesteuert werden. Die Gegenhaltekissenanordnung 130 von Fig. 11 hat die gleiche Funktion und die gleichen Vorteile wie die Gegenhaltekissenanordnung 100 von Fig. 10.
Als nächstes bezugnehmend auf die Fig. 12 bis 19 wird eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet werden, um funktional entsprechende Elemente zu kennzeichnen.
In einer Gegenhaltekissenanordnung 150 ist die Fluidleitung 50 über ein Rückschlagventil 156 an die durch eine Steuereinheit 158 gesteuerte Pumpe 58 angeschlossen. Die Fluidleitung 50 ist auch an einen Hydrauliksteuerkreis 160 mit einem durch die Steuereinheit 158 gesteuertem Überdruckventil angeschlossen, um den Druck P des an die Pumpe 58 gelieferten Fluids zu regeln. Im Einzelnen arbeitet der Hydrauliksteuerkreis 160, um den Anfangshydraulikdruck in den Hydraulikzylindern 30 auf einen festgelegten Optimalwert Po vor einer Pressbearbeitung zu steuern. Zu diesem Zweck ist die Steuereinheit 158 zum Empfangen eines Ausgangssignals des Hydrauliksteuerkreises 162 über einen Verstärker 164 und einen Analog-Digital-Wandler 166 eingerichtet. Das Ausgangssignal des Sensors 162 zeigt den Hydraulikdruck P in der Fluidleitung 50 und den Hydraulikzylindern 30 an.
Die Steuereinheit 158 besteht grundsätzlich aus einem Mikrocomputer der eine Zentralprozessoreinheit, einen Direktzugriffsspeicher und einen Festspeicher umfasst. Die Steuereinheit 158 arbeitet entsprechend den verschiedenen Steuerprogrammen, die im Festspeicher abgelegt sind, um die Pumpe 58 und den Hydrauliksteuerkreis 160 zu steuern, den optimalen Anfangshydraulikdruck Po und einen optimalen prozessinternen Hydraulikdruck PXo zu bestimmen und um einen prozessinternen Hydraulikdruck PX wie unten stehend erläutert zu überwachen. Der prozessinterne Hydraulikdruck PX ist der Druck in den Hydraulikzylindern 30 während einer Pressbearbeitung der Platine 40 und der optimale prozessinterne Hydraulikdruck PXo ist der Druck PX, der dem optimalen Anfangshydraulikdruck Po vor der Pressbearbeitung entspricht. An die Steuereinheit 158 ist ein Bedienersteuerpult 168 wie in den Fig. 13A und 13B dargestellt, angeschlossen. Die Steuereinheit 158 empfängt ein "Testlauf"-Signal 55, das erzeugt wird, wenn ein "Testlauf"-Druckknopf auf der Presse betätigt wird, sowie ein Signal SD, das erzeugt wird, wenn der Pressenschlitten 20 das untere Hubende oder einen etwas oberhalb des unteren Hubendes gelegenen Punkt erreicht hat. Das Bedienersteuerpult 168 hat, wie in den Fig. 13A und 13B gezeigt, verschiedene Anzeigen und Schalter, wie beispielsweise eine Anzeige 170 (Fig. 13A) zur Anzeige des Hydraulikdrucks P in den Hydraulikzylindern 30.
Die optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerte Po und PXo werden gemäß einer Routine wie in den Durchlaufdiagrammen der Fig. 14A und 14B erläutert bestimmt. Diese Routine wird mit Schritt S1 gestartet, um zu bestimmen, ob ein "Auto-Hand"- Auswahlschalter 172 (Fig. 13B) auf dem Steuerpult 168 in die "Auto"-Position für automatische Einstellung der hydraulischen Druckwerte Po und PXo gestellt ist. Wenn der Auswahlschalter 172 in die "Auto"-Position gestellt ist, wird Schritt S2 eingefügt, um zu bestimmen, ob ein "Einrichtung"-Druckknopf 174 auf dem Steuerpult 168 angeschaltet wurde. Falls der "Einrichtungs"- bzw. "Set up"-Druckknopf 174 mit in die "Auto"-Position gestellten Auswahlschalter 172 angeschaltet wurde, läuft der Steuerfluss weiter zu Schritt S3, um einen vorläufigen Anfangshydraulikdruck Pn (n = 1 bis 10) festzulegen. Die Steuereinheit 158 speichert Daten, die eine Gesamtheit von zehn vorläufigen Anfangsdruckwerten P1 bis P10 wiedergeben, wobei P1 und P10 jeweils 200 kgf/cm² und 20 kgf/cm² darstellen. Diese vorläufigen Anfangsdruckwerte P1 bis P10 fallen in Schritten von 20 kgf/cm² ab und stellen den Anfangshydraulikdruck P vom höchsten Druck P1 (200 kgf/cm²) bis zum niedrigsten Druck P10 (20 kgf/cm²) punktuell und in Folge ein. Hier sei erwähnt, dass ein kfg/cm² näherungsweise 9,8 · 10&sup4; Pa (Pascal) ist. Auf Schritt S3 folgt Schritt S4, in dem der Anfangshydraulikdruck P vor einer Pressbearbeitung der Platine 40 auf den momentan ausgewählten, vorläufigen Anfangswert Pn (in Schritt S3 eingestellt) eingestellt wird, beispielsweise auf P10 (200 kgf/cm²) im ersten Ausführungszyklus der Routine der Fig. 14A und 14B. Das heißt, dass die Pumpe 58 und der Hydrauliksteuerkreis 160 so betätigt werden, dass der Druck P auf ein Niveau eingestellt wird, dass im wesentlichen gleich dem vorläufigen Anfangswert Pn ist, basierend auf dem Signal vom Hydraulikdrucksensor 162. Wenn der Druck P den Wert Pn im wesentlichen erreicht hat, wird Schritt S5 ausgeführt, um einen geeigneten Summer in solcher Weise zu betätigen, dass angezeigt wird, dass der Druck P auf den momentan eingestellten vorläufigen Wert Pn eingestellt wurde.
Der Steuerfluss läuft anschließend weiter zu Schritt S6, um zu bestimmen, ob der "Testlauf"-Schalter an der Presse angeschaltet wurde. Wenn der die Betätigung des Summers wahrnehmende Bediener den "Testlauf"-Schalter aktiviert, wird der Steuereinheit 158 das "Testlauf"- Signal SS eingegeben, welche wiederum Schritt S7 durchführt, um den Summer zu stoppen und Schritt S8, in dem die Presse betätigt wird, um mit einer Auf- und Abbewegung des Pressenschlittens 20 einen Test- Pressbearbeitungsarbeitsgang durchzuführen. Des Weiteren wird ein vorläufiger prozessinterner Hydraulikdruck PXn in den Hydraulikzylindern 30 während einer Pressbearbeitung der Platine 40 gelesen, im Direktzugriffsspeicher abgelegt, und an der Anzeige 176 angezeigt. Der vorläufige prozessinterne Hydraulikdruck PXn entspricht dem vorläufigen Anfangshydraulikdruck Pn. Der Hydraulikdruck P in Hydraulikzylindern 30 schwankt dabei während eines Pressenzyklus wie in Fig. 15 angezeigt. Der in Schritt S8 zu lesende und zu speichernde Druck PXn ist der Druck P, wenn der Pressenschlitten 20 das durch SL in Fig. 15 angezeigte untere Hubende oder einen Punkt in der Nähe dieses unteren Hubendes SL erreicht, an dem sich die Schwingung des Drucks P gelegt hat. Mit anderen Worten ist der in der Speichereinheit 158 zu speichernde Druck PXn der Druck P, wie durch den Drucksensor 162 erfasst, wenn das Signal SD durch die Steuereinheit 158 empfangen wird. Der zu speichernde Druck PXn kann jedoch den Maximal- ,Minimal- oder Durchschnittswert der zu dem Zeitpunkt erfassten Druckwerte P sein, an dem das untere Hubende SL des Schlittens 20 erreicht wird.
Auf Schritt S8 folgt Schritt S9 zur Berechnung eines Änderungsbetrags
ΔPX = PXn - PXn - 1
des momentanen vorläufigen prozessinternen Hydraulikdrucks PXn bezogen auf den Vorgängerwert PXn-1. Auf Schritt S9 folgt Schritt S10 zur Bewertung, ob der Änderungsbetrag ΔPX gleich oder kleiner als ein festgelegter Wert α ist. Zweck des festgelegten Wertes α ist es, zu bestimmen, ob trotz einer Änderung des vorläufigen Anfangshydraulikdrucks Pn vor der Pressbearbeitung der vorläufige prozessinterne Druck PXn während der Pressbearbeitung im wesentlichen konstant ist. Dieser Wert α wird in Abhängigkeit von dem erwarteten Schwankungs- und Erfassungsfehler des Druckwerts Pn bestimmt und gewöhnlich in der Nähe von 5 kgf/cm² festgelegt. Wenn in Schritt S10 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, wird Schritt S11 ausgeführt, um ein Kennzeichen bzw. einen Merker F (1) festzulegen sowie Schritt S12 um eines von zehn Anzeigenlichtern 178 (Fig. 13B) am Bedienersteuerpult 168 zu aktivieren. Im Einzelnen entsprechen die zehn Anzeigenlichter 178 den zehn vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerten Pn, die in Schritt S3 nacheinander eingestellt werden, wobei das den Vorgängerwert Pn-1 entsprechende Anzeigenlicht 178 aktiviert wird.
Wenn der Änderungsbetrag ΔPX größer als der festgelegte Wert α ist, folgt auf Schritt S10 Schritt S13 zur Bewertung, ob der Merker F auf "1" gesetzt ist. Bei einer positiven Entscheidung (JA) in Schritt S13 wird Schritt S14 zwecks Neufestlegung des Merkers F "0" durchgeführt und anschließend wie oben stehend beschrieben Schritt S12 durchgeführt. Bei einer negativen Entscheidung (NEIN) in Schritt S13 oder nach dem der Schritt S12 durchgeführt wurde, läuft der Steuerfluss weiter zu Schritt S15. In Schritt S15 bestimmt die Steuereinheit 158, ob der momentan festgelegte vorläufige Anfangswert Pn gleich P10 ist, d. h. gleich 20 kgf/cm², d. h., ob die allen zehn vorläufigen Anfangswerten P1 bis P10 zugeordneten prozessinternen Druckwerte PXn erfasst und gespeichert wurden. Bei einer negativen Entscheidung (NEIN) in Schritt S15 springt der Steuerfluss zurück zu Schritt S3. Die Schritte S3 bis S15 werden mit stufenweise auf 20 kgf/cm² fallenden vorläufigen Anfangswerten Pn wiederholt ausgeführt. Im ersten Ausführungszyklus der Routine, in dem kein Vorgängerwert Pn-1 existiert, fallen die Schritte S9 bis S14 weg, so dass auf Schritt S8 Schritt S15 folgt.
Der Graph von Fig. 16 zeigt ein Beispiel der aus den zehn vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerten Pn durch wiederholte Ausführung der Schritte S3 bis S14 erhaltenen vorläufigen prozessinternen Hydraulikdruckwerten PXn. Bei diesem speziellen Beispiel ist der dem Anfangswert P4 (114 kgf/cm²) entsprechende prozessinterne Druckwert PX4 gleich 200 kgf/cm², während der dem Anfangswert PS entsprechende prozessinterne Druckwert PX5 gleich 198 kgf/cm² ist. Deshalb beträgt der Änderungsbetrag
ΔPX = PX5 - PX4
des Druckwerts 5 bezogen auf den Druckwert PX4 2 kgf/cm², was kleiner als der festgelegte Wert α von 5 kgf/cm² ist. Dementsprechend wird in Schritt S10 eine positive Entscheidung (JA) erzielt, wodurch das dem vorläufigen Anfangswert P4 (140 kgf/cm²) entsprechende Anzeigenlicht 178 aktiviert wird. Auf gleiche Weise wird die positive Entscheidung (JA) im Schritt S10 für die vorläufigen Anfangswerte P6 (100 kgf/cm²) und P7 (80 kgf/cm²) erzielt, wobei die den vorläufigen Anfangswerten PS (120 kgf/cm²) und P6 (100 kgf/cm²) entsprechenden Anzeigenlichter 178 aktiviert werden. Im Fall des vorläufigen Anfangswert P8 (60 kgf/cm²) ist der Änderungsbetrag
ΔPX = PX8 - PX7
größer als der festgelegte Wert α, wobei die negative Entscheidung (NEIN) im Schritt S10 erzielt wird. Da der Merker F im vorhergehenden Zyklus nicht auf "1" gestellt wurde, wird in Schritt S13 eine positive Entscheidung (JA) erzielt und auf Schritt S14 folgend Schritt S12 ausgeführt, wodurch das dem vorhergehenden Anfangswert P7 (80 kgf/cm²) entsprechende Anzeigenlicht 178 aktiviert wird. Schraffurlinien in der Reihe von Anzeigenlichtern 178 in Fig. 13B zeigen die aktivierten Anzeigenlichter 178 an.
Ein durch die aktivierten Anzeigenlichter 178 angezeigter Optimalbereich des Anfangshydraulikdrucks Pn entspricht einem Bereich C der Fig. 16 und 17, in dem der Änderungsbetrag ΔPX des prozessinternen Hydraulikdrucks PXn trotz der Änderung der vorläufigen Anfangswerte Pn kleiner als der festgelegte Wert α ist. Da die Anfangshydraulikdruckwerte Pn aller Hydraulikzylinder 30 innerhalb dieses Optimalbereichs gehalten werden, befinden sich die Kolben der mit den entsprechenden Gegenhaltebolzen 22 verbundenen Zylinder 30 während der Pressbearbeitung sämtlich zwischen Ihren oberen und unteren Hubenden, wie in Fig. 17 dargestellt, ohne dass die Kolben am Boden anschlagen, auch wenn der Pressenschlitten 20 auf sein unteres Hubende abgesenkt wird. Infolge dessen ist der Bereich C der Optimalbereich des Anfangshydraulikdrucks P. Der Bereich der vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerte Pn und der in Schritt S3 zum Erfassen des Optimalbereichs C verwendete Abstufungsbetrag werden speziell für individuelle Pressbearbeitungen passend bestimmt, die mit verschiedenen Platinenhaltekräften und verschiedenen Anzahlen von Gegenhaltebolzen 22 durchgeführt werden. Mit anderen Worten wird der Bereich der Werte Pn und der Abstufungsbetrag in Abhängigkeit von der Anzahl der Hydraulikzylinder 30, des druckaufnehmenden Bereichs und des Arbeitswegs der Kolben in den Zylindern 30 sowie eines Optimalbereichs der Platinenhaltekraft bestimmt, so dass der Optimalbereich C des Anfangshydraulikdrucks P für jeden einzelnen Pressarbeitsgang erfasst werden kann. Beispielsweise wird der optimale Anfangshydraulikdruckwert gemäß der oben stehend genannten Gleichung (1) geschätzt, abhängig von der Platinenhaltekraft und der Anzahl der Gegenhaltebolzen 22, wobei der Bereich der Anfangshydraulikdruckwerte Pn so bestimmt wird, dass er den derartig geschätzten optimalen Anfangshydraulikdruckwert umfasst.
Es sei erwähnt, dass eine übermäßige Schwankung der Länge der Gegenhaltebolzen 22 oder des Arbeitswegs der Kolben der Hydraulikzylinder 30 ein am Boden anschlagen der Kolben einiger der Zylinder 30 verursachen kann, ohne dass eine Platinenhaltekraft auf die Kolben der anderen Zylinder 30 wirkt. Beim Auftreten einer solchen Abnormalität der Gegenhaltekissenanordnung kann der optimale Bereich des Anfangshydraulikdrucks P mittels der Routine der Fig. 14A und 14B nicht herausgefunden werden. In diesem Fall kann die Abnormalität durch die Betriebszustände der Anzeigenlichter 178 erfasst werden. Beispielsweise ist dann keines der Lichter 178 oder keines der folgenden Lichter 178 aktiviert. Wenn der "Auto-Hand"-Auswahlschalter 172 auf "Hand" gestellt ist, kann der vorläufige Anfangshydraulikdruck Pn durch Verwendung einer Pn-Einstellskala 180 (Fig. 13A) auf dem Steuerpult 168 wie gewünscht gestellt werden. Bei diesem manuellen Einstellen wird der prozessinterne Hydraulikdruck PX ebenfalls auf der Anzeige 176 angezeigt, was das manuelle Einstellen des Anfangshydraulikdrucks Pn vereinfacht, d. h. das sequentielle Ändern des vorläufigen Anfangswerts Pn um einen gewünschten Abstufungs- oder Hochstufungsbetrag, um eine Änderung des prozessinternen Hydraulikdrucks PXn zu erfassen und den Optimalbereich C des Anfangshydraulikdrucks P zu bestimmen.
Unter Rückbezug auf das Durchlaufdiagramm von Fig. 14B läuft der Steuerfluss zu Schritt S16, falls die positive Entscheidung (JA) in Schritt S15 erzielt wird. Zweck von Schritt S16 ist es, zu bestimmen, ob der Merker F auf "1" gesetzt ist oder nicht. Falls JA, wird der Schritt S17 ausgeführt, um das dem letzten vorläufigen Anfangswert P10 (20 kgf/cm²) entsprechende Anzeigenlicht 178 zu aktivieren. Anschließend läuft der Steuerfluss weiter zu Schritt S18, um den Merker F "0" zurück zusetzen, sowie zu Schritt S19. Falls die negative Entscheidung (NEIN) in Schritt S16 erzielt wird, läuft der Steuerfluss direkt zu Schritt S19, wobei die Schritte 517 und 518 ausgelassen werden. Die Schritte 516 bis 518 sind dafür vorgesehen, dass dem im letzten vorläufigen Anfangswert P10 entsprechende Anzeigenlicht 178 zu aktivieren, falls der Änderungsbetrag ΔPX des dem letzten Anfangswert P10 entsprechenden prozessinternen Drucks PX10 gleich oder kleiner als der festgelegte Wert α ist.
Schritt S19 ist dafür vorgesehen, einen optimalen Anfangshydraulikdruck Po zu berechnen, der einen Durchschnitt der vorläufigen Anfangshydraulikwerte Pn, deren Anzeigenlichter 178 momentan aktiviert sind, entspricht. Der berechnete optimale Anfangshydraulikdruck Po wird im Direktzugriffsspeicher der Steuereinheit 158 abgespeichert. In dem in Fig. 13B gezeigten speziellen Beispiel ist der optimale Anfangshydraulikdruck Po gleich 110 kgf/cm² = (80 kgf/cm² + 100 kgf/cm² + 120 kgf/cm² + 140 kgf/cm²)/4. Anschließend läuft der Steuerfluss weiter zu Schritt S20, um einen optimalen prozessinternen Hydraulikdruck PXo zuberechnen, welcher ein Durchschnitt der gespeicherten vorläufigen prozessinternen Druckwerte PXn ist, die den Anzeigenlichtern 178 entsprechen, welche momentan aktiviert sind. In dem in Fig. 16 speziellen Beispiel ist der optimale prozessinterne Hydraulikdruck PXo = (PX4 + PX5 + PX6 + PX7)/4 = (200 kgf/cm² + 198 kgf/cm² + 202 kgf/cm² + 201 kgf/cm²)/4, was näherungsweise 200. kgf/cm² ist. Der berechnete optimale prozessinterne Hydraulikdruck PXo wird im Direktzugriffsspeicher der Steuereinheit 158 zusammen mit dem optimalen Anfangshydraulikdruck Po gespeichert. Dieser Werte Po und PXo werden als den optimalen Betriebszustand der Hydraulikzylinder 30 anzeigende Information verwendet.
Deshalb wird die Routine der Fig. 14A und 14B durchgeführt, um die optimalen anfangs- und prozessinternen Druckwerte Po und PXo zu erhalten. In einem echten Produktionslauf der Presse werden die Pumpe 58 und der Hydrauliksteuerkreis 160 betätigt, um den Anfangshydraulikdruck P auf den gespeicherten optimalen Anfangswert Po wie in Fig. 18 gezeigt vor einer Ziehbearbeitung einzustellen, wenn sich der Schlitten 20 beispielsweise an seinem oberen Hubende befindet. Wie oben stehend angesprochen, erlaubt es der optimale Anfangshydraulikdruck Po, dass die Kolben sämtlicher Hydraulikzylinder 30 während einer Ziehbearbeitung der Platine 40 zwischen ihren oberen und unteren Hubenden gehalten werden, wodurch die Platinenhaltekraft im wesentlichen gleichmäßig auf das Druckelement 28 verteilt ist, so dass die Platine 40 unter einem im wesentlichen gleichförmigen Oberflächendruck über ihren gesamten das Druckelement 28 berührenden Oberflächenbereich gehalten wird. Des Weiteren wird der prozessinterne Hydraulikdruck PX während der Ziebbearbeitung gelesen und mit dem gespeicherten optimalen prozessinternen Wert PXo wie in Fig. 19 angezeigt verglichen. Falls der tatsächliche prozessinterne Druck PX nicht im wesentlichen gleich dem Optimalwert PXo ist, wird ein Alarmlicht auf dem Bedienersteuerpult 168 angeschaltet oder es wird ein Summer auf geeignete Weise aktiviert, um den Bediener der Presse von einer Abnormalität der Presse zu informieren. Es ist möglich, denn Anfangshydraulikdruck P so einzustellen, dass der prozessinterne Hydraulikdruck PX im wesentlichen mit dem Optimalwert PXo übereinstimmt. Des Weiteren kann die Platinenhaltekraft Fs bei gegebenem optimalem prozessinternen Hydraulikdruck PXo gemäß der oben stehend gezeigten Gleichung (2) auf der Basis des druckaufnehmenden Bereichs As der Hydraulikzylinder 30, des Gewichts Wp der Gegenhaltebolzen 22, des Gewichts Wr des Druckrings 28 sowie des optimalen prozessinternen Druckwerts PXo erhalten werden.
Bei der vorliegenden Gegenhaltekissenanordnung 150 der Fig. 12 bis 19 werden die den festgelegten zehn vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerten Pn entsprechenden prozessinternen Hydraulikdruckwerte PXn erfasst, um den Optimalbereich C der Anfangswerte Pn zu bestimmen, in dem der Änderungsbetrag ΔPX der prozessinternen Druckwerte PX aufgrund einer Änderung der Anfangswerte P den festgelegten Wert α nicht überschreiten. Man erhält den optimalen Anfangshydraulikdruck Po durch Berechnen des Durchschnitts der vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerte Pn innerhalb des bestimmten Optimalbereichs C, während man den optimalen prozessinternen Hydraulikdruck PXo durch Berechnen des Durchschnitts der prozessinternen Druckwerte PXn erhält, die den Anfangswerten Pn innerhalb des Optimalbereichs C entsprechen.
Die obige Anordnung ermöglicht eine einfachere und genauere Bestimmung der optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerte Po und PXo als eine herkömmliche Anordnung, bei der die optimalen Werte gemäß der obigen Gleichungen (1) und (2) auf Basis des Durchschnittshubs Xav eines druckaufnehmenden Bereichs As der Kolben der Hydraulikzylinder 30, des volumenbezogenen Elastizitätsmoduls K des Arbeitsmittels, des Gesamtvolumens V des Arbeitsmittels, etc. erhalten werden. Infolge dessen garantiert die vorliegenden Ausführungsform geringere Produktfehler aufgrund ungleichmäßiger Verteilung der Platinenhaltekraft auf das Druckelement 28. Die An-Aus-Zustände der Anzeigenlichter 178 ermöglichen es dem Bediener, eine Abnormalität der Gegenhaltekissenanordnung 150 zu erkennen. Das Bedienersteuerpult 168 und die Schalter der Presse ermöglichen eine automatische Erfassung der prozessinternen Hydraulikdruckwerte PXn, eine automatische Berechnung des Änderungsbetrags ΔPX, eine automatische Bestimmung des Optimalbereichs C des Anfangshydraulikdrucks P sowie eine automatische Bestimmung oder Berechnung der optimalen Anfangs- und prozessinternen Druckwerte Po und PXo basierend auf dem bestimmten Optimalbereich C. Dementsprechend wird die Arbeitsbelastung des Bedieners verringert, wobei eine ungeeignete Einstellung der Arbeitsbedingung der Presse aufgrund einer fehlerhaften Bedienung durch den Bediener wirksam vermieden werden kann.
Aus der oben stehenden Beschreibung der Fig. 14 bis 19 wird deutlich, dass die von der Steuereinheit 158 ausgeführten Schritte S3, S4 und S8 einen Schritt bilden, in dem die Beziehung zwischen den Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerten Pn und PXn wie im Graph der Fig. 16 erläutert erhalten wird, während die Schritte S9, S10, S12 und S17 einen Schritt bilden, in dem der Optimalbereich C des Anfangshydraulikdruckwerts Pn bestimmt wird, bei dem der prozessinterne Hydraulikdruckwert PXn unabhängig von der Änderung der Anfangswerte Pn im wesentlichen konstant ist oder bei dem der Änderungsbetrag ΔPX nicht größer als der festgelegte Wert α ist. Des Weiteren dient der Drucksensor 162 als Einrichtung zur Erfassung des Hydraulikdrucks P in den Hydraulikzylindern 30, während der der Durchführung der Schritte S2 und S4 zugeordnete Abschnitt der Steuereinheit 158 mit der Pumpe S8 und dem Hydrauliksteuerkreis 160 zusammenwirkt, um eine Anfangsdruckänderungseinrichtung zum Ändern des vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerts Pn in einer Mehrzahl von Schritten mit einer festgelegten Änderungsrate, d. h. in Abstufungen von 20 kgf/cm², zu bilden. Es sei auch erwähnt, dass der zur Durchführung der Schritte S8 und S9 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung des Änderungsbetrages ΔPX des prozessinternen Hydraulikdrucks PX bildet. Der zur Durchführung von Schritt S10 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 bildet eine Bewertungseinrichtung zur Bewertung, ob der Änderungsbetrag ΔPX größer als der festgelegte Wert α ist, während der zur Durchführung der Schritte S12, S17, S19 und S20 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 eine Einrichtung zur Bestimmung der optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerte Po und PXo bildet, d. h., der optimalen Betriebsbedingung der Hydraulikzylinder 30 auf der Basis der vorläufigen Anfangshydraulikdrücke Pn innerhalb des Bereichs C.
Was die Beziehung zwischen den Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerten Pn und PXn betrifft, sei erwähnt, dass sich der prozessinterne Wert PXn nicht mit dem Anfangswert Pn aufgrund von Lufteinschlüssen im Arbeitsmittel wesentlich ändert, wenn der Anfangswert Pn relativ niedrig ist. Der Graph der Fig. 20 zeigt ein Beispiel eines solchen Falls, in dem die den relativ niedrigen Anfangswerten P9 = 40 kgf/cm² und P10 = kgf/cm² entsprechenden prozessinternen Hydraulikdruckwerte PX9 und PX10 im wesentlichen gleich groß sind. In diesem Fall wird die positive Enscheidung (JA) im Schritt S10 in dem Zyklus erzielt, in dem der Anfangswert P10 ( = 20 kgf/cm²) in den Schritten S3 und S4 gesetzt und hergestellt wird. Demzufolge werden die den Anfangswerten P9 und P10 entsprechenden Anzeigenlichter 178 in den Schritten S12 und S17 angeschaltet, wobei die Steuereinheit 158 die optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerte Po und PXo fehlerhaft bestimmen kann.
Es wird nun Bezug genommen auf die Durchlaufdiagramme der Fig. 21A, 21B und 21C, in denen eine Routine zum Bestimmen der optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerte Po und PXo erläutert wird, wobei diese Routine zum Vermeiden einer fehlerhaften Bestimmung des Optimalbereichs Pn aus dem oben beschriebenen Grund angepasst ist. In dieser Ausführungsform werden wieder die gleichen Bezugszeichen verwendet, die in den vorhergehenden Ausführungsformen verwendet wurden, um funktional entsprechende Elemente zu kennzeichnen.
Bezugnehmend auf Fig. 21A sind die Schritte S1 bis S8 gleich denen der Routine der Fig. 14A. Auf Schritt S8 folgt jedoch Schritt S21 (Fig. 21B), um zu bestimmen, ob ein Merker F1 auf "0" gesetzt ist. Da der Merker F1 im Initialisierungsprozess der Steuereinheit 158 auf "0" zurückgesetzt wird, folgt im ersten Ausführungszyklus der Routine Schritt S9 auf Schritt S21. Anschließend wird Schritt S10 ausgeführt, um zu Bewerten, ob der im vorhergehenden Schritt S9 berechnete Änderungsbetrag ΔPX gleich oder kleiner als der festgelegte Wert α ist. Wenn in Schritt S10 die positive Entscheidung (JA) erzielt wird, läuft der Steuerfluss zu Schritt S22, um einen Referenzhydraulikdruckwert PY zu setzen, und zu Schritt S23, um den Merker F1 und einen Merker F2 auf "1" zu setzen. Der Referenzwert PY wird nachfolgend als eine Basis verwendet, basierend auf der der Änderungsbetrag des prozessinternen Werts PXn berechnet wird. Der Referenzwert PY kann der im Schritt S8 im momentanen Ausführungszyklus der Routine erhaltene prozessinterne Wert PXn sein oder der in Schritt S8 im letzten Ausführungszyklus der Routine erhaltene prozessinterne Wert PXn-1 oder alternativ dazu der Durchschnittswert der Werte PXn und PXn-1. Auf Schritt S23 folgt Schritt S12, in dem das dem vorhergehenden Anfangswert Pn-1 entsprechende Anzeigenlicht 178 auf dem Steuerpult 168 aktiviert wird.
In dem Fall, in dem die positive Entscheidung (JA) in Schritt S10 erzielt wird und der Merker F1 in Schritt S23 auf "1" gesetzt wird, folgt im nächsten Ausführungszyklus der Routine Schritt S24 auf Schritt S21. In Schritt S24 wird ein Änderungsbetrag ΔPY = IPXn-PYI des momentanen prozessinternen Werts PXn bezogen auf den Referenzwert PY berechnet. Auf Schritt S24 folgt Schritt S25, um zu bewerten, ob der Änderungsbetrag ΔPY gleich oder kleiner als der festgelegte Wert α ist oder nicht. Der in Schritt S25 verwendete Wert α kann von dem in Schritt S10 verwendeten abweichen. Falls in Schritt S25 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, werden die Schritte 523 und S12 ausgeführt, um das dem vorhergehenden Anfangshydraulikdruckwert Pn-1 entsprechende Anzeigenlicht 178 zu aktivieren. Falls der Änderungsbetrag ΔPY größer als der festgelegte Wert α ist oder falls in Schritt S25 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, läuft der Steuerfluss zu Schritt S26, um zu bestimmen, ob der Merker F2 auf "1" gesetzt ist. Falls der Merker F2 auf "1" gesetzt ist, wird Schritt S27 ausgeführt, um den Merker F2 auf "0" zurückzustellen, wobei der Steuerfluss über Schritt S12 zu Schritt S15 läuft (Fig. 21C). Falls der Merker F2 auf "0" gesetzt ist, läuft der Steuerfluss direkt zu Schritt S15. Auf Schritt S15 folgt Schritt S16, um zu bestimmen, ob der Merker F2 auf "1" gesetzt ist. Falls der Merker F2 auf "1" gesetzt ist, wird Schritt S17 ausgeführt, um das dem momentanen Anfangsdruckwert Pn, nämlich P10 = 20 kgf/cm² entsprechende Anzeigenlicht 178 zu aktivieren. Auf Schritt S17 folgt Schritt S18, um die Merker F1 und F2 auf "0" zurückzustellen.
Bei der vorliegenden abgewandelten Ausführungsform der Fig. 21A, 21B und 21C ist Schritt S22 vorgesehen, um den Referenzhydraulikdruckwert PY zu setzen, wenn in Schritt S10 zum ersten Mal die positive Entscheidung (JA) erhalten wird (d. h. wenn der Änderungsbetrag ΔPX zum ersten Mal gleich oder kleiner als der festgelegte Wert α wurde). Wie oben stehend erläutert, wird der Referenzdruckwert PY durch den prozessinternen Druckwert PXn bestimmt, welcher wiederum erfasst wird, wenn in Schritt S10 zum ersten Mal die positive Entscheidung (JA) erhalten wird. Beispielsweise kann der Wert PY der momentane prozessinterne Druckwert PXn sein, der vorhergehende prozessinterne Druckwert PXn-1 oder der Durchschnitt der Werte PXn und PXn-1. Wenn der Referenzhydraulikdruckwert PY in Schritt S22 einmal gesetzt wurde, wird dieser Wert PY in den nachfolgenden Ausführungszyklen der Routine verwendet, um zu bewerten, ob der Änderungsbetrag des prozessinternen Werts PXn bei Änderung des Anfangswerts Pn im wesentlichen konstant ist. Das heißt, dass der momentane prozessinterne Wert PXn mit dem Referenzwert PY verglichen wird, um den Änderungsbetrag ΔPY in Schritt S24 zu erhalten, wobei der infolge dessen erhaltene Änderungsbetrag ΔPY mit dem festgelegten Wert α in Schritt S25 verglichen wird. In dem speziellen Beispiel von Fig. 20 wird der prozessinterne Hydraulikdruckwert PX4 oder PX5 oder der Durchschnitt dieser Werte PX4 und PX5 als Referenzwert PY verwendet. Dementsprechend wird der optimale Anfangshydraulikdruck Po in Schritt S19 auf der Basis der vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerte P4 bis P7 innerhalb des Optimalbereichs C und nicht auf der Basis der vorläufigen Anfangsdruckwerte P9 und P10 berechnet, welche fast gleich sind. Mit anderen Worten ist der dem Anfangswert P9 entsprechende Änderungsbetrag ΔPY notwendigerweise größer als der festgelegte Wert α, da die Differenz des prozessinternen Werts PX9 bezogen auf den Referenzwert PY wesentlich größer ist. Wie oben stehend beschrieben ist die vorliegende Anordnung zur Vermeidung einer fehlerhaften Bestimmung des Optimalbereichs des Anfangsdrucks auf der Basis der Anfangswerte P9 und P10 geeignet und sichert eine korrekte Bestimmung des Optimalbereichs C auf der Basis der Anfangswerte P4 bis P7 sowie eine genaue Berechnung der optimalen Anfangs- und prozessinternen Druckwerte Po und PXo auf der Basis der Werte Pn innerhalb des bestimmten Optimalbereich C und auf der Basis der entsprechenden prozessinternen Werte PXn.
In den Fig. 21A, 21B und 21C bilden die Schritte S3, S4 und S8 einen Schritt zum Erhalten der Beziehung zwischen den Anfangs- und den prozessinternen Hydraulikdruckwerten Pn und PXn, während die Schritte S9, S10, S12, S17, S22, S24 und S25 einen Schritt zur Bestimmung des Optimalbereichs C des Anfangshydraulikdruckwerts Pn bilden. Der Drucksensor 162 dient als Einrichtung zum Erfassen des Hydraulikdrucks P, der zur Ausführung der Schritte S3 und S4 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 wirkt mit der Pumpe 58 und einem Hydrauliksteuerkreis 160 zusammen, um eine Anfangsdruckänderungseinrichtung zum Ändern des vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerts Pn zu bilden. Der zur Ausführung der Schritte S8, S9, S22 und S24 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 bildet eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung des Änderungsbetrags ΔPX, ΔPY. Der zur Durchführung der Schritte S10 und S25 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 bildet eine Bewertungseinrichtung zur Bewertung, ob der Änderungsbetrag ΔPX, ΔPY größer als der festgelegte Wert α ist, während der zur Durchführung der Schritte S12, S17, S19 und S20 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 eine Einrichtung zur Bestimmung der optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerte Po und PXo bildet, d. h. zur Bestimmung der optimalen Betriebsbedingung der Hydraulikzylinder 30. Es sei auch erwähnt, dass der zur Durchführung der Schritte S21 und S23 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 eine Einrichtung bildet, um die Ausführung der Schritte S9 und S10 zu blockieren, wenn die positive Entscheidung (JA) in Schritt S10 erhalten wird.
Eine Abwandlung der Fig. 21A, 21B und 21C ist im Durchlaufdiagramm der Fig. 23 dargestellt. Diese abgewandelte Ausführungsform umfasst ebenfalls die Schritte S21 bis S27 der vorhergehenden Ausführungsform. Während Schritt S21 in der vorhergehenden Ausführungsform zwischen den Schritten S8 und S9 ausgeführt wird, folgt dieser Schritt S21, falls ausgeführt, in der vorliegenden abgewandelten Ausführungsform von Fig. 22 auf Schritt S10. Im Einzelnen werden die Schritte S8, S9 und S10 in der beschriebenen Reihenfolge wie in der Ausführungsform der Fig. 14A und 14B ausgeführt, so dass der in Schritt S9 basierend auf dem in Schritt S8 gelesenen und gespeicherten prozessinternen Hydraulikdruckwert PXn berechnete Änderungsbetrag ΔPX mit dem festgelegten Wert α in Schritt S10 verglichen wird. Falls der Änderungsbetrag ΔPX gleich oder kleiner als der festgelegte Wert α ist, folgt auf Schritt S10 Schritt S21, um zu bestimmen, ob der Merker F1 auf "0" gesetzt ist. Da der Merker F1 auf "0" initialisiert wurde, wird in Schritt S21 die positive Entscheidung (JA) erhalten, wenn dieser Schritt S21 zum ersten Mal ausgeführt wird. Daraus folgt, dass auf Schritt S21 Schritt S22 folgt, in dem der Referenzhydraulikdruckwert PY wie oben stehend unter Bezugnahme auf die vorhergehende Ausführungsform der Fig. 21A, 21B und 21C beschrieben gesetzt wird. Anschließend läuft der Steuerfluss weiter zu Schritt S23, um die Merker F1 und F2 auf "1" zu setzen, und zu Schritt S12, um das dem vorhergehenden vorläufigen Anfangshydraulikdruckwert Pn-1 entsprechende Anzeigenlicht 128 anzuschalten. Wenn die positive Entscheidung (JA) in Schritt S10 einmal erhalten wurde und der Merker F1 in Schritt S23 auf "1" gesetzt wurde, wird in Schritt S21 im nächsten Ausführungszyklus der Routine die negative Entscheidung (NEIN) erhalten, wodurch dann Schritt S24 auf Schritt S21 folgt. Falls die negative Entscheidung (NEIN) in Schritt S10 erhalten wird, falls der Änderungsbetrag ΔPX größer als der festgelegte Wert α ist, folgt auf Schritt S10 Schritt S26.
In der vorliegenden Ausführungsform der Fig. 22 werden daher Schritt S21 und die nachfolgenden Schritte nur ausgeführt, nachdem der Änderungsbetrag ΔPX gleich oder kleiner als der festgelegte Wert α wurde. Wenn in Schritt S22 der Referenzhydraulikdruckwert PY einmal gesetzt wurde, folgen auf Schritt S21 Schritt S24 und die nachfolgenden Schritte, so dass der prozessinterne Hydraulikdruckwert PXn mit dem Referenzwert PY verglichen wird. Wenn der Referenzwert PY einmal gesetzt wurde, führt die positive Entscheidung (JA) in Schritt S10 nicht zu einer automatischen Ausführung von Schritt S12. Das heißt, dass wenn Schritt S12 einmal den Schritten 522 und S23 nachfolgend ausgeführt wird, dieser Schritt S12 nicht noch einmal ausgeführt wird, bis die positive Entscheidung (JA) in Schritt S25 erhalten wird (bis der Änderungsbetrag ΔPY gleich oder kleiner als der festgelegte Wert α wurde), nachdem die positive Entscheidung (JA) in Schritt S10 erhalten wird (der Änderungsbetrag APX wurde gleich oder kleiner als der Wert α). Falls in Schritt S25 die negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, wird der Merker F2 in Schritt S27 auf "0" gesetzt, wobei im nächsten Zyklus in Schritt S26 die negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, wodurch Schritt S12 nicht mehr ausgeführt wird. Infolge dessen hat die Ausführungsform der Fig. 22 die gleichen Vorteile wie die vorhergehende Ausführungsform der Fig. 21A, 21B und 21C.
Eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 14A und 14B wird im Durchlaufdiagramm der Fig. 23A und 23B erläutert, indem Schritte S1 bis S10 wie in der Ausführungsform der Fig. 14A und 14B ausgeführt werden. Die vorliegende abgewandelte Ausführungsform verwendet zwei Merker F1 und F2. Wenn in Schritt S10 die positive Entscheidung (JA) erhalten wird, wird Schritt S28 ausgeführt, um den Merker F1 auf "1" zu setzen, wobei anschließend Schritt S12 ausgeführt wird, um das dem vorhergehendem vorläufigen Anfangshydraulikdruckwert Pn-1 entsprechende Anzeigenlicht 128 zu aktivieren. Wenn in Schritt S10 die negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, wird Schritt S29 ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Merker F1 auf "1" gesetzt ist. Falls der Merker F1 auf "1" gesetzt ist, folgt auf Schritt S29 Schritt S30, in dem der Merker F1 auf "0" zurückgesetzt wird, während der Merker F2 auf "1" gesetzt wird. Des Weiteren folgt auf Schritt S12 Schritt S31, um zu bestimmen, ob der Merker F2 auf "1" gesetzt ist. Falls dieser Merker F2 auf "0" gesetzt ist, läuft der Steuerfluss weiter zu Schritt 515 (Fig. 23B) und den nachfolgenden Schritten. Falls der Merker F2 auf "1" gesetzt ist, d. h. falls in Schritt S10 die negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird und Schritte S29 und S30 ausgeführt wurden, nachdem die positive Entscheidung (JA) in Schritt S10 einmal erhalten wurde, läuft der Steuerfluss direkt zu Schritt S18" und den nachfolgenden Schritten (Fig. 23B), wobei die Routine beendet ist. Es sei erwähnt, dass Schritte S16", S17 und S18" ausgeführt werden, falls in Schritt S10 die positive Entscheidung (JA) erhalten wird, wenn der letzte vorläufige Anfangshydraulikdruckwert P10 (20 kgf/cm²) hergestellt ist, oder falls die positive Entscheidung (JA) für keinen der zehn vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerte Pn erhalten wird (Schritt S12 wird nicht ausgeführt). Schritt S16" wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Merker F1 auf "1" gesetzt ist. Falls der Merker F1 auf "1" gesetzt ist, wird Schritt S16 ausgeführt, um das dem momentanen vorläufigen Anfangshydraulikdruckwert Pn entsprechende Anzeigenlicht 178 zu aktivieren, nämlich P10 (20 kgf/cm²). Auf Schritt S17 folgt Schritt S18" um die Merker F1 und F2 auf "0" zurückzusetzen.
In der vorliegenden Ausführungsform der Fig. 23A und 23B wird der Merker F2 im Schritt S30 auf "1" gesetzt, falls in Schritt S10 die negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, nachdem einmal die positive Entscheidung in Schritt S10 erhalten wurde. In diesem Fall kehrt daher der Steuerfluss nicht zu Schritt S3 bis Schritt S15 zurück, sondern läuft zu Schritt S18 ", wodurch die Routine beendet wird, wenn die der positiven Entscheidung (JA) folgende negative Entscheidung (NEIN) einmal in Schritt S10 erzielt wird. Dementsprechend wird nachfolgend nicht Schritt S12 mit den relativ niedrigen vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerten Pn ausgeführt, nachdem einmal dieser Schritt S12 mit den relativ hohen vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerten Pn ausgeführt wurde. Im Beispiel der Fig. 20 werden daher nur die relativ hohen Anfangshydraulikdruckwerte P4 bis P7, deren Änderungsbetrag ΔPX ausreichend klein ist, als in den Optimalbereich C fallend bestimmt, die Routine aber beendet, wenn die negative Entscheidung (NEIN) anschließend in Schritt S10 für den Anfangshydraulikdruckwert P8 (60 kgf/cm²) erhalten wird. Infolge dessen werden die optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerte Po und PXo nur auf den vorläufigen Anfangswerten P4 bis P7 innerhalb des Optimalbereichs C basierend berechnet.
In der vorliegenden Ausführungsform der Fig. 23A und 23B bilden die Schritte S3, S4 und S7 einen Schritt zum Erhalten der Beziehung zwischen den Anfangs- und den prozessinternen Hydraulikdruckwerten Pn und PXn, während Schritte S9, S10, S12 und S17 einen Schritt zur Bestimmung des optimalen Bereichs C des Anfangshydraulikdruckwertes Pn bilden, wie in der Ausführungsform der Fig. 14A und 14B. Die vorliegende Ausführungsform entspricht ebenfalls der Ausführungsform der Fig. 14A und 14B bei der der zur Ausführung der Schritte S3 und S3 vorgesehene Abschnitt der Steuerroutine 158 mit der Pumpe 58 und dem Hydrauliksteuerkreis 160 zusammenwirkt, um eine Anfangsdruckänderungseinrichtung zur Änderung des vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerts Pn, und in der der zur Ausführung der Schritte S8 und S9 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 eine Berechnungseinrichtung zur Berechnung des Änderungsbetrags ΔPX bildet. Des Weiteren bildet der zur Durchführung des Schritts S10 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 eine Bewertungseinrichtung zur Bewertung, ob der Änderungsbetrag ΔPX größer als der festgelegte Wert α ist, während der zur Durchführung der Schritte S12, S17, S19 und S20 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 eine Einrichtung zur Bestimmung der optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdruckwerte Po und PXo bildet. Es sei erwähnt, dass der zur Durchführung der Schritte S30 und S31 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 eine Einrichtung bildet, um die Schritte S3 bis S10 (insbesondere Schritt S10) zu blockieren, nachdem die negative Entscheidung (NEIN) auf die positive Entscheidung (JA) folgend in Schritt S10 zum ersten Mal erzielt wurde.
Eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 23A und 23B wird im Durchlaufdiagramm der Fig. 24 dargestellt, bei dem Schritte S28 bis S31 wie in der Ausführungsform der Fig. 23A und 23B ausgeführt werden. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform wird Schritt S31 zur Bestimmung, ob der Merker F2 auf "1" gesetzt ist, zwischen Schritten 58 und 59 ausgeführt. Falls der Merker F2 auf "1" gesetzt ist, wird Schritt S9 und nachfolgende Schritte einschließlich Schritt S12 nicht ausgeführt und der Steuerfluss kehrt zu Schritt S3 bis Schritt S15 zurück, um Schritt S8 für die verbleibenden vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerte Pn auszuführen. Infolgedessen werden die prozessinternen Druckwerte PXn erfasst, gespeichert und am Bedienersteuerpult 168 angezeigt, selbst wenn die der positiven Entscheidung (JA) folgende negative Entscheidung (NEIN) in Schritt S10 erhalten wird. Folglich ist die vorliegende Ausführungsform dazu geeignet, die Beziehung zwischen den vorläufigen Anfangs- und prozessinternen Druckwerten Pn und PXn über den Gesamtbereich des Anfangswerts Pn zu erhalten. Die vorliegende Ausführungsform gleicht der vorhergehenden Ausführungsform der Fig. 23A und 23B bezüglich der Aktivierung der Anzeigenlichter 128 in Schritt S12 und bezüglich der Berechnung der optimalen Anfangsprozessinternen Hydraulikdruckwerte Po und PXo.
Die obigen Ausführungsformen der Fig. 14, 21, 22, 23 und 24 sind zum Bestimmen der optimalen Anfangs- und prozessinternen Hydraulikdrücke Po und PXo durch Erfassen der prozessinternen Druckwerte PXn während verschiedener mit verschiedenen vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerten Pn durchgeführter Testpresszyklen eingerichtet. Der optimale prozessinterne Druck PXo kann jedoch durch Erfassen des prozessinternen Druckwerts PXn durch Ändern der Fluidmenge in den Hydraulikzylindern bei in anschlagendem Kontakt an den Druckring 28 gehaltenem oberen Stanzstempel 18 bestimmt werden. Eine in Fig. 25 dargestellte Gegenhaltekissenanordnung 188 umfasst ein Beispiel einer solchen Vorrichtung, die zum Bestimmen des optimalen prozessinternen Hydraulikdrucks PXo auf der Basis des erfassten prozessinternen Drucks PX ausgelegt ist, welcher wiederum mit einer Fluidmengenänderung in den Zylindern 30 schwankt.
Bei der Gegenhaltekissenanordnung 128 der Fig. 25 ist die Fluidleitung 50 mit einem auf einen konstanten Durchfluss begrenzenden bzw. Konstantstrom-Ablassventil 190 sowie mit dem Hydrauliksteuerkreis 160 verbunden. Das Ablassventil 190 wird gemäß eines von der Steuereinheit 158 empfangenen Signals während der wie im Durchlaufdiagramm der Fig. 26 gezeigt erfolgenden Ausführung einer Routine geöffnet und geschlossen. Das in seine geöffnete Stellung gebrachte Ablassventil 190 ermöglicht es dem Fluid, mit einer festgelegten Rate durch das Ventil hindurch zu fließen. Die vorliegende Anordnung 188 benötigt die Anzeigenlichter 178 auf dem Bedienersteuerpult 168 nicht.
Es wird nun Bezug genommen auf das Durchlaufdiagramm der Fig. 26, in dem die Routine mit den Schritten R1 und R2 gestartet wird, um zu bestimmen, ob der "Auto-Hand"- Auswahlschalter 162 auf "Auto" gestellt ist, während der "Einrichtung"-Druckknopf 164 an ist. Wenn eine positive Entscheidung (JA) sowohl in Schritt R1 als auch in Schritt R2 erhalten wird, läuft der Steuerfluss weiter zu Schritt R3, indem die Pumpe 58 und der Hydrauliksteuerkreis 160 betätigt und gesteuert werden, um den Hydraulidruck P in der Fluidleitung 50 und den Hydraulikzylindern 30 vor einer Pressbearbeitung so zu regeln, dass der Druck P, so wie er durch den Hydraulikdrucksensor 162 erfasst wird, auf ein festgelegtes Maximalniveau Pmax eingestellt wird, welches beispielsweise 200 kgf/cm² sein kann. Anschließend wird Schritt R4 ausgeführt, um den Pressenschlitten 20 auf eine festgelegte Platinenhaltestellung abzusenken, in der der an den Pressenschlitten 20 angehängte obere Stanzstempel 18 gegen den Druckring 28 gedrückt wird. Die Platinenhalteposition kann das untere Hubende des Schlittens 20 sein, welches durch das das untere Hubende des Schlittens 20 anzeigende Signal SW erfasst wird. Bei in der festgelegten Platinenhalteposition befindlichem Pressenschlitten 20 wird Schritt R5 ausgeführt, um das Konstantstrom-Ablassventil 190 zu öffnen, so dass das Fluid aus den Hydraulikzylindern 30 und der Leitung 50 mit einer gegebenen Durchflussrate in das Reservoir 60 abgeführt wird. Der mit dem Abführen des Fluids fallende Hydraulikdruck PX wird erfasst und im Direktzugriffsspeicher der Steuereinheit 158 in Schritt R6 erfasst und gespeichert.
Schritt R6 wird mit einem festgelegten Zeitintervall wiederholt ausgeführt, bis in Schritt R7 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, d. h. bis der erfasste Hydraulikdruck PX unter eine festgelegte Untergrenze PXmin abgesenkt ist, welche beispielsweise 150 kgf/cm² sein kann. Wenn der erfasste Druck PX gleich oder kleiner als die untere Grenze PXmin ist, läuft der Steuerfluss weiter zu Schritt R8, um das Ablassventil 190 zu schließen und zu Schritt R9, um auf der Basis der in Schritt R6 erfassten Druckwerte PX einen Optimalbereich des Hydraulikdrucks PX zu bestimmen. Die Hydraulikdruckwerte Pmax und PXmin können festgelegte, konstante Werte sein oder durch geeignete Schaltbetätigungen durch den Bediener wie gewünscht gewählt werden. Alternativ dazu können diese Werte Pmax und PXmin auf der Basis von geschätzten Anfangs- und prozessinternen Druckwerten bestimmt werden, die gemäß den obigen Gleichungen (1) oder (2) und in Abhängigkeit von den anderen Betriebsbedingungen der Presse entsprechend der gewünschten Platinenhaltekraft und der Anzahl der verwendeten Gegenhaltebolzen 22 bestimmt werden.
Wie oben stehend beschrieben schwankt der in Schritt R6 erfasste Hydraulikdruck PX mit der Zeit, wie im Graph von Fig. 27 gezeigt, da das Fluid aus dem Hydraulikkreis einschließlich den Hydraulikzylindern 30 abgeführt wird. Das Ändern der Fluidmenge im Hydraulikkreis durch Abführen des Fluids durch das Entlastungsventil 160 führt in Verbindung mit dem Hydraulikdruck PX im wesentlichen zum gleichen Ergebnis wie das Ändern des Anfangshydraulikdrucks P in den vorhergehenden Ausführungsformen der Fig. 14 und 21 bis 24. D. h., dass falls sich die Kolben der Hydraulikzylinder 30 in ihren neutralen Positionen befinden, die eine gleichmäßige Verteilung der Platinenhaltekraft ermöglichen, der Druck PX im Hydraulikkreis trotz der geringe Bewegungen der Zylinderkolben versursachenden Änderung der Fluidmenge im Hydraulikkreis, im wesentlichen konstant gehalten wird. In Anbetracht dieser Tatsache werden die nachfolgend in Schritt R6 erfassten Druckwerte PX in Schritt R9 überprüft, um festzustellen, ob der Änderungsbetrag der nachfolgenden Druckwerte PX einen festgelegten Wert nicht überschreitet. Falls der Änderungsbetrag nicht größer als der festgelegte Wert ist, können die passenden nachfolgenden Druckwerte PX als in den Optimalbereich fallend bestimmt werden. Im Beispiel der Fig. 27 wird der Druck PX während einer mit Ct bezeichneten Zeitperiode im Optimalbereich gehalten. Diese Zeitperiode Ct entspricht dem Optimalbereich der Fluidmenge im Hydraulikkreis. Die Bestimmung im Schritt R9 kann durch Vergleichen eines Änderungsbetrags ΔPX und/oder eines Änderungsbetrags ΔPY mit einem festgelegten Wert wie in den Ausführungsformen der Fig. 14 und 21 bis 24 durchgeführt werden. Falls der Optimalbereich der Fluidmenge nicht bestimmt werden kann oder falls zwei oder mehrere Optimalbereiche erkannt werden, deutet dies auf eine Abnormalität der Gegenhaltekissenanordnung 188 hin, worauf ein Alarmlicht oder -summer aktiviert wird, um die Abnormalität anzuzeigen.
Anschließend läuft der Steuerfluss zu Schritt R10, in dem der optimale prozessinterne Hydraulikdruck PXo auf der Basis der Druckwerte PX innerhalb des in Schritt R9 bestimmten Optimalbereichs bestimmt wird. Beispielsweise kann der optimale prozessinterne Hydraulikdruck PXo ein Durchschnitt der Druckwerte PX innerhalb des Optimalbereich sein. Der bestimmte Optimalwerte PXo wird im Zufallszugriffsspeicher der Steuereinheit 158 gespeichert. Auf Schritt R10 folgt Schritt R11 zum Zurückbewegen des Schlittens 20 an sein oberes Hubende. Somit ist die Routine der Fig. 26 beendet. Bei einer tatsächlichen Pressbearbeitung auf der Presse wird der Anfangshydraulikdruck P vor einem Pressarbeitsgang auf einen optimalen Wert Po eingestellt, so dass der prozessinterne Druck PX im wesentlichen gleich dem optimalen Wert PXo ist, der wiederum im Schritt R10 bestimmt wird. Der Wert PXo kann verwendet werden, um den tatsächlichen prozessinternen Druck PX wie im Durchlaufdiagramm der Fig. 19 dargestellt zu überwachen.
Diese Gegenhaltekissenanordnung 188 ermöglicht eine einfache und genaue Bestimmung des optimalen prozessinternen Hydraulikdrucks PXo sowie eine Diagnose bezüglich des Hydraulikdrucks der Zylinder 30 ohne die herkömmlich benötigte Berechnung gemäß der obigen Gleichung (1) oder (2) auf der Basis des durchschnittlichen Arbeitshubs Xav sowie dem druckaufnehmenden Bereich As der Kolben der Zylinder 30, dem volumenbezogenen Elastizitätsmodul K und dem Gesamtvolumen des Fluids etc. Des Weiteren wird die Routine zum Bestimmen des optimalen prozessinternen Hydraulikdrucks PXo vollautomatisch in einem einzigen Testarbeitsgang durchgeführt, in dem der Hydraulikdruck PX erfasst wird, während das Fluid aus dem Hydraulikkreis durch das Ablassventil 190 bei in anschlagender Berührung mit dem Druckring 28 gehaltenem Pressenschlitten 20 abgeführt wird. Dementsprechend sichert die vorliegende Anordnung 188 eine effizientere Bestimmung des optimalen Werts PXo als die vorhergehenden Ausführungsformen in denen viele Testpresszyklen mit verschiedenen vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerten Pn durchgeführt werden, wobei jeder Zyklus durch Bedienung des "Testlauf"-Schalters auf der Presse gestartet wird.
Aus der oben stehenden Beschreibung wird deutlich, dass der zur Durchführung von Schritt R4 vorgesehene Bereich der Steuereinheit 158 einem Schritt entspricht, in dem der Pressenschlitten 20 in anstoßender Berührung mit dem Druckring 28 gehalten wird, und das der zur Durchführung der Schritte R5 und R6 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 einem Schritt entspricht, in dem der Hydraulikdruck PX erfasst wird, während die Fluidmenge im Hydraulikkreis inklusive der Zylinder 30 verändert wird. Des Weiteren entspricht der zur Durchführung von Schritt R9 vorgesehene Abschnitt der Steuereinheit 158 einem Schritt, in dem ein Optimalbereich des Hydraulikdrucks PX bestimmt wird, in welchem der Druck PX unabhängig von einer Änderung der Fluidemenge im Hydraulikkreis im wesentlichen konstant ist.
In den bildlich dargestellten Ausführungsformen der Fig. 1 bis 11 wird der Fluidabfluss aus den Hydraulikzylindern 30 auf der Basis der Vertikalposition des Pressenschlittens 20 oder des oberen Stanzstempels 18 gesteuert, die durch die Positionssenoren 70 erfasst wird. Der Hydraulikdrucksensor 62 kann jedoch verwendet werden, um die Durchflussregeleinrichtung zu steuern. Beispielsweise kann der durch den Sensor 62 erfasste Hydraulikdruck verwendet werden, um den Punkt zu bestimmen, an dem die Durchflussregeleinrichtung angewiesen wird, den Fluidabfluss aus den Hydraulikzylindern 30 einzuleiten. Die Positionssensoren 70 können ein zum kontinuierlichen Erfassen einer Längen- oder Winkelposition geeigneter Sensor sein, wie beispielweise eine magnetische Längenmessvorrichtung zum Abtasten der Position des Pressenschlittens 20 oder ein Drehgeber zum Erfassen des Rotationswinkels einer Welle des Antriebsmechanismus für den Schlitten 20.
In den bildlich dargestellten Ausführungsformen der Fig. 1 bis 11 ist die einzige Steuerung 56 nicht nur zum Steuern des Anfangshydraulikdrucks Po der Hydraulikzylinder 30 zugeordnet, sondern auch des Fluidabflusses aus diesen Zylindern 30. Der Anfangshydraulikdruck Po und der Fluidabfluss können jedoch durch zwei gegeneinander abgeschlossene Steuerungen gesteuert werden. In der Ausführungsform der Fig. 10 kann die Steuerung 56 durch vier Steuerungen ersetzt werden, welche den vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d entsprechen, die in den vier Abschnitten A bis D des Tisches 26 angeordnet sind. Während die Hydraulikzylinder 30 in der Ausführungsform der Fig. 10 in die vier Gruppen 30a bis 30d eingeordnet sind, die den vier Abschnitten A bis D des Gegenhaltetisches 26 entsprechen, kann die Art der Gruppierung der Hydraulikzylinder 30 (Art der Unterteilung des Tisches 26) und die Anzahl der Gruppen von Hydraulikzylindern 30 (Anzahl der unterteilten Abschnitte des Tisches 26) wie benötigt verändert werden. In diesem Zusammenhang ist es möglich, dass jeder Hydraulikzylinder 30 als die kleinste unabhängige Einheit mit einer Versorgungsleitung und einer Ablassleitung verbunden ist, so dass die einzelnen Hydraulikzylinder unabhängig voneinander sind. In diesem Fall werden die Anfangshydraulikdruckwerte in den einzelnen Zylindern und die Fluidabflüsse aus diesen Zylindern unabhängig voneinander gesteuert.
In der Ausführungsform von Fig. 10 steuern die vier Hydrauliksteuerkreise 104a bis 104d die Anfangsdruckwerte von vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d auf die jeweiligen, verschiedenen Optimalwerte Poa bis Pod in Abhängigkeit vom Pneumatikdruck des einzigen Pneumatikzylinders 32, so dass die Kolben der Hydraulikzylinder 30a bis 30d der vier Gruppen während einer Pressbearbeitung der Platine 40 jeweils in ihren neutralen Stellungen angeordnet sind. Es ist jedoch möglich, vier gegenseitig unabhängige Pneumatikzylinder 32 und vier gegenseitig unabhängige Gegenhaltetische 26 zu verwenden, die den vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30 entsprechen. In diesem Fall können die den vier Pneumatikzylindern 32 entsprechenden, ursprünglichen Platinenhaltekraftwerte auf jeweilige, verschiedene Optimalwerte eingestellt werden, wobei die optimalen Anfangshydraulikdrücke Poa bis Pod in Abhängigkeit von den errichteten optimalen Ursprungsplatinenhaltekraftwerten über einen vergleichsweise großen Bereich gewählt werden.
Die Ausführungsform der Fig. 11 in der die vier Hydraulikdrucksensoren 110a bis 110d für die entsprechenden vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d vorgesehen sind, ist zum Einstellen der Anfangshydraulikdrücke der vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d unabhängig voneinander geeignet. Ein einziger Hydraulikdrucksensor kann in der gemeinsamen Fluidleitung 134 vorgesehen sein (zwischen dem Hydrauliksteuerkreis 54 und den magnetisch betätigten Abschaltventilen 106a bis 106d). In diesem Fall werden die Anfangshydraulikdruckwerte der vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d durch den Hydrauliksteuerkreis 54 auf den gleichen Optimalwert eingestellt, aber der Fluidabfluss aus den vier Gruppen von Hydraulikzylindern 30a bis 30d kann durch die entsprechenden vier Durchflussregeleinrichtungen 114a bis 114d unabhängig voneinander gesteuert werden.
In den Ausführungsformen der Fig. 14 und 21 bis 24 wird in Schritt S5 nach der Hydraulikdruckeinstellung auf den voreingestellten Anfangsdruckwert Pn in Schritt S4 der Summer angeschaltet, um den Bediener aufzufordern, den "Testlauf"-Schalter in Schritt S6 anzuschalten. Die Schritte S5 und S6 können jedoch durch einen Schritt ersetzt werden, in dem automatisch ein Testpresszyklus nach der Hydraulikdruckeinstellung in Schritt S4 eingeleitet wird.
Während die Anzeigenlichter 178 in den Ausführungsformen der Fig. 14 und 21 bis 24 vorgesehen sind, um den Optimalbereich des Anfangshydraulikdrucks Pn anzuzeigen, können diese Lichter 178 weggelassen werden, vorausgesetzt, dass die Steuereinheit 158 dafür eingerichtet ist, die vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerte Pn zu speichern, die den prozessinternen Hydraulikdruckwerten PXn zugeordnet sind, deren Änderungsbetrag ΔPX nicht größer als der festgelegte Wert α ist.
In den Ausführungsformen der Fig. 14 und 21 bis 24 kann die Presse oder das Bedienersteuerpult 168 mit einem Flüssigkristalldisplay oder einer anderen Display- bzw. Anzeigeneinrichtung zum Anzeigen der erhaltenen Beziehung zwischen dem vorläufigen Anfangshydraulikdruck Pn und dem prozessinternen Hydraulikdruck PXn, die im Graph der Fig. 16 dargestellt ist, ausgerüstet sein. In diesem Fall kann der Bediener der Presse den optimalen Anfangsdruck Po und/oder den optimalen prozessinternen Hydraulikdruck PXo bestimmen. Eine solche Anzeigeneinrichtung kann in den Ausführungsformen der Fig. 25 bis 27 eingesetzt werden, um den erfassten Hydraulikdruck PX in Beziehung zur Zeit oder zur Fluidmenge im Hydraulikkreis anzuzeigen, wie im Graph der Fig. 27 aufgezeigt.
In den Ausführungsformen der Fig. 14 und 21 bis 24 werden die vorläufigen Anfangshydraulikdruckwerte Pn in Schritt S4 in der Reihenfolge vom höchsten Wert P1 (200 kfg/cm²) zum niedrigsten Wert P10 (20 kgf/cm²) gesetzt. Der Druck Pn kann jedoch beginnend mit dem niedrigsten Wert (20 kfg/cm²) gesetzt werden. Die höchsten und niedrigsten Werte des vorläufigen Anfangsdrucks Pn, sowie das Intervall der Werte Pn kann durch den Bediener manuell gesetzt werden.
Die Ausführungsformen der Fig. 14 und 21 bis 24, in denen sowohl der optimale Anfangsdruckwert Po als auch der prozessinterne Druckwert PXo berechnet wird, können abgewandelt werden, so dass nur einer der beiden Werte erzielt wird.
Obgleich die Ausführungsform der Fig. 25 bis 27 eingerichtet ist, um das Fluid bei einer konstanten Durchflussrate durch das Konstantstrom-Ablassventil 190 abzuführen, ist es möglich, dass Fluid über einen Durchflussbegrenzer abzuführen. In diesem Fall wird eine aufgelaufene Menge des abgeführten Fluids durch einen passenden Sensor erfasst, so dass der optimale prozessinterne Druck PXo auf der Basis einer Beziehung zwischen der erfassten, aufgelaufenen Menge des abgeführten Fluids und des erfassten Drucks PX bestimmt wird. Es ist ebenfalls möglich, das Fluid periodisch abzuführen, bei jeder Abfuhr um eine festgelegte Menge und den Druck PX am Ende jeder Abfuhr zu erfassen.
Ferner kann der optimale Hydraulikdruck PXo bestimmt werden, indem der Druck PX erfasst wird, während der Druck des von der Pumpe 58 gelieferten druckbeaufschlagten Fluids durch den Hydrauliksteuerkreis 160 von einem niedrigen Niveau aus angehoben wird.
Bei der Ausführungsform der Fig. 25 bis 27 kann Schritt R11 ein Schritt vorausgehen, in dem der Druck des von der Pumpe 58 gelieferten Fluids auf den in Schritt R10 bestimmten optimalen prozessinternen Druckwert PXo angehoben wird. Auf diesen Schritt folgt Schritt R11, um den Pressenschlitten 20 an sein oberes Hubende zu bewegen und anschließend den Hydraulikdruck als den optimalen Anfangsdruck Po zu erfassen. Es ist ebenfalls möglich, den Fluidabfluss zu stoppen, wenn der Änderungsbetrag des prozessinternen Drucks PX kleiner als ein festgelegter Wert wird. In diesem Fall wird der zuletzt erfasste Druckwert PX als der optimale prozessinterne Hydraulidruck PXo bestimmt, sowie der Druck, welcher erfasst wurde, nachdem der Schlitten 20 an sein oberes Hubende zurückbewegt wurde als der optimale Anfangshydraulikdruck Po bestimmt.
Obgleich die dargestellten Ausführungsformen auf eine mechanische Presse angewandt sind, bei der der Pressenschlitten 20 durch einen Antriebsmechanismus hin und her bewegt wird, welcher Wellen und andere durch ein Motor angetriebene Verbindungselemente benützt, ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise auf einen hydraulische Presse anwendbar, bei der der Pressenschlitten durch ein Hydrauliksystem hin und her bewegt wird.
Während die mit den dargestellten Gegenhaltekissenanordnung ausgestatteten Pressen so eingerichtet sind, dass der Stempel 10 (unterer Stanzstempel) durch den Pressenträger 14 auf dem Fundament 16 angeordnet ist, ist die Gegenhaltekissenanordnung auch auf einen Presse anwendbar, bei der der Stempel 10 anderweitig angeordnet ist, beispielsweise direkt am Fundament 16 angebracht ist.
Obgleich die in den dargestellten Ausführungformen verwendete Krafterzeugungseinrichtung 42 den Pneumatikzylinder 32 verwendet, kann als Krafterzeugungseinrichtung ein Hydraulikzylinder verwendet werden, der mit einem Druckentlastungsventil ausgestattet ist, dessen Entlastungsdruck variabel ist, oder eine Feder.

Claims

1. Verfahren zur Errichtung eines optimalen Zustands des hydraulischen Drucks einer Mehrzahl von Hydraulikzylindern (30) in einer Gegenhaltekissenanordnung für eine Presse, die einen oberen Stanzstempel (18) und einen unteren Stanzstempel (10) aufweist, die zusammenwirken, um während einer Abwärtsbewegung des oberen Stanzstempels eine Pressbearbeitung an einer Platine (40) durchzuführen, und ein Druckelement (28), welches mit dem oberen Stanzstempel (18) zusammenwirkt, um die Platine während der Pressbearbeitung zu halten, wobei die Gegenhaltekissenanordnung

(a) eine Krafterzeugungseinrichtung (42) zur Erzeugung einer Platinenhaltekraft,

(b) einen unter dem unteren Stanzstempel (10) angeordneten und durch die Platinenhaltekraft zum unteren Stanzstempel hin vorgespannten Gegenhaltetisch (26),

(c) die auf dem Gegenhaltetisch angeordnete und miteinander verbundene Fluidkammern aufweisende Mehrzahl von Hydraulikzylindern (30) und

(d) eine Mehrzahl von jeweils an ihrem Unterende mit den Hydraulikzylindern (30) verbundene Polsterbolzen (22), aufweist, und wobei

die Platine während der Pressbearbeitung durch den oberen Stanzstempel, das Druckelement, und durch die Platinenhaltekraft gehalten wird, welche durch die Krafterzeugungseinrichtung (42) erzeugt wird und durch den Gegenhaltetisch (26), die Hyrdraulikzylinder (30) und die Polsterbolzen (22) zum Druckelement übertragen wird, so dass die Platinenhaltekraft durch die Hyrdraulikzylinder (30) im wesentlichen gleichmässig auf alle Polsterbolzen (22) verteilt wird, und wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

Erfassen von prozessinternen Werten (PX1) eines hydraulischen Drucks in den Hydraulikzylindern (30) während Pressbearbeitungen in einer jeweils vor den Pressbearbeitungen mit verschiedenen Anfangswerten des hydraulischen Drucks gestarteten Mehrzahl von Pressbearbeitungszyklen, um dadurch eine Zuordnung zwischen den Anfangswerten und den prozessinternen Werten des hydraulischen Drucks zu erhalten, wobei die Zuordnung einen kennzeichnenden Abschnitt umfasst, worin die prozessinternen Werte in aufeinander folgenden Pressbearbeitungszyklen unabhängig von einer Differenz in den entsprechenden Anfangswerten im wesentlichen gleich sind, und

Bestimmen eines Optimalbereichs der Anfangswerte des hydraulischen Drucks, auf der Basis des kennzeichnenden Abschnitts der erfassten Zuordnung, wobei in diesem Optimalbereich der prozessinterne Wert des hydraulischen Drucks unabhängig von einer Änderung in den Anfangswerten im wesentlichen konstant ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmmens eines Optimalbereichs der Anfangswerte des hydraulischen Drucks umfasst:

einen Unterschritt (58) des Speicherns zweier aufeinander folgend ermittelten prozessinternen Werten (PXn, PXn-1) des hydraulischen Drucks, welche zweier zugeordneten, aufeinander folgenden Anfangswerten (Pn, Pn-1) des hydraulischen Drucks entsprechen;

einen Unterschritt (59) des Berechnens einer Änderungsgrösse (ΔPX) eines letzeren (Pn) der beiden aufeinander folgenden Anfangswerte in bezug zu einem vorhergehenden (Pn-1) der beiden aufeinander folgenden Anfangswerte;

einen Unterschritt (510) des Bewertens, ob die Änderungsgrösse (ΔPX) der beiden aufeinander folgenden Anfangswerte (Pn, Pn-1) grösser als ein festgelegter Wert (α) ist oder nicht; und

einen Unterschritt (S12, S17) des Bestimmens, dass zumindest einer der beiden aufeinander folgenden Anfangswerte (Pn, Pn-1), die den beiden aufeinander folgend ermittelten prozessinternen Werten (PXn, PXn-1) entsprechen, innerhalb des Optimalbereichs (C) liegt, wenn die Änderungsgrösse (ΔPX) als nicht grösser als der festgelegte Wert bewertet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Bestimmens der prozessinternen Werte (PXn) eines hydraulischen Drucks in den Hydraulikzylindern einen Unterschritt (S3, S4) des Änderns der Anfangswerte (Pn) des hydraulischen Drucks in einer festgelegten Anzahl von Schritten (P1 bis P10) in einem festgelegten Änderungsbereich umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Unterschritt (S10) des Bewertens, ob die Änderungsgrösse (ΔPX) grösser als ein festgelegter Wert ist oder nicht, für alle Kombinationen der beiden aufeinander folgend erfassten prozessinternen Werte durchgeführt wird, die jeweils allen mit der festgelegten Anzahl von Schritten verfügbaren Kombinationen der beiden aufeinander folgenden Anfangswerte entsprechen.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Unterschritt (S10) des Bewertens, ob die Änderungsgrösse (ΔPX) grösser als ein festgelegter Wert ist oder nicht, daran gehindert ist, durchgeführt zu werden, nachdem die Änderungsgrösse für irgendeine der Kombinationen der beiden aufeinander folgend ermittelten prozessinternen Werte, die einer der mit der festgelegten Anzahl von Schritten verfügbaren Kombinationen der beiden aufeinander folgenden Anfangswerte entspricht, als grösser als der festgelegte Wert bewertet wird, nachdem die Änderungsgrösse für eine vorhergehende Kombination der beiden aufeinander folgend ermittelten prozessinternen Werte als nicht grösser als der festgelegte Wert bewertet wurde.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Bestimmens der prozessinternen Werte (PXn) eines hydraulischen Drucks in den Hydraulikzylindern sogar dann fortgesetzt wird, wenn die Änderungsgrösse für diese irgendeine Kombination der beiden aufeinander folgend ermittelten prozessinternen Werte als grösser als der festgelegte Wert bewertet wird nachdem die Änderungsgrösse für diese vorhergehende Kombination der beiden aufeinander folgend ermittelten prozessinternen Werte als nicht grösser als der festgelegte Wert bewertet wurde.

7. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die in Anspruch 2 eingeführten Unterschritte (S8, S9, S10, S12, S17) durchgeführt werden, bis die Änderungsgrösse (ΔPX) für irgendeine Kombination der beiden aufeinander folgend erfassten prozessinternen Werte, die einer der mit der festgelegten Anzahl von Schritten verfügbaren Kombinationen der beiden aufeinander folgenden Anfangswerte entspricht, als nicht grösser als der festgelegte Wert bewertet wurde, und wobei der Schritt des Bestimmens eines Optimalbereichs der Anfangswerte des hydraulischen Drucks ausserdem umfasst:

einen Unterschritt (S22) des Setzens eines Referenzwerts (PY) des hydraulischen Drucks, wenn die Änderungsgrösse (ΔPX) für die irgendeine Kombination der beiden aufeinander folgend erfassten prozessinternen Werte als nicht grösser als der festgelegte Wert bewertet wurde;

einen Unterschritt (S24) des Berechnens einer Änderungsgrösse (ΔPY) des nach dem Setzen des Referenzwertes (PY) des hydraulischen Drucks erfassten prozessinternen Werts (Pn) in bezug zum Referenzwert des hydraulischen Drucks; und

einen Unterschritt (S25) des Bewertens, ob die Änderungsgrösse (ΔPY) des prozessinternen Werts in bezug zum Referenzwert des hydraulischen Drucks grösser als ein festgelegter Grenzwert (α) ist oder nicht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Referenzwert (PY) des hydraulischen Drucks aus einr Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus:

dem letzteren Wert (PXn) der beiden aufeinander folgend erfassten prozessinternen Werte, deren Änderungsgrösse als nicht grösser als der festgelegte Wert bewertet wurde;

dem vorhergehenden Wert (PXn-1) der beiden aufeinander folgend erfassten prozessinternen Werte, deren Änderung als nicht grösser als der festgelegte Wert bewertet wurde; und

einem Mittelwert der beiden aufeinander folgend erfassten prozessinternen Werte (PXn, PXn-1), deren Änderungsgrösse als nicht grösser als der festgelegte Wert bewertet wurde.

9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der festgelegte Grenzwert (α) gleich dem festgelegten Wert (α) ist.