DE69434701T2

DE69434701T2 - Verfahren zur Diagnose einer Presse durch Vergleich eines erfassten physikalischen Wertes mit einer Referenz

Info

Publication number: DE69434701T2
Application number: DE69434701T
Authority: DE
Inventors: Kazunari Toyota-shi Kirii; Masahiro Toyota-shi Shinabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2014-02-23
Also published as: CA2116407A1; JP3231536B2; EP0612992A3; EP0612992A2; CN1086809C; DE69403113D1; DE69431961D1; EP1177889A2; US5724843A; DE69433308D1; EP0733435A3; EP1177888A3; EP0733435A2; JPH06304800A; EP0733435B1; US5692404A; DE69434701D1; CA2116407C; EP1177889B1; KR0180250B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Presse, und insbesondere auf ein Verfahren zur Diagnose einer Presse bezüglich irgend einer Anomalie in der Maschine, oder zum Überprüfen der Maschine, ob sie in Ordnung ist, um ein Produkt mit einer beabsichtigten Qualität sicherzustellen.
Diskussion des Stands der Technik
Pressen, welche angepasst sind, um einen Pressvorgang mit Relativbewegungen eines Paars gegenüberliegender Matrizen durchzuführen, haben breite Verwendung gefunden. 1 und 2 zeigen ein Beispiel einer einfachwirkenden Presse, welche mit einer Dämpfungsvorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung einer Rohling-Haltekraft auf einen Druckring 30 so ausgestattet ist, dass ein Rohling, welcher auf dem Druckring platziert ist, durch einen zusammenwirkenden Pressvorgang einer oberen Matrize 18 und einer unteren Matrize in der Form eines Stempels 12 gezogen wird, während der Rohling zwischen dem Druckring 30 und der oberen Matrize 18 gehalten wird. Im Allgemeinen wird die Pressbedingung der Maschine durch eine Prozedur von Versuch und Irrtum eingestellt oder optimiert, indem ein Testlauf der Presse für jeden spezifischen Matrizensatz bzw. jede spezifische Matrizen gruppe durchgeführt wird, sodass das durch den Pressvorgang erhaltene Produkt ein gewünschtes Qualitätsniveau aufweist. Die Pressbedingung beinhaltet z.B.: einen Pneumatikdruck Pa eines Dämpfungs-Pneumatikzylinders 42, welcher die auf den Druckring ausgeübte Rohling-Haltekraft beeinflusst; einen relativen Abstand oder eine Matrizenhöhe h (angedeutet in 2) zwischen Stößelstangen 22 und einer Stößelplatte (Hauptstößel) 20, welcher/welche eine Formkraft bzw. Formungskraft für den Pressvorgang auf den Rohling beeinflusst; und einen Hydraulikdruck Ps eines Ausgleichs-Hydraulikzylinders 32 zur ebenen oder gleichmäßigen Verteilung der Rohling-Haltekraft auf den Druckring 30. Falls die beabsichtigte Qualität des Produkts auf der Presse, deren Bedingung eingestellt worden ist, nicht erhalten wird, wird der Matrizensatz eingestellt, modifiziert oder korrigiert, wie erforderlich. Im Allgemeinen wird die Presse inspiziert, um zu prüfen, ob ihre Komponenten die entsprechenden Standards erfüllen, z.B., ob die Parallelität der Stößelplatte oder des Hauptsstößels 20 und einer Dämpfungsplatte bzw. eines Kissens 28 innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten wird. Ein Erfüllen dieser Standards bedeutet nicht notwendigerweise, dass die Maschine ein beabsichtigtes Qualitätsniveau des durch die Maschine hergestellten Produkts sicherstellt.
Mögliche Gründe für Qualitätseinbußen bezüglich des durch die Presse hergestellten Produkts können jedoch andere Faktoren, z.B. eine Leckage komprimierter Luft aus dem Dämpfungs-Pneumatikzylinder 42, eine Ansammlung eines Öls innerhalb des Zylinders 42, und eine Leckage eines unter Druck gesetzten Fluids aus den Ausgleichs-Hydraulikzylindern 32 beinhalten. Diese Defekte oder Anomalien können nicht auf einfache Weise durch visuelle Inspizierung oder diagnostische Beobachtung erfasst werden, und der von diesen Anomalien herrührenden Qualitätseinbuße des Produkts wird daher durch Modifizieren oder Einstellen des für das Produkt verwendeten Matrizensatzes begegnet. In manchen Fällen sind die Abweichungen jedoch so ernst, dass die Modifizierung oder Einstellung des Matrizensatzes an sich einen beabsichtigten Pressvorgang, um ein Produkt mit einer gewünschten Qualität zu erhalten, nicht erlaubt. In solchen Fällen erfordert es eine Menge Zeit, diese Anomalien oder Defekte zu lokalisieren oder die Gründe für die Qualitätseinbuße des Produkts genau zu erkennen.
Ferner kann die Betriebsbedingung der Presse wie etwa die Rohling-Haltekraft oder Presskraft aufgrund einer Verschlechterung der Maschinenkomponenten oder chronologischer Änderungen in den Betriebseigenschaften der Komponenten variieren. Nachdem eine übermäßige oder anomale Änderung in der Rohlinghalte- oder Presskraft während aufeinanderfolgender Produktionsläufe der Presse nicht direkt erfasst werden kann, kann die Qualität der Produkte während einer relativ langen Zeitdauer verschlechtert werden, ohne dass eine solche Anomalie erkannt wird. D.h., es ist nicht möglich, eine solche Anomalie in einem frühen Stadium der aufeinanderfolgenden Produktionsläufe oder eine kurze Zeit nach dem Auftreten der Anomalie zu erfassen. Ein ähnlicher Nachteil ergibt sich auch in dem Fall einer ungleichmäßigen Verteilung der Rohling-Haltekraft aufgrund irgend eines Defekts, welcher mit der Dämpfungsvorrichtung oder den Ausgleichs-Hydraulikzylindern 32 zusammenhängt.
Vgl. auch US 4,945,742 A .
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Diagnose einer Presse in einer einfachen Art und Weise bereitzustellen, um zu prüfen, ob die Presse in einem guten Zustand zum Sicherstellen eines Produkts mit einer beabsichtigten oder gewünschten Qualität ist.
Die vorgenannte Aufgabe kann gelöst werden gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, welcher ein Verfahren zur Diagnose einer Presse im Hinblick auf das Vorliegen irgend einer Anomalie, welche eine Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, bereitstellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist eines: (a) Ermittelns einer Last, welche in einem ausgewählten Abschnitt der Presse erzeugt wird, wenn die Presse in Betrieb ist; (b) Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der ermittelten Last und gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte Qualität aufweist.
Das oben beschriebene, erfindungsgemäße Diagnoseverfahren wird entweder auf einen Austausch des Matrizensatzes oder eine regelmäßige Inspektion der Presse hin, oder ersatzweise online oder während eines Produktionslaufs der Presse praktiziert, abhängig von dem speziellen Abschnitt der Presse, in welchem die Last ermittelt wird. In der Diagnose wird die in dem ausgewählten Abschnitt der Presse erzeugte Last durch geeignete Mittel erfasst. Der ausgewählte Abschnitt kann ein Abschnitt sein, in welchem die Rohling-Haltekraft, welche die Qualität des Produkts beeinflusst, erzeugt wird, oder in welchem der Rohling in das Produkt geformt wird. Z.B. kann die fragliche Last durch Installieren einer geeigneten Lastmessvorrichtung an der Presse anstelle des Matrizensatzes so, dass der Betrag einer Dehnung oder Verformung der Lastmessvorrichtung durch geeignete Dehnungssensoren wie etwa Dehnungsmessstreifen, dynamische Dehnungsmessgeräte oder Kraftmessdosen gemessen wird, ermittelt oder gemessen werden. In diesem Fall wird die Presse betrieben, um einen Testpresszyklus zu bewirken, welcher sich von einem normalen Online-Pressbetrieb unterscheidet, um die Last zu ermitteln. Dieser Testpresszyklus kann durchgeführt werden, wenn der Matrizensatz ausgetauscht wird oder wenn die Maschine einer regelmäßigen Inspektion unterzogen wird. Jedoch ist es möglich, die Last durch Messen des Betrags einer Dehnung oder Verformung des Maschinenrahmens oder des Drucks des Fluids, durch welches die Last übertragen wird, zu ermitteln. Somit können verschiedene Lastermittlungseinrichtung verwendet werden, um die fragliche Last währen eines Testbetriebs oder eines tatsächlichen Pressbetriebs direkt oder indirekt zu ermitteln oder zu messen. Die fragliche Last kann eine Rohling-Haltekraft oder Rohling-Formungskraft, wenn die obere Matrize ihr unteres Hubende erreicht hat, oder eine ausgewählte Eigenschaft der Last sein, wie etwa: eine Wellenform der ermittelten Last in Bezug auf einen physikalischen Wert, welcher sich während eines auf der Presse durchgeführten Presszyklus verändert; eine Verteilung lokaler Werte der an ausgewählten lokalen Abschnitten der Presse ermittelten Last; eine Korrelation zwischen der Last und einem physikalischen Wert, welcher sich mit der Last ändert; oder ein Muster, in welchem die Last als eine Funktion der Zahl der auf der Presse wiederholten Presszyklen variiert.
Die Ermittlung der fraglichen Last wird gefolgt von dem Schritt eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens irgend einer Anomalie an der Presse auf der Grundlage der ermittelten Last und gemäß einer vorbestimmten Referenzregel, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte oder gewünschte Qualität aufweist. Die Referenz wird durch eine Simulation oder ein Experiment oder gemäß einer vorbestimmten Formel auf der Grundlage der Dimensionen der verschiedenen Maschinenkomponenten und dem/den Druckwert oder -werten des/der Arbeitsfluids oder -fluide in den Zylindern, welche in dem Übertragungsweg der Last oder an der Stelle der Erzeugung der fraglichen Last angeordnet sind, bestimmt. Die Referenz kann auch auf der Grundlage von Daten, welche durch an einer Versuchspresse (oder Testpresse), welche beim Herstellen des Matrizensatzes, welcher auf der Produktionspresse installiert ist, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist, durchgeführten Testabläufen erhalten werden. Ferner kann die Referenz eine Lastbedingung der Presse sein, welche während eines vorherigen Diagnosevorgangs gemäß dem augenblicklichen Diagnoseverfahren als normal oder befriedigend gefunden worden ist, um die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherzustellen.
Zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie wird der ermittelte Lastwert, eine Änderungstendenz (z.B. eine Rate oder ein Gradient einer Änderung) der ermittelten Last, oder ein Betrag einer Abwei chung in den ermittelten Lastwerten mit dem/der der Referenz verglichen, um dadurch zu prüfen, ob ein solcher auf die ermittelte Last bezogener Parameter mit dem Referenzlastwert, der Referenztendenz oder dem Referenzabweichungswert übereinstimmt, oder zu prüfen, ob der Parameter der ermittelten Last innerhalb eines durch obere und untere Grenzen definierten optimalen Bereichs gehalten wird, oder ersatzweise zu prüfen, ob der Betrag einer Differenz oder Abweichung des Parameters von der ermittelten Last innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten wird. Wo die Bestimmung auf der Grundlage der ausgewählten Eigenschaft der Last bewirkt wird, kann die Bestimmung auf der Grundlage wenigstens eines Teils der Eigenschaft der ermittelten Last, verglichen mit dem entsprechenden Teil der Referenzeigenschaft, wie etwa die Referenzwellenform der Last oder Referenzverteiltung der ermittelten lokalen Lastwerte, bewirkt werden. Auch in diesem Fall kann die Bestimmung durch Prüfen der ermittelten Last oder wenigstens eines Teils der Eigenschaft der ermittelten Last im Hinblick auf wesentliche Übereinstimmung mit oder Ähnlichkeit zu der Referenzeigenschaft oder im Hinblick darauf, ob ein solcher Parameter in einen vorbestimmten optimalen Bereich oder einen vorbestimmten Toleranzbereich fällt, bewirkt werden.
Falls in dem Bestimmungsschritt irgend eine Anomalie gefunden wird, ist es möglich, einen potentiellen Grund für die Anomalie abzuschätzen bzw. zu beurteilen, in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Bestimmung im Hinblick darauf, ob der ermittelte Lastwert größer oder kleiner als der Referenzwert ist, oder ob die Natur oder Tendenz der Änderung der ausgewählten Eigenschaft der ermittelten Last ähnlich der der Referenzeigenschaft ist.
Das vorliegende Diagnoseverfahren gemäß dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung erlaubt eine einfache Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens irgend einer Anomalie an der Presse, welche die Qualität des Produkts verschlechtert, und beseitigt eine unnötige Reparatur oder Einstellung des Matrizensatzes, wobei die Reparatur oder Einstellung herkömmlicherweise durchgeführt wird, nachdem eine Verschlechterung der Produktqualität aufgrund einer Anomalie auf der Seite der Presse gefunden wurde. Die Beurteilung eines potentiellen Grunds für eine Anomalie, welche auf der Grundlage der ermittelten Last angestellt werden kann, erleichtert eine Reparatur oder Einstellung der Presse, um die durch die Diagnose gefundene Quelle der Anomalie zu beseitigen.
Die vorstehend angegebene Aufgabe kann auch gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welcher ein Diagnoseverfahren zur Diagnose einer Presse im Hinblick auf das Vorliegen irgend einer Anomalie, welche eine Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, bereitstellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist eines: (a) Ermittelns eines Verschiebungsbetrags eines ausgewählten Abschnitts der Presse, wenn die Presse in Betrieb ist; (b) Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des ermittelten Verschiebungsbetrags des ausgewählten Abschnitts und gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte Qualität aufweist.
Gemäß diesem Diagnoseverfahren wird eine Diagnose der Presse, um eine Anomalie zu finden, eher auf der Grundlage eines Betrags einer Verschiebung eines/einer ausgewählten Abschnitts oder Komponente der Presse bewirkt als auf der Grundlage einer tatsächlichen Last wie in dem Verfahren gemäß dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung. Der ausgewählte Abschnitt der Presse kann eine Komponente sein, welche verschoben wird, wenn die Presse betätigt wird. Z.B. kann eine solche Komponente ein Kolben eines in dem Übertragungsweg einer Last angeordneten Zylinders oder der sich während eines Presszyklus verformende Matrizensatz sein. Der Betrag der Verschiebung eines/einer solchen ausgewählten Abschnitts oder Komponente wirkt sich auf die Rohling-Haltekraft oder Rohling-Formungskraft aus, wodurch des weiteren die Qualität des durch die Presse hergestellten Produkts beeinflusst wird. Der Betrag der Verschiebung des/der ausgewählten Abschnitts oder Komponente kann durch einen geeigneten Verschie bungssensor wie etwa einen optischen Abstandssensor erfasst werden. Auf der Grundlage des erfassten Verschiebungsbetrags wird die Bestimmung des Vorliegens einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt die beabsichtigte Qualität aufweist, vorgenommen. Die Referenz kann, wie zuvor in Bezug auf den ersten Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben, bestimmt werden. Z.B. wird die Bestimmung durch Prüfen, ob der erfasste Verschiebungsbetrag des ausgewählten Abschnitts der Presse im Wesentlichen mit dem vorbestimmten Referenzwert übereinstimmt oder innerhalb eines vorbestimmten, durch obere und untere Grenzen definierten optimalen Bereichs gehalten wird, vorgenommen. Das vorliegende Diagnoseverfahren gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung erlaubt auch ein einfaches Auffinden einer Anomalie, welche die Qualität des Produkts verschlechtert, und beseitigt eine unnötige Reparatur oder Einstellung der Matrize, um mit der Anomalie auf der Seite der Presse fertig zu werden.
Die vorstehend angegebene Aufgabe kann auch gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welcher ein Diagnoseverfahren zur Diagnose einer Presse im Hinblick auf das Vorliegen irgend einer Anomalie, welche eine Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, bereitstellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist eines: (a) Ermittelns einer Geschwindigkeit, mit welcher eine ausgewählte Komponente der Presse verschoben wird, wenn die Presse in Betrieb ist; (b) Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der ermittelten Verschiebungsgeschwindigkeit der ausgewählten Komponente und gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte Qualität aufweist.
Gemäß diesem Diagnoseverfahren wird eine Diagnose der Presse, um eine Anomalie zu finden, eher auf der Grundlage einer Geschwindigkeit einer Verschiebung eines/einer ausgewählten Abschnitts oder Komponente der Presse bewirkt als auf der Grundlage einer tatsächlich erfassten bzw. ermittelten Last. Der ausgewählte Abschnitt der Presse kann eine Komponente sein, deren Verschiebungsgeschwindigkeit die Qualität des Produkts beeinflusst. Z.B. kann eine solche Komponente eine obere Matrize der Presse sein, deren Bewegungsgeschwindigkeit während eines Presszyklus die Produktqualität beeinflusst. Die Geschwindigkeit der Komponente kann durch Integrieren des durch einen Beschleunigungsmesser erfassten Beschleunigungswerts der Komponente oder durch Differenzieren des durch einen Verschiebungs- bzw. Wegsensor erfassten Verschiebungsbetrags der Komponente ermittelt werden. Auf der Grundlage der ermittelten Geschwindigkeit wird die Bestimmung des Vorliegens einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt die beabsichtigte Qualität aufweist, vorgenommen. Die Referenz kann bestimmt werden, wie es zuvor in Bezug auf den ersten und/oder zweiten Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben wurde. Z.B. wird die Bestimmung durch Prüfen, ob die erfasste Verschiebungsgeschwindigkeit der ausgewählten Komponente der Presse im Wesentlichen mit dem vorbestimmten Referenzwert übereinstimmt oder innerhalb eines durch obere und untere Grenzen definierten optimalen Bereichs gehalten wird, vorgenommen. Das vorliegende Diagnoseverfahren gemäß diesem dritten Gesichtspunkt der Erfindung erlaubt wie die Diagnoseverfahren gemäß dem ersten und zweiten Gesichtspunkt ein einfaches Auffinden einer Anomalie, welche die Qualität des Produkts verschlechtert, und beseitigt eine unnötige Reparatur oder Einstellung der Matrize, um mit der Anomalie auf der Seite der Presse fertig zu werden.
Die vorstehend angegebene Aufgabe kann auch gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welcher ein Diagnoseverfahren zur Diagnose einer Presse im Hinblick auf das Vorliegen irgend einer Anomalie, welche eine Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, bereitstellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist eines: (a) Ermittelns eines Beschleunigungswerts einer ausgewählten Komponente der Presse, wenn die ausgewählte Komponente während Betriebs der Presse verschoben wird; und (b) Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des ermittelten Be schleunigungswerts der ausgewählten Komponente und gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte Qualität aufweist.
Gemäß diesem Diagnoseverfahren wird eine Diagnose der Presse, um eine Anomalie zu finden, eher auf der Grundlage eines Beschleunigungswerts eines/einer ausgewählten Abschnitts oder Komponente der Presse bewirkt als auf der Grundlage einer tatsächlich ermittelten Last. Der ausgewählte Abschnitt der Presse kann eine Komponente sein, deren Verschiebungsgeschwindigkeit die Qualität des Produkts beeinflusst. Z.B. kann eine solche Komponente eine obere Matrize der Presse sein, deren Beschleunigung während eines Presszyklus die Produktqualität beeinflusst. Die Beschleunigung der Komponente kann durch einen geeigneten Beschleunigungsmesser erfasst werden. Auf der Grundlage des erfassten Beschleunigungswerts wird die Bestimmung des Vorliegens einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt die beabsichtigte Qualität aufweist, vorgenommen. Die Referenz kann bestimmt werden, wie es zuvor in Bezug auf die vorstehenden Gesichtspunkte der Erfindung beschrieben wurde. Z.B. wird die Bestimmung durch Prüfen, ob der erfasste Beschleunigungswert der ausgewählten Komponente der Presse im Wesentlichen mit dem vorbestimmten Referenzwert übereinstimmt oder innerhalb eines vorbestimmten, durch obere und untere Grenzen definierten optimalen Bereichs gehalten wird, vorgenommen. Das vorliegende Diagnoseverfahren gemäß diesem vierten Gesichtspunkt der Erfindung erlaubt wie das Diagnoseverfahren gemäß dem ersten Gesichtspunkt ein einfaches Auffinden einer Anomalie, welche die Qualität des Produkts verschlechtert, und beseitigt eine unnötige Reparatur oder Einstellung der Matrize, um mit der Anomalie auf der Seite der Presse fertig zu werden.
Die vorstehend angegebene Aufgabe kann auch gemäß einem fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welcher ein Diagnoseverfahren zur Diagnose einer Presse im Hinblick auf das Vorliegen ir gend einer Anomalie, welche eine Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, bereitstellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist eines: (a) Erfassens einer Temperatur eines ausgewählten Abschnitts der Presse, wenn die Presse in Betrieb ist; und (b) Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Temperatur des ausgewählten Abschnitts und gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte Qualität aufweist.
Gemäß diesem Diagnoseverfahren wird eine Diagnose der Presse, um eine Anomalie zu finden, eher auf der Grundlage einer Temperatur eines/einer ausgewählten Abschnitts oder Komponente der Presse bewirkt als auf der Grundlage einer tatsächlich erfasstenen Last. Der ausgewählte Abschnitt der Presse kann eine Komponente sein, deren Wärmeausdehnung eine Abweichung in der auf den zu formenden Rohling ausgeübten Rohlingformungskraft bewirkt und die Qualität des aus dem Rohling ausgebildeten Produkts beeinflusst. Z.B. kann ein solcher Abschnitt der Matrizensatz oder ein Gleitabschnitt des Hauptstößels (Matrizenplatte) der Presse sein, deren Temperatur sich während eines Presszyklus ändern kann. Die Temperatur des ausgewählten Abschnitts kann durch einen geeigneten Temperatursensor wie etwa ein Strahlungsthermometer erfasst werden. Auf der Grundlage der erfassten Temperatur wird die Bestimmung des Vorliegens einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt die beabsichtigte Qualität aufweist, vorgenommen. Die Referenz kann bestimmt werden, wie es zuvor in Bezug auf die vorstehenden Gesichtspunkte der Erfindung beschrieben wurde. Z.B. wird die Bestimmung durch Prüfen, ob die erfasste Temperatur der ausgewählten Komponente der Presse im Wesentlichen mit dem vorbestimmten Referenzwert übereinstimmt oder innerhalb eines vorbestimmten, durch obere und untere Grenzen definierten optimalen Bereichs gehalten wird, vorgenommen. Das vorliegende Diagnoseverfahren gemäß diesem fünften Gesichtspunkt der Erfindung erlaubt wie das Diagnoseverfahren gemäß dem ersten Gesichtspunkt ein einfaches Auffinden einer Anomalie, welche die Qualität des Produkts verschlechtert, und beseitigt eine unnötige Reparatur oder Einstellung der Matrize, um mit der Anomalie auf der Seite der Presse fertig zu werden.
Die vorstehend angegebene Aufgabe kann auch gemäß einem sechsten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welcher ein Diagnoseverfahren zur Diagnose einer Presse im Hinblick auf das Vorliegen irgend einer Anomalie, welche eine Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, bereitstellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist eines: (a) Erfassens einer Kapazität eines Arbeitsfluids, welches während Betriebs der Presse komprimiert wird, auf der Grundlage einer Änderung des Drucks des Arbeitsfluids aufgrund der Kompression hiervon; und (b) Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Kapazität des Arbeitsfluids und gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte Qualität aufweist.
Gemäß diesem Diagnoseverfahren wird eine Diagnose der Presse, um eine Anomalie zu finden, eher auf der Grundlage einer Kapazität eines Arbeitsfluids in einem ausgewählten Abschnitt der Presse bewirkt als auf der Grundlage einer tatsächlich erfasstenen Last. Das Arbeitsfluid, dessen Kapazität erfasst wird, kann ein Fluid sein, dessen Kapazität während eines Presszyklus variieren kann und eine Abweichung in dem Betrag einer Last, die die Qualität des Produkts beeinfusst, hervorrufen kann. Z.B. kann das Arbeitsfluid, dessen Kapazität erfasst wird, ein Öl in Ausgleichs-Hydraulikzylindern zur gleichmäßigen Verteilung der Rohlinghaltekraft auf die einem Druckring zugeordneten Dämpfungsbolzen bzw. Druckbolzen oder eine Luft in einem Ausgleichs-Pneumatikzylinder zum Erzeugen einer Rohlinghaltekraft sein. Die Kapazität des ausgewählten Abschnitts kann auf einfache Weise auf der Grundlage einer Änderung des Drucks des Arbeitsfluids aufgrund einer Kompression des Fluids erfasst bzw. ermittelt werden, ohne die Presse zu demontieren. Auf der Grundlage der erfassten Fluidkapazität wird die Bestim mung des Vorliegens einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt die beabsichtigte Qualität aufweist, vorgenommen. Die Referenz kann bestimmt werden, wie es zuvor in Bezug auf die vorstehenden Gesichtspunkte der Erfindung beschrieben wurde. Z.B. wird die Bestimmung durch Prüfen, ob die erfasste Kapazität des Fluids im Wesentlichen mit dem vorbestimmten Referenzwert übereinstimmt oder innerhalb eines vorbestimmten, durch obere und untere Grenzen definierten optimalen Bereichs gehalten wird, vorgenommen. Das vorliegende Diagnoseverfahren gemäß diesem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung erlaubt wie das Diagnoseverfahren gemäß dem ersten Gesichtspunkt ein einfaches Auffinden einer Anomalie, welche die Qualität des Produkts verschlechtert, und beseitigt eine unnötige Reparatur oder Einstellung der Matrize, um mit der Anomalie auf der Seite der Presse fertig zu werden.
Die vorstehend angegebene Aufgabe kann auch gemäß einem siebenten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welcher ein Diagnoseverfahren zur Diagnose einer Presse im Hinblick auf das Vorliegen irgend einer Anomalie, welche eine Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, bereitstellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist eines: (a) Ermitteln einer wirksamen Querschnittsfläche eines in einem ausgewählten Abschnitt der Presse verschobenen bzw. angeordneten Zylinders auf der Grundlage einer Korrelation zwischen einem Druck eines Arbeitsfluids in dem Zylinder und einer durch den Zylinder erzeugten Last; und (b) Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten wirksamen Querschnittsfläche des Zylinders und gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte Qualität aufweist.
Gemäß diesem Diagnoseverfahren wird eine Diagnose der Presse, um eine Anomalie zu finden, eher auf der Grundlage einer wirksamen Querschnittsfläche eines in einem ausgewählten Abschnitt der Presse angeordneten Zylinders bewirkt als auf der Grundlage einer tatsächlich erfasstenen Last. Der Zylinder, dessen Querschnittsfläche ermittelt wird, kann ein Zylinder sein, dessen wirksame Querschnittsfläche während Verwendung variieren kann und eine Veränderung in dem Betrag einer die Qualität des Produkts beeinflussenden Last bewirken kann. Z.B. kann der Zylinder, dessen Querschnittsfläche ermittelt wird, eine Gruppe von Ausgleichs-Hydraulikzylindern zur gleichmäßigen Verteilung der Rohlinghaltekraft auf die einem Druckring zugeordneten Dämpfungsbolzen bzw. Druckbolzen oder ein Dämpfungs-Pneumatikzylinder zum Erzeugen einer Rohlinghaltekraft sein. Die wirksame Querschnittsfläche des Zylinders kann in einfacher Weise auf der Grundlage einer Korrelation zwischen dem Druck des Fluids in dem Zylinder und einer durch den Zylinder erzeugten Last ermittelt werden, ohne die Presse zu montieren bzw. zu demontieren. Auf der Grundlage der ermittelten wirksamen Querschnittsfläche des Zylinders wird die Bestimmung des Vorliegens einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt die beabsichtigte Qualität aufweist, vorgenommen. Die Referenz kann bestimmt werden, wie es zuvor in Bezug auf die vorstehenden Gesichtspunkte der Erfindung beschrieben wurde. Z.B. wird die Bestimmung durch Prüfen, ob die erfasste wirksame Querschnittsfläche des Zylinders im Wesentlichen mit dem vorbestimmten Referenzwert übereinstimmt oder innerhalb eines vorbestimmten, durch obere und untere Grenzen definierten optimalen Bereichs gehalten wird, vorgenommen. Das vorliegende Diagnoseverfahren gemäß diesem siebenten Gesichtspunkt der Erfindung erlaubt wie das Diagnoseverfahren gemäß dem ersten Gesichtspunkt ein einfaches Auffinden einer Anomalie, welche die Qualität des Produkts verschlechtert, und beseitigt eine unnötige Reparatur oder Einstellung der Matrize, um mit der Anomalie auf der Seite der Presse fertig zu werden.
Die vorstehend angegebene Aufgabe kann auch gemäß einem achten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welcher ein Diagnoseverfahren zur Diagnose einer Presse im Hinblick auf das Vorliegen irgend einer Anomalie, welche eine Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, bereitstellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist eines: (a) Speichern einer Korrelation zwischen einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse erzeugten Last und eines Drucks eines Arbeitsfluids in einem in einem Übertragungsweg der Last angeordneten Zylinder; (b) Ermitteln eines Drucks des Arbeitsfluids, wenn die Presse in Betrieb ist; und (c) Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Drucks des Arbeitsfluids und der Korrelation durch Prüfen, ob eine während Betriebs der Presse erzeugte Last mit einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte Qualität aufweist, übereinstimmt.
Dieses Diagnoseverfahren kann on-line, d.h., während eines Produktionslaufs der Presse, in welcher eine Last durch ein hydraulisches Fluid oder komprimierte Luft während eines Presszyklus übertragen wird, ausgeführt werden. Um das vorliegende Verfahren auszuüben, ist eine geeignete Speichereinrichtung zum Speichern einer Korrelation zwischen einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse erzeugten Last und einem Druck eines Arbeitsfluids in einem in einem Übertragungsweg der fraglichen Last angeordneten Zylinder vorgesehen. Der ausgewählte Abschnitt, bei welcher die Last erfasst wird, kann ein Abschnitt sein, bei welcher die Rohlinghaltekraft oder Rohlingformungskraft erzeugt wird. Z.B. wird die Last nach Austausch des Matrizensatzes durch eine geeignete, auf der Presse an der Stelle des Matrizensatzes installierte Messvorrichtung gemessen. Genauer gesagt wird die Last gemessen, indem der Betrag einer Dehnung oder Verformung der Lastmessvorrichtung durch Dehnungsmesser bzw. Dehnungsmessstreifen, dynamische Dehnungsmesser oder Kraftmessdosen erfasst wird. Der Druck des Arbeitsfluids kann durch einen geeigneten Hydraulik- oder Pneumatikdrucksensor erfasst werden. Die Erfassung des Fluiddrucks kann während eines Produktionslaufs der Presse bewirkt werden.
Gemäß dem vorliegenden Diagnoseverfahren, welches während eines tatsächlichen Pressbetriebs auf der Presse ausgeübt wird, wird der Druck des Fluids erfasst und wird der Druck hinsichtlich irgend einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Fluiddrucks und der gespeicherten Korrelation einer Diagnose unterzogen, indem geprüft wird, ob der erfasste Wert der Last im Wesentlichen mit einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt die gewünschte Qualität aufweist, übereinstimmt. Die Referenz kann ein Referenzlastwert sein, der durch einen Testpressbetrieb auf einer Versuchspresse bestimmt wird, die bei der Herstellung des auf der Presse, auf welche die vorliegenden Erfindung anwendbar ist, installierten Matrizensatzes verwendet wird. Der Referenzlastwert wird so bestimmt, dass das Produkt die gewünschte Qualität aufweist, wenn die tatsächliche Last im Wesentlichen gleich dem Referenzlastwert ist. Die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie kann dadurch bewirkt werden, dass zuerst die erzeugte Last auf der Grundlage des erfassten Drucks des Fluids und gemäß der Korrelation ermittelt wird und dann die ermittelte erzeugte Last mit einem vorbestimmten Referenzlastwert verglichen wird. Wahlweise wird der tatsächlich erfasste Fluiddruck mit einem Referenzfluiddruckwert verglichen, der aus dem Referenzlastwert und gemäß der Korrelation erhalten wird.
Somit erlaubt das vorliegende Diagnoseverfahren eine On-Line-Überwachung der Rohlinghaltekraft oder Rohlingformungskraft, die während eines Produktionslaufs der Prese nicht direkt gemessen werden können. Daher ist ds vorliegende Verfahren wirksam, eine Anomalie aufgrund einer Verschlechterung oder zeitlichen Veränderung der Komponenten der Presse und eine Qualitätsverschlechterung des Produkts zu einem frühen Zeitpunkt während eines kontinuierlichen oder intermittierenden Produktionslaufs der Presse herauszufinden.
Die vorstehend angegebene Aufgabe kann auch gemäß einem neunten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welcher ein Diagnoseverfahren zur Diagnose einer Presse im Hinblick auf das Vorliegen irgend einer Anomalie, welche eine Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, bereitstellt, wobei die Presse eine Dämpfungsvorrichtung aufweist, mit einer Dämpfungsplatte, einem Druckring zum Halten eines Rohlings, einer Krafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Widerstands gegen eine absenkende Bewegung der Dämpfungsplatte, um hierdurch eine Rohlinghaltekraft zu erzeugen, einer Mehrzahl von auf der Dämpfungsplatte angeordneten und miteinander in Verbindung stehenden Ausgleichs-Hydraulikzylindern und einer Mehrzahl von Dämpfungs- bzw. Druckbolzen, die an unteren Enden hiervon jeweils den Ausgleichs-Hydraulikzylindern zugeordnet sind und an oberen Enden hiervon den Druckring stützen, sodass die bei Absenken des Druckrings während eines Pressbetriebs erzeugte Rohlinghaltekraft durch die Ausgleichs-Hydraulikzylinder über die Druckbolzen gleichmäßig auf den Druckring verteilt wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist eines: (a) Ermitteln einer Diagnoseinformation durch Erfassen des Widerstands gegen die absenkende Bewegung der Dämpfungsplatte und/oder eines Drucks in den Ausgleichs-Hydraulikzylindern; und (b) Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie durch Prüfen, ob die Diagnoseinformation im Wesentlichen mit einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine beabsichtigte Qualität aufweist, übereinstimmt.
Dieses Diagnoseverfahren kann on-line, d.h., während eines Produktionslaufs der Presse ausgeführt werden, wo die Presse mit einer Dämpfungsvorrichtung versehen ist. Gemäß dem vorliegenden Diagnoseverfahren wird als die Diagnoseinformation entweder der Widerstand gegen die absenkende Bewegung der Dämpfungsplatte oder der Druck in den Ausgleichs-Hydraulikzylindern oder beide verwendet. Die Krafterzeugungsvorrichtung kann einen Pneumatikzylinder oder einen Hydraulikzylinder mit einer Druckausgleichs- oder -entlastungsfunktion sein. In diesem Fall kann der Widerstand gegen die Dämpfungsplatte durch den Druck in dem Pneumatikzylinder oder den Entlastungs- bzw. Überdruck des Hydraulikfluids repräsentiert werden. Dieser pneumatische oder hydraulische Druck kann durch einen geeigneten Drucksensor auch während eines tatsächlichen Pressbetriebs der Presse erfasst werden. Die Presse wird hinsichtlich irgend einer Anomalie einer Diagnose unterzogen, indem geprüft wird, ob die Diagnoseinformation im Wesentlichen mit einer vorbestimmten Referenz, welche erlaubt, dass das Produkt eine gewünschte Qualität aufweist, übereinstimmt. Z.B. wird die Diagnose durchgeführt, indem geprüft wird, ob die Diagnoseinformation innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten wird. Damit die Dämpfungsvorrichtung eine gleichmäßige Verteilung der Rohlinghaltekraft auf die Druckbolzen herstellt, sollten die Kolben aller Ausgleichs-Hydraulikzylinder, die zur Übertragung der Rohlinghaltekraft in Betrieb sind, in Neutralstellungen gehalten werden, d.h., zwischen ihren oberen und unteren Hubenden positioniert sein. Der Druck in den Ausgleichs-Hydraulikzylindern oder der Widerstand gegen die Dämpfungsplatte, wenn die Kolben aller Ausgleichs-Hydraulikzylinder in den Neutralstellungen gehalten werden, kann als die vorbestimmte Referenz verwendet werden, mit welcher die Diagnoseinformation verglichen wird, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie zu bestimmen. Dieser Referenzhydraulikdruck oder -widerstandswert kann gemäß einer vorbestimmten Gleichung auf der Grundlage der Spezifikationen der Dämpfungsvorrichtung und der oprimalen Rohlinghaltekraft ermittelt werden oder kann experimentell bestimmt werden.
Der Widerstand gegen die absenkende Bewegung der Dämpfungsplatte oder der Druck der Ausgleichs-Hydraulikzylinder kann aufgrund einer Verschlechterung oder zeitlichen Veränderung der Komponenten der Dämpfungsvorrichtung variieren, wodurch die Dämpfungsvorrichtung hinsichtlich der gleichmäßigen Verteilung der Rohlinghaltekraft nicht normal funktioniert. Diese Anomalie einer ungleichmäßigen Verteilung der Rohlinghaltekraft und dementsprechende Verschlechterung der Produktqualität kann durch das vorliegende Diagnoseverfahren zu einem frühen Zeitpunkt während eines kontinuierlichen oder intermittierenden Produktionslaufs der Presse erfasst werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorgenannten und wahlweisen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Lesen der nachfolgenden genauen Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in welchen:
1 eine schematische Aufrissansicht im Teilschnitt ist, welche ein Beispiel einer einfachwirkenden Presse zeigt, auf welche ein Diagnoseverfahren der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise anwendbar ist;
2 eine schematische Ansicht ist, welche einen Einstellmechanismus für die Höhe der Matrize, einen Ausgleichszylinder und die in Beziehung stehenden Komponenten der Presse von 1 zeigt;
3 ein Blockdiagramm ist, welches ein Steuerungs/Regelungs-System für die Presse von 1 andeutet;
4 eine schematische Ansicht der Presse von 1 ist, ausgerüstet mit einer Vorrichtung zum Messen einer Last an der Presse;
5 ein Blockdiagramm zum Erläutern der Funktionen des Steuerungs/Regelungs-Systems von 3 ist;
6 ein Blockdiagramm zum Erläutern der Funktionen eines in 5 des Steuerungs/Regelungs-Systems gezeigten Bedingungsfestlegungsabschnitts ist;
7 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer Wellenform der durch die Vorrichtung von 4 gemessenen Last angibt;
8 ein Graph ist, welcher eine Beziehung zwischen einer Haltekraft Fs, welche auf einen Druckring der Presse wirkt, wie durch die Vorrichtung von 4 erhalten, und einem Pneumatikdruck Pa, welcher auf einen Dämpfungs-Pneumatikzylinder der Presse ausgeübt wird, angibt;
9 ein Graph ist, welcher eine Beziehung zwischen einer Presskraft Fpi und einem Abstand h, wie in 2 angegeben, anzeigt;
10 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Lastwellenform-Diagnoseroutine veranschaulicht, welche durch den in 5 gezeigten Diagnoseabschnitt ausgeführt wird;
11(a), 11(b) und 11(c) Ansichten sind, welche Beispiele der durch die Diagnoseroutine von 10 erhaltenen Wellenform zeigen;
12 eine Ansicht ist, welche ein anderes Beispiel der durch die Diagnoseroutine von 10 erhaltenen Wellenform zeigt;
13 eine Ansicht ist, welche ein weiteres Beispiel der durch die Diagnoseroutine von 10 erhaltenen Wellenform zeigt;
14 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Lastverteilungs-Diagnoseroutine, welche durch den Diagnoseabschnitt von 5 ausgeführt wird, veranschaulicht;
15 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer durch die Diagnoseroutine von 14 erhaltenen Lastverteilung angibt;
16 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Korrelations-Diagnoseroutine, welche durch den Diagnoseabschnitt von 5 ausgeführt wird, veranschaulicht;
17 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer durch die Diagnoseroutine von 16 erhaltenen Korrelation angibt;
18 ein Graph ist, welcher eine Korrelation zwischen der Haltekraft Fs und einem erzeugten Hydraulikdruck Psa, welche ebenfalls durch die Diagnoseroutine von 16 erhalten wird, zusammen mit der Korrelation von 17 angibt;
19 ein Flussdiagramm ist, welches ein anderes Beispiel der Korrelations-Diagnoseroutine, welche durch den Diagnoseabschnitt von 5 ausgeführt wird, veranschaulicht;
20 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer durch die Diagnoseroutine von 19 erhaltenen Korrelation zeigt;
21 ein Graph ist, welcher eine Korrelation zwischen der Haltekraft Fs und einem erzeugten Hydraulikdruck Paa, welche ebenfalls durch die Diagnoseroutine von 19 erhalten wird, zusammen mit der Korrelation von 20 angibt;
22 ein Flussdiagramm ist, welches ein weiteres Beispiel der Korrelations-Diagnoseroutine von 19 veranschaulicht;
23 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer durch die Diagnoseroutine von 22 erhaltenen Korrelation angibt;
24 ein Graph ist, welcher eine Korrelation zwischen einer Presskraft Fpi und einem erzeugten Hydraulikdruck Pmai, welche ebenfalls durch die Diagnoseroutine von 22 erhalten wird, zusammen mit der Korrelation von 23 angibt;
25 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Laständerungs-Diagnoseroutine, welche durch den Diagnoseabschnitt von 5 ausgeführt wird, angibt;
26 ein Graph ist, welcher ein Beispiel eines durch die Diagnoseroutine von 25 erhaltenen Lastabweichungsmusters ist angibt;
27 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer durch den Diagnoseabschnitt von 5 ausgeführten Online-Drucklastüberwachungsroutine darstellt;
28 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer durch den Diagnoseabschnitt von 5 ausgeführten Online-Haltekraftüberwachungsroutine darstellt;
29 ein Flussdiagramm ist, welches ein anderes Beispiel der Online-Haltekraftüberwachungsroutine darstellt;
30 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer durch den Diagnoseabschnitt von 5 ausgeführten Online-Haltekraftverteilungsüberwachungsroutine darstellt;
31 eine Aufrissansicht ist, welche ein Beispiel einer doppeltwirkenden Presse, auf welche das Diagnoseverfahren dieser Erfindung ebenfalls in geeigneter Weise anwendbar ist, zeigt;
32 eine schematische Aufrissansicht ist, welche einen Einstellmechnismus für eine Höhe einer äußeren Matrizen und die in Beziehung stehenden Komponenten, welche in der Presse von 31 vorgesehen sind, zeigt;
33 eine schematische Aufrissansicht ist, welche einen Einstellmechnismus für eine Höhe einer inneren Matrizen und die in Beziehung stehenden Komponenten, welche in der Presse von 31 vorgesehen sind, zeigt;
34 ein schematisches Blockdiagramm ist, welches ein Steuerungs/Regelungs-System für die doppeltwirkende Presse von 31 veranschaulicht;
35 eine fragmentarische Aufrissansicht der Presse von 31 ist, ausgerüstet mit einer Lastmessvorrichtung;
36 ein Blockdiagramm ist, welches Funktionen des Steuerungs/Regelungs-Systems von 34 angibt;
37 ein schematisches Blockdiagramm ist, welches die Funktionen eines in 36 gezeigten Bedingungsfestlegungsabschnitts des Steuerungs/Regelungs-Systems von 34 veranschaulicht;
38 ein Graph ist, welcher eine Beziehung zwischen einer Haltekraft Fsi und einem Abstand ha an der Presse von 31 angibt;
39 ein Graph ist, welcher eine Art und Weise eines Berechnens eines optimalen Abstands hax zum Erhalten einer optimalen Haltekraft Fsoi auf der Grundlage der Beziehung von 38 erläutert;
40(a) bis 40(d) Graphen sind, welche Beispiele einer durch eine Lastwellenform-Diagnoseroutine, welche durch einen in 36 gezeigten Diagnoseabschnitt des Steuerungs/Regelungs-Systems von 34 ausgeführt wird, erhaltenen Lastwellenform angeben;
41 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer durch den Diagnoseabschnitt von 36 ausgeführten Korrelations-Diagnoseroutine veranschaulicht;
42(a) bis 42(d) Graphen sind, welche Beispiele einer durch die Diagnoseroutine von 41 erhaltenen Korrelation angeben;
43 ein Graph ist, welcher eine Korrelation zwischen der Haltekraft Fsi und einem erzeugten Hydraulikdruck Pyai, welche ebenfalls durch die Diagnoseroutine von 41 erhalten wird, zusammen mit der Korrelation von 42 angibt;
44 ein Flussdiagramm ist, welches ein anderes Beispiel einer durch den Diagnoseabschnitt von 36 ausgeführten Diagnoseroutine veranschaulicht;
45 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer durch die Diagnoseroutine von 44 erhaltenen Korrelation angibt;
46 ein Flussdiagramm ist, welches ein weiteres Beispiel der durch den Diagnoseabschnitt von 36 durchgeführten Diagnoseroutine veranschaulicht;
47 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer durch die Diagnoseroutine von 46 erhaltenen Korrelation zeigt;
48 ein Graph ist, welcher eine Korrelation zwischen einer Formungskraft Ffi und einem erzeugten Hydraulikdruck Pzai, welche ebenfalls durch die Diagnoseroutine von 46 erhalten wird, zusammen mit der Korrelation von 47 angibt;
49 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer durch den Diagnoseabschnitt von 36 ausgeführten Online-Haltekraftüberwachungsroutine veranschaulicht;
50 ein Flussdiagramm ist, welches ein anderes Beispiel der Online-Haltekraftüberwachungsroutine veranschaulicht;
51 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer durch den Diagnoseabschnitt von 36 ausgeführten Online-Haltekraftüberwachungsroutine veranschaulicht;
52 eine Aufrissansicht der einfachwirkenden Presse von 1 ist, ausgerüstet mit einer Lastmessvorrichtung, welche mit Abstandssensoren zum Bewirken einer Diagnose auf der Grundlage eines Verschiebungsabstands von Kolben der Ausgleichs-Hydraulikzylinder der Presse ausgestattet ist;
53 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer unter Verwendung der Ausgänge der Abstandssensoren von 52 ausgeführten Kolbenverschiebungs-Diagnoseroutine veranschaulicht;
54 ein Graph ist, welcher eine Art und Weise eines Erhaltens des Kolbenverschiebungswegs Xsi in Schritt Q1-3 der Routine von 53 erläutert;
55 ein Graph ist, welcher eine optimale Verteilung der in Schritt Q1-4 der Routine von 53 erhaltenen Kolbenverschiebung darstellt;
56 ein Flussdiagramm ist, welches ein anderes Beispiel einer unter Verwendung der Ausgänge der Abstandssensoren von 52 ausgeführten Kolbenverschiebungs-Diagnoseroutine veranschaulicht;
57 ein Graph ist, welcher eine in Schritten Q2-1 bis Q2-6 in der Routine von 56 erhaltene Kolbenverschiebungscharakteristik in Relation zu einer Referenzcharakteristik angibt;
58 ein Graph ist, welcher ein Beispiel des Kolbenverschiebungs-Abweichungsmusters in einem anderen Beispiel der die Ausgänge der Abstandssensoren von 52 verwendenden Kolbenverschiebungs-Diagnoseroutine in Relation zu einem Referenzmuster angibt;
59 ein Flussdiagramm ist, welches ein weiteres Beispiel der Kolbenverschiebungs-Diagnoseroutine veranschaulicht;
60 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer in Schritt Q3-2 der Routine von 59 erhaltenen Kolbenverschiebungscharakteristik angibt;
61 eine Ansicht ist, welche eine mit einem Abstandssensor zum Messen einer Verschiebung der Matrizenplatte der Presse ausgestattete Presse zeigt, wobei die Verschiebung verwendet wird, um eine Diagnose der Presse zu bewirken;
62 ein Flussdiagramm ist, welches die den Abstandssensor von 61 verwendende Verschiebungs-Diagnoseroutine veranschaulicht;
63 eine Aufrissansicht der Presse von 1 ist, welche verschiedene zur Diagnose der Dämpfungsvorrichtung hinsichtlich einer Anomalie gemessene Maße d1–d5 angibt;
64 eine Aufrissansicht der Presse von 1 ist, die mit einem Beschleunigungsmesser zum Bewirken einer Diagnose auf der Grundlage von Verschiebungsbetrag, Geschwindigkeit und Beschleunigung einer oberen Matrize ausgerüstet ist;
65 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer unter Verwendung des Verschiebungsbetrags, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der oberen Matrize, die durch den Beschleunigungsmesser von
63 erhalten werden, ausgeführte Diagnoseroutine darstellt;
66 eine Ansicht ist, welche die Presse von 31 zeigt, welche mit Temperatursensoren zur Erfassung von zur Diagnose der Presse hinsichtlich einer Anomalie verwendeten Temperaturen ausgerüstet ist;
67 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Diagnoseroutine auf der Grundlage der durch die Temperatursensoren von 66 erfassten Temperaturen darstellt;
68 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Diagnoseroutine an der Presse von 1 auf der Grundlage einer Temperatur des Druckrings 30 darstellt;
69 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Diagnoseroutine an der Presse von 1 auf der Grundlage der Luftkapazität des Dämpfungs-Pneumatikzylinders darstellt;
70 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer Beziehung zwischen dem Pneumatikdruck Pf des Ausgleichs-Pneumatikzylinders von 33 und der Formungskraft Ff angibt;
71 ein Flussdiagramm ist, welches ein Beispiel einer Diagnoseroutine an der Presse von 1 auf der Grundlage einer wirksamen Querschnittsfläche des Ausgleichs-Pneumatikzylinders darstellt;
72 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer Beziehung zwischen dem Hydraulikdruck Pz des Überlastschutzzylinders von 33 und dem zugehörigen Pneumatikdruck Pg angibt; und
73 ein Graph ist, welcher ein Beispiel einer Beziehung zwischen dem Pneumatikdruck Pf des Ausgleichs-Pneumatikzylinders und der zugehörigen Hebekraft F2 angibt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug zuerst auf 1 ist ein Beispiel einer einfachwirkenden Presse gezeigt, welche angepasst ist, um einen Rohling zu ziehen, um ein Produkt, z.B. ein Außenblech eines Kraftfahrzeugs, herzustellen. Die Presse 10 weist eine untere Matrize in der Form eines Stempels 12 auf, welche auf einer feststehenden Grundplatte bzw. Tischplatte 14 montiert ist, welche in fester Weise auf einem Pressenbett 16 angeordnet ist. Die Presse 10 weist ferner eine obere Matrize 18 auf, welche an einer Stößelplatte 20 befestigt ist, welche mit einer geeigneten, wohlbekannten Stößelantriebseinrichtung verbunden ist, welche z.B. einen Antriebsmotor, Getriebe, eine Kurbelwelle, Verbindungsstifte und Gelenke beinhaltet. Die Stößelplatte 20 wird durch die Stößelantriebseinrichtung durch vier Stößelstangen 22 hin und her bewegt. Die Grundplatte 14 weist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 26 auf, durch welche jeweilige Dämpfungsbolzen bzw. Druckbolzen 24 reichen. Unterhalb der Grundplatte 14 ist ein/eine Ziehkissen bzw. Dämpfungskissen oder -platte 28 zum Unterstützen der Dämpfungsbolzen 24 angeordnet. Die Dämpfungsbolzen 24 erstrecken sich auch durch den Stempel 12, um an ihren oberen Enden ein Druckbauteil in der Form eines Druckrings 30, welcher um einen Arbeitsabschnitt des Stempels 12 herum angeordnet ist, zu unterstützen. Die Zahl und die Lagen der Dämpfungsbolzen 24 ist in Abhängigkeit von der Gestalt und anderen Parametern des Druckrings 30 in geeigneter Weise bestimmt.
Das Dämpfungskissen 28 enthält eine Mehrzahl von Ausgleichs-Hydraulikzylindern 32, welche den Dämpfungsbolzen 24 entsprechen, welche sich durch die Durchgangslöcher 26 hindurch erstrecken. Die unteren Enden der Dämpfungsbolzen 24 sind in aneinanderstoßendem Kontakt mit Kolben 43 der jeweiligen Hydraulikzylinder 32 gehalten. Das Dämpfungskissen 28 ist durch eine Führung 40 so geführt, dass er in der Längsrichtung der Dämp fungsbolzen 24 auf und ab bewegt wird. Das Dämpfungskissen 28 ist durch einen Dämpfungs-Pneumatikzylinder 42, dessen Druckkammer mit einem mit einer Luftquelle 48 (welche in einer Anlage, in welcher die Presse 10 installiert ist, vorgesehen ist) verbundenen Luftbehälter 44 in Verbindung steht, über ein elekromagnetbetätigtes Drucksteuerventil 46 in der Aufwärtsrichtung vorgespannt. Ein Pneumatikdruck Pa innerhalb des Luftbehälters 44 und der Druckkammer des Pneumatikzylinders 42 ist in geeigneter Weise durch Ansteuern des Drucksteuerventils 46 eingestellt. Der Pneumatikdruck Pa wird durch einen Pneumatikdrucksensor 50 erfasst, und ein Anfangswert des Drucks Pa wird vor jedem Presszyklus an der Presse 10 eingestellt. Der Dämpfungs-Pneumatikzylinder 42 und der Luftbehälter 44 dienen als eine Einrichtung zum Erzeugen einer Rohling-Haltekraft Fs, welche durch die Dämpfungsplatte 28 und die Dämpfungsbolzen 24 auf den Druckring 30 auszuüben ist, während sich die Presse in einem Ziehvorgang an einem Rohling, z.B. in der Form eines Metallstreifens oder -bogens, befindet. Genauer beschrieben, wird eine auf den momentan gezogenen Rohling wirkende Kraft über den Druckring 30 und die Dämpfungsbolzen 24 auf die Dämpfungsplatte 28 ausgeübt, wodurch die Dämpfungsplatte 28 abgesenkt wird, wobei der Kolben 43 des Pneumatikzylinder 42 nach unten gedrängt wird. Als ein Ergebnis wirkt die Rohling-Haltekraft Fs, welche dem Pneumatikdruck Pa in dem Zylinder 42 entspricht, auf den Druckring 30.
Obwohl in 1 nur ein Pneumatikzylinder 42 gezeigt ist, können je nach Bedarf zwei oder mehr Pneumatikzylinder verwendet werden. In diesem Fall sind alle Pneumatikzylinder mit dem gemeinsamen Luftbehälter 44 verbunden. Die Druckkammern der Ausgleichs-Hydraulikzylinder 32 stehen miteinander in Verbindung und werden mit einem unter Druck gesetzten Arbeitsfluid oder -öl, welches von einer elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe 34 geliefert wird, versorgt. Ein Hydraulikdruck Ps innerhalb der Druckkammern der Zylinder 32 wird durch Öffnen und Schließen eines elektromagnetbetätigten Sperrventils 36 reguliert. Der Hydraulikdruck Ps wird durch einen Hydraulikdrucksensor 38 erfasst und so eingestellt, dass die durch den Dämp fungs-Hydraulikzylinder 42 erzeugt Rohling-Haltekraft Fs im Wesentlichen gleichmäßig auf die Dämpfungsbolzen 24, also über die gesamte Fläche des Druckrings 30, verteilt wird. Die Dämpfungsplatte 28, die Hydraulikzylinder 32 und die Dämpfungsbolzen 24 wirken zusammen, um eine Dämpfungsvorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der Haltekraft Fs über den Druckring 30 zu bilden.
Wie in 2 gezeigt, ist jede der Stößelstangen 22 über einen Matrizenhöheneinstellmechanismus, welcher allgemein bei 52 angedeutet ist, mit der Stößelplatte 20 verbunden. Der Matrizenhöheneinstellmechanismus 52 greift in eine Gewindestange 54 ein, welche mit der entsprechenden Stößelstange 22 integral ausgebildet ist. Der Mechanismus 52 beinhaltet eine Mutter 56, welche in die Gewindestange 52 eingreift, ein Schneckenrad 58, welches an der Mutter 56 gefestigt ist, und einen Servomotor 60 zum Drehen der Schnecke, welche mit dem Schneckenrad 58 verzahnt ist. Der Servomotor 60 wird bidirektional betrieben, um das Schneckenrad 58 und die Mutter 56 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, um so die Höhe oder vertikale Lage des Matrizenhöheneinstellmechanismus 52 relativ zu der Gewindestange 54, einen Relativabstand h zwischen der Stößelstange 22 und der Stößelplatte 20, genauer zwischen dem unteren Ende der Stößelstange 22 und dem oberen Ende des Mechanismus 52, einzustellen. Der Abstand h wird durch einen Drehgeber 59, welcher an dem Servomotor 60 befestigt ist, erfasst, wie in 3 gezeigt.
Es wird verstanden werden, dass die Stößelplatte 20 von der Stößelstange 22 weg abgesenkt wird, wenn der Relativabstand h wächst, und dass die vertikale Lage der Stößelplatte 20 zu dem Stempel 12 hin verschoben wird, wenn sich die Presse in ihrer Ausgangslage in Ruhe befindet. Demgemäß kann einer Presskraft Fp, welche auf den Rohling wirkt, wenn die Stößelstange 22 an ihrem unteren Hubende lokalisiert ist, durch Ändern des Abstands h eingestellt werden. In anderen Worten, der Abstand h wird für jede der vier Stößelstangen 22 in Abhängigkeit von der beabsichtigten Presskraft Fp durch Betreiben des Servomotors 60 in geeigneter Weise eingestellt. Wie in 2 gezeigt, ist jede Stößelstange 22 mit einem Dehnungsmessstreifen 61 ausgestattet. Dieser Messstreifen 61 ist angepasst, um eine lokale Last Foi (i = 1, 2, 3, 4), welche auf die entsprechende Stößelstange 22 wirkt, zu erfassen. Genauer beschrieben, wird die lokale Last von jeder Stößelstange 22 aus einer in einem Steuergerät 90 gespeicherten Datenkarte erhalten, wobei die Datenkarte eine Beziehung zwischen dem Ausgangspegel des Dehnungsmessstreifens 61 und einem tatsächlichen Lastwert, wie durch eine Lastmessvorrichtung 100, welche beschrieben werden wird, gemessen, darstellt.
Die Stößelplatte 20 enthält einen Überlastschutz-Hydraulikzylinder 62, welcher einen mit dem Matrizenhöheneinstellmechanismus 52 verbundenen Kolben 64 aufweist, und ein an der Stößelplatte 20 befestigtes Gehäuse. Die Druckkammer des Hydraulikzylinders 62 ist mit dem Öl gefüllt und steht mit einer Ölkammer 68 eines hydro-pneumatischen Zylinders 66 in Verbindung. Ein Hydraulikdruck Pm innerhalb der Ölkammer 68 wird manuell eingestellt und durch einen Hydraulikdrucksensor 69 erfasst. Der Zylinder 66 weist auch eine Luftkammer 70 auf, welche mit einem über ein anderes elektromagnetisch betätigtes Drucksteuerventil 74 mit der zuvor angegebenen Luftquelle 48 verbundenen Luftbehälter 72 in Verbindung steht. Ein Pneumatikdruck Pc innerhalb der Luftkammer 70 und des Luftbehälters 72 wird mittels des Drucksteuerventils 74 eingestellt. Der Pneumatikdruck Pc wird durch einen Pneumatikdrucksensor 76 erfasst und in Abhängigkeit von der Presskapazität der Presse 10 eingestellt. D.h., der Pneumatikdruck Pc wird so bestimmt, dass, wenn eine übermäßige Last auf den Überlastschutz-Hydraulikzylinder 62 wirkt, der Kolben des hydro-pneumatischen Zylinders 66 zu der Luftkammer 70 hin bewegt wird, um Bewegungen des Matrizenhöheneinstellmechanismus 52 und der Stößelplatte 20 zueinander zu ermöglichen, um dadurch die Presse 10 und die Matrizen(-bau-)gruppe bzw. den Matrizensatz 12, 18 vor einer Beschädigung aufgrund einer Überlast zu schützen. Der Überlastschutz-Hydraulikzylinder 62, der hydro-pneumatische Zylinder 66, der Luftbe hälter 72 und die in Beziehung stehenden Komponenten sind für jede der vier Stößelstangen 22 in Zuordnung zu den jeweiligen Mechanismen 52 vorgesehen, und der Pneumatikdruck Pc in jedem der vier Luftbehälters 72 wird in geeigneter Weise gesteuert bzw. geregelt.
Die Stößelplatte 20 ist auch mit vier Ausgleichs-Pneumatikzylindern 80, welche an einem Rahmen 78 (angedeutet oben in 1) der Presse 10 befestigt. Jeder Pneumatikzylinder 80 weist eine Druckkammer auf, welche mit einem durch ein elektromagnetisch betätigtes Drucksteuerventil 84 auch mit der Luftquelle 48 verbundenen Luftbehälter 82 in Verbindung steht. Durch Ansteuern des Ventils 84 kann der Pneumatikdruck Pb innerhalb der Druckkammer des Zylinders 80 und des Luftbehälters 82 reguliert werden. Der Druck Pb wird durch einen Pneumatikdrucksensor 86 erfasst und so eingestellt, dass die dem Druck Pb entsprechende Kraft das Gesamtgewicht der Stößelplatte 20 und der oberen Matrize 18 ausgleicht. Die Druckkammern der vier Ausgleichs-Pneumatikzylinder 80 stehen mit dem gemeinsamen Luftbehälter 82 in Verbindung.
Die Presse 10 ist mit dem Steuergerät 90 ausgestattet, wie in 3 gezeigt. Das Steuergerät 90 ist angepasst, um Ausgangssignale der Pneumatikdrucksensoren 50, 86, 76, Hydraulikdrucksensoren 38, 69, des Drehgebers 59 und der Dehnungsmessstreifen 61, welche jeweils die Pneumatikdrücke Pa, Pb, Pc, Hydraulikdrücke Ps, Pm, den relativen Abstand h und lokale Lastwerte Foi anzeigen, zu empfangen. Das Steuergerät 90 ist aus einem Mikrocomputer, welcher eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM) und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung beinhaltet, sowie Analog/Digital-Wandlern aufgebaut. Die CPU arbeitet, um verschiedene Signale gemäß in dem ROM gespeicherten Steuerungsprogrammen zu verarbeiten, während eine vorübergehende Speicherfunktion des RAM ausgenutzt wird, um die Drucksteuerventile 46, 84, 74 und das Sperrventil 36 anzusteuern und Antriebssignale an die Pumpe 34 und den Servomotor 60 zu senden. Während das Blockdiagramm von 3 nur ein Stück zeigt, steuert das Steuergerät 90 alle der vier in der Presse 10 vorgesehenen Stücke jeweils des Servomotors 60, des Dehnungsmessstreifens 61, des Hydraulikdrucksensors 69, des Drucksteuerventils 74 und des Pneumatikdrucksensors 76, wie vorstehend mit Bezug auf die zuvor angegebenen fünf Komponenten beschrieben.
Das Steuergerät 90 ist mit einem Bediener-Steuerpult 92, einem Sender/Empfänger 94, einem Lagesensor 98 und der Lastmessvorrichtung 100 verbunden. Das Bediener-Steuerpult 92 ist angepasst, um die verschiedenen zuvor angegebenen Druckwerte Pa, Pb, Pc, Ps, Pm anzuzeigen, und weist verschiedene Schalter auf, um verschiedene Parameter der Presse 10 einzugeben oder zu ändern. Der Sender/Empfänger 94 ist auf der Presse 10 vorgesehen, um von einer ID-Karte 96, welche an dem Stempel 12 befestigt ist, eine Matrizensatzinformation, welche die Spezifikationen des auf der Presse 10 installierten spezifischen Matrizensatzes 12, 18, 30 angibt, zu empfangen. Zu diesem Zweck weist die ID-Karte 96, welche die Matrizensatzinformation speichert, eine eingebaute Batterie und eine Datenübertragungsfunktion auf. Der Sender/Empfänger 94 ist angepasst, um ein Signal an die ID-Karte 96 zu übertragen, um eine Übertragung der zutreffenden Matrizen-satzinformation anzufordern. Die durch den Sender/Em-pfänger 94 empfangene Matrizensatzinformation wird an das Steuergerät 90 übertragen. Der Lagesensor 98 kann ein Drehgeber zum Erfassen des Drehwinkels der Kurbelwelle der Stößelantriebseinrichtung der Presse 10 oder ein Sensor zum Erfassen der vertikalen Lage der Stößelplatte 20 sein.
Die Lastmessvorrichtung 100 ist auf der Presse 10 installiert, wobei der Stempel 12, die untere Matrize 18 und der Druckring 30 nicht auf der Presse 10 montiert sind, wie in 4 gezeigt, um die Lasten zu messen, von welchen erwartet wird, dass sie auf vorbestimmte Abschnitte der Presse 10 im Betrieb wirken. Die Lastmessvorrichtung 100 weist ein Positionierteil 102 einer rechteckigen Kastenkonstruktion, welche an der Grundplatte 14 befestigt ist, und ein Messteil 106, welches innerhalb des Positionierteils 102 untergebracht ist, auf. Das Messteil 106 ist in der vertikalen Richtung beweglich und weist eine Mehrzahl von Messbolzen 104 auf, welche von der Unterseite hiervon hervorragen. Die Messbolzen 104 entsprechen den Dämpfungsbolzen 24. Das Positionierteil 102 weist eine Mehrzahl von Öffnungen 108 auf, durch welche sich die jeweiligen Dämpfungsbolzen 24 erstrecken. Das Messteil 106 ruht auf den Dämpfungsbolzen 24, welche sich durch die Durchgangslöcher 26 und die Öffnungen 108 hindurch erstrecken, derart, dass die Messbolzen 104 in anstoßendem Kontakt mit den entsprechenden oberen Enden der Dämpfungsbolzen 24 gehalten werden. Das Positionierteil 102 weist ebenfalls vier Messpfosten 110 auf, welche an den vier Ecken des rechteckigen Kastens nach oben hervorragen. Andererseits weist das Messteil 106 vier Messelemente 112 auf, welche von der oberen Oberfläche aus nahe der vier Eckenabschnitte eines Gebiets, in welchem ein Ziehvorgang bewirkt wird, hervorragen. Die vier Messpfosten 110 und die vier Messelemente 112 sind mit jeweiligen Sätzen von Dehnungsmessstreifen 114, 116 ausgestattet. In geeigneter Weise ausgewählte der zuvor angegebenen Messbolzen 104 sind mit jeweiligen Sätzen von Dehnungsmessstreifen 118 ausgestattet. Die Dehnungsmessstreifen 114, 116, 118 sind mit einem dynamischen Dehnungsdetektor 120 verbunden, welcher wiederum mit dem Steuergerät 90 verbunden ist. Der dynamische Dehnungsdetektor 120 weist eine Funktion eines Verstärkers auf und ist in der Lage, einen Nullpunkt hiervon einzustellen. Jeder Satz von Dehnungsmessstreifen 114, 116, 118 besteht aus vier Dehnungsmessstreifen, welche an jeweiligen vier seitlichen Oberflächen jedes Messpfostens 110, Messelements 112 oder -bolzens 104 angebracht sind.
Unter Bezug zurück auf 3 ist das Steuergerät 90 angepasst, um verschiedenen Funktionen gemäß den in dem ROM gespeicherten Steuerprogrammen zu erfüllen. Das Steuergerät 90 enthält zwei funktionale Abschnitte, nämlich einen Bedingungsfestlegungsabschnitt 124 und einen Diagnoseabschnitt 126, wie in 5 veranschaulicht. Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 124 weist verschiedene funktionale Blöcke auf, wie in 6 angegeben. Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 124 beinhaltet einen Ma schinendatenspeicher 130 und einen Matrizendatenspeicher 132. Der Maschinendatenspeicher 130 speichert Daten, welche durch das Bediener-Steuerpult 92 eingegebene Maschineninformationen beinhalten, während der Matrizendatenspeicher 132 die Matrizensatzinformationen speichert, welche von der ID-Karte 96 gelesen und durch den Sender/Empfänger 94 übertragen werden, wenn der Matrizensatz 12, 18, 30 auf der Presse 10 installiert wird. Z.B. beinhalten die Maschineninformation und die Matrizensatzinformation die nachstehenden Informationen, welche notwendig sind, um die Pneumatikdruckwerte Pa, Pb, den Hydraulikdruck Ps und den Relativabstand h zu bestimmen, welche einen beabsichtigten Pressbetrieb auf der Presse 10 erlauben.
[MASCHINENINFORMATION]

– Gewicht Wa der Dämpfungsplatte 28
– Mittleres Gewicht Wp der Dämpfungsbolzen 24
– Gewicht Ws der Stößelplatte 20
– Druck aufnehmende Fläche Aa des Pneumatikzylinders 42
– Gesamte Druck aufnehmende Fläche Ab der vier Pneumatikzylinder 80
– Mittlere Druck aufnehmende Fläche As der Hydraulikzylinder 32
– Volumenelastizitätsmodul K des für die Hydraulikzylinder 32 verwendeten Arbeitsöls
– Mittlerer Weg bzw. Hub Xav der Kolben der Hydraulikzylinder 32
– Gesamtvolumen V des Öls in dem hydraulischen Kreis, welcher die Hydraulikzylinder 32 beinhaltet
– Vorläufiges charakteristisches Verhältnis h-Fpi (Fpi = a·h)

[MATRIZENSATZINFORMATION]

– Gewicht Wr des Druckrings 30
– Gewicht Wu der oberen Matrize 18
– Optimale Haltekraft Fso
– Optimale lokale Presskraft Fpoi jedes Dämpfungsbolzens 24
– Zahl n der Dämpfungsbolzen 24

Es wird festgehalten, dass die Matrizensatzinformation auch Daten beinhaltet, welche den speziellen verwendeten Matrizensatz angeben (d.h., das unter Verwendung des Matrizensatzes zu erhaltende Produkt, und ein Modell eines Fahrzeugs, für welches das Produkt verwendet wird), einen Typ der Presse 10, auf welcher der Matrizensatz installiert ist, und einen Prozess, in welchem das Produkt hergestellt wird.
Das Gewicht Wa der Dämpfungsplatte 28 ist das tatsächliche Gewicht der Platte 28 abzüglich des auf die Platte 28 wirkenden Gleitwiderstands. Dieses Gewicht Wa kann durch die Lastmessvorrichtung erhalten werden. Im Detail beschrieben, wird der Gewichtswert Wa aus einer charakteristischen Kurve Fs-Pa erhalten, welche durch Messen der Haltekraft Fs erhalten wird, während der Pneumatikdruck Pa geändert wird. Um die Haltekraft Fs zu messen, wird die Stößelplatte 22 durch die Stößelstangen 22 auf ihr unteres Hubende abgesenkt. Während der Abwärtsbewegung der Stößelplatte 20 wird die untere Oberfläche der Stößelplatte 20 in Kontakt mit den Messelementen 112 auf dem Messteil 106 gebracht, während das Messteil 106 gegen die Vorspannkraft der Pneumatikzylinder 42 abgesenkt wird. Die Lasten, welche während dieser Abwärtsbewegung des Messteils 106 auf die vier Messelemente 112 wirken, werden durch die Dehnungsmessstreifen 116 erfasst. Bevor die Stößelplatte 20 ihr unteres Hubende erreicht hat, kommt das Messteil 106 in anstoßenden Kontakt mit dem Positionierteil 102. Zu dieser Zeit steigen die Lasten, wie sie durch die Dehnungsmessstreifen 116 erfasst werden, aufgrund der Steifigkeit der Struktur der Presse 10 plötzlich an. Der Graph von 7 zeigt ein Beispiel einer Änderung der durch die Dehnungsmessstreifen 116, welche auf einem der vier Messelemente 112 vorgesehen sind, erfassten Last an. In dem Graph entspricht ein Lastwert Fsi der Haltekraft, von welcher erwartet wird, dass sie auf den Druckring 30 ausgeübt wird, und ein Lastwert Fpi entspricht einer Formungskraft, von welcher erwartet wird, dass sie zusätzlich zu der Haltekraft Fsi auf den Rohling ausgeübt wird. D.h., eine Gesamtpresskraft Fpi, von welcher erwartet wird, dass sie auf den Rohling wirkt, ist eine Summe der Lastwerte Fsi und Ffi. Um den Lastwert oder die Presskraft Fpi zu ermitteln, sind das Positionierteil 102 und das Messteil 106 so ausgelegt, dass sie eine höhere Steifigkeit besitzen als der Stempel 12 und die obere Matrize 18, welche für einen tatsächlichen Ziehvorgang verwendet werden. Der Graph von 8 zeigt eine Beziehung von Pa-Fs zwischen dem Pneumatikdruck Pa des Pneumatikzylinders 42 und der Gesamthaltekraft Fs (Summe der vier Lastwerte Fsi, welche durch die vier Messelemente 112 erhalten werden), an. Das Gewicht Wa der Dämpfungsplatte 28 wird auf der Grundlage eines Lastwerts Fx, welcher aus der Beziehung Fs-Pa erhalten werden kann, berechnet. Genauer beschrieben, wird das Gewicht Wa durch Subtrahieren des Gesamtgewichts des Messteils 106 (einschließlich des Gewichts der Messbolzen 104 und der Elemente 112) und der Dämpfungsbolzen 24 von dem Lastwert Fx berechnet. Das so erhaltene Gewicht Wa unterscheidet sich von dem und ist kleiner als das tatsächliche Gewicht der Dämpfungsplatte 28, und zwar um einen Wert, welcher durch verschiedene Paramenter wie etwa die Gleitwiderstandswerte der Führung 40 und des Kolbens 43 bestimmt ist. Das erhaltene Gewicht Wa beinhaltet einen Grad der Luftleckage des Pneumatikzylinders 42 und einen Erfassungsfehler des Pneumatikdrucksensors 50. Demgemäß ist das erhaltene Gewicht Wa spezifisch für die besondere Bedingung der Presse 10, auf welcher die Messvorrichtung 100 betrieben wurde.
Das Gewicht Wp ist ein durchschnittlicher Wert der Gewichte der Dämpfungsbolzen 24, welche in der Presse 10 verwendet werden. Das Gewicht Ws der Stößelplatte 20 ist gleich dem tatsächlichen Gewicht der Stößelplatte 20 abzüglich eines Gleitwiderstandswerts hiervon bezüglich einer Führung dafür. Um das Gewicht Ws zu erhalten, werden die lokalen Lastwerte Foi während der Abwärtsbewegung der Stößelplatte 20 durch die entsprechenden Dehnungsmessstreifen 61 erfasst. Der Gesamtlastwert Fo der vier lokalen Lastwerte Foi der vier Stößelstangen 22 wird erfasst, während der Pneumatikdruck Pb des Pneumatikzylinders 80 kontinuierlich geändert wird. Wie das Gewicht Wa der Dämpfungsplatte 28 kann das Gewicht Ws der Stößelplatte 20 aus der erhaltenen charakteristischen Beziehung zwi-schen der Gesamtlast Fo und dem Pneumatikdruck Pb erhalten werden. Die Druck aufnehmende Fläche Aa des Pneumatikzylinders 42 ist ein Wert, welcher einen Einfluss der Luftleckage des Zylinders 42 wiedergibt. Z.B. entspricht die Fläche Aa einem Gradienten einer Linie, welche die Beziehung zwischen der Haltekraft Fs (Summe der Lastwerte Fsi) und dem Pneumatikdruck Pa repräsentiert. Wenn eine Mehrzahl von Pneumatikzylindern 42 vorgesehen ist, ist die Fläche As eine gesamte Druck aufnehmende Fläche aller Zylinder 42. Wie die Druck aufnehmende Fläche As kann die gesamte Druck aufnehmende Fläche Ab der vier Pneumatikzylinder 80 aus der charakteristischen Beziehung Fo-Pb erhalten werden. Die durchschnittliche Druck aufnehmende Fläche As der Hydraulikzylinder 32 kann z.B. aus einer charakteristischen Beziehung zwischen der Haltekraft Fs und dem Hydraulikdruck Ps, welcher durch den Hydraulikdrucksensor 38 erfasst wird, erhalten werden, wenn die charakteristische Beziehung Fs-Pa von 8 erhalten wird.
Der Volumenelastizitätsmodul K des Arbeitsfluids oder -öls ist bestimmt in Abhängigkeit von den spezifischen Eigenschaften des verwendeten Öls. Der mittlere Hub Xav des Kolbens des Hydraulikzylinders 32 ist ein durchschnittlicher Wert von Hublängen der Kolben der Zylinder 32, wie von den oberen Hubenden aus gemessen, wenn die Stößelplatte 20 ihr unteres Hubende erreicht hat. Die Hublängen sind so bestimmt, dass sie die Haltekraft Fs auf den Druckring 30 gleichmäßig durch alle Dämpfungsbolzen 24 in anstoßendem Kontakt mit dem Ring 30 verteilen. Genauer beschrieben, sind die Hublängen so bestimmt, dass alle Kolben der Zylinder 32 von ihren oberen Hubenden aus durch die jeweiligen Dämpfungsbolzen 24 abgesenkt werden, während keiner der Kolben durch die Dämpfungsbolzen 24 auf sein unteres Hubende nach unten gebracht oder abgesenkt wird, nachdem die Stößelplatte 20 ihr unteres Hubende erreicht hat, auch bei Vorliegen einer Abweichung in der Länge der Dämpfungsbolzen 24 und einer Neigung der Dämp fungsplatte 28. Die Hublängen können durch ein Experiment oder auf der Grundlage der gemessenen Längenabweichung der Dämpfungsbolzen 24 und Maximalhüben der Kolben der Zylinder 32 erhalten werden. Das Volumen V ist ein Gesamtvolumen des in einem Abschnitt des hydraulischen Kreises, welcher den Hydraulikzylindern 32 zugeordnet ist, vorliegt, wobei der Abschnitt die Druckkammern der Zylinder 32 beinhaltet und durch ein Absperrventil 39 (1) gebunden ist. Das Volumen V ist ein Wert, wenn die Kolben der Zylinder 32 sich an ihren oberen Hubenden befinden.
Die vorläufige charakteristische Beziehung h-Fpi (i = 1, 2, 3, 4) ist eine Beziehung (Fpi = a·h) zwischen dem Abstand h und der Presskraft Fpi, wenn die Stößelstangen 22 ihre unteren Hubenden erreicht haben. Diese Beziehung wird durch Messen der Presskraft Fpi (wenn die Stößelstangen 22 die unteren Hubenden erreicht haben) mit unterschiedlichen Werten des Abstands h erhalten. Die vorläufige charakteristische Beziehung h-Fpi spiegelt die Steifigkeit der Presse 10 (mit Ausnahme des Matrizensatzes) wider. Die Messung der charakteristischen Beziehung h-Fpi wird bewirkt, nachdem der Pneumatikdruck Pb der Pneumatikzylinder 80 so eingestellt ist, dass die Hebekraft, welche durch die Zylinder 80 erzeugt wird, das Gesamtgewicht der Stößelplatte 20 und der oberen Matrize 18 ausgleicht, wenn die Stößelplatte 20 durch die Stößelstangen 22 abgesenkt wird. Ein Beispiel der vorläufigen charakteristischen Beziehung h-Fpi ist durch eine Strichpunktlinie in dem Graph von 9 angegeben, wobei der maximale Wert h0 des Abstands h, wenn die Presskraft Fpi (also die Formungskraft Ffi) Null ist, als eine Referenz verwendet wird. Wenn die Presskraft Fpi Null ist, wirkt die Haltekraft Fs nicht auf den Druckring 30, wobei die Dämpfungsplatte 28 an ihrem unteren Ende gehalten wird. Die charakteristische Beziehung h-Fpi wird für jede der vier Stößelstangen 22 (vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 52) erhalten. Die gesamte Presskraft Fp ist eine Summe der Presskräfte Fpi der individuellen Stößelstange 22. Die Positionen der Messelemente 112, auf welchen die Dehnungsmessstreifen 116 vorgesehen sind, sind nahezu mit denen der vier Stößelstangen 22 ausgerichtet.
Das Gewicht Wr des Druckrings 30 und das Gewicht Wu der oberen Matrize 18 sind die Werte, welche tatsächlich von dem Ring 30 und der Matrize 18 gemessen werden, wie sie hergestellt sind. Die optimale Haltekraft Fso und die optimale lokale Presskraft Fpoi (i = 1, 2, 3, 4) werden durch eine Prozedur von Versuch und Irrtum, in welcher die zum Ausführen eines beabsichtigten Ziehvorgangs geeigneten optimalen Kräfte Fso und Fpoi durch Testvorgänge an einer Versuchspresse, auf welcher der Druckring 30, die obere Matrize 18 und der Stempel 12 installiert sind, bestimmt werden, erhalten. Die Haltekraft Fso und die Presskraft Fpoi enthalten keine Komponenten aufgrund der Einflüsse durch die Gewichte des Matrizensatzes 12, 18, 30 und der Gleitwiderstandswerte der zugeordneten Komponenten. Falls die Versuchspresse z.B. ähnlich der in 1 und 2 gezeigten ist, wird der Pneumatikdruck Pb so eingestellt, dass die Stößelplatte 20 durch die Stößelstangen 22 abgesenkt wird, während das Gesamtgewicht der Stößelplatte 20 und der oberen Matrize 18 durch die Hebekraft, welche durch die Ausgleichs-Pneumatikzylinder 80 erzeugt wird, ausgeglichen wird. Die lokalen Lastwerte Foi werden während eines unter der vorgenannten Bedingung bewirkten Test-Ziehvorgangs durch die Dehnungsmessstreifen 61 erfasst. Die Haltekraft Fso und die lokalen Werte der Presskraft Fpoi können auf der Grundlage der erfassten Lastwerte Foi erhalten werden. Während die Haltekraft Fso eine Gesamtkraft ist, welche durch die Dämpfungsbolzen 24 auf den Druckring 30 ausgeübt wird, ist die lokale Presskraft Fpoi eine Kraft, welche durch jede der vier Stößelstangen 22 erzeugt wird, und die gesamte Presskraft Fp ist eine Summe der lokalen Kraftwerte Fpoi der vier Stößelstangen 22. Die Lastwellenform jedes Dehnungsmessstreifens 61 ist ähnlich der der Dehnungsmessstreifen 116, wie in 7 dargestellt, und wird verwendet, um die Haltekraft Fs und die Presskraft Fp zu ermitteln. Die Anzahl n der Dämpfungsbolzen 24 wird durch ein Experiment bestimmt, und zwar in Abhängigkeit von der Größe und Gestalt des Druckrings 30, um den Rohling in ein beabsichtigtes Produkt zu ziehen.
Wieder mit Bezug auf 6 beinhaltet der Bedingungsfestlegungsabschnitt 124 des Steuergeräts 90 einen Pax-Berechnungsblock 134 zum Berechnen des optimalen pneumatischen Drucks Pax zum Erzeugen der Haltekraft Fso gemäß der nachstehenden Gleichung (1) auf der Grundlage der in dem Maschinendatenspeicher 130 gespeicherten Maschineninformation und der in dem Matrizendatenspeicher 132 gespeicherten Matrizensatzinformation. Die zu erzeugende Haltekraft Fso ist in dem Matrizendatenspeicher 132 gespeichert. Pax = (Fso + Wa + Wr + n·Wqp)/Aa (1)
Der Ausgang des Pax-Berechnungsblocks 134 wird in einen Pa-Einstellungsblock 136 eingespeist, welcher dazu vorgesehen ist, das elektromagnetisch betätigte Drucksteuerventil 46 so anzusteuern, dass der Pneumatikdruck Pa in dem Luftbehälter 44, welcher durch den Pneumatikdrucksensor 50 erfasst wird, mit dem durch den Pax-Berechnungsblock 134 berechneten optimalen Pneumatikdruck Pax zusammenfällt. Mit dem so hergestellten Pneumatikdruck Pa wird der durch die Matrizeninformation angegebene Haltedruck Fso auf den Druckring 30 ausgeübt.
Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 124 beinhaltet auch einen P0-, P1-Berechnungsblock 138 zum Berechnen eines optimalen hydraulischen Ausgangsdrucks P0 und eines hydraulischen Solldrucks P1 gemäß den nachstehenden Gleichungen (2) bzw. (3) auf der Grundlage der Maschineninformation in dem Maschinendatenspeicher 130 und der Matrizensatzinformation in dem Matrizendatenspeicher 132. Xav = (Fso – n·As·P0)V/n2·As2·K (2) Fso + Wr + n·Wp = n·As·P1 (3)
Der optimale hydraulische Anfangsdruck P0 ist ein Druck zum im wesentlichen ebenen oder gleichmäßigen Ausüben der Haltekraft Fso auf den Druckring 30 durch die Dämpfungsbolzen 24, wenn sich die obere Matrize 18 nicht in Kontakt mit dem Druckring 30 befindet. Andererseits ist der hydraulische Solldruck P1 ein ähnlicher Druck, wenn sich die obere Matrize 18 in Druckkontakt mit dem Druckring 30 befindet. Der Ausgang des P0-, P1-Berechnungsblocks 138 wird an einen Ps-Einstellungsblock 140 zum Ansteuern der Pumpe 34 und des Absperrventils 36 so angelegt, dass der Anfangswert des durch den Hydraulikdrucksensor 38 erfassten Hydraulikdrucks Ps gleich dem oben angegebenen berechneten optimalen hydraulischen Anfangsdruck P0 ist. Mit dem so auf den Anfangswert P0 eingestellten Hydraulikdruck Ps ist es theoretisch möglich, in einem Ziehvorgang mit dem Druckring 30 in Druckkontakt mit der oberen Matrize 18 die Kolben aller Hydraulikzylinder 32 um die durchschnittliche Hublänge Xav abzusenken und die Haltekraft Fso durch die Dämpfungsbolzen 24 im wesentlichen gleichmäßig auf den Druckring 30 auszuüben. Allerdings ist der optimale hydraulische Anfangsdruck P0 aufgrund möglicherweise in dem hydraulischen Kreis, welcher die Zylinder 32 beinhaltet, vorliegender Luft nicht notwendigerweise genau genug, was bewirkt, dass der Volumenelastizitätsmodul K des Öls variiert. Angesichts dieses Nachteils ist der Ps-Einstellungsblock 140 angepasst, um den Hydraulikdruck Ps in einem Testvorgang zu lesen und den einmal auf den optimalen Anfangswert P0 eingestellten Druck Ps so einzustellen, dass der Druck Ps im wesentlichen gleich dem ebenfalls durch den P0-, P1-Block 138 berechneten Solldruck P1 gemacht wird. Falls der während des Testvorgangs tatsächlich ermittelte Hydraulikdruck Ps höher als der Sollwert P1 ist, befinden sich einige der Dämpfungsbolzen 24 nicht in anstoßendem Kontakt mit dem Druckring 30, und die Haltekraft Fso wird nur durch die anderen Dämpfungsbolzen auf den Druckring 30 ausgeübt. In diesem Fall wird der optimale hydraulische Ausgangsdruck P0 abgesenkt, um die Dämpfungsbolzen 24 aufwärts zu bewegen, sodass alle Dämpfungsbolzen 24 den Druckring 30 berühren können. Falls andererseits der tatsächliche hydraulische Druck Ps niedriger als der Sollwert P1 ist, sind einige der Hydraulikzylinder 32 abge senkt, und ein Teil der Haltekraft Fso wirkt durch die Dämpfungsplatte 28 und die Dämpfungsbolzen 24, welche den abgesenkten Kolben entsprechen, direkt auf den Druckring 30. In diesem Fall wird der optimale hydraulische Anfangsdruck P0 erhöht, um das Absenken der Kolben irgend welcher Zylinder 32 zu vermeiden.
Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 124 beinhaltet ferner einen Pbx-Berechnungsblock 142, welcher angepasst ist, um den optimalen Pneumatikdruck Pbx der Pneumatikzylinder 80, um eine Hebekraft zum Ausgleichen des Gesamtgewichts der Stößelplatte 20 und der oberen Matrize 18 zu erzeugen, gemäß der nachstehenden Gleichung (4) auf der Grundlage der Maschineninformation und der Matrizensatz-information zu berechnen. Pbx = (Wu + Ws)/Ab (4)
Der Ausgang des Pbx-Berechnungsblocks 142 wird einem Pb-Einstellungsblock 144, welcher angepasst ist, um das elektromagnetisch betätigte Drucksteuerventil 84 so anzusteuern, dass der durch den Pneumatikdrucksensor 86 erfasste Pneumatikdruck Pb in dem Luftbehälter 82 mit dem durch den Pbx-Berechnungsblock 142 berechneten optimalen Druck Pbx zusammenfällt, zugeführt. Mit dem so eingestellten Druck Pb können die lokalen Presskraftwerte Fpoi, wie durch die Matrizensatzinformation angegeben, in einem Ziehvorgang ohne einen Einfluss der Gewichte der Stößelplatte 20 und der oberen Matrize 18 auf den Matrizensatz 12, 18 ausgeübt werden.
Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 124 beinhaltet auch einen h-Einstellungsblock 146 zum Einstellen des relativen Abstands h, welcher mit den vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 52 verbunden ist, unabhängig voneinander auf der Grundlage der Maschineninformation und der Matrizensatzinformation so einzustellen, dass für jede Stößelstange 22 die optimale lokale Presskraft Fpoi, wie durch die Matrizensatzinformation angegeben, bereitgestellt wird. Ursprünglich wird der Referenzwert h0, welcher der Maxi malwert des Abstands h ist, wenn die Presskraft Fpi jeder Stößelstange 22 Null ist, aus dem entsprechenden lokalen Lastwert Foi, welcher durch die Dehnungsmessstreifen 61 auf der entsprechenden Stößelstange 22 erfasst wird, bestimmt. Dann wird der Abstand h1 zum Erhalten der Presskraft Fpoi aus der vorläufigen charakteristischen Beziehung h-Fpi (Fpi = a·h), wie durch einen strichpunktierte Linie in dem Graph von 9 angedeutet, erhalten. Anschließend wird der Abstand h durch Betreiben des Servomotors 60 auf den erhaltenen Wert h1 bezüglich des Referenzwerts h0 eingestellt. In diesem Zustand wird ein Testvorgang durchgeführt, um die Presskraft Fp1 auf der Grundlage der durch die Dehnungsmessstreifen 61 ermittelten Lastwerte zu messen. Nachdem die vorbestimmte vorläufige charakteristische Beziehung h-Fpi auf einer höheren Steifigkeit des Matrizensatzes als der Steifigkeit des tatsächlich verwendeten Matrizensatzes 12, 14 beruht, ist die Presskraft Fp1 allgemein kleiner als die Presskraft Fpoi. Dann wird der Abstand h um einen vorbestimmten Wert Δh auf h2, was kleiner ist als h1, geändert, und die entsprechende Presskraft Fp2 wird auf die gleiche Weise gemessen wie oben bezüglich des Werts Fp1 beschrieben. Auf der Grundlage der so erhaltenen Werte Fp1, Fp2 und Abstände h1 und h2 wird eine endgültige charakteristische Beziehung h-Fpi (Fpi = b·h) erhalten, wie durch die durchgezogene Linie in 9 angegeben. Der Abstand hx zum Erhalten der Presskraft Fpoi wird durch die erhaltene endgültige charakteristische Beziehung h-Fpi bestimmt. Der Servomotor 60 wird betrieben, um den bestimmten Abstand hx herzustellen. Genauer wird der Abstand hx so eingestellt, dass die lokale Formungskraft (Fpoi – Fso/4), welche durch Subtrahieren von Fso/4 (einem Viertel der Haltekraft Fso) von der Presskraft Fpoi erhalten wird, bereitgestellt wird, nachdem die obige Einstellung des Abstands h ohne die auf den Druckring 30 wirkende Haltekraft Fs bewirkt wird. Die Bestimmung des Abstands hx und die Einstellung des Abstands h auf den bestimmten Abstand hx durch den Servomotor 60 werden für jeden der vier Mechanismen 52 (vier Stößelstangen 22) bewirkt. Die Einstellung des Abstands h durch den Block 146 stellt die Presskraft Fpoi, wie durch die Matrizensatzinformation angege ben, ungeachtet einer Abweichung in der Steifigkeit der Presse 10 von einer Maschine zu einer anderen sicher.
Das Steuergerät 90 ist auch angepasst, um den Pneumatikdruck Pc in der Luftkammer 70 des hydro-pneumatischen Zylinders 66 so zu regulieren, dass die lokale Presskraft Foi, welche durch die Dehnungsmessstreifen 61 auf jeder Stößelstange 22 erfasst wird, eine vorbestimmte obere Grenze Foli (i = 1, 2, 3, 4) nicht überschreitet. D.h., das elektromagnetisch betätigte Drucksteuerventil 74 wird angesteuert, um den Pneumatikdruck Pc auf einen vorbestimmten optimalen Wert Pcx einzustellen. Dieser optimale Wert Pcx wird auf der Grundlage der Druck aufnehmenden Fläche des Zylinders 62 und der Druck aufnehmenden Flächen der Öl- und Luftkammern 68, 70 des Zylinders 66 so bestimmt, dass, falls eine die obere Grenze Foli überschreitende Last auf den Überlastschutz-Hydraulikzylinder 62 wirkt, z.B. aufgrund eines erhöhten Gleitwiderstands der Stößelplatte 20, der Kolben des Zylinders 66 auf die Luftkammer 70 zu bewegt werden kann, wodurch ermöglicht wird, dass Arbeitsöl von dem Hydraulikzylinder 62 in die Ölkammer 68 des Zylinders 66 strömt, und ermöglicht wird, dass die entsprechende Stößelstange 22 aufwärts und relativ zu der Stößelplatte 20 bewegt wird. Diese Einstellung des Pneumatikdrucks Pc wird für jeden der vier Zylinder 66, welche für die entsprechenden vier Stößelstangen 22 vorgesehen sind, so bewirkt, dass die Druckwerte Pci der vier Zylinder 66 unabhängig voneinander eingestellt werden. Diese Anordnung verhindert eine Beschädigung der Presse 10 oder des Matrizensatzes 12, 18 aufgrund einer übermäßigen Presskraft Fp. Nachdem der optimale Pneumatikdruck Pc ungeachtet des verwendeten Matrizensatzes eingestellt werden kann, ist es möglich, die Einstellung manuell, insbesondere durch Manipulieren des Drucksteuerventils 74 durch den Bediener der Presse 10 zu bewirken.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird verstanden werden, dass die Presse 10 in der Lage ist, optimale Betriebsbedingungen der Presse, wie etwa optimale Pneumatikdrücke Pax, Pbx, einen optimalen hydraulischen An fangsdruck P0 und einen optimalen Abstand hx, automatisch zu berechnen, um die optimalen Betriebsparameter, wie etwa die optimale Haltekraft Fso und optimale lokale Werte der Presskraft Fpoi, wie in einem Versuchs- oder Testablauf auf einer Testpresse bestimmt, herzustellen, ungeachtet Abweichungen oder Unterschieden in der Steifigkeit und den Gleitwiderständen der Presse von einer Maschine zur anderen. Die automatische Berechnung der optimalen Betriebsbedingungen ist gemäß der in dem Maschinendatenspeicher 130 gespeicherten Maschineninformation und der in dem Matrizendatenspeicher 132 gespeicherten Matrizensatzinformation (empfangen von der Steuergerät 90 über den Sender/Empfänger 94) durch das Steuergerät 90 implementiert. Somit beseitigt oder minimiert die Presse 10 die herkömmliche schwerfällige manuelle Einstellung der Betriebsbedingungen der Presse durch die Prozedur von Versuch und Irrtum und reduziert die Arbeitsbelastung des Bedieners nach Einrichten der Presse, während eine hohe konsistente Qualität der durch die Presse hergestellten Produkte sichergestellt ist.
Es wird festgehalten, dass die pneumatischen und hydraulischen Drücke Pa, Pb, Ps und der Abstand h, die oben angegeben sind, nicht genau auf die optimalen Werte Pax, Pbx, P0 und hx, wie berechnet, eingestellt werden müssen. In diesem Zusammenhang ist es möglich, bestimmte Toleranzbereiche für diese Betriebsparameter oder -bedingungen vorzusehen, innerhalb derer die Qualität der durch die Presse 10 hergestellten Produkte die beabsichtigten Erfordernisse erfüllt.
Der Diagnoseabschnitt 126 des Steuergeräts 90 ist ausgelegt, um eine Diagnose der Presse 10 anzustellen, um zu sehen, ob es irgend eine Anomalie oder einen Defekt gibt, der die Presse 10 davon abhält, normal zu arbeiten, um das Produkt mit einem beabsichtigten oder befriedigenden Qualitätsniveau herzustellen. Der Diagnoseabschnitt 126 weist die folgenden fünf Diagnosefunktionen auf: (1) Diagnose einer Lastwellenform; (2) Diagnose einer Lastverteilung; (3) Diagnose einer Korrelation; (4) Diagnose einer Lastabweichung; und (5) Diagnose im laufenden Betrieb (Online-Diagnose). Die ersten vier Diagnosefunktionen (1) bis (4) werden z.B. vor dem Festlegen der Pressbedingungen wie zuvor beschrieben durch die auf der Presse 10 montierte Lastmessvorrichtung 100 durchgeführt, nachdem der Matrizensatz installiert oder ausgetauscht worden ist. Die letzte Diagnosefunktion (5) wird durchgeführt, während sich die Presse 10 in Betrieb befindet. Diese Diagnosefunktionen werden erläutert werden.
(1) LASTWELLENFORM-DIAGNOSE
Diese Diagnose wird, nachdem die Lastmessvorrichtung 100 auf der Presse 10 installiert worden ist, durch Betätigen eines geeigneten Schalters auf dem Bediener-Steuerpult 92 gemäß einer Routine durchgeführt, welche in dem Flussdiagramm von 10 veranschaulicht ist. Die Diagnoseroutine von 10 wird mit Schritt S1-1 begonnen, um einen Test-Presszyklus zu starten, nachdem der Pneumatikdruck Pa, der Hydraulikdruck Ps und andere Betriebsparameter auf die vorbestimmten optimalen Werte eingestellt sind. Schritt S1-1 wird von Schritt S1-2 gefolgt, in welchem der Wert einer Last während des Presszyklus, wie durch die Vorrichtung 100 gemessen, eingelesen wird. D.h., der Lastwert wird erfasst, wenn die Stößelplatte 20 hin und her bewegt wird, und zwar, wenn ein physikalischer Wert in der Form des Verschiebungsbetrags des des Hauptstößels 20 geändert wird. Dann ist Schritt S1-3 implementiert, um eine Wellenform der gemessenen Last mit einer gespeicherten Referenzwellenform, welche die beabsichtigte Produktqualität erlaubt, zu vergleichen und dadurch das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie in den Betriebsbedingungen der Presse 10 zu bestimmen. Falls der Vergleich das Vorliegen irgend einer Anomalie anzeigt, wird in Schritt S1-4 der Grund für die Anomalie und der Grad der Anomalie beurteilt. Dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt S1-5, in welchem ein Ergebnis der Bestimmung in Schritt S1-3 auf einer CRT (Kathodenstrahlröhre) oder einer Flüssigkristallanzeige auf dem Bediener-Steuerpult 92 angezeigt wird. Falls in Schritt S1-3 die Bestimmung irgend einer Anomalie gemacht wird, werden der Grund für die Anomalie und der Grad der Anomalie, welche in Schritt S1-4 beurteilt wurden, ebenfalls auf dem Pult 92 angezeigt. Strichpunktierte Linien in den Graphen von 11(a), 11(b) und 11(c) repräsentieren Beispiele einer Wellenform der Haltekraft Fs, welche aus den Ausgängen der Dehnungsmessstreifen 116 erhalten werden, wenn die Presse 10 in einem Langsamfahrmodus (inching mode) betrieben wird, um die Stößelplatte 20 hin und her zu bewegen, nachdem das untere Hubende der Stößelplatte 20 so eingestellt wurde, dass das Messteil 106 der Vorrichtung 100 nicht auf das Positionierteil 102 aufstoßen wird, selbst wenn die Stößelplatte 20 ihr unteres Hubende erreicht hat. Durchgezogene Linien in den Graphen repräsentieren die Referenzwellenformen, welche durch Simulation oder Experiment auf der Grundlage der Druck aufnehmenden Fläche Aa des Pneumatikzylinders 42 und des eingestellten Pneumatikdrucks Pa bestimmt werden. Die Referenzwellenformen können Wellenformen sein, die in einem vorherigen Zyklus der Lastwellenformdiagnose erhalten wurden und als normal befunden wurden. Der Vergleich in Schritt S1-3 der erfassten und der Referenzwellenformen des Lastwerts (Haltekraft Fs) wird durch Vergleichen der erfassten Lastwerte, welche in einem zeitlichen Abstand von wenigen oder einigen Millisekunden (ms) oder wenigen oder einigen zehn Millisekunden erhalten werden, mit den entsprechenden Referenzwerten der Referenzwellenform bewirkt. Das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie wird gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz, z.B. durch Prüfen, ob die Unterschiede zwischen den erfassten Lastwerten und den entsprechenden Referenzwerten innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegen, oder durch Prüfen, ob die Tendenz einer Änderung der erfassten Lastwerte ähnlich der der Referenzwerte ist, bestimmt. Der Grad der Anomalie, welcher in Schritt S1-4 beurteilt wird, kann so sein, dass die erfasste Anomalie ernst ist und eine sofortige Reparatur oder Einstellung der Presse 10 erfordert oder nicht so ernst ist und erlaubt, den Pressbetrieb unter Beachtung von Vorsichtsmaßnahmen fortzusetzen. Der Grund für die Anomalie, welcher ebenfalls in Schritt S1-4 beurteilt wird, kann ein übergroßer Gleitwiderstand der Dämpfungsplatte 28 sein, wie in dem Beispiel von 11(a), oder ein reduziertes wirksames Volumen des Pneumatikzylinders 42 oder des Luftbehälters 44 aufgrund einer Ansammlung von Schmieröl darin, wie in dem Beispiel von 11(b). Der beurteilte Grund kann eine Luftleckage aus dem mit dem Pneumatikzylinder 42 verbundenen pneumatischen Kreis oder eine Ölleckage aus dem mit den Hydraulikzylindern 32 verbundenen hydraulischen Kreis sein, wie in dem Beispiel von 11(c). Diese Gründe für die Anomalie beeinflussen die Charakteristik der Haltekraft Fs in Bezug auf die Bewegung der Stößelplatte oder des Hauptstößels 20 während des Presszyklus in abträglicher Weise, wodurch die Qualität des auf der Presse 10 hergestellten Produkts verschlechtert wird. Die möglichen Gründe für Anomalien sind, z.B. in Beziehung zu unterschiedlichen Graden einer Abweichung der erfassten Lastwellenform von der Referenzwellenform, in dem ROM des Steuergeräts 90 gespeichert.
Die Diagnoseroutine von 10 ist eine Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritt S1-2 eine Form eines Schritts eines Erfassens einer ausgewählten Eigenschaft einer an einem ausgewählten Abschnitt der Presse erzeugten Last, wenn die Presse in Betrieb ist, darstellt. Genauer beschrieben, ist die ausgewählte Eigenschaft der Last eine Wellenform der Last, welche in Schritt S1-2 in Bezug auf die Lage der Stößelplatte 20, welche sich während eines Presszyklus auf der Presse ändert, erfasst wird. Es wird auch festgehalten, dass Schritt S1-3 eine Form eines Schritts eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Last ist.
Der Graph von 12 zeigt eine Referenzwellenform der Last, wenn die Stößelplatte 20 mit einer Geschwindigkeit, welche in einem normalen Presszyklus verwendet wird, hin und her bewegt wird, während der Graph von 13 eine Referenzwellenform der Last zeigt, wenn die Stößelplatte 20 während einer Zeitdauer unmittelbar vor und nach dem anstoßenden Kontakt des Messteils 106 gegen das Positionierteil 102 der Vorrichtung 100 millimeterweise bewegt (mit einer hinreichen niedrigen Geschwindigkeit abgesenkt) wird. Diese Referenzwellenformen können in der Lastwellenformdiagnose verwendet werden. In einigen Fällen kann es sein, dass die Qualität des Pro dukts auch dann, wenn die unter Verwendung der Lastmessvorrichtung 100 erfasste Wellenform beträchtlich von der Referenzwellenform von 13 abweicht, nicht signifikant verschlechtert wird, so lange die während des normalen Presszyklus erfasste Wellenform der Referenzwellenform von 12 folgt. In diesem Zusammenhang ist es nützlich, den Grad einer Anomalie durch Verwenden der zwei Referenzwellenformen von 12 und 13 in Abhängigkeit von dem erwarteten Typ der Anomalie zu beurteilen. Die Referenzwellenform von 13 ist ähnlich der von 7. Die Lastwellenformdiagnose ist auch durch Verwenden einer Wellenform einer Last, wie sie auf jeden der Dämpfungsbolzen 24 übertragen wird, welche durch die Dehnungsmessstreifen 118 erfasst wird, möglich. Ferner ist die Lastwellenformdiagnose durch Erhalten der Wellenform einer Formungskraft Ff, welche mit dem auf dem Positionierteil 102 ruhenden Messteil 106 gemessen wird, während die Dämpfungsplatte 28 an ihrem unteren Ende gehalten wird, möglich. Die Lastwellenform kann durch Verwenden des Ausgangs der Dehnungsmessstreifen 61 anstelle des Ausgangs der Lastmessvorrichtung 100 erhalten werden. In diesem Fall kann die Diagnose mit dem Matrizensatz 12, 18, 30, welcher auf der Presse 10 installiert ist, angestellt werden. Es wird festgehalten, dass die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens irgend einer auf die Last auf der Presse 10 bezogenen Anomalie nicht notwendigerweise den Vergleich der erfassten Lastwellenform mit einer Referenzwellenform an sich, wie in 11–13 beschrieben und veranschaulicht, erfordert. Z.B. kann die Bestimmung dadurch vorgenommen werden, dass geprüft wird, ob eine bestimmte Eigenschaft oder Eigenschaften der erfassten Wellenform, wie etwa ein Gradient eines gegebenen Anteils der erfassten Wellenform und/oder Lastwerte an ausgewählten Punkte auf der erfassten Wellenform innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs oder -bereichen gehalten wird/werden.
(2) LASTVERTEILUNGSDIAGNOSE
Diese Diagnose wird gemäß einer in dem Flussdiagramm von 14 veranschaulichten Routine durchgeführt. Die Routine wird mit Schritt S2-1 eingeleitet, um lokale Lastwerte an den vier Positionen, welche den vier Messelementen 112 der Lastmessvorrichtung 100 entsprechen, einzulesen, wenn sich die Stößelplatte 20 an dem unteren Hubende befindet, was durch den Ausgang des Lagesensors 98 erfasst wird. Diese Lastwerte werden aus der in Schritt S1-2 der Lastwellenformdiagnose von 10 erhaltenen Lastwellenform erhalten. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt S2-2, um eine Verteilung der erhaltenen lokalen Lastwerte mit einer vorbestimmten Referenzverteilung zu vergleichen, um dadurch das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 10 zu bestimmten. Falls irgend eine Anomalie in Schritt S2-2 erfasst wird, werden in Schritt S2-3 der Grund für die erfasste Anomalie und der Grad der Anomalie beurteilt, und Schritt S2-4 wird implementiert, um das Bediener-Steuerpult 92 (genauer, eine CRT oder Flüssigkristallanzeige, welche darin vorgesehen ist) mit Energie zu versorgen, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie, zusammen mit dem beurteilten Grund für die und Grad der Anomalie, falls in Schritt S2-2 erfasst, anzuzeigen. Eine durchgezogene Linie in dem Graph von 15 zeigt ein Beispiel der Verteilung der lokalen Haltekraftwerte, welche auf die vier Messelemente 112 wirken und welche aus einer Wellenform, wie in 11(a), 11(b) und 11(c) angegeben, erhalten werden, welche wiederum während Hin- und Herbewegens der Stößelplatte 20 in dem Langsamfahrmodus erhalten wurde. Die vier Messelemente 112 entsprechen den vier Eckenabschnitten der Stößelplatte 20. Die Referenzverteilung wird durch Simulation oder Experiment auf der Grundlage der Druck aufnehmenden Fläche Aa des Pneumatikzylinders 42 und des eingestellten Pneumatikdrucks Pa bestimmt. Die Referenzvereilung kann eine Verteilung sein, welche in einem vorherigen Zyklus des Lastverteilungsdiagnose erhalten wurde und welche als normal befunden wurde. Der Vergleich in Schritt S2-3 der erhaltenen lokalen Lastverteilung mit der Referenzverteilung wird durch Vergleichen der erhaltenen lokalen Werte (and dem unteren Hubende der Stößelplatte 20) mit den entsprechenden Werte der Referenzverteilung bewirkt. Das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie wird gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz bestimmt, z.B. durch Prüfen, ob die Differenzen der erhaltenen lokalen Last werte bezüglich der entsprechenden Referenzwerte innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten werden. In Schritt S2-3 wird der Grad der Abweichung beurteilt, ebenso wie der Grund für die Anomalie. In Schritt S2-4 wird der beurteilte Grund für die Anomalie auf dem Pult 92 angezeigt, zusammen mit dem beurteilten Grad der Anomalie. Wie zuvor in Bezug auf Schritt S1-4 beschrieben, kann die erfasste Anomalie ernst sein, was eine unmittelbare Reparatur oder Einstellung der Presse 10 erfordert, oder kann nicht so ernst sein, was es erlaubt, dass der Pressbetrieb mit eingehaltenen Vorsichtsmaßnahmen fortgesetzt wird. Der Grund für die erfasste Anomalie, welcher in Schritt S2-3 beurteilt wird, kann ein übergroßer Wert einer Neigung der Stößelplatte 20 oder Dämpfungsplatte 28 bezüglich der horizontalen Ebene sein, was zu einer ungleichen Verteilung der während eines tatsächlichen Presszyklus auf den Druckring 30 wirkenden Rohling-Haltekraft Fs führt, was in einer Verschlechterung der Qualität des Produkts resultiert.
Die Diagnoseroutine von 14 ist eine andere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritt S2-1 eine andere Form des Schritt eines Erfassens einer ausgewählten Eigenschaft einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während des Betriebs der Presse erzeugten Last ist. Genauer beschrieben, ist die ausgewählte Eigenschaft der Last eine Verteilung der in Schritt S2-1 durch die vier lokalen Messelemente 112 ermittelten lokalen Lastwerte. Ferner ist Schritt S2-2 eine andere Form des Schritts eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Last.
Während die lokalen Lastwerte, während die Stößelplatte 20 an ihrem unteren Hubende lokalisiert ist, in Schritt S2-1 erhalten werden, können die lokalen Lastwerte entsprechend irgend einer anderen vertikalen Lage der Stößelplatte 20 erhalten werden. Z.B. kann die Diagnose von 14 unmittelbar vor dem unteren Hubende der Stößelplatte 20 oder auf einen anstoßenden Kontakt der Stößelplatte 20 mit den Messelementen 112 hin bewirkt werden. Obgleich die in Schritt S1-2 der Lastwellenformdiagnoseroutine von 10 erhaltene Lastwellenform in Schritt S2-1 von 14 ausgenutzt wird, können die lokalen Lastwerte direkt aus den Ausgängen der Dehnungsmessstreifen 116 an einer geeigneten Position der Stößelplatte 20 erhalten werden. Die vorliegende Lastverteilungsdiagnose kann nicht nur für die während eines mit der normalen Geschwindigkeit der Stößelplatte 20 durchgeführten Testpresszyklus erhaltenen Lastverteilung ausgeführt werden, sondern auch für die während eines Testpresszyklus in dem Langsamfahrmodus, in welchem die Bewegungsgeschwindigkeit der Stößelplatte 20 nahe dem unteren Hubende (auf anstoßenden Kontakt des Messteils 106 gegen das Positionierteil 102 der Lastmessvorrichtung 100 hin) verlangsamt ist, erhaltene Lastverteilung. Es ist auch möglich, die Lastverteilungsdiagnose auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 118, welche die lokalen auf die Dämpfungsbolzen 24 wirkenden Lastwerte repräsentieren, oder ersatzweise auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 116, wenn die Dämpfungsplatte 28 an ihrem unteren Hubende lokalisiert ist, während sich das Messteil 106 in anstoßendem Kontakt mit dem Positionierteil 102 befindet, zu bewirken. Die Lastverteilungsdiagnose kann auch unter Verwendung der Dehnungsmessstreifen 61 anstelle der Lastmessvorrichtung 100 ausgeführt werden, wobei der Matrizensatz 12, 18, 30 auf der Presse 10 installiert ist. In diesem Fall können unterschiedliche Referenzverteilungsmuster für unterschiedliche installierte Matrizensätze verwendet werden, und unterschiedliche Referenzverteilungsmuster können für die jeweiligen lokalen Lastwerte auch für den gleichen Matrizensatz verwendet werden. Während die zuvor mit Bezug auf 14 erläuterte Lastverteilungsdiagnose die Referenzlastverteilung zum direkten Vergleich mit der erhaltenen Verteilung der lokalen Lastwerte verwendet, kann der Vergleich oder die Bestimmung in Schritt S2-2 durch Prüfen, ob sich der Betrag einer Abweichung oder Differenz der vier lokalen Lastwerte innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs befindet oder nicht, vorgenommen werden.
(3) KORRELATIONSDIAGNOSE
Diese Diagnose ist formuliert, um die Korrelation zwischen dem Lastwert auf der Presse 10 und einem ausgewählten physikalischen Wert, welcher sich mit dem Lastwert ändert, zu diagnostizieren. Die vorliegende Diagnose wird auch mit der auf der Presse 10 installierten Last-messvorrichtung 100 gemäß geeigneten Diagnoseroutinen, wie in bespielhafter Weise in den Flussdiagrammen von 16, 19 und 22 veranschaulicht, durchgeführt. Diese Routinen werden durch Aktivieren eines geeigneten Diagnoseschalters an dem Pult 92 gestartet.
Mit Bezug zuerst auf das Flussdiagramm von 16 bezieht sich die darin veranschaulichte Korrelationsdiagnose auf die Korrelation zwischen der Haltekraft Fs und dem Pneumatikdruck Pa des Dämpfungs-Pneumatikzylinders 42. Die vorliegende Diagnoseroutine einer Korrelation Fs-Pa wird mit Schritt S3-1 begonnen, um den Pneumatikdruck Pa auf ein vorbestimmtes Niveau festzulegen. Wenn dieser Schritt S3-1 zum ersten Mal implementiert wird, wird der Druck Pa auf das vorbestimmte Anfangsniveau festgelegt. Wenn der Schritt zum wiederholten Mal implementiert wird, wird der Druck Pa um einen vorbestimmten Betrag inkrementiert. Schritt S3-1 wird von Schritt S3-2 gefolgt, um den Testpresszyklus zu starten, welcher in dem Langsamfahrmodus durchgeführt wird. Dann wird Schritt S3-3 implementiert, um die Gesamthaltekraft Fs während des Testpressbetriebs auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 116 (vorgesehen an den vier Messelementen 112) zu erfassen und auch den Hydraulikdruck Ps der Ausgleichs-Hydraulikzylinder 32, d.h., einen während des Testpressbetriebs erzeugten Hydraulikdruck Psa zu erfassen. In diesem Beispiel wird die Haltekraft Fs auf anstoßenden Kontakt der Stößelplatte 20 mit den Messelementen 112 hin erfasst, um einen Einfluss aufgrund einer Volumenänderung des Pneumatikzylinders 42 zu beseitigen. Dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt S3-4, um zu bestimmen, ob der Pneumatikdruck Pa auf eine vorbestimmte obere Grenze Pamax erhöht worden ist. Schritte S3-1 bis S3-4 werden wiederholt implementiert, bis in Schritt S3-4 eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, also bis der Pneumatikdruck Pa auf die obere Gren ze Pamax angehoben worden ist. Somit werden die Haltekraft Fs und der erzeugte Hydraulikdruck Psa auf unterschiedlichen Niveaus des Pneumatikdrucks Pa ermittelt. Wenn die bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, wobei der Druck Pa die obere Grenze Pamax erreicht, wird Schritt S3-4 von Schritt S3-5 gefolgt, um die erhaltene Korrelation Fs-Pa mit einer Referenzkorrelation, welche bestimmt ist, um eine beabsichtigte Qualität des Produkts sicherzustellen, zu vergleichen, um dadurch das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 10 zu bestimmen.
Die durchgezogene Linie in dem Graph von 17 zeigt ein Beispiel der Referenzkorrelation Fs-Pa, welche durch Simulation oder Experiment auf der Grundlage der Druck aufnehmenden Fläche Aa des Dämpfungs-Pneumatikzylinders 42, des Gewichts Wa der Dämpfungsplatte 28, etc. bestimmt wird. Die Referenzkorrelation kann eine Korrelation sein, welche in einem vorhergehenden Diagnosezyklus (vorhergehenden Zyklus einer Ausführung der Routine von 16) als normal befunden wurde. Der Vergleich der erfassten Korrelation Fs-Pa mit der Referenzkorrelation wird bewirkt, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz zu bestimmen, z.B. durch Prüfen, ob Unterschiede zwischen den erfassten Haltekraftwerten Fs entsprechend ausgewählten Niveaus des Pneumatikdrucks Ps und den entsprechenden Haltekraftwerten Fs der Referenzkorrela-tion innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegen. Der Vergleich in Schritt S3-5 kann auch dadurch bewirkt werden, dass geprüft wird, ob die Tendenz einer Änderung der erfassten Haltekraft Fs (repräsentiert durch den Gradienten der erfassten Fs-Pa-Korrelationslinie oder -kurve, welche durch eine strichpunktierten Linie in 17 angegeben ist) ähnlich der der Referenzkorrela-tion (angegeben durch eine durchgezogene Linie) ist oder nicht. Schritt S3-5 wird von Schritt S3-6 gefolgt, um zu bestimmen, ob die Bestimmung des Vorliegens irgend einer Anomalie in dem vorhergehenden Schritt S3-5 gemacht worden ist oder nicht. Falls in Schritt S3-6 eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S3-7, um den Grund für die Anomalie und den Grad der Anomalie zu beurteilen. Schritt S3-8 wird dann implementiert, um die CRT oder Flüssigkristallanzeige auf dem Pult 92 zu aktivieren, um den beurteilten Grund für die Anomalie und den beurteilten Grad der Anomalie anzuzeigen. Der Grad der Anomalie ist vorstehend mit Bezug auf Schritte S1-4 und S2-3 beschrieben worden. Der Grund für die Anomalie kann ein übergroßer Wert der Haltekraft Fs über den gesamten Bereich des Pneumatikdrucks Pa sein, wie durch eine strichpunktierte Linie in 17 angezeigt, von welchem angenommen wird, dass er von einem übergroßen Gleitwiderstand der Dämpfungsplatte 28 ansteigt. In diesem Fall wird die Haltekraft Fs, welche während eines tatsächlichen Pressvorgangs auf den Druckring 30 wirkt, größer sein als der optimale Wert Fso, was möglicherweise eine Verschlechterung des durch die Presse 10 hergestellten Produkts verursacht.
Falls in Schritt S3-6 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, d.h., falls in Schritt S3-5 keine Anomalie an der Presse 10 gefunden wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S3-9, um die optimalen Werte des Gewichts Wa der Dämpfungsplatte 28 und der Druck aufnehmende Fläche Aa des Pneumatikzylinders 42 auf der Grundlage der durch wiederholte Implementierung der Schritte S3-1 bis S3-4 erhaltenen Korrelation Fs-Pa zu berechnen. Die berechneten optimalen Werte Wa und Aa werden als Maschineninformation in dem Maschinendatenspeicher 130 des Bedingungsfestlegungsabschnitts 124 des Steuergeräts 90 gespeichert. Genauer beschrieben, kann das Gewicht Wa der Dämpfungsplatte 28 aus dem Lastwert Fx, welcher aus der Korrelation Fs-Pa erhalten wird, wie in dem Graph von 8 angegeben, berechnet werden, und die Druck aufnehmende Fläche Aa wird durch einen Wert ΔFs/ΔPa, welcher eine Anstiegsrate der Haltekraft Fs mit einem Ansteigen in dem Druck Pa anzeigt, repräsentiert.
Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt S3-10, um eine Korrelation Fs-Psa in einer geeigneten Speichereinrichtung wie etwa dem RAM des Steuergeräts 90 zu speichern. Die Korrelation Fs-Psa wird auf der Grundlage der Werte der Haltekraft Fs und der Werte des erzeugten Hydraulikdrucks Psa erhalten, welche durch wiederholte Implementierung von Schritt S3-3 ermittelt werden. Diese Korrelation Fs-Psa wird ausgenutzt, um die Haltekraft Fs durch Prüfen des erzeugten Hydraulikdrucks Psa während tatsächlicher Pressvorgänge an der Presse 10 zu überwachen. Der Graph von 18 zeigt ein Beispiel der Korrelation Fs-Psa. Der Bereich, innerhalb dessen sich der erzeugte Hydraulikdruck Psa in Proportion zu der Haltekraft Fs ändert, variiert in Abhängigkeit von dem anfänglichen Hydraulikdruck Ps. Daher sollte, wenn der hydraulische Anfangsdruck Ps in geeigneter Weise vor dem tatsächlichen Pressvorgang eingestellt wird, die Korrelation Fs-Psa für den speziellen Anfangswert, auf welchen der Hydraulikdruck Ps für den bestimmten Pressauftrag eingestellt ist, erhalten werden.
Die Diagnoseroutine von 16 ist eine weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritte S3-1 bis S3-4 eine weitere Form des Schritts zum Erfassen einer ausgewählten Eigenschaft einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während Betriebs der Presse erzeugten Last bilden. Genauer beschrieben, ist die ausgewählten Eigenschaft der Last eine Korrelation zwischen der Last Fs und dem Pneumatikdruck Pa als einem physikalischen Wert, welcher sich mit der Last Fs ändert. Ferner ist Schritt S3-5 eine weitere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Last.
Die Korrelation Fs-Pa und die Korrelation Fs-Psa können auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 61 anstelle des Ausgangs der Lastmessvorrichtung 100 ermittelt werden. In diesem Fall kann die Diagnose mit dem auf der Presse 10 installierten Matrizensatz 12, 18, 30 durchgeführt werden. Ferner können die Korrelationen Fs-Pa und Fs-Psa durch Erfassen der Werte Fs und Psa erhalten werden, wenn der Pneumatikdruck Pa durch Öffnen des Drucksteuerventils 46 in Schritten abgesenkt wird, während die Stößelplatte 20 in anstoßendem Kontakt mit den Messelementen 112 der Vorrichtung 112 gehalten wird, wobei der Pneumatikdruck Pa auf die obere Grenze Pamax angehoben wird. Die Korrelation Fs-Psa kann unab hängig von der Diagnose bezüglich Fs-Pa erhalten werden, d.h., in einer Routine, welche sich von der in 16 unterscheidet. Die Bestimmung in Schritt S3-5 erfordert nicht notwendigerweise den Vergleich der ermittelten Korrelation Fs-Pa direkt mit der Referenzkorrelation. Z.B. kann die Bestimmung durch Prüfen, ob eine bestimmte Eigenschaft oder Eigenschaften der ermittelten Korrelation Fs-Pa, wie etwa ein Gradient eines gegebenen Abschnitts der ermittelten Korrelation und/oder Lastwerte Fs an ausgewählten Punkten auf der ermittelten Korrelation innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs oder -bereichen einer solchen Eigenschaft oder solchen Eigenschaften der Referenzkorrelation gehalten wird/werden, vorgenommen werden.
In der dargestellten Ausführungsform von 16 werden die optimalen Werte des Gewichts Wa und der Druck aufnehmenden Fläche Aa auf der Grundlage der erhaltenen Korrelation Fs-Pa so berechnet, dass die tatsächlichen Werte Wa und As auf die berechneten optimalen Werte eingestellt werden. Allerdings können die tatsächlich hergestellten Werte Wa und Aa auf der Presse 10 gemäß der Spezifikation der Presse theoretisch bestimmt werden. In diesem Fall stellt jedoch der gemäß der obigen Gleichung (1) berechnete optimale Pneumatikdruck Pax die optimale Haltekraft Fso nicht notwendigerweise sicher und kann eine Verschlechterung der Qualität des Produkts verursachen, nachdem der Druck Pa von dem Gleitwiderstand der Dämpfungsplatte 28 und der Luftleckage aus dem pneumatischen Kreis, welcher mit dem Pneumatikzylinder 42 zusammenhängt, beeinflusst wird. In diesem Zusammenhang kann die Korrelation Fs-Pa ausgenutzt werden, um zu prüfen, ob das Gewicht Wa und die Fläche Aa geeignet sind, um die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherzustellen. D.h., das Gewicht Wa und die Fläche Aa werden auf der Grundlage des Gradienten der Korrelation Fs-Pa und des Lastwerts Fx, wie durch diese Korrelation Fs-Pa bestimmt, diagnostiziert.
Mit Bezug auf das Flussdiagramm von 19 wird als nächstes eine Diagnose beschrieben werden, welche sich auf eine Korrelation zwischen der Haltekraft Fs und der unteren Hubendlage Sd der Stößelplatte (des Hauptstößels) 20 der Presse 10 bezieht. Die Diagnoseroutine bezüglich Fs-Sd von 16 wird eingeleitet mit Schritt S4-1, um die untere Hubendlage Sd auf einen vorbestimmten Anfangswert festzulegen. Wenn dieser Schritt S4-1 wiederholt wird, wird die Endlage Sd für jede Implementierung des Schritts um einen vorbestimmten Abstand abgesenkt, bis die Position Sd eine vorbestimmte unterste Position Sdmax erreicht, was beschrieben werden wird. Schritt S4-1 wird von Schritt S4-2 gefolgt, um die Anfangswerte des Pneumatikdrucks Pa und anderer Parameter in geeigneter Weise einzustellen und einen Testpresszyklus in dem Langsamfahr- oder Normalmodus zu beginnen. Dann wird der Schritt S4-3 implementiert, um die Gesamthaltekraft Fs in der unteren Hubendlage Sd (welche in Schritt S4-1 festgelegt oder aktualisiert worden ist) auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 116 der vier Messelemente 112 zu ermitteln, und um auch den Pneumatikdruck Pa zu dieser Zeit, also den erzeugten Pneumatikdruck Paa auf der Grundlage des Ausgangs des Pneumatikdrucksensors 50 zu ermitteln. Schritt S4-3 wird von Schritt S4-4 gefolgt, um zu bestimmen, ob die untere Hubendlage Sd die vorbestimmte unterste Position Sdmax ist oder nicht. Somit werden die Werte der Haltekraft Fs und des erzeugen Pneumatikdrucks Paa ermittelt, wenn die untere Hubendlage Sd der Stößelplatte 20 abgesenkt wird, um den Wert der Volumenänderung des Pneumatikzylinders 42 in dem Presszyklus (während Hin- und Herbewegens der Stößelplatte 20) durch wiederholte Implementierung der Schritte S4-1 bis S4-4 zu erhöhen, bis die untere Hubendlage Sd die unterste Position Sdmax erreicht, mit anderen Worten, bis in Schritt S4-4 eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird. Wenn die vorbestimmte unterste Position Sdmax erreicht ist, wird Schritt S4-5 implementiert, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie auf der Presse 10 durch Vergleichen der ermittelten Korrelation Fs-Sd mit einer Referenzkorrelation, welche die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherstellt, zu bestimmen.
Eine durchgezogene Linie in 20 repräsentiert ein Beispiel der Referenzkorrelation für Fs-Sd, welche durch Simulation oder Experiment auf der Grundlage der Druck aufnehmenden Fläche Aa des Pneumatikzylinders 42 etc. bestimmt wird. Der Vergleich in Schritt S4-5 wird bewirkt, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz zu bestimmen, z.B. durch Prüfen, ob Unterschiede zwischen den in den unterschiedlichen unteren Hubendlagen Sd der Stößelplatte 20 ermittelten Werten der Haltekraft Fs und den entsprechenden Werten der Refenzkorrelation innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten werden oder nicht, oder ersatzweise durch Prüfen, ob der Gradient der ermittelten Korrelation Fs-Sd (nämlich die Änderungsrate des erfassten Werts Fs mit dem Wert Sd) ähnlich dem der Referenzkorrelation ist oder nicht. Dann wird Schritt S4-6 implementiert, um zu prüfen, ob die Bestimmung des Vorliegens irgend einer Anomalie in Schritt S4-5 gemacht worden ist oder nicht. Falls eine bestätigende Entscheidung (JA) in Schritt S4-6 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S4-7, um den Grund für die erfasste Anomalie und der Grad der Anomalie zu beurteilen. Schritt S4-8 wird dann ausgeführt, um den beurteilten Grund für die Anomalie und den beurteilten Grad der Anomalie auf dem Bediener-Steuerpult 92 anzuzeigen. Der Grad der Anomalie ist oben mit Bezug auf Schritte S1-4 und S2-3 erläutert worden. Der Grund für die Anomalie kann ein reduziertes Volumen des mit dem Pneumatikzylinder 42 zusammenhängenden pneumatischen Kreises aufgrund einer Ansammlung des Schmieröls in dem Zylinder 42 oder Luftbehälter 44 sein, was eine übermäßig hohe Anstiegsrate der Haltekraft Fs verursacht, wie in 20 durch eine strichpunktierte Linie gezeigt. Ersatzweise kann der Grund für die Anomalie eine Luftleckage aus dem mit dem Pneumatikzylinder 42 zusammenhängenden pneumatischen Kreis sein, was eine allzu niedrige Anstiegsrate der Haltekraft Fs verursacht, wie durch die strichdoppelpunktierte Linie in 20 angedeutet. In diesen Fällen einer Anomalie ist die Änderungsrate der Haltekraft Fs während Hin- und Herbewegens der Stößelplatte 20 in dem tatsächlichen Presszyklus nicht so, dass eine beabsichtigte Qualität des Produkts in wünschenswerter Weise sichergestellt werden kann.
Falls in Schritt S4-5 keine Anomalie gefunden wird, wird in Schritt S4-6 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten, und die Steuerung geht zu Schritt S4-9, um die in Schritt S4-3 ermittelte Korrelation Fs-Paa in dem geeigneten Speicher wie etwa dem RAM des Steuergeräts 90 zu speichern. Die gespeicherte Korrelation Fs-Paa wird verwendet, um die Haltekraft Fs auf der Grundlage des während der tatsächlichen Pressvorgänge auf der Presse 10 erzeugten Pneumatikdrucks Paa zu überwachen. Ein Beispiel der Korrelation Fs-Paa ist in 21 angedeutet. Nachdem der Bereich, innerhalb dessen sich der erzeugte Pneumatikdruck Paa in Proportion zu der Haltekraft Fs ändert, von dem pneumatischen Anfangsdruck Pa abhängt, sollte die Korrelation Fs-Paa für den speziellen Anfangswert, auf welchen der Pneumatikdruck Pa auf den Presszyklus eingestellt ist, ermittelt werden.
Die Diagnoseroutine von 19 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritte S4-1 bis S4-4 einen noch weitere Form des Schritts zum Ermitteln einer ausgewählten Eigenschaft einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während Betriebs der Presse erzeugten Last bilden. Im Detail beschrieben, ist die ausgewählte Eigenschaft der Last eine Korrelation zwischen der Last Fs und der Lasthubendlage Sd der Stößelplatte 20 als ein physikalischer Wert, welcher sich mit der Last Fs ändert. Es wird auch festgehalten, dass Schritt S4-5 eine noch weitere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der ermittelten Last ist.
Die Korrelation Fs-Sd und die Korrelation Fs-Paa können durch Verwenden der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 61 anstelle des Ausgangs der Lastmessvorrichtung 100 erhalten werden. In diesem Fall kann die Diagnose mit dem auf der Presse 10 installierten Matrizensatz 12, 18, 30 bewirkt werden. Die Korrelationen Fs-Sd und Fs-Paa können durch Erfassen der Werte der Haltekraft Fs und des erzeugten Pneumatikdrucks Paa erhalten werden, wenn die Stößelplatte 20 in dem Langsamfahrmodus hinunter in die vorbestimmte unterste Position Sdmax abgesenkt wird. Die Korrelation Fs- Paa kann unabhängig von der Diagnose bezüglich Fs-Sd erhalten werden, insbesondere in einer Routine, welche sich von der von 19 unterscheidet. Die Korrelation von 17 kann anstelle der Korrelation Fs-Paa verwendet werden. Der Vergleich in Schritt S5-5 kann auf der Grundlage eines vorbestimmten Toleranzbereichs des Gradienten eines ausgewählten Abschnitts der ermittelten Korrelation Fs-Paa oder von ausgewählten Fs-Werten der ermittelten Korrelation im Vergleich mit dem oder denen der Referenzkorrelation angestellt werden.
Nun wird Bezug genommen auf das Flussdiagramm von 22, welche eine Diagnoseroutine veranschaulicht, welche sich auf eine Korrelation zwischen der Presskraft Fp und dem oben erläuterten Relativabstand h bezieht. Diese Diagnoseroutine der Korrelation Fp-h wird mit Schritt S5-1 eingeleitet, um die vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 52 zu betätigen, um dadurch den entsprechenden Relativabstand h auf einen vorbestimmten Anfangswert festzulegen. Wenn dieser Schritt S5-1 wiederholt implementiert wird, wird der Abstand h um einen vorbestimmten Betrag inkrementiert, bis der Abstand h eine vorbestimmte obere Grenze hmax erreicht, wie nachstehend beschrieben. Wenn der Abstand h erhöht wird, wird das untere Hubende der Stößelplatte 20 erniedrigt. Schritt S5-1 wird von Schritt S5-2 gefolgt, um einen Testpresszyklus in dem Langsamfahr- oder Normalmodus zu beginnen. Dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt S5-3, um die lokalen Werte Fpi der Presskraft Fp entsprechend den vier Sensor-elementen 112 auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 116 zu erfassen, wenn die Stößelplatte 20 an dem in Schritt S5-1 festgelegten unteren Hubende lokalisiert ist. Ferner werden die lokalen Werte Pmai (i = 1, 2, 3, 4) des Hydraulikdrucks Pm der vier Hydraulikzylinder 62, welche an dem unteren Hubende der Stößelplatte 20 erzeugt werden, auf der Grundlage des Ausgangs des Hydraulikdrucksensors 69 ermittelt. Die Ermittlung der lokalen Presskraftwerte Fpi und der erzeugten Hydraulikdruckwerte Pmai kann mit dem auf einen optimalen Wert eingestellten Pneumatikdruck Pa oder mit dem an seinem unteren Hubende blockierten Kolben des Pneumatikzylinders 42 ausgeführt werden. Schritt S5-3 wird von Schritt S5-4 gefolgt, um zu bestimmen, ob der Abstand h die vorbestimmte obere Grenze hmax erreicht hat oder nicht. Schritte S5-1 bis S5-4 werden wiederholt implementiert, bis die obere Grenze hmax erreicht ist. Daher werden die lokalen Presskraftwerte Fpi und die lokalen Hydraulikdruckwerte Pmai erfasst, wenn der Abstand h erhöht wird, d.h., wenn das untere Hubende der Stößelplatte 20 erniedrigt wird, um den Betrag der Volumenänderung des Hydraulikzylinders 62 zu erhöhen, bis der Abstand h seine obere Grenze hmax erreicht hat. Wenn die obere Grenze hmax erreicht ist, wird in Schritt S5-4 eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten, der Steuerungsablauf geht zu Schritt S5-5, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie auf der Presse 10 zu bestimmen, indem die ermittelte Korrelation Fpi-h mit einer Referenzkorrelation, welche bestimmt ist, um die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherzustellen, verglichen wird.
Eine durchgezogene Linie in 23 zeigt ein Beispiel der Referenzkorrelation für Fpi-h, welche durch Simulation oder Experiment auf der Grundlage der Steifigkeitswerte der Presse 10 und der Messelemente 112, dem Volumenelastizitätsmodul K des Öls in den Hydraulikzylindern 62, etc. bestimmt wird. Die Referenzkorrelation Fpi-h kann eine Korrelation sein, welche in einem vorhergehenden Ausführungszyklus der Routine von 22 als normal befunden wurde. Die Bestimmung oder der Vergleich in Schritt S5-5 wird gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz bewirkt, z.B. durch Prüfen, ob Unterschiede der ermittelten lokalen Presskraftwerte Fpi bei jeweiligen lokalen Abstandswerten h bezüglich denen der Referenzkorrelation innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten werden, oder durch Prüfen, ob die Tendenz einer Änderung der ermittelten Presskraftwerte Fpi in Relation zu dem Abstand h oder der Gradient der ermittelten Korrelation Fpi-h ähnlich der/dem der Referenzkorrelation ist. Dann wird der Schritt S5-6 implementiert, um zu bestimmen, ob die Bestimmung irgend einer Anomalie in Schritt S5-5 gemacht worden ist oder nicht. Falls eine bestätigende Entscheidung in Schritt (JA) S5-6 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S5-7, um den Grund für die Anomalie und den Grad der Anomalie zu beurteilen, und Schritt S5-8, um den beurteilten Grund für die und den Grad der Anomalie auf dem Bediener-Steuerpult 92 anzuzeigen. Der Grad der Anomalie ist oben bezüglich den vorhergehenden Ausführungsformen erläutert worden. Der Grund für die Anomalie kann ein übergroßer Anfangswert des Hydraulikdrucks Pm sein, was eine übergroße Anstiegsrate der Presskraft Fpi mit einem Ansteigen des Abstands h verursacht, wie in 23 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Ersatzweise kann der Grund für die Anomalie ein allzu niedriger Anfangswert des Hydraulikdrucks Pm sein, was einen allzu niedrigen Wert der Presskraft Fpi verursacht. In diesen Fällen ist eine Änderung der Presskraft Fp während eines tatsächlichen Presszyklus zum Sicherstellen einer beabsichtigten Qualität des Produkts nicht wünschenswert. In dem Fall, dass ein einziger Servomotor verwendet wird, um die vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 52 zu betätigen, um die entsprechenden lokalen relativen Abstände h einzustellen, kann die ermittelte Korrelation Fpi-h von der Referenzkorrelation abweichen, d.h., die die ermittelte Korrelation Fpi-h repräsentierende Linie kann bezüglich der der Referenzkorrelation verschoben sein, wie durch eine gestrichelte Linie in 23 angegeben, sodass die Presskraft Fpi kleiner oder größer als die Referenz oder ein gewünschter Wert ist. Demgemäß kann die Diagnose der Korrelation Fpi-h durch Prüfen der Abweichung oder Verschiebung der ermittelten Korrelation bezüglich der Referenzkorrelation bewirkt werden.
Falls in Schritt S5-5 keine Anomalie gefunden worden ist, wird in Schritt S5-6 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten, und der Steuerungsablauf geht zu Schritt S5-9, um die ermittelte Korrelation Fpi-h (Fpi = a·h) als die Maschineninformation in dem Maschinendatenspeicher 130 des Bedingungsfestlegungsabschnitts 124 des Steuergeräts 90 zu speichern. Schritt S5-9 wird von Schritt S5-10 gefolgt, um die in Schritt S5-3 ermittelte Korrelation Fpi-Pmai in einem geeigneten Speicher wie etwa dem RAM des Steuergeräts 90 zu speichern. Die gespeicherte Korrelation Fpi-Pmai wird verwendet, um die Presskraft Fp oder Formungskraft Ff auf der Grundlage des erzeugten Hydraulikdrucks Pmai während eines tatsächlichen Pressvorgangs zu überwachen. 24 zeigt ein Beispiel der Korrelation Fpi-Pmai. Nachdem der Bereich, innerhalb dessen sich der erzeugte Hydraulikdruck Pmai in Proportion zu den Presskraftwerten Fpi ändert, in Abhängigkeit von dem Anfangswert des Hydraulikdrucks Pm variiert, sollte die Korrelation Fpi-Pmai für den spezifischen Anfangswert, auf welchen der Hydraulikdruck Pm vor einem tatsächlichen Presszyklus eingestellt ist, erhalten werden.
Die Diagnoseroutine von 22 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritte S5-1 bis S5-4 eine noch weitere Form des Schritts zum Erfassen einer ausgewählten Eigenschaft einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während des Betriebs der Presse erzeugten Last bilden. Genauer erläutert, ist die ausgewählte Eigenschaft der Last eine Korrelation zwischen der Last Fpi und dem Relativabstand h als einem physikalischen Wert, welcher sich mit der Last Fpi ändert. Ferner ist Schritt S5-5 eine noch weitere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der ermittelten Last.
Die Korrelation Fpi-h und die Korrelation Fpi-Pmai können durch Verwenden eher der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 61 als des Ausgangs der Lastmessvorrichtung 100 ermittelt werden. In diesem Fall kann die Korrelationsdiagnose bezüglich Fpi-h mit dem auf der Presse 10 installierten Matrizensatz 12, 18, 30 erreicht werden. Es ist möglich, dass die Diagnose auf der Grundlage der Korrelation zwischen der Gesamthaltekraft Fs und dem Abstand h bewirkt wird. Die Korrelation Fpi-Pmai kann unabhängig von der Diagnose der Korrelation Fp-h erhalten werden, d.h., in einer Routine, welche sich von der von 25 unterschiedet. Die Diagnose der Korrelation Fpi-h kann auf der Grundlage eines vorbestimmten Toleranzbereichs oder des Gradienten eines ausgewählten Abschnitts der ermittelten Korrelation Fpi-h oder von ausgewählten Werten von Fpi der ermittelten Korrelation im Vergleich mit dem oder den der Referenzkorrelation bewirkt werden.
(4) LASTABWEICHUNGSDIAGNOSE
Diese Lastabweichungsdiagnose ist formuliert, um die Presse 10 hinsichtlich einer Betriebsstabilität während eines kontinuierlichen Produktionslaufs in einer relativ großen Losgröße zu prüfen, und wird mit der an der Presse 10 installierten Lastmessvorrichtung 100 gemäß einer in dem Flussdiagramm von 25 veranschaulichten Routine durchgeführt, welche durch Aktivieren eines geeigneten Schalters auf dem Bediener-Steuerpult 92 gestartet wird. Die Routine wird eingeleitet mit Schritt S6-1, um einen Testpresszyklus zu starten, nachdem die pneumatischen und hydraulischen Drücke Pa, Ps und andere Parameter auf die vorbestimmten Anfangswerte eingestellt sind. Dann wird Schritt S6-2 implementiert, um einen Lastwert auf der Presse zu ermitteln, wenn die Stößelplatte 20 sich an ihrem unteren Hubende befindet. Der in diesem Schritt zu ermittelnde Lastwert kann der lokale Presskraftwert Fpi, die Gesamtpresskraft Fp, lokale Haltekraftwerte Fsi oder die Gesamthaltekraft Fs sein, welche auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 116 erhalten wird/werden. Ersatzweise kann der Lastwert die lokalen Lastwerte sein, welche auf die jeweiligen Dämpfungsbolzen 24 wirken und welche auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 118 erhalten werden. Dann wird Schritt S6-3 implementiert, um einen Zähler C (welcher auf Null initialisiert worden ist) zu inkrementieren. Schritt S6-3 wird gefolgt von Schritt S6-4, um zu bestimmen, ob der vorliegende Inhalt des Zählers C einen vorbestimmten Wert Cm erreicht hat. Dieser Wert Cm repräsentiert die Anzahl von Presszyklen, welche üblicherweise in einem kontinuierlichen Produktionslauf in einer relativ großen Losgröße durchgeführt werden. Z.B. liegt der Wert Cm in der Gegend von 500. Schritte S6-1 bis S6-4 werden wiederholt implementiert, bis der Zähler C den Wert Cm (z.B. 500) erreicht hat. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in Schritt S6-4 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S6-5, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie auf der Presse 10 durch Vergleichen des ermittelten Lastabweichungsmusters mit einem Bezugsmuster, wel ches bestimmt ist, um die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherzustellen, zu bestimmen. In diesem Schritt S6-5 wird auch der Grad einer Anomalie, falls sie erfasst ist, beurteilt. Dann wird Schritt S6-6 implementiert, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie zusammen mit der Grad einer Anomalie im Fall eines Erfassens auf dem Bediener-Steuerpult 92 anzuzeigen. Eine durchgezogene Linie in 26 zeigt ein Beispiel des Referenzlastabweichungsmusters, d.h., die ermittelte Last, welche während eines kontinuierlichen Betriebs der Presse 10 konstant bleibt. Die Bestimmung in Schritt S6-5 wird gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz vorgenommen, z.B. durch Prüfen, ob Unterschiede der ermittelten Lastwerte in Bezug auf die Werte des Referenzmusters innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten werden oder nicht, oder durch Prüfen, ob die Tendenz einer Änderung der ermittelten Lastwerte (d.h., eine Änderungsrate der ermittelten Lastwerte) ähnlich der des Referenzmusters ist. Der Grad der Anomalie kann so sein, dass die Anomale eine sofortige Reparatur oder Einstellung der Presse 10 erfordert, oder den fortgesetzten Pressbetrieb unter Einhaltung von Vorsichtsmaßnahmen erlaubt. Die Bestimmung des Vorliegens einer Anomalie wird in Schritt S6-5 gemacht, wenn die ermittelte Last dazu tendiert, sich zu erhöhen, wie durch die strichpunktierte Linie von 26 angedeutet, oder im Gegenteil dazu tendiert, sich zu vermindern, im Vergleich mit dem Referenzmuster. Das Referenzmuster kann eines sein, welches theoretisch bestimmt ist, wobei der Lastwert konstant gehalten wird, wie in dem Beispiel von 26, oder kann auf der Grundlage des auf einen Beginn eines kontinuierlichen Pressbetriebs hin gemessenen Anfangslastwerts bestimmt werden.
Die Diagnoseroutine von 25 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritte S6-1 bis S6-4 eine noch weitere Form des Schritts zum Bestimmen einer ausgewählten Eigenschaft einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während des Betriebs der Presse erzeugten Last bilden. Insbesondere ist die ausgewählte Eigenschaft der Last ein Muster, in welchem die Last Fpi, Fp, Fsi, Fp als eine Funktion der Anzahl von auf der Presse wiederholten Presszyklen variiert. Es wird auch festgehalten, dass Schritt S6-4 eine noch weitere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der ermittelten Last ist.
Das Lastabweichungsmuster wie etwa das Abweichungsmuster der Gesamtpresskraft Fp kann auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 61 anstelle des Ausgangs der Lastmessvorrichtung 100 erhalten werden. In diesem Fall kann die Diagnose mit dem auf der Presse 10 installierten Matrizensatz 12, 18, 30 erreicht werden. Während die obige Ausführungsform angepasst ist, um das ermittelte Lastabweichungsmuster mit dem Referenzmuster zu vergleichen, ist es möglich, das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie durch Prüfen, ob die Rate oder der Betrag einer Änderung des ermittelten Lastwerts innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten wird, zu bestimmen.
(5) ONLINE-DIAGNOSE
Die Online-Diagnose ist vorgesehen, um die Presse 10 hinsichtlich optimaler Lastwerte an verschiedenen Komponenten der Presse und hinsichtlich einer gleichmäßigen Verteilung der Rohlinghaltekraft Fs durch die Dämpfungsvorrichtung 51 während eines tatsächlichen Pressbetriebs der Presse 10 zu überwachen. Beispiele von Überwachungsroutinen für diesen Zweck sind in den Flussdiagrammen von 27 bis 30 dargestellt, die für jeden Presszyklus oder nach einem bestimmten Zeitintervall (nach einer vorbestimmten Anzahl von Presszyklen) ausgeführt werden. Die Routine von 27 ist formuliert, um die lokalen Presskraftwerte Fpi zu überwachen, und wird mit Schritt S7-1 begonnen, um die Korrelation Fpi-Pmai (gemäß der Darstellung in
24), die dem speziell eingestellten Anfangswert des Hydraulikdrucks Pm entspricht, einzulesen. Schritt S7-1 wird gefolgt von Schritt S7-2, um die lokalen Hydraulikdruckwerte Pmai während des Pressbetriebs auf der Grundlage des Ausgangs des Hydraulikdrucksensors 69 zu erfassen. Dann wird Schritt S7-3 ausgeführt, um die lokalen Presskraftwerte Fpi entsprechend den erfassten erzeugten lokalen Hydraulikdrücken Pmai auf der Grundlage der Korrelation Fpi-Pmai, die in Schritt S7-1 eingelesen worden war, zu berechnen. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt S7-3 über, um die optimalen lokalen Presskraftwerte Fpoi aus dem Datenspeicher 132 einzulesen, die berechneten lokalen Presskraftwerte Fpi mit den optimalen lokalen Presskraftwerten Fpoi zu vergleichen und das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie der Presse 10 in Abhängigkeit davon zu bestimmen, ob eine Differenz zwischen den Werten Fpi und Fpoi innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt oder nicht. Der Grad der Anomalie wird, falls sie erfasst wird, ebenfalls in Schritt S7-4 geschätzt. Dann wird Schritt S7-5 implementiert, um das Bediener-Steuerpult 92 zu aktivieren, um das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S7-4 zusammen mit dem Grad der Anomalie, falls in Schritt S7-4 erfasst, anzuzeigen. Schritt S7-4 kann formuliert sein, um auch den Grund für eine Anomalie zu schätzen, falls ihr Vorliegen bestimmt wird. Die Überwachungsroutine von 27 kann abgewandelt werden, um den Abstand h (lokalen Abstand h entsprechend den vier Stößelstangen 22) und auch den Hydraulikdruck Pm etc. soweit möglich einzustellen, sodass die tatsächlichen lokalen Presskraftwerte Fpi näher an die optimalen Werte Fpoi kommen oder mit diesen übereinstimmen.
Die Überwachungsroutine von 27 ist noch eine andere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritt S7-2 eine Form eines Schritts eines Erfassens eines Drucks eines Arbeitsfluids in einem in einem Übertragungsweg einer an einem ausgewählten Abschnitt der Presse erzeugten Last angeordneten Zylinder ist. Ferner ist Schritt S5-10 von 22 zur Speicherung der Korrelation Fpi-Pmai in dem RAM des Steuergeräts 90 eine Form eines Schritts eines Speicherns einer Korrelation zwischen der Last und dem Druck des Arbeitsfluids. Schritt S7-4 ist eine Form eines Schritts eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Drucks und der Korrelation. Die optimalen lokalen Presskraftwerte Fpoi entsprechen einer vorbestimmten Referenz, die in dem Bestimmungsschritt verwendet wird.
Während die vorstehende Ausführungsform angepasst ist, um die lokalen Presskraftwerte Fpi zu überwachen, ist es auch möglich, die Gesamtpresskraft Fp, die eine Summe der vier lokalen Presskraftwerte Fpi ist, zu überwachen.
Die Überwachungsroutine von 28, die formuliert ist, um die Haltekraft Fs zu überwachen, wird mit Schritt S8-1 eingeleitet, um die Korrelation Fs-Psa (wie in 18 angegeben), die dem speziell eingestellten Anfangswert des Hydraulikdrucks Ps entspricht bzw. genauer dem optimalen anfänglichen Hydraulikdruck P0 entspricht, der durch den P0-, P1-Berechnungsblock 138 des Bedingungsfestlegungsabschnitts 124 berechnet wird, einzulesen. Schritt S8-1 wird gefolgt von Schritt S8-2, um den während des Pressbetriebs erzeugten Hydraulikdruck Psa auf der Grundlage des Ausgangs des Hydraulikdrucksensors 38 zu erfassen. Dann wird Schritt S8-3 ausgeführt, um die dem erfassten erzeugten Hydraulikdruck Psa entsprechende Haltekraft Fs auf der Grundlage der Korrelation Fs-Psa, die in Schritt S8-1 eingelesen worden war, zu berechnen. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt S8-4 über, um die optimale Haltekraft Fso aus dem Matrizendatenspeicher 132 einzulesen, die berechnete Haltekraft Fs mit dem optimalen Wert Fso zu vergleichen und das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie auf der Presse 10 in Abhängigkeit davon zu bestimmen, ob eine Differenz zwischen den Werten Fs und Fso innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt oder nicht. Der Grad einer Anomalie, falls sie erfasst wird, wird ebenfalls in Schritt S8-4 geschätzt. Dann wird Schritt S8-5 implementiert, um das Bediener-Steuerpult 92 zu aktivieren, um das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S8-4 zusammen mit dem Grad einer Anomalie, falls in Schritt S8-4 erfasst, anzuzeigen. Schritt S8-4 kann formuliert sein, um auch den Grund für eine Anomalie zu schätzen, falls ihr Vorliegen bestimmt wird. Die Überwachungsroutine von 28 kann abgewandelt werden, um den Pneumatikdruck Pa etc. automatisch einzu stellen, sodass die tatsächliche Haltekraft Fs näher an den optimalen Wert Fso kommt oder mit diesem übereinstimmt.
Die Überwachungsroutine von 28 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritt S8-2 eine Form eines Schritts eines Erfassens eines Drucks eines Arbeitsfluids in einem in einem Übertragungsweg einer an einem ausgewählten Abschnitt der Presse erzeugten Last angeordneten Zylinders ist. Ferner ist Schritt S3-10 von 16 zur Speicherung der Korrelation Fs-Psa in dem RAM des Steuergeräts 90 eine Form eines Schritts eines Speicherns einer Korrelation zwischen der Last und dem Druck des Arbeitsfluids. Schritt S8-4 ist eine Form eines Schritts eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Drucks und der Korrelation. Die optimale Gesamthaltekraft Fso entspricht einer vorbestimmten Referenz, die in dem Bestimmungsschritt verwendet wird.
Die Überwachungsroutine von 29, die auch formuliert ist, um die Haltekraft Fs zu überwachen, wird eingeleitet mit Schritt S9-1, um die Korrelation Fs-Paa (wie in 21 angegeben), die dem speziell eingestellten Anfangswert des Pneumatikdrucks Pa entspricht bzw. genauer dem optimalen anfänglichen Pneumatikdruck Pax entspricht, der durch den Pax-Berechnungsblock 134 des Bedingungsfestlegungsabschnitts 124 berechnet wird, einzulesen. Schritt S9-1 wird gefolgt von Schritt S9-2, um den während des Pressbetriebs erzeugten Hydraulikdruck bzw. Pneumatikdruck Paa auf der Grundlage des Ausgangs des Pneumatikdrucksensors 50 zu erfassen. Dann wird Schritt S9-3 ausgeführt, um die dem erfassten erzeugten Pneumatikdruck Paa entsprechende Haltekraft Fs auf der Grundlage der Korrelation Fs-Paa, die in Schritt S9-1 eingelesen worden war, zu berechnen. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt S9-4 über, um die optimale Haltekraft Fso aus dem Matrizendatenspeicher 132 einzulesen, die berechnete Haltekraft Fs mit dem optimalen Wert Fso zu vergleichen und das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie auf der Presse 10 zu bestimmen. Dann wird Schritt S9-5 implementiert, um das Bediener-Steuerpult 92 zu aktivieren, um das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S9-4 anzuzeigen.
Die Überwachungsroutine von 29 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritt S9-2 eine Form eines Schritts eines Erfassens eines Drucks eines Arbeitsfluids in einem in einem Übertragungsweg einer an einem ausgewählten Abschnitt der Presse erzeugten Last angeordneten Zylinders ist. Ferner ist Schritt S4-9 von 19 zum Speichern einer Korrelation Fs-Paa in dem RAM des Steuergeräts 90 eine Form eines Schritts eines Speicherns einer Korrelation zwischen der Last und dem Druck des Arbeitsfluids. Schritt S9-4 ist eine Form eines Schritts eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Drucks und der Korrelation.
Die Überwachungsroutine von 30 ist formuliert, um die Dämpfungsvorrichtung 51 hinsichtlich einer gleichmäßigen Verteilung der Haltekraft Fs auf den Druckring 30 zu überwachen. Die Routine wird mit Schritt S10-1 eingeleitet, um aus dem Maschinendatenspeicher 130 die optimalen Anfangs- und Sollhydraulikdrücke P0 und P1, die durch den P0-, P1-Berechnungsblock 138 des Bedingungsfestlegungsabschnitts berechnet werden, auszulesen. Schritt S10-1 wird gefolgt von Schritt S10-2, um den Hydraulikdruck Ps vor dem Pressbetrieb und den während Pressbetriebs erzeugten Hydraulikdruck Psa auf der Grundlage des Ausgangs des Hydraulikdrucksensors 38 zu erfassen. Dann wird Schritt S10-3 ausgeführt, um die erfassten Druckwerte Ps und Psa mit dem optimalen bzw. Anfangs- und Sollwerten P0 und P1 zu vergleichen und das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie auf der Presse 10 in Abgängigkeit davon zu bestimmen, ob eine Differenz zwischen den erfassten und den optimalen bzw. Anfangs- oder Sollwerten innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt oder nicht. Der Grad einer Anomalie (falls erfasst) wird in Schritt S10-3 ebenfalls wie vorstehend erläutert geschätzt, und der geschätzte Anomaliegrad zusammen mit dem Vorliegen der Anomalie wird auf dem Bediener-Steuerpult 92 angezeigt. Schritt S10-3 kann formuliert sein, um auch den Grund für eine Anomalie zu schätzen, falls ihr Vorliegen bestimmt wird. Die Überwachungsroutine von 30 kann abgewandelt werden, um den Hydraulikdruck Ps etc. automatisch einzustellen, sodass die Haltekraft Fs gleichmäßig auf den Druckring 30 verteilt wird.
Die Überwachungsroutine von 30 ist auch eine weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritt S10-2 eine Form eines Schritts eines Beschaffens bzw. Ermittelns einer Diagnoseinformation, genauer gesagt, der Druckwerte Ps, Psa der Ausgleichs-Hydraulikzylinder 32 ist. Ferner ist Schritt S10-3 eine Form eines Schritts eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie.
Während die vorstehende Ausführungsform von 30 angepasst ist, den Hydraulikdruck Ps vor eines Presszyklus und den während des Presszyklus erzeugten Hydraulikdruck Psa zu überwachen, kann die Routine von 30 so abgewandelt werden, dass nur einer dieser zwei Parameter Ps und Psa überwacht wird. Es ist festzuhalten, dass die Dämpfungsvorrichtung 51 einer Diagnose unterzogen werden kann, indem der erzeugte Pneumatikdruck Paa überwacht wird, da der erzeugte Pneumatikdruck Paa, der eine gleichmäßige Verteilung der Haltekraft Fs sicherstellt, innerhalb eines bestimmten Bereichs gehalten wird, wenn der anfängliche Hydraulikdruck Ps vor einem Presszyklus konstant ist.
Während die verschiedenen Online-Diagnoseroutinen vorstehend bezüglich der bestimmten Parameter beispielhaft beschrieben worden sind, ist die Online-Diagnose gemäß der vorliegenden Erfindung auch auf die Überwachung anderer Parameter wie etwa der Pneumatikdruckwerte Pb, Pc und des Hydraulikdrucks Pm vor oder während eines Presszyklus anwendbar, um die zugehörigen Abschnitte der Presse 10 einer Diagnose zu unterziehen. Ferner ist die Online-Diagnose gleichermaßen auf die Überwachung der Presskraft Fp auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmesser 61 anwendbar.
Wie vorstehend beschrieben, weist die Presse 10 verschiedene Diagnosefunktionen wie etwa die Lastwellenformdiagnose, die Lastverteilungsdiagnose, die Korrelationsdiagnose und die Lastabweichungsdiagnose auf, die durch Verwenden der Lastmessvorrichtung 100 bewirkt werden, um irgend eine Anomalie oder Fehlfunktion der Presse 10 herauszufinden, indem die Presse hinsichtlich einer Adäquanz bzw. Eignung verschiedener Betriebsparameter oder -bedingungen, welche die gewünschte Qualität des Produkts sicherstellen, einer Diagnose unterzogen wird. Diese Diagnosefunktionen erlauben eine einfache Überprüfung der Presse 10 hinsichtlich einer Anomalie ohne Demontage derselben und beseitigen eine unnötige Reparatur oder Einstellung eines Matrizensatzes, der herkömmlicherweise bei Vorliegen einer der Presse 10 zugeordneten Anomalie erforderlich ist. Ferner ist die Presse 10 angepasst, um die Ursache für eine erfasste Anomale zu schätzen und die geschätzten Ursache zusammen mit dem Vorliegen der Anomalie auf dem Bediener-Steuerpult 92 anzuzeigen, wodurch die Reparatur oder Einstellung der Presse 10 zur Beseitigung der erfassten Anomalie erleichtert wird.
Darüber hinaus sind die Diagnoseroutinen formuliert, um in einem geeigneten Speicher die Korrelation Fs-Psa und die Korrelation Fs-Paa, die Korrelation Fpi-Pmai, die in der während eines tatsächlichen Pressbetriebs ausgeführte Online-Diagnose verwendet werden, zu speichern, um die Rohlinghaltekraft Fs und die lokale Presskraft Fpi auf der Grundlage der erfassten Hydraulikdrücke Psa, Pmai und des Pneumatikdrucks Paa sowie gemäß den gespeicherten Korrelationen zu überwachen. Demgemäß kann eine Verschlechterung oder zeitliche Veränderung der verschiedenen Abschnitte der Presse 10, die unerwünschte Änderungen der betroffenen Lastwerte bewirken, in einer frühen Stufe der Produktion eines durch die Presse hergestellten Artikels erfasst werden. Mit anderen Worten, eine Anomalie aufgrund einer solchen Verschlechterung oder zeitlichen Veränderung der Presse, die zu einer verringerten Qualität des Produkts führt, kann ohne eine große Anzahl unbrauchbarer Produkte gefunden werden.
Gemäß der dargestellten Online-Diagnose werden der Hydraulikdruck Pa vor einem Presszyklus und der während des Presszyklus erzeugte Hydraulikdruck Psa erfasst und mit dem berechnteten Anfangs- und Sollhydraulikdruckwert P0 bzw. P1 verglichen, um die Dämpfungsvorrichtung 51 hinsichtlich einer gleichmäßigen Verteilung der Rohlinghaltekraft Fs auf den Druckring 30 zu überwachen. Diese Online-Diagnosefunktion stellt ein frühes Auffinden von Anomalien wie etwa einer ungleichmäßigen Verteilung der Rohlinghaltekraft Fs, die von einer Verschlechterung oder zeitlichen Veränderung der Dämpfungsvorrichtung 51 herrühren und welche eine verschlechterte Produktqualität bewirken, sicher.
Als nächstes ist mit Bezug auf 31 ein Beispiel einer doppeltwirkenden Presse 150 gezeigt, auf welche die vorliegende Erfindung ebenfalls anwendbar ist. Die Presse 150 ist konstruiert, um einen Ziehvorgang an einem Rohling auszuführen, um ein Außenblech eines Kraftfahrzeugs als ein Endprodukt herzustellen. Die Presse 150 weist auf: eine Grundplatte 154, auf welcher eine untere Matrize 152 befestigt ist; einen äußeren Stößel 160, welcher einen Druckring 156 durch eine daran gesicherten Rohlinghalteplatte 158 trägt; und einen inneren Stößel 164, an welchem eine obere Matrize in der Form eines Stempels 162 befestigt ist. Der äußere Stößel 160 und der innere Stößel 164 werden jeweils durch vier äußere Stößelstangen 166 und vier innere Stößelstangen 168 vertikal hin- und herbewegt. Wie in 32 gezeigt, beinhaltet die untere Matrize 152 einen Druckabschnitt 170, welcher mit dem Druckring 156 zusammenwirkt, um einen Randabschnitt eines Rohlings 171 dazwischen zu halten, während der Rohling 171 durch den Stempel 162 und die untere Matrize 152 gezogen wird. Die untere Matrize 152, der Druckring 156 und der Stempel 162 bilden einen Matrizensatz, welcher entfernbar auf der Presse installiert ist. Die äußeren und inneren Stößelstangen 166, 168 werden durch eine Stößel-antriebseinrichtung 169, welche einen Antriebsmotor, Zahnräder, Kurbelwellen, Gelenkstäbe und Gelenke beinhaltet, vertikal hin und her bewegt.
Wie aus 32 ersichtlich, ist jede der vier äußeren Stößelstangen 166 über einen Matrizenhöheneinstellmechanismus 172, welcher dem oben in Bezug auf die einfachwirkende Presse 10 beschriebenen Mechanismus 52 ähnlich ist, mit dem äußeren Stößel 160 verbunden. Der Mechanismus 172 wird durch einen Servomotor 174 betätigt, um einen lokalen Relativabstand ha entsprechend jeder äußeren Stößelstange 166 einzustellen. Der eingestellte Abstand ha wird über einen Drehgeber 176 (34), welcher auf dem Servomotor 174 vorgesehen ist, erfasst. Der äußere Stößel 166 wird bezüglich der äußeren Stößelstangen 166 abgesenkt, wenn der Abstand ha größer wird. Demgemäß wird die auf den Druckring 156 ausgeübte Haltekraft Fs, wenn sich die äußere Stößelstange 166 an ihrem unteren Hubende befindet, mit dem Abstand ha geändert. Der Matrizenhöheneinstellmechanismus 172 ist für jede der äußeren Stößelstangen 166 vorgesehen, sodass die mit all den Stößelstangen 166 verbundenen lokalen Abstände ha eingestellt werden können. Die äußeren Stößelstangen 166 sind mit jeweiligen Sätzen von Dehnungsmessstreifen 178 ausgestattet, um die darauf wirkenden lokalen Lastwerte Fai (i = 1, 2, 3, 4) zu erfassen. Die lokalen Lastwerte Fai werden gemäß einer gespeicherten Datenkarte erhalten, welche die Ausgangspegel der Dehnungsmessstreifen 178 und die Werte Fai, welche tatsächlich durch die oben beschriebene Lastmessvorrichtung 100 gemessen wurden, repräsentiert.
Jeder Matrizenhöheneinstellmechanismus 172 ist integral mit einem Kolben 182 eines Hydraulikzylinders 180 verbunden, welcher zum Einstellen des Haltedrucks vorgesehen ist. Das Gehäuse des Hydraulikzylinders 180 ist in dem äußeren Stößel 160 eingebaut. Die Druckkammer des Hydraulikzylinders 180 ist mit einem Arbeitsfluid oder -öl gefüllt und steht mit einer Ölkammer eines hydro-pneumatischen Zylinders 184 in Verbindung. Ein hydraulischer Druck Py innerhalb des Hydraulikzylinders 180 wird manuell auf ein optimales Niveau eingestellt und durch einen Hydraulikdrucksensor 192 erfasst. Der Zylinder 184 weist auch eine Luftkammer 188 auf, welche mit einem Luft behälter 190 in Verbindung steht, welcher wiederum durch ein elektromagnetisch betätigtes Drucksteuerventil 200 mit einer Luftquelle 262 verbunden ist. Durch Ansteuern des Drucksteuerventils 200 wird Pneumatikdruck Pe innerhalb der Luftkammer 188 in Abhängigkeit von der gewünschten Rohling-Haltekraft Fs eingestellt. Der Pneumatikdruck Pe wird durch einen Pneumatikdrucksensor 202 erfasst. Der Zylinder 180, der Zylinder 184 und der Luftbehälter 190 sind für jede der vier äußeren Stößelstangen 166 vorgesehen (vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 172 sind auf dem äußeren Stößel 160 vorgesehen). Der Pneumatikdruck Pe wird für jeden der vier Luftbehälter 190 eingestellt.
Der äußeren Stößel 160 ist mit vier Ausgleichs-Pneumatikzylindern 216 verbunden, welche an einem Maschinenrahmen 196 (31) der Presse 150 befestigt sind. Die Druckkammer jedes Pneumatikzylinders 216 steht mit einem Luftbehälter 218 in Verbindung, welcher wiederum durch ein elektromagnetisch betätigtes Drucksteuerventil 204 mit eine Luftquelle 262 verbunden ist. Durch Ansteuern des Drucksteuerventils 204 wird der Pneumatikdruck Pd innerhalb des Luftbehälters 218 gesteuert/geregelt. Dieser Pneumatikdruck Pd wird durch einen Pneumatikdrucksensor 206 erfasst und wird so eingestellt, dass die Haltekraft Fs nicht durch die Gewichte des äußeren Stößel 160 und des Druckrings 156 beeinflusst wird. Die vier Pneumatikzylinder 216 sind mit dem gemeinsamen Luftbehälter 218 verbunden.
Wie in 33 gezeigt, ist jede der vier inneren Stößelstangen 168 durch einen Matrizenhöheneinstellmechanismus 240 ähnlich dem Mechanismus 172 so mit dem inneren Stößel 164 verbunden, dass ein Relativabstand hb, wie in 33 angedeutet, durch einen Servomotor 242 einstellbar ist. Der Abstand hb wird durch einen Drehgeber 244 (34), welcher auf dem Servomotor 242 vorgesehen ist, erfasst. Der innere Stößel 164 wird bezüglich der inneren Stößelstange 168 abgesenkt, wenn der Abstand hb größer wird. Demgemäß wird die auf den Rohling 171 ausgeübte Presskraft Fs, wenn sich die inneren Stößelstange 168 an ihrem unteren Hubende befindet, mit dem Abstand hb geändert. Der Matrizenhöheneinstellmechanismus 240 ist für jede der vier inneren Stößelstangen 168 vorgesehen, sodass die mit den vier Stößelstangen 168 verbundenen lokalen Abstände hb eingestellt werden können. Die inneren Stößelstangen 168 sind mit jeweiligen Sätzen von Dehnungsmessstreifen 246 ausgestattet, um die darauf wirkenden lokalen Lastwerte Fbi (i = 1, 2, 3, 4) zu erfassen. Die lokalen Lastwerte Fbi werden gemäß einer gespeicherten Datenkarte erhalten, welche die Ausgangspegel der Dehnungsmessstreifen 246 und die Werte Fbi, welche tatsächlich durch die oben beschriebene Lastmessvorrichtung 100 gemessen wurden, repräsentiert.
Jeder Matrizenhöheneinstellmechanismus 240 ist integral mit einem Kolben 250 eines Überlastschutz-Hydraulikzylinders 248 verbunden. Das Gehäuse des Hydraulikzylinders 248 ist in dem inneren Stößel 164 eingebaut. Die Druckkammer des Hydraulikzylinders ist mit dem Arbeitsfluid gefüllt und steht mit einer Ölkammer 254 eines hydro-pneumatischen Zylinders 252 in Verbindung. Ein hydraulischer Druck Pz innerhalb des Hydraulikzylinders 248 wird manuell auf ein optimales Niveau eingestellt und wird durch einen Hydraulikdrucksensor 249 erfasst. Dieser Zylinder 252 weist auch eine Luftkammer 256 auf, welche mit einem Luftbehälter 258 in Verbindung steht, welcher wiederum durch ein elektromagnetisch betätigtes Drucksteuerventil 260 mit einer Luftquelle 262 verbunden ist. Durch Ansteuern des Drucksteuerventils 260 wird ein Pneumatikdruck Pg innerhalb der Luftkammer 256 und des Luftbehälters 258 nach Bedarf eingestellt. Der Pneumatikdruck Pg wird durch einen Pneumatikdrucksensor 264 erfasst. Der Pneumatikdruck Pg wird in Abhängigkeit von dem Pressvermögen der Presse 150 so eingestellt, dass, wenn eine Überlast auf den Hydraulikzylinder 248 wirkt, der Kolben des Zylinders 252 auf die Luftkammer 256 zu bewegt wird, um dem Matrizenhöheneinstellmechanismus 240 und dem inneren Stößel 164 zu erlauben, sich aufeinander zu zu bewegen, um die Presse 150 und den Matrizensatz 152, 156, 162 vor einer Beschädigung zu schützen. Der Hydraulikzylinder 248, der hydropneumatische Zylinder 252 und der Luftbehälter 258 sind für jede der vier inneren Stößelstangen 168 vorgesehen (für jeden der vier Matrizenhöhenein stellmechanismen 240 des innen Stößels 168), und der Pneumatikdruck Pg in jedem der vier Zylinder 252 wird wie oben beschrieben eingestellt.
Der innere Stößel 164 ist mit vier Ausgleichs-Pneumatikzylindern 266 verbunden, welche an dem Maschinenrahmen 196 der Presse 150 befestigt sind. Die Druckkammer jedes Pneumatikzylinders steht mit einem Luftbehälter 268 in Verbindung, welcher wiederum durch ein elektromagnetisch betätigtes Drucksteuerventil 270 mit der Luftquelle 262 verbunden ist. Ein Pneumatikdruck Pf innerhalb des Luftbehälters 268 wird durch Ansteuern des Drucksteuerventils 270 gesteuert/geregelt und wird durch einen Pneumatikdrucksensor 272 erfasst. Der Pneumatikdruck Pf wird so eingestellt, dass die Formungskraft Ff nicht durch die Gewichte des inneren Stößels 164 und des Stempels 162 beeinflusst wird. Die Druckkammern der vier Pneumatikzylinder 266 sind mit dem gemeinsamen Luftbehälter 268 verbunden.
Die Presse 150 wird unter der Steuerung eines in 34 gezeigten Steuergeräts 280 betrieben. Das Steuergerät 280 ist angepasst, um Ausgangssignale von den Pneumatikdrucksensoren 202, 206, 264, 272, welche jeweils die Pneumatikdrücke Pe, Pd, Pg, Pf repräsentieren, Ausgangsignale der Drehgeber 176, 244, welche jeweils die Relativabstände ha, hb repräsentieren, und Ausgangssignale von den Dehnungsmessstreifen 178, 246, welche jeweils die Lastwerte Fai, Fbi repräsentieren, zu empfangen. Das Steuergerät 280 sendet Steuersignale an die Drucksteuerventile 200, 204, 260, 270 und die Servomotoren 174, 242. Das Steuergerät 280 ist ein Mikrocomputer, welcher eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung und A/D-Wandler beinhaltet, wie im Stand der Technik wohlbekannt ist. Die CPU führt notwendige Signalverarbeitungsoperationen gemäß in dem ROM gespeicherten Steuerungsprogrammen aus, während sie eine vorübergehende Speicherfunktion des RAM ausnutzt. Obwohl 34 nur ein Stück oder eine Einheit für die Servomotoren 174, 242, Dehnungsmessstreifen 178, 246, Hydraulikdrucksensoren 192, 249, Drucksteuer ventile 200, 260 und Pneumatikdrucksensoren 202, 264 zeigt, wird festgehalten, dass tatsächlich für jedes dieser Elemente vier Stücke vorgesehen sind, wie zuvor beschrieben, und das Steuergerät 280 alle vier Stücke steuert.
Mit dem Steuergerät 280 verbunden ist ein Bediener-Steuerpult 282, welches einen Anzeiger zum Anzeigen der pneumatischen und hydraulischen Drücke Pd, Pe, Pf, Pg, Py, Pz und anderer Parameter der Presse 150 sowie Tasten und Schalter aufweist, welche dem Bediener erlauben, notwendige Daten für verschiedene Einstellungen und Steuerbefehle zum Steuern der Presse 150 einzugeben. Die untere Matrize 152 ist mit einer ID-Karte 306, wie in 31 gezeigt, ausgestattet, welche die die Spezifikationen des Matrizensatzes 152, 156, 162 angebenden Informationen speichert. Andererseits ist an dem Maschinenrahmen 194 ein Sender/Empfänger 304 vorgesehen. Der Sender/Empfänger 304 ist so angebracht, dass er die Matrizensatzinformation von der ID-Karte 306 empfängt. Der Sender/Empfänger 304 und ein Positionssensor 284 (in 31 nicht gezeigt) zum Erfassen der Vertikalpositionen des äußeren und inneren Stößels 160, 164 sind mit dem Steuergerät 280 verbunden, wie in 34 gezeigt. Die Lastmessvorrichtung 100 ist mit dem Steuergerät 280 verbunden, wenn die Lastmessvorrichtung 100 verwendet wird. Wie in 35 gezeigt, ist die Lastmessvorrichtung 100 auf der Presse 150 anstelle des Matrizensatzes 152, 156, 162 installiert. Abstandsblöcke 128 sind verschraubt oder auf andere Weise an den oberen Stirnseiten der jeweiligen Pfosten, welche auf dem Positionierteil 102 vorgesehen sind, befestigt, wie in 35 gezeigt. Die an den seitlichen Oberflächen der Pfosten 110 vorgesehenen Dehnungsmessstreifen 114 sind angepasst, um die Last, welche auf den äußeren Stößel 160 wirkt, d.h., die Rohling-Haltekraft Fs, zu erfassen, während die auf den Messelementen 112 vorgesehenen Dehnungsmessstreifen 116 angepasst sind, um die Last, welche auf den inneren Stößel 164 wirkt, d.h., die Formungskraft Ff, zu erfassen.
Das Steuergerät 280, welches verschiedene Steuerungs/Regelungs-Funktionen gemäß den in seinem ROM gespeicherten Steuerungsprogrammen ausführt, weist zwei funktionale Abschnitte auf, nämlich einen Bedingungsfestlegungsabschnitt 290 und einen Diagnoseabschnitt 292, wie in
36 angegeben. Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 290 weist verschiedene funktionale Blöcke auf, wie in 37 angegeben. Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 290 beinhaltet einen Maschinendatenspeicher 310 und einen Matrizendatenspeicher 312 auf. Der Maschinendatenspeicher 310 speichert Maschineninformationen beinhaltende Daten, welche durch das Bediener-Steuerpult 282 eingegeben werden, während der Matrizendatenspeicher 312 die Matrizensatzinformation speichert, welche von der ID-Karte 306 gelesen und durch den Sender/Empfänger 304 übertragen werden, wenn der Matrizensatz 152, 156, 162 auf der Presse 150 installiert wird. Z.B. beinhalten die Maschineninformation und die Matrizensatzinformation die nachfolgenden Informationen, welche notwendig sind, um die Pneumatikdruckwerte Pd, Pe, Pf und die Relativabstände ha, hb zu bestimmen, welche einen Ziehvorgang unter optimalen Bedingungen erlauben.
[MASCHINENINFORMATION]

– Hublänge Y des Kolbens des Zylinders 184
– Druck aufnehmende Fläche Ax des Hydraulikzylinders 180
– Druck aufnehmende Fläche Ay der Ölkammer 186 des Zylinders 184
– Druck aufnehmende Fläche Az der Luftkammer 188 des Zylinders 184
– Volumen Ve des Luftbehälters 190
– Gesamtgewicht Wos des äußeren Stößels 160 und der Rohlinghalteplatte 158
– Gewicht Wis des inneren Stößels 164
– Gesamte Druck aufnehmende Fläche Ad der vier Pneumatikzylinder 216
– Gesamte Druck aufnehmende Fläche Af der vier Pneumatikzylinder 266 Vorläufige charakteristische Beziehung ha-Fsi (Fsi = c·ha + d)
– Vorläufige charakteristische Beziehung hb-Ffi (Ffi = e·hb)

[MATRIZENSATZINFORMATION]

– Gewicht Wr des Druckrings 156
– Gewicht Wg des Stempels 162
– Optimale lokale Haltekraft Fsoi
– Optimale lokale Formungskraft Ffoi

Es wird festgehalten, dass die Matrizensatzinformation auch Daten beinhaltet, welche den spezifischen verwendeten Matrizensatz 152, 156, 162, welcher sich in Abhängigkeit von einem Fahrzeugmodell, für welches ein Teil durch die Presse 150 produziert wird, verwendet wird, einen Typ der Presse 150, auf welcher der Matrizensatz verwendet wird, und einen Prozess, in welchem das Produkt aus dem Rohling 171 hergestellt wird, anzeigen.
Die Hublänge Y, die Druck aufnehmende Flächen Ax, Ay, Az und das Volumen Ve werden für jede der vier äußeren Stößelstangen 166, welche mit dem äußeren Stößel 160 verbunden sind, erhalten. Die Länge Y ist eine Hublänge des Kolbens des hydro-pneumatischen Zylinders 184 von seinem unteren Hubende auf die Luftkammer 188 hin. Die Hublänge Y wird z.B. durch ein Experiment bestimmt, um eine geeignete Haltekraft auf den Druckring 156 auszuüben, abhängig von dem Pneumatikdruck Pe. Die Druck aufnehmende Flächen Ax, Ay, Az sind wirksame Fläche, welche gemäß den Betriebsbedingungen der Zylinder 180, 184 bestimmt werden und welche Einflüsse des Gleitwiderstands und der Ölleckage widerspiegeln. Das Volumen Ve beinhaltet das Volumen der Luftkammer 188 des hydro-pneumatischen Zylinders 184 und kann auf der Grundlage einer Änderung in dem Druck Pe in Bezug auf die Hublänge des Kolbens des Zylinders 184 erhalten werden.
Das Gesamtgewicht Wos des äußeren Stößels 160 und der Rohlinghalteplatte 158 ist das tatsächliche Gesamtgewicht abzüglich des Gleitwiderstands des äußeren Stößels 160. Wie das Gewicht der Stößelplatte 20 der Presse 10 kann dieser Gewichtswert Wos aus einer Beziehung Fa-Pd erhalten werden, welche aus der Gesamtlast Fa, welche auf ein Absenken des äußeren Stößels 160 hin gemessen wird, während der Pneumatikdruck Pd in dem Zylinder 216 geändert wird, erhalten wird. Die Gesamtlast Fa ist eine Summe der vier Lastwerte Fai, welche durch die Dehnungsmessstreifen 178 erfasst werden. In ähnlicher Weise kann das Gewicht Wis des inneren Stößels 164 aus einer Beziehung Fb-Pf erhalten werden. Die gesamte Druck aufnehmende Fläche Ad der vier Pneumatikzylinder 216 spiegelt den Einfluss der Ölleckage der einzelnen Zylinder 216 wider. Ein Gradient der die Beziehung Fa-Pd repräsentierenden Linie entspricht der gesamten Druck aufnehmenden Fläche Ad. Die gesamte Druck aufnehmende Fläche Af der vier Pneumatikzylinder 266 spiegelt die Einflüsse der Luftleckage der einzelnen Zylinder 266 wider. Ein Gradient der die Beziehung Fb-Pf repräsentierenden Linie entspricht der Druck aufnehmenden Fläche Af.
Die vorläufige Beziehung ha-Fsi (i = 1, 2, 3, 4) ist eine Beziehung (Fsi = c·ha + d) zwischen dem Abstand ha und der Haltekraft Fsi, wenn die äußeren Stößelstangen 166 die unteren Hubenden erreicht haben. Diese Beziehung wird aus den durch die Dehnungsmessstreifen 114 erfassten Lastwerte Fsi (wenn sich die Stößelstangen 166 an ihren unteren Hubenden befinden) mit unterschiedlichen Werten des Abstands ha erhalten. Die erhaltene vorläufige Beziehung ha-Fsi reflektiert die Steifigkeit der Presse 150. Es wird festgehalten, dass die Messung der vorläufigen Beziehung ha-Fsi bewirkt wird, nachdem der Pneumatikdruck Pd der Pneumatikzylinder 216 eingestellt ist, sodass die durch die Zylinder 216 erzeugte Hebekraft das Gesamtgewicht des äußeren Stößels 160 und der Rohlinghalteplatte 158 ausgleicht. Nachdem sich der Lastwert Fsi mit dem Pneumatikdruck Pe ändert, wird die Beziehung ha-Fsi in Bezug auf den Pneumatikdruck Pe festgelegt, wie der Graph von 38 angibt. Um die Beziehung ha-Fsi zu erhalten, wird der Ma ximalwert hao des Abstands ha, wenn der Lastwert Fsi Null ist, als eine Referenz verwendet. Die vorläufige Beziehung ha-Fsi wird für jede der vier äußeren Stößelstangen 166 erhalten, d.h., für jeden der vier Pfosten 110, auf welchen die Dehnungsmessstreifen 114 vorgesehen sind. Die Gesamthaltekraft Fs ist eine Summe der Lastwerte Fsi der einzelnen Stößelstangen 166. Die vier Pfosten 110 der Vorrichtung 100 sind im Wesentlichen mit den jeweiligen äußeren Stößelstangen 166 ausgerichtet. Die vorläufige Beziehung ha-Fsi kann auf der Grundlage der Ausgänge der auf den äußeren Stößelstangen 166 vorgesehenen Dehnungsmessstreifen 178 erhalten werden.
Die vorläufige Beziehung hb-Ffi (i = 1, 2, 3, 4) ist eine Beziehung (Ffi = e·hb) zwischen dem Abstand hb und der Formungskraft Ffi, wenn sich die inneren Stößelstangen 168 an ihren unteren Hubenden befinden. Diese Beziehung wird auf die gleiche Weise wie die Beziehung h-Fpi (Fpi = a·h) erhalten, welche oben mit Bezug auf die Presse 10 beschrieben worden ist. D.h., die Lastwerte Ffi werden, wenn sich die Stößelstangen 168 an ihren unteren Hubenden befinden, mit unterschiedlichen Werten des Abstands hb durch die Dehnungsmessstreifen 116 erfasst. Die erhaltene vorläufige Beziehung hb-Ffi reflektiert die Steifigkeit der Presse 150. Die Messung dieser Beziehung hb-Ffi wird bewirkt, nachdem der Pneumatikdruck Pf der Zylinder 266 eingestellt ist, sodass die durch die Zylinder 266 erzeugte Hebekraft das Gewicht des inneren Stößels 164 ausgleicht. Die vorläufige Beziehung hb-Ffi wird für jede der vier inneren Stößelstangen 168 erhalten, d.h., für jedes der vier Messelemente 112 der Vorrichtung 100. Die gesamte Formungskraft Ff ist eine Summe der vier Lastwerte Ffi der einzelnen inneren Stößelstangen 166. Die vier Messelemente 112 sind im Wesentlichen mit den jeweiligen inneren Stößelstangen 168 ausgerichtet. Die Beziehung hb-Ffi kann auf der Grundlage der Ausgänge der auf den inneren Stößelstangen 168 vorgesehenen Dehnungsmessstreifen 246 erhalten werden.
Die einzelnen Punkte der Matrizensatzinformation werden nun beschrieben werden.
Das Gewicht Wr des Druckrings 156 und das Gewicht Wq des Stempels 162 sind die tatsächlich gemessenen Werte des Rings 156 und des Stempels 162, wie sie hergestellt sind. Die optimale lokale Haltekraft Fsoi (i = 1, 2, 3, 4) und die optimale lokale Formungskraft Ffoi (i = 1, 2, 3, 4) werden durch eine Prozedur von Versuch und Irrtum erhalten, in welcher die optimalen Kraftwerte Fsoi und Ffoi, welche zum Durchführen eines gewünschten Ziehvorgangs geeignet sind, auf einer Versuchs- oder Testpresse bestimmt werden, auf welcher der Druckring 156, die untere Matrize 152 und der Stempel 162 installiert sind. Die optimalen Werte der lokalen Halte- und Formungskraft Fsoi, Ffoi enthalten keine Komponenten aufgrund der Einflüsse durch das Gewicht des Matrizensatzes 156, 156, 162 und die Gleitwiderstandswerte der verbundenen Teile. In dem Fall, dass die verwendete Versuchspresse z.B. ähnlich der Konstruktion der in 31 gezeigten Presse 150 ist, wird der Pneumatikdruck Pd so eingestellt, dass der äußere Stößel 160 durch die äußeren Stößelstangen 166 abgesenkt wird, während das Gesamtgewicht des äußeren Stößels 160, der Rohlinghalteplatte 158 und des Druckrings 156 durch die durch die Zylinder 216 erzeugt Hebekraft ausgeglichen wird. Die Lastwerte Fai werden während eines Versuchsziehvorgangs, welcher mit dem so eingestellten Pneumatikdruck Pd bewirkt wird, durch die Dehnungsmessstreifen 178 erfasst. Die Lastwerte Fsoi werden auf der Grundlage der erfassten Lastwerte Fai erhalten. Ferner wird der Pneumatikdruck Pf so eingestellt, dass der innere Stößel 164 abgesenkt wird, während das Gesamtgewicht des inneren Stößels 164 und des Stempels 162 durch die durch die Pneumatikzylinder 266 erzeugte Hebekraft ausgeglichen wird. Die Lastwerte Fbi werden während eines Versuchsziehvorgangs, welcher mit dem so eingestellten Pneumatikdruck Pf bewirkt wird, durch die Dehnungsmessstreifen 246 erfasst. Die Lastwerte Fpoi werden auf der Grundlage der erfassten Lastwerte Fbi erhalten. Somit werden die vier optimalen lokalen Lastwerte Fsio, welche mit den vier äußeren Stößelstangen 166 verbunden sind, und die vier optimalen lokalen Lastwerte Ffoi, welche mit den vier inneren Stößelstangen 168 verbunden sind, erhalten. Die optimale Gesamthaltekraft Fso ist eine Summe der vier lokalen Lastwerte Fsoi, während die optimale Gesamtformungskraft Ffo eine Summe der vier lokalen Lastwerte Ffoi ist.
Mit Bezug wieder auf das Blockdiagramm von 37 beinhaltet der Bedingungsfestlegungsabschnitt 290 des Steuergeräts 280 einen Pdx-Berechnungsblock 314 zum Berechnen eines optimalen Pneumatikdrucks Pdx zum Erzeugen der Hebekraft, welche das Gesamtgewicht des äußeren Stößels 160, der Rohlinghalteplatte 158 und des Druckrings 156 ausgleicht. Diese Berechnung wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (5) auf der Grundlage der in dem Maschinendatenspeicher 310 gespeicherten Maschineninformation und der in dem Matrizendatenspeicher 312 gespeicherten Matrizensatzinformation bewirkt. Pdx = (Wr + Wos)/Ad (5)
Der Ausgang des Pdx-Berechnungsblocks 314 wird in einem Pd-Einstellungsblock 316 zum Ansteuern des elektromagnetisch betätigten Drucksteuerventils 204 so, dass der durch den Pneumatikdrucksensor 206 erfasste Pneumatikdruck Pd in dem Luftbehälter 218 mit dem durch den Pdx-Berechnungsblock 314 berechneten optimalen Pneumatikdruck Pdx zusammenfällt, eingespeist. Mit dem so eingestellten Pneumatikdruck Pd werden die durch die Matrizensatzinformation angegebenen optimalen lokalen Haltekräfte Fsoi auf den Druckring 156, ohne einen Einfluss durch die Gewichte des äußeren Stößels 160, der Rohlinghalteplatte 158 und des Druckrings 156 ausgeübt. Der Pneumatikdruck Pdx kann mit einer geeigneten Kompensation hinsichtlich einer Änderung in dem Volumen der Druckkammer der vier Pneumatikzylinder 216 aufgrund einer Abwärtsbewegung des äußeren Stößels 160 berechnet werden. In diesem Zusammenhang ist jedoch, nachdem das Aufnahmevermögen des Luftbehälters 218 hinreichend groß ist, der Betrag einer Änderung in dem Pneumatikdruck Pd aufgrund der Änderung in dem Volumen der Druckkammer der Zylinder 216 so klein und vernachlässigbar.
Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 290 beinhaltet auch einen Pex-Berechnungsblock 318 zum Berechnen eines optimalen Pneumatikdrucks Pex zum Erzeugen jeder optimalen lokalen Haltekraft Fsoi gemäß der nachfolgenden Gleichung (6) auf der Grundlage der in dem Maschinendatenspeicher 310 gespeicherten Maschineninformation und der in dem Matrizendatenspeicher 312 gespeicherten Matrizensatzinformation. Fsoi = (Ax·Az/Ay){(Pex + Pt)[Ve/(Ve – Az·Y] – Pt} (6)wobei Pt: Atmosphärendruck.
Der Ausgang des Pex-Berechnungsblocks 318 wird in einen Pe-Einstellungsblock 320 eingespeist, welcher angepasst ist, um das Drucksteuerventil 200 so anzusteuern, dass der durch den Drucksensor 202 erfasste Pneumatikdruck Pe in dem Luftbehälter 190 mit dem durch den Pex-Berechnungsblock 318 berechneten optimalen Pneumatikdruck Pex zusammenfällt. Der optimale Pneumatikdruck Pex wird berechnet, um den Pneumatikdruck Pe für alle vier Luftbehälter 190 auf der Grundlage der gespeicherten Maschinen- und Matrizensatzinformation so einzustellen, dass die optimalen lokalen Werte der Haltekraft Fsoi, wie durch die Matrizensatzinformation angegeben, ungeachtet der Differenz in den Druck aufnehmende Flächen der vier Zylinder 180, 184 an den Abschnitten des Druckrings 156, welche den Positionen der einzelnen vier äußeren Stößelstangen 166 entsprechen, hergestellt werden.
Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 290 beinhaltet weiter einen Pfx-Berechnungsblock 326 zum Berechnen eines optimalen Pneumatikdrucks Pfx zum Erzeugen der Hebekraft, welche das Gesamtgewicht des inneren Stößels 164 und des Stempels 162 ausgleicht. Diese Berechnung wird gemäß der nachfolgenden Gleichung (7) auf der Grundlage der in den Speichern 310, 312 gespeicherten Maschineninformation und Matrizensatzinformation bewirkt. Pfx = (Wq + Wis)/Af (7)
Der Ausgang des Pfx-Berechnungsblocks 326 wird an einen Pf-Einstellungsblock 328 angelegt, welcher angepasst ist, um das elektromagnetisch betätigte Drucksteuerventil 270 so anzusteuern, dass der durch den Pneumatikdrucksensor 272 erfasste Pneumatikdruck Pf in dem Luftbehälter 268 mit dem durch den Pfx-Berechnungsblock 326 berechneten optimalen Niveau Pfx zusammenfällt. Mit dem so eingestellten Pneumatikdruck Pf werden die optimalen lokalen Formungskraftwerte Ffoi, wie durch die Maschineninformation angegeben, ohne einen Einfluss der Gewichte des inneren Stößels 164 und des Stempels 162 hergestellt. Der Pneumatikdruck Pfx kann mit einer geeigneten Kompensation bezüglich einer Änderung in dem Volumen des Druckkammer des Pneumatikzylinders 266 aufgrund eines Abwärtsbewegung des inneren Stößels 164 berechnet werden. In diesem Zusammenhang ist jedoch, nachdem das Aufnahmevermögen des Luftbehälters 268 hinreichend groß ist, der Betrag einer Änderung in dem Pneumatikdruck Pf aufgrund der Änderung in dem Volumen der Druckkammern Pf des Zylinder 266 so klein und vernachlässigbar.
Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 290 beinhaltet auch einen ha-Einstellungsblock 330 zum Einstellen der einzelnen Abstände ha, welche mit den vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 172 verbunden sind, unabhängig voneinander auf der Grundlage der Maschinen- und Matrizensatzinformation so, dass die optimalen lokalen Haltekraftwerte Fsoi, wie durch die Matrizensatzinformation angegeben, hergestellt werden. Anfangs wird ein Referenzwert ha0, welcher ein Maximalwert jedes Abstands ha ist, wenn die lokalen Haltekraftwerte Fsi Null sind, auf der Grundlage der durch die Dehnungsmessstreifen 178 ermittelten Lastwerte Fai bestimmt. Dann wird die vorläufige Beziehung ha-Fsi (Fsi = c·ha + d) (gezeigt in 38 und gespeichert in dem Maschinendatenspeicher 130), welche dem durch den Pex-Berechnungsblock 318 berechneten optimalen Pneumatikdruck Pex entspricht, ausgewählt und aus dem Maschinendatenspeicher 310 ausgelesen. Auf der Grundlage der ausgewählten vorläufige Beziehung ha-Fsi wird ein Abstand ha1 zum Erzielen der optimalen lokalen Haltekraftwerte Fsoi erhalten, wie in dem Graph von 39 angegeben, und der Abstand ha wird durch Betätigen des Servomotors 174 auf den erhaltenen Wert ha1 bezüglich des Referenzwerts ha0 eingestellt. In diesem Zustand wird auf der Presse 150 ein Testpressbetrieb durchgeführt, wobei der äußere Stößel 160 zwischen ihren Hubenden bewegt werden. Die Werte der lokalen Haltekraft Fsi werden auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 178 gemessen. Nachdem die vorbestimmte vorläufige Beziehung ha-Fsi auf einer höheren Steifigkeit eines Matrizensatzes als der Steifigkeit des tatsächlich verwendeten Matrizensatzes 152, 156, 162 basiert, sind die Werte der Haltekraft Fs1 allgemein kleiner als die optimalen lokalen Haltekraftwerte Fsoi. Auf der Grundlage einer Differenz der Werte Fsi und Fsoi wird eine endgültige Beziehung ha-Fsi (Fsi = c·ha + f) erhalten, wie auch in dem Graph von 39 angegeben. Dann werden die optimalen Abstände hax zum Erhalten der optimalen lokalen Haltekraftwerte Fsoi durch die erhaltene endgültige Beziehung ha-Fsi bestimmt. Der Servomotor 174 wird betätigt, um jeden Abstand ha auf den Abstand hax einzustellen. Die Bestimmung des Abstands hax und die Einstellung des Abstands ha auf hax werden für jeden der vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 172 in der gleichen Weise wie oben beschrieben ausgeführt. Die Einstellung der einzelnen Abstände ha gemäß dem funktionalen Block 330 erlaubt einen Ziehvorgang mit den optimalen lokalen Haltekraftwerten Fsoi, wie durch die Matrizensatzinformation angegeben, ungeachtet einer Abweichung in der Steifigkeit der Presse 150 von einer Maschine zu einer anderen.
Der Bedingungsfestlegungsabschnitt 290 beinhaltet ferner einen hb-Einstellungsblock 332 zum Einstellen der einzelnen Abstände hb, welche mit den vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 240 verbunden sind, unabhän gig voneinander auf der Grundlage der Maschinen- und Matrizensatzinformation in der gleichen Weise wie oben beschrieben bezüglich des Abstands h, wie er durch den h-Einstellungsblock 146 eingestellt wird. Mit den durch den hb-Einstellungsblock 332 auf einen optimalen Wert hbx eingestellten Abständen hb werden die optimalen lokalen Formungskraftwerte Ffoi, wie durch die Matrizensatzinformation angegeben, für die jeweiligen Matrizenhöheneinstellmechanismen 240 hergestellt.
Das Steuergerät 280 weist auch eine Funktion auf, den Pneumatikdruck Pg jedes hydro-pneumatischen Zylinders 252 auf die gleiche Weise wie für den Pneumatikdruck Pc auf der Presse 10 verwendet so einzustellen, dass die durch die Dehnungsmessstreifen 246 erfassten lokalen Lastwerte Fbi die jeweiligen oberen Grenzwerte Foli (i = 1, 2, 3, 4) nicht überschreiten. Nachdem der Pneumatikdruck Pg ungeachtet des speziellen verwendeten Matrizensatzes eingestellt werden kann, kann er manuell durch den Bediener der Presse 150 eingestellt werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird verstanden werden, dass die doppeltwirkende Presse 150 in der Lage ist, die verschiedenen Pressbedingungen wie etwa die Pneumatikdrücke Pd, Pe, Pf und die Abstände ha, hb automatisch einzustellen, um unabhängig von Abweichungen oder Unterschieden in der Steifigkeit und den Gleitwiderständen der Presse von einer Maschine zu einer anderen die optimalen lokalen Haltekraftwerte Fsoi und die optimalen lokalen Formungskraftwerte Ffoi herzustellen, wie in einem Versuchs- oder Testbetrieb auf einer Testmaschine bestimmt. Die Einstellungen dieser Pressbedingungen beruhen auf der in dem Maschinendatenspeicher 310 gespeicherten Maschineninformation und der von der ID-Karte 306 durch den Sender/Empfänger 304 übertragenen und in dem Matrizendatenspeicher 312 gespeicherten Matrizensatzinformation. Daher beseitigt oder minimiert die Presse 150 die herkömmliche unhandliche manuelle Einstellung der Betriebsbedingungen der Presse durch die Prozedur von Versuch und Irrtum und reduziert die Arbeitsbelastung eines Bedieners nach Einrichten der Pres se beträchtlich, während sie eine hohe Stabilität in der Qualität des Produkts sicherstellt.
Wie zuvor mit Bezug auf die einfachwirkende Presse 10 beschrieben, ist es nicht absolut notwendig, die Pneumatikdrücke Pd, Pe, Pf und die Abstände ha, hb exakt auf die berechneten optimalen Werte Pdx, Pex, Pfx, hax, hbx einzustellen. D.h., es können bestimmte Toleranzbereiche für diese Betriebsbedingungen vorgesehen sein, sofern die Toleranzbereiche geeignete Erfordernisse im Hinblick auf die Qualität des Produkts erfüllen.
Der Diagnoseabschnitt 292 des Steuergeräts 280 ist so ausgelegt, dass er die Presse 150 diagnostiziert, um zu sehen, ob es irgend eine Anomalie oder einen Defekt gibt, welcher die Presse 150 daran hindert, normal zu arbeiten, um das Produkt mit einer beabsichtigten oder gewünschten Qualität herzustellen. Der Diagnoseabschnitt 292 weist die folgenden fünf diagnostischen Funktionen auf: (i) Lastwellenformdiagnose; (ii) Lastverteilungsdiagnose; (iii) Korrelationsdiagnose; (iv) Lastabweichungsdiagnose; und (v) Online-Diagnose. Die ersten vier Diagnosefunktionen (i) bis (iv) werden z.B. auf eine Installation oder einen Austausch des Matrizensatzes hin und vor der oben beschriebenen Einstellung der Pressbedingungen ausgeführt, wobei die Lastmessvorrichtung 100 auf der Presse 150 installiert ist. Die letzte Diagnosefunktion (v) wird durchgeführt, während die Presse 150 in Betrieb ist. Diese Diagnosefunktionen werden erläutert werden.
(i) LASTWELLENFORMDIAGNOSE
Diese Diagnose wird gemäß einer Routine ähnlich der von 10 durch Betätigen eines geeigneten Schalters auf dem Bediener-Steuerpult 282 durchgeführt, nachdem die Messvorrichtung 100 auf der Presse 150 installiert ist. In dieser Diagnoseroutine wird die Presse 150 in dem Langsamfahr- oder Normalmodus betrieben, und die lokalen Haltekraftwerte Fsi (Last des äußeren Stößels in Verbindung mit den äußeren Stößelstangen 166) und die lo kalen Formungskraftwerte Ffi (Last des inneren Stößels in Verbindung mit den inneren Stößelstangen 168) werden durch die Dehnungsmessstreifen 144, 116 erfasst. Eine Diagnose wird auf der Grundlage der so erfassten Lastwerte Fsi, Ffi ausgeführt. 40(a) zeigt ein Beispiel einer Referenzwellenform der Außenstößellast, während 40(b), 40(c) und 40(d) Beispiele von Wellenformen der tatsächlich erfassten Außenstößellast zeigen. Die erfasste Wellenform von 40(b) zeigt eine Leckage des Öls aus der Ölkammer 186 des hydro-pneumatischen Zylinders 188 in die Luftkammer 188 an. Die erfasste Wellenform von 40(c) zeigt ein Verharren oder eine Vibration des Kolbens 184 aufgrund eines relativ großen Gleitwiderstands des Kolbens an. Die erfasste Wellenform von 40(d) zeigt einen größeren Gleitwiderstand des Kolbens des Zylinders 184 als den in dem Fall von 40(c) an. Diese Anomalien werden in der Diagnoseroutine erfasst und auf dem Bediener-Steuerpult 282 angezeigt. Eine Erhöhung des Gleitwiderstands des Kolbens des Zylinders 184 verursacht einen demgemäß erhöhten Anfangswert der entsprechenden lokalen Haltekraft Fsi, was zu einer Möglichkeit eines Reißens des Produkts führt. Die Messung der äußeren und inneren Lastwerte (Halte- und Formungskraftwerte) können durch Verwenden der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 178, 242, welche an den Stößelstangen 166, 168 befestigt sind, anstelle der Lastmessvorrichtung 100 vorgenommen werden. In diesem Fall kann die Diagnose mit dem auf der Presse 150 installierten Matrizensatz 152, 156, 162 vorgenommen werden. Es wird festgehalten, dass die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens irgend einer Anomalie durch Prüfen, ob die Lastwerte an ausgewählten Punkten auf der ermittelten Wellenform oder ein Betrag einer Änderung der Lastwerte innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs oder -bereichen einer solchen Eigenschaft oder solchen Eigenschaften der Referenzwellenform gehalten wird/werden, vorgenommen werden kann.
(ii) LASTVERTEILUNGSDIAGNOSE
Diese Diagnose wird gemäß einer Routine ähnlich der von 14 durchgeführt. In dieser Routine werden die vier lokalen Lastwerte entsprechend den vier äußeren und vier inneren Stößelstangen 166, 168 erhalten, wenn sich die äußeren und inneren Stößel 160, 164 an ihren unteren Hubenden befinden, welche durch die Lagesensoren 284 erfasst werden. Die so erhaltenen Wellenformen der lokalen Halte- und Formungskraftwerte Fsi, Ffi (lokale Lastwerte des äußeren und inneren Stößels) werden mit den jeweiligen Referenzwellenformen verglichen, um die Presse 150 hinsichtlich irgend einer mit dem äußeren und inneren Stößel 160, 164 zusammenhängenden Anomalie, wie etwa eine anomale Neigung dieser Stößel, zu diagnostizieren.
(iii) KORRELATIONSDIAGNOSE
Diese Korrelationdiagnose wird mit der an der Presse 10 installierten Lastmessvorrichtung 100 gemäß einer geeigneten Diagnoseroutine durchgeführt, wie beispielhaft in den Flussdiagrammen von 41, 44 und 462 gezeigt. Diese Routinen werden durch Aktivieren eines geeigneten Diagnoseschalters auf dem Bediener-Steuerpult 282 gestartet.
Mit Bezug zuerst auf das Flussdiagramm von 41 bezieht sich die darin veranschaulichte Korrelationsdiagnose auf die Korrelation zwischen der Haltekraft Fs und dem Relativabstand ha. Die Diagnoseroutine bezüglich der Korrelation Fs-ha wird mit Schritt R1-1 gestartet, um den Abstand ha auf ein vorbestimmtes Niveau festzulegen. Wenn dieser Schritt R1-1 das erste Mal implementiert wird, wird der Abstand ha auf das vorbestimmte Anfangsniveau festgelegt. Wenn der Schritt zum wiederholten Mal implementiert wird, wird der Abstand ha um einen vorbestimmten Betrag inkrementiert, wodurch das untere Hubende des äußeren Stößels 160 in Schritten abgesenkt wird. Schritt R1-1 wird von Schritt R1-2 gefolgt, um einen Testpresszyklus zu starten, welcher in dem Langsamfahrmodus oder Normalmodus ausgeführt wird. Dann wird Schritt R1-3 implementiert, um die lokalen Haltekraftwerte Fsi während des Testpressbetriebs auf der Grundlage der Ausgänge der auf den vier Pfo sten 110 der Vorrichtung 100 vorgesehenen Dehnungsmessstreifen 114 zu ermitteln und auch den Hydraulikdruck Pyai (i = 1, 2, 3, 4) der Ausgleichs-Hydraulikzylinder 190 auf der Grundlage des Ausgangs des Hydraulikdrucksensors 192 während des Testpressbetriebs zu ermitteln. Dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt R1-4, um zu bestimmen, ob der Abstand ha auf eine vorbestimmte obere Grenze hamax inkrementiert worden ist. Schritte R1-1 bis R1-4 werden wiederholt implementiert, bis eine bestätigende Entscheidung (JA) in Schritt R1-4 erhalten wird, also bis der Abstand h auf die obere Grenze hamax erhöht worden ist. Somit werden die lokalen Haltekraftwerte Fsi und die Werte des erzeugten Hydraulikdrucks Pyai in Bezug auf unterschiedliche Werte des Abstands ha, d.h., wenn das untere Hubende des äußeren Stößels 160 abgesenkt wird, ermittelt. Wenn bei Erreichen der oberen Grenze hamax durch den Abstand ha die bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird Schritt R1-4 von Schritt R1-5 gefolgt, um die erhaltene Korrelation Fsi-ha mit einer Refrenzkorrelation zu vergleichen, welche bestimmt wird, um eine beabsichtigte Qualität des Produkts sicherzustellen, um dadurch das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 150 zu bestimmen.
Eine durchgezogene Linie in dem Graph von 42(a)–42(d) zeigt Beispiele der Referenzkorrelation für Fsi-ha, welcher durch Simulation oder Experiment auf der Grundlage der Steifigkeit der Presse 150 und der Lastmessvorrichtung 100, des Volumens des Luftbehälters 190 und von Druck aufnehmenden Flächen der verschiedenen Zylinder bestimmt werden. Die Referenzkorrelation für Fsi-ha kann eine Korrelation sein, welche in einem vorhergehenden Diagnosezyklus (vorhergehenden Ausführungszyklus der Routine von 41) als normal befunden wurde. Der Vergleich der ermittelten Korrelation Fsi-ha mit der Referenzkorrelation wird durchgeführt, um gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz, z.B. durch Prüfen, ob Unterschiede zwischen den erfassten Werten der lokalen Haltekraft Fsi entsprechend ausgewählten Niveaus des Pneumatikdrucks Pa und den entsprechenden Werte Fsi der Referenzkorrelation sich innerhalb eines vorbestimm ten Toleranzbereichs befinden, das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie zu bestimmen. Der Vergleich in Schritt R1-5 kann auch durch Prüfen, ob die Tendenz einer Änderung der ermittelten Werte der Haltekraft Fsi (repräsentiert durch den Gradienten der Linie oder Kurve der ermittelten Korrelation Fsi-Pa, welche durch eine strichpunktierte Linie in 42 angegeben ist, ähnlich der der Referenzkorrelation (angegeben mit einer durchgezogenen Linie) ist oder nicht, durchgeführt werden. Schritt R1-5 wird gefolgt von Schritt R1-6, um zu bestimmen, ob in dem vorhergehenden Schritt R1-5 die Bestimmung des Vorliegens irgend einer Anomalie gemacht worden ist. Falls in Schritt R1-6 eine bestätigenden Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt R1-7, um den Grund für die Anomalie und den Grad der Anomalie zu beurteilen. Dann wird Schritt R1-8 implementiert, um die CRT oder die Flüssigkristallanzeige auf dem Bediener-Steuerpult 282 zu aktivieren, um den beurteilten Grund für die Anomalie und den beurteilten Grad der Anomalie anzuzeigen. Der Grad der Anomalie kann so sein, dass die Anomalie ernst ist und eine sofortige Reparatur oder Einstellung der Presse 150 erfordert, oder nicht so ernst ist und ein Fortsetzen des Betriebs der Presse 150 unter Beachtung von Vorsichtsmaßnahmen erlaubt. Der Grund für die Anomalie kann ein übergroßer Anfangswert des Hydraulikdrucks Py vor dem Presszyklus sein, wie in dem Fall der in 42(a) durch eine strichpunktierte Linie angezeigten Wellenform, oder ein allzu niedriger Anfangswert des Drucks Py, wie in dem Fall der in 42(a) durch eine strichdoppelpunktierte Linie angezeigten Wellenform. Ersatzweise kann der Grund die Ansammlung von Öl in der Luftkammer 188 des Zylinders 184 und/oder dem Luftbehälter 190 sein, wie in dem Fall der in 42(b) durch eine strichpunktierte Linie angegebenen Wellenform, oder eine mit dem Zylinder 184 und/oder dem Luftbehälter 190 verbundene Luftleckage, wie in dem Fall der in 42(b) durch eine strich-doppelpunktierte Linie angegebenen Wellenform. Ferner kann der Grund ein übergroßer Anfangswert des Pneumatikdrucks Pe sein, wie in dem Fall der in 42(c) durch eine strichpunktierte Linie angegebenen Wellenform, oder ein allzu niedriger Anfangswert des Drucks Pe, wie in dem Fall der in 42(c) durch eine strich-doppelpunktierte Linie angegebenen Wellenform. Diese Gründe für eine Anomalie werden die lokalen Werte der Haltekraft Fsi während eines tatsächlichen Pressvorgangs in abträglicher Weise beeinflussen, genauer gesagt, die Änderungscharakteristiken der Kraftwerte Fsi während Hin- und Herbewegens des inneren Stößels 160 verschlechtern, was dazu führt, dass eine Verschlechterung der Qualität des durch die Presse 150 hergestellten Produkts möglich ist. Die Anomalie der in 42(c) durch eine strichpunktierte Linie angezeigten Wellenform kann als aus einem allzu niedrigen Niveau des Pneumatikdrucks Pd des Ausgleichs-Pneumatikzylinders 216 herrührend betrachtet werden, während die Anomalie der in 42(c) durch eine strich-doppelpunktierte Linie angegebenen Wellenform als aus einem übergroßen Niveau des Pneumatikdrucks Pd herrührend betrachtet werden kann. Die möglichen Gründe für Anomalien sind z.B. in Relation zu unterschiedlichen Graden einer Abweichung der ermittelten Korrelation Fs-ha von der Referenzkorrelation in dem ROM des Steuergeräts 280 gespeichert.
Wo der einzelne Servomotor verwendet wird, um die lokalen Abstandswerte ha der vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 172 auf den gleichen Wert einzustellen, kann die ermittelten Wellenform von der Referenzwellenform abweichen, wie in 42(d) durch die strichpunktierte und strich-doppelpunktierte Linie angezeigt. Diese Abweichung, welche bewirkt, dass die tatsächlichen lokalen Werte der Haltekraft Fsi größer oder kleiner als die Referenzwellenform sind, kann aus einer Neigung des äußeren Stößels 160 herrühren.
Falls in Schritt R1-6 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, d.h., falls in Schritt R1-5 keine Anomalie auf der Presse 10 gefunden wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt R1-9, um die erhaltene Korrelation Fsi-ha (Fsi = c·ha + d) als die Maschineninformation in dem Maschinendatenspeicher 310 des Bedingungsfestlegungsabschnitts 290 des Steuergeräts 280 zu speichern. Nachdem diese Korrelation Fsi-ha sich mit dem Anfangsniveau des Pneumatikdrucks Pe ändert, sollte die Korrelation Fsi-ha für das spezielle Anfangsniveau erhalten werden, auf welches der Pneumatikdruck Pc vor einem tatsächlichen Pressbetrieb eingestellt wird. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt R1-10, um die Korrelation Fsi-Pyai (erhalten in Schritt R1-3) in einer geeigneten Speichereinrichtung wie etwa dem RAM des Steuergeräts 280 zu speichern. Die Korrelation Fsi-Pyai wird ausgenutzt, um die lokalen Werte der Haltekraft Fsi durch Prüfen des während tatsächlicher Pressvorgänge auf der Presse 150 erzeugten Hy-draulikdrucks Pyai zu überwachen. Der Graph von 43 zeigt ein Beispiel der Korrelation Fsi-Pyai. Der Bereich, innerhalb dessen sich der erzeugte Hydraulikdruck Pyai in Proportion mit der lokalen Haltekraft Fsi ändert, variiert in Abhängigkeit von dem Anfangsniveau des Hydraulikdrucks Py. Daher sollte, falls der anfängliche Hydraulikdruck Ps vor dem tatsächlichen Pressbetrieb in geeigneter Weise eingestellt wird, die Korrelation Fsi-Pyai für das spezielle Anfangsniveau erhalten werden, auf welches der Druck Ps vor dem tatsächlichen Presszyklus eingestellt wird.
Die Diagnoseroutine von 41 ist eine weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritt R1-1 bis R1-4 eine weitere Form des Schritts zum Ermitteln einer ausgewählten Eigenschaft der in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während Betriebs der Presse erzeugten Last bilden. Genauer beschrieben, ist die ausgewählte Eigenschaft der Last eine Korrelation zwischen der Last Fsi und dem Relativabstand ha als einem physikalischen Wert, welcher sich mit der Last Fs ändert. Ferner ist Schritt R1-5 eine weitere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der ermittelten Last.
Die Korrelation Fsi-ha und die Korrelation Fsi-Pyai können auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 178 anstelle des Ausgangs der Lastmessvorrichtung 100 ermittelt werden. In diesem Fall kann die Diagnose mit dem auf der Presse 150 installierten Matrizensatz 152, 156, 162 durchgeführt werden. Ferner kann die Diagnose bezüglich der Korrelation Fsi-ha durch eine Diagnose bezüglich Fs-ha ersetzt werden, wobei die Gesamt haltekraft Fs in Bezug zu dem Abstand ha diagnostiziert wird. Die Korrelation Fsi-Payi kann unabhängig von der Diagnose Fsi-ha erhalten werden, d.h., in einer Routine, welche sich von der von 41 unterscheidet. Die Bestimmung in Schritt R1-5 erfordert nicht unbedingt den direkten Vergleich der ermittelten Korrelation Fsi-ha mit der Referenzkorrelation. Z.B. kann die Bestimmung durch Prüfen, ob eine bestimmte Eigenschaft oder Eigenschaften der ermittelten Korrelation Fsi-ha, wie etwa ein Gradient eines gegebenen Abschnitts der ermittelten Korrelation und/oder Lastwerte Fsi an ausgewählten Punkten auf der ermittelten Korrelation, innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs oder -bereichen einer solchen Eigenschaft oder solcher Eigenschaften der Referenzkorrelation gehalten wird/werden.
Mit Bezug als nächstes auf das Flussdiagramm von 44 wird eine Diagnose bezüglich einer Korrelation zwischen der Haltekraft Fs und dem Pneumatikdruck Pe beschrieben werden. Die Routine zur Diagnose bezüglich Fs-Pe von 44 wird mit Schritt R2-1 eingeleitet, um das Anfangsniveau des Pneumatikdrucks Pe auf einen vorbestimmten Anfangswert festzulegen. Wenn dieser Schritt R2-1 wiederholt wird, wird das Anfangsniveau des Drucks Pe für jede Implementierung des Schritts um einen vorbestimmten Betrag inkrementiert, bis der Druck Pe eine vorbestimmte obere Grenze Pemax erreicht, was beschrieben werden wird. Schritt R2-1 wird gefolgt von Schritt R2-2, um eine Testpresszyklus in dem Langsamfahr- oder Normalmodus zu beginnen. Dann wird Schritt R2-3 implementiert, um die lokalen Werte der Haltekraft Fsi an dem unteren Hubende des äußeren Stößels 160 auf der Grundlage der Ausgänge der auf den vier Pfosten 110 der Vorrichtung 100 vorgesehenen Dehnungsmessstreifen 114 zu ermitteln und auch die entsprechenden Werte des Pneumatikdrucks Peai (i = 1, 2, 3, 4), welche zu dieser Zeit erzeugt werden, auf der Grundlage des Ausgangs des Pneumatikdrucksensors 202 zu ermitteln. Schritt R2-3 wird gefolgt von Schritt S2-4, um zu bestimmen, ob der anfängliche Pneumatikdruck Pe auf die vorbestimmte obere Grenze Pemax angehoben worden ist oder nicht. Somit werden die Werte der lokalen Haltekraft Fsi und die Werte des erzeugten Pneumatikdrucks Peai durch wiederholte Implementierung der Schritte R2-1 bis R2-4 erfasst, bis der Druck Pe auf die obere Grenze Pemax gestiegen ist, in anderen Worten, bis eine bestätigende Entscheidung (JA) in Schritt R2-4 erhalten wird. Wenn die vorbestimmte obere Grenze Pemax erreicht ist, wird Schritt R2-5 implemeniert, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 150 durch Vergleichen der ermittelten Korrelation Fsi-Peai mit einer Referenzkorrelation, welche die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherstellt, zu bestimmen.
Eine durchgezogene Linie in 45 repräsentiert ein Beispiel einer Referenzkorrelation für Fsi-Peai, welche durch Simulation oder Experiment auf der Grundlage der Steifigkeit der Presse 150 und der Lastmessvorrichtung 100, des Volumens des Luftbehälters 190 und der Druck aufnehmenden Flächen der verschiedenen Zylinder bestimmt wird. Die Referenzkorrelation Fsi-Peai kann eine Korrelation sein, welche in einem vorherigen Ausführungszyklus der Routine von 44 als normal befunden wurde. Der Vergleich in Schritt R2-5 wird ausgeführt, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz, z.B., durch Prüfen, ob Unterschiede zwischen den Haltekraftwerten Fsi, welche bei den unterschiedlichen Niveaus des Pneumatikdrucks Peai erfasst werden, und den entsprechenden Werte der Referenzkorrelation innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten werden oder nicht, oder ersatzweise durch Prüfen, ob der Gradient der erfassten Korrelation Fsi-Peai (also die Änderungsrate des erfassten Werts Fsi mit dem Wert Peai) ähnlich dem der Referenzkorrelation ist oder nicht, zu bestimmen. Dann wird Schritt R2-6 implementiert, um zu prüfen, ob die Bestimmung des Vorliegens irgend einer Anomalie in Schritt R2-5 gemacht worden ist oder nicht. Falls eine bestätigende Entscheidung (JA) in Schritt R2-6 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt R2-7, um den Grund für die erfasste Anomalie und den Grad der Anomalie zu beurteilen. Dann wird Schritt R2-8 implementiert, um den beurteilten Grund für die Anomalie und den beurteilten Grad der Anomalie auf dem Bediener-Steuerpult 282 anzuzeigen. Der Grad der Anomalie ist oben in Bezug auf die Routine von 41 erläutert worden. Der Grund für die Anomalie kann ein übergroßer Gleitwiderstand des Kolbens des Zylinders 184 sein, welcher übermäßig hohe lokale Haltekraftwerte Fsi über den gesamten Bereich des erzeugten Pneumatikdrucks Peai verursacht, wie durch eine strichpunktierte Linie in 45 angezeigt. In diesem Fall einer Anomalie ist die Änderungscharakteristik der lokalen Haltekraftwerte Fsi während Hin- und Herbewegens des äußeren Stößels 160 in einem tatsächlichen Presszyklus nicht geeignet oder wünschenswert, um die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherzustellen.
Falls in Schritt R2-5 keine Anomalie gefunden wird, wird in Schritt R2-6 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten, und die Steuerung geht zu Schritt R2-9, um die Druck aufnehmende Fläche Az in dem Maschinendatenspeicher 310 des Bedingungsfestlegungsabschnitts 292 des Steuergeräts 280 zu speichern. Die Druck aufnehmende Fläche Az wird durch einen Gradienten ΔFsi/ΔPeai der in Schritt R2-3 ermittelten Korrelation Fsi-Peai repräsentiert. Dann wird Schritt R2-10 implementiert, um die Korrelation Fsi-Peai in einer geeigneten Speichereinrichtung wie etwa dem RAM des Steuergeräts 280 zu speichern. Die gespeicherte Korrelation Fsi-Peai wird verwendet, um die lokalen Werte der Haltekraft Fsi auf der Grundlage des erzeugten Pneumatikdrucks Peai während des tatsächlichen Pressbetriebs der Presse 150 zu überwachen.
Die Diagnoseroutine von 44 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritte R2-1 bis R2-4 eine noch weitere Form des Schritts zum Erfassen einer ausgewählten Eigenschaft einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während des Betriebs der Presse erzeugten Last bilden. Genauer erläutert, ist die ausgewählte Eigenschaft der Last eine Korrelation zwischen der Last Fsi und dem Pneumatikdruck Peai als einem physikalischen Wert, welcher sich mit der Last Fs ändert. Ferner ist Schritt R2-5 eine noch weitere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der ermittelten Last.
Die Korrelation Fsi-Peai kann durch Verwenden der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 178 anstelle des Ausgangs der Lastmessvorrichtung 100 erhalten werden. In diesem Fall kann die Diagnose mit dem auf der Presse 150 installierten Matrizensatz 152, 156, 162 ausgeführt werden. Der Vergleich in Schritt R2-5 kann auf der Grundlage eines vorbestimmten Toleranzbereichs des Gradienten eines ausgewählten Abschnitts der ermittelten Korrelation Fsi-Peai oder ausgewählter Werte Fsi der ermittelten Korrelation im Vergleich mit dem oder denen der Referenzkorrelation angestellt werden.
Nun wird Bezug genommen auf das Flussdiagramm von 46, welches eine Diagnoseroutine veranschaulicht, welche sich auf eine Korrelation zwischen der Formungskraft Ff und dem Relativabstand hb, wie oben erläutert, bezieht. Diese Diagnoseroutine bezüglich der Korrelation Ff-hb wird eingeleitet mit Schritt R3-1, um jeden der vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 240 zu betätigen, um dadurch den entsprechenden Relativabstand hb auf einen vorbestimmten Anfangswert festzulegen. Wenn dieser Schritt R3-1 zum wiederholten Mal implementiert wird, wird der Abstand hb um einen vorbestimmten Betrag inkrementiert, bis der Abstand hb eine vorbestimmte obere Grenze hbmax erreicht, wie nachstehend beschrieben. Wenn der Abstand hb erhöht wird, wird das untere Hubende des inneren Stößels 164 abgesenkt. Schritt R3-1 wird gefolgt von Schritt R3-2, um einen Testpresszyklus in dem Langsamfahr- oder Normalmodus zu starten. Dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt R3-3, um die lokalen Werte Ffi der Formungskraft Fp entsprechend den vier Messelementen 112 auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 116 zu ermitteln, wenn sich der innere Stößel 164 an dem in Schritt R3-1 festgelegten unteren Hubende befindet. Ferner werden die lokalen Werte Pzai (i = 1, 2, 3, 4) des Hydraulikdrucks Pm der vier Hydraulikzylinder 248, welche an dem unteren Hubende des inneren Stößels 164 erzeugt werden, auf der Grundlage des Ausgangs des Hydraulikdruck sensors 249 ermittelt. Schritt R3-3 wird gefolgt von Schritt R3-4, um zu bestimmen, ob der Abstand hb die vorbestimmte obere Grenze hbmax erreicht hat oder nicht. Schritt R3-1 bis R3-4 werden wiederholt implementiert, bis die obere Grenze hbmax erreicht ist. Somit werden die lokalen Werte der Formungskraft Fpi und die lokalen Werte des Hydraulikdrucks Pzai erfasst, wenn der Abstand hb erhöht wird. Wenn die obere Grenze hbmax erreicht ist, wird in Schritt R3-4 eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten, und der Steuerungsablauf geht zu Schritt R3-5, um durch Vergleichen der ermittelten Korrelation Ffi-hb mit einer Referenzkorrelation, welche bestimmt wird, um die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherzustellen, das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 150 zu bestimmen.
Eine durchgezogene Linie in 47 zeigt ein Beispiel einer Referenzkorrelation Ffi-hb, welche durch Simulation oder Experiment auf der Grundlage der Steifigkeitswerte der Presse 110 und der Vorrichtung 100, dem Volumenelastizitätsmodul K des Arbeitsfluids in den Hydraulikzylindern 248 etc. bestimmt wird. Die Referenzkorrelation Ffi-hb kann eine Korrelation sein, welche in einem vorherigen Diagnosezyklus von 46 als normal befunden wurde. Die Bestimmung oder der Vergleich in Schritt R3-5 wird gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz, z.B. durch Prüfen, ob Unterschiede der ermittelten Werte der lokalen Formungskraft Fpi bei entsprechenden lokalen Abstandswerten hb in Bezug auf diejenigen der Referenzkorrelation innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten werden, oder durch Prüfen, ob die Tendenz einer Änderung der ermittelten Formungskraftwerte Ffi in Bezug auf den Abstand hb oder der Gradient der ermittelten Korrelation Ffi-hb ähnlich der/dem der Referenzkorrelation ist, bewerkstelligt. Dann wird Schritt R3-6 implementiert, um zu bestimmen, ob in Schritt R3-5 die Bestimmung irgend einer Anomalie gemacht worden ist oder nicht. Falls in Schritt R3-6 eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt R3-7, um den Grund für die Anomalie und den Grad der Anomalie zu beurteilen, und Schritt R3-8, um den beurteilten Grund für und den Grad der Anomalie auf dem Bediener-Steuerpult 282 anzuzeigen. Der Grad der Anomalie ist oben in Bezug auf die vorherigen Ausführungsformen erläutert worden. Der Grund für die Anomalie kann eine übermäßig hoher Anfangswert des Hydraulikdrucks Pz sein, was eine übermäßig hohe Anstiegsrate der Formungskraft Ffi mit einem Anstieg des Abstands hb verursacht, wie durch die strichpunktierte Linie in 47 angedeutet. Ersatzweise kann der Grund für die Anomalie ein übermäßig niedriger Anfangswert des Hydraulikdrucks Pz sein, was einen übermäßig niedrigen Wert der Formungskraft Ffi bewirkt. In diesen Fällen ist eine Änderung der Formungskraft Ffi während eines tatsächlichen Presszyklus nicht wünschenswert, um die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherzustellen. In dem Fall, dass ein einziger Servomotor verwendet wird, um die vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 240 zu betätigen, um die entsprechenden lokalen Relativabstände hb einzustellen, kann die ermittelte Korrelation Ffi-hb von der Referenzkorrelation abweichen, d.h., die Linie, welche für die ermittelte Korrelation Ffi-hb steht, kann bezüglich der der Referenzkorrelation verschoben sein, wie durch die gestrichelte Linie in 47 angedeutet, sodass die Formungskraft Ffi kleiner oder größer als der Referenz- oder gewünschte Wert ist. Demgemäß kann die Diagnose bezüglich der Korrelation Ffi-hb durch Prüfen der Abweichung oder Verschiebung der ermittelten Korrelation in Bezug auf die Referenzkorrelation bewerkstelligt werden.
Falls in Schritt R3-5 keine Anomalie gefunden worden ist, wird in Schritt R3-6 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten, und der Steuerungsablauf geht zu Schritt R3-9, um die ermittelte Korrelation Ffi-hb (Ffi = e·hb) als die Maschineninformation in dem Maschinendatenspeicher 310 des Bedingungsfestlegungsabschnitts 292 des Steuergeräts 280 zu speichern. Schritt R3-9 wird gefolgt von Schritt R3-10, um die in Schritt R3-3 ermittelte Korrelation Ffi-Pzai in einem geeigneten Speicher wie etwa dem RAM des Steuergeräts 280 zu speichern. Die gespeicherte Korrelation Ffi-Pzai wird verwendet, um die Formungskraft Ffi auf der Grundlage des erzeugten Hydraulikdrucks Pzai während eines tatsächlichen Pressbetriebs zu überwachen. 48 zeigt ein Beispiel der Korrelation Ffi-Pzai. Nachdem der Be reich, innerhalb dessen sich der erzeugte Hydraulikdruck Pzai in Proportion zu den Werten der Formungskraft Ffi ändert, in Abhängigkeit von dem Anfangswert des Hydraulikdrucks Pz variiert, sollte die Korrelation Ffi-Pzai für den speziellen Anfangswert des Hydraulikdrucks Pz erhalten werden, falls der Anfangswert des Hydraulikdrucks Pz vor einem tatsächlichen Presszyklus eingestellt wird.
Die Diagnoseroutine von 46 ist eine noch andere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritte R3-1 bis R3-4 eine noch andere Form des Schritts zum Erfassen einer ausgewählten Eigenschaft einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während Betriebs der Presse erzeugten Last bilden. Genauer beschrieben, ist die ausgewählte Eigenschaft der Last eine Korrelation zwischen der Last Ffi und dem Relativabstand hb als einem physikalischen Wert, welcher sich mit der Last Ffi ändert. Ferner ist Schritt R3-5 eine noch andere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der ermittelten Last.
Die Korrelation Ffi-hb und die Korrelation Ffi-Pzai können unter Verwendung eher der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 246 als des Ausgangs der Lastmessvorrichtung 100 ermittelt werden. In diesem Fall kann die Diagnose betreffend der Korrelation Ffi-hb mit dem an der Presse 150 installierten Matrizensatz 152, 156, 162 erreicht werden. Es ist möglich, dass die Diagnose auf der Grundlage der Korrelation zwischen der Gesamthaltekraft Ff und dem Abstand hb bewerkstelligt wird. Die Korrelation Ffi-Pzai kann unabhängig von der Diagnose bezüglich der Korrelation Ff-hb, d.h. in einer Routine, welche sich von der von 46 unterscheidet, erhalten werden. Die Diagnose bezüglich der Korrelation Ffi-hb kann auf der Grundlage eines vorbestimmten Toleranzbereichs des Gradienten eines ausgewählten Abschnitts der ermittelten Korrelation Ffi-hb oder von ausgewählten Ffi-Werten der ermittelten Korrelation im Vergleich mit dem oder denen der Referenzkorrelation bewerkstelligt werden.
(iv) LASTABWEICHUNGSDIAGNOSE
Diese Lastabweichungsdiagnose ist formuliert, um die Presse 110 hinsichtlich eine Betriebsstabilität während eines kontinuierlichen Produktionslaufs in einer relativ großen Losgröße zu prüfen, und wird mit der auf der Presse 150 installierten Lastmessvorrichtung 100 gemäß einer Routine ähnlich der, welche in dem Flussdiagramm von 25 veranschaulicht ist, durchgeführt. Bei der Last-abweichungsdiagnoseroutine werden die lokalen Haltekraft-werte, die Gesamthaltekraft Fs, die lokalen Formungskraftwerte Ffi und die Gesamtformungskraft Ff durch die Dehnungsmessstreifen 114, 116 erfasst. Die Muster der erfassten Lastwerte Fsi, Fs, Ffi, Ff werden mit vorbestimmten jeweiligen Referenzmustern verglichen, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 150 zu bestimmen. Die Erfassung der Lastwerte kann auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 178, 246 anstelle des Ausgangs der Lastmessvorrichtung 100 bewerkstelligt werden. In diesem Fall kann die Diagnose mit dem auf der Presse 150 installierten Matrizensatz 152, 156, 162 durchgeführt werden.
(v) ONLINE-DIAGNOSE
Die Online-Diagnose ist dazu da, um die lokalen Werte der Halte- und Formungskraft Fsi und Ffi auf der Presse 150 während eines tatsächlichen Pressbetriebs zu überwachen. Beispiele von Überwachungsroutinen für diesen Zweck sind in den Flussdiagrammen von 49 bis 51 veranschaulicht, welche für jeden Presszyklus oder in einem vorbestimmten Intervall (nach einer vorbestimmten Anzahl von Presszyklen) ausgeführt werden. Die Routine von 49 ist formuliert, um die lokalen Werte der Haltekraft Fsi zu überwachen, und wird begonnen mit Schritt R4-1, um die Korrelation Fsi-Pyai von 43, welche dem anfänglich eingestellten Wert des Hydraulikdrucks Py entspricht, einzulesen. Schritt R4-1 wird gefolgt von Schritt R4-2, um die lokalen Werte des Hydraulikdrucks Pyai während eines Pressvorgangs auf der Grundlage des Ausgangs des Hydraulikdrucksensors 192 zu ermitteln. Dann wird Schritt R4-3 ausgeführt, um die lokalen Werte der Haltekraft Fsi entsprechend den ermittelten Werten des erzeugten Hydraulikdrucks Pyai auf der Grundlage der Korrelation Fsi-Pyai, welche in Schritt R4-1 eingelesen worden ist, zu berechnen. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt R4-4, um die optimalen lokalen Haltekraftwerte Fsoi aus dem Matrizendatenspeicher 312 einzulesen, die berechneten Werte der lokalen Haltekraft Fsi mit den optimalen Werten Fsoi zu vergleichen und in Abhängigkeit davon, ob sich eine Differenz zwischen den Werten Fsi und Fsoi innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs befindet oder nicht, das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 150 zu bestimmen. Der Grad der Anomalie, falls sie erfasst wird, wird in Schritt R4-4 ebenfalls beurteilt. Dann wird Schritt R4-5 implementiert, um das Bediener-Steuerpult 282 zu aktivieren, um das Ergebnis der Bestimmung in Schritt R4-4 zusammen mit dem Grad einer Anomalie, falls in Schritt R4-4 erfasst, anzuzeigen. Schritt R4-4 kann formuliert sein, um auch den Grund für eine Anomalie zu beurteilen, falls ihr Vorliegen bestimmt wird. Die Überwachungsroutine von 49 kann modifiziert werden, um den Abstand ha (lokaler Abstand ha entsprechend den vier äußeren Stößelstangen 166) und auch den Hydraulikdruck Py etc., falls möglich, automatisch so einzustellen, dass die tatsächlichen lokalen Haltekraftwerte Fsi näher an die optimalen Werte Fsoi kommen oder mit diesen zusammenfallen.
Die Überwachungsroutine von 49 ist eine weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritt R4-2 eine weitere Form des Schritts zum Erfassen eines Drucks eines Arbeitsfluids in einem in einem Übertragungsweg einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während Betriebs der Presse erzeugten Last angeordneten Zylinder ist. Ferner ist Schritt R1-10 von 41, um die Korrelation Fsi-Pyai in dem RAM des Steuergeräts 280 zu speichern, eine andere Form des Schritts zum Speichern einer Korrelation zwi-schen der Last und dem Druck des Arbeitsfluids. Schritt R4-4 ist eine andere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des er fassten Drucks des Fluids und der Korrelation. Die optimalen Haltekraftwerte Fsoi entsprechen einer vorbestimmten Referenz, welche in dem Bestimmungsschritt verwendet wird.
Die Routine von 49 kann modifiziert werden, um die Gesamthaltekraft Fs, welche eine Summe der vier lokalen Haltekraftwerte Fsi ist, zu überwachen.
Die Überwachungsroutine von 50, welche formuliert ist, um die lokalen Werte der Haltekraft Fsi zu überwachen, wird mit Schritt F5-1 eingeleitet, um die Korrelation Fsi-Peai von 45 einzulesen. Schritt R5-1 wird gefolgt von Schritt R5-2, um die lokalen Werte des während des Pressvorgangs erzeugten Pneumatikdrucks Peai auf der Grundlage des Ausgangs des Hydraulikdrucksensors 202 zu ermitteln. Dann wird Schritt R5-3 ausgeführt, um die lokalen Werte der Haltekraft Fsi entsprechend den ermittelten Werten des erzeugten Pneumatikdrucks Peai auf der Grundlage der Korrelation Fsi-Peai, welche in Schritt R5-1 eingelesen worden ist, zu berechnen. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt R5-4, um die optimalen lokalen Haltekraftwerte Fsoi aus dem Matrizendatenspeicher 312 einzulesen, die berechneten lokalen Werte der Haltekraft Fsi mit den optimalen Werten Fsoi zu vergleichen und dadurch das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 150 zu bestimmen. Schritt R5-4 wird von Schritt R5-5 gefolgt, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie auf dem Pult 282 anzuzeigen. Die Routine von 50 kann modifiziert werden, um die Gesamthaltekraft Fs, welche eine Summe der lokalen Haltekraftwerte Fsi ist, zu überwachen.
Die Überwachungsroutine von 50 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritt R5-2 eine weitere Form des Schritts zum Erfassen eines Drucks eines Arbeitsfluids in einem in einem Übertragungsweg einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während Betriebs der Presse erzeugten Last angeord neten Zylinder ist. Ferner ist Schritt R2-10 von 44, um die Korrelation Fsi-Peai in dem RAM des Steuergeräts 280 zu speichern, eine andere Form des Schritts zum Speichern einer Korrelation zwischen der Last und dem Druck des Arbeitsfluids. Schritt R5-4 ist eine andere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Drucks des Fluids und der Korrelation.
Die Routine von 51, welche formuliert ist, um die lokalen Werte der Formungskraft Ffi zu überwachen, und wird eingeleitet mit Schritt R6-1, um die Korrelation Ffi-Pzai von 43, welche dem anfänglich eingestellten Wert des Hydraulikdrucks Pz entspricht, einzulesen. Schritt R6-1 wird gefolgt von Schritt R6-2, um die lokalen Werte des während eines Pressvorgangs erzeugten Hy-draulikdrucks Pzai auf der Grundlage des Ausgangs des Pneumatikdrucksensors 50 zu ermitteln. Dann wird Schritt R6-3 ausgeführt, um die lokalen Werte der Formungskraft Ffi entsprechend den ermittelten Werten des erzeugten Hydraulikdrucks Pzai auf der Grundlage der Korrelation Ffi-Pzai, welche in Schritt R6-1 eingelesen worden ist, zu berechnen. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt R6-4, um die optimalen lokalen Formungskraftwerte Ffoi aus dem Matrizendatenspeicher 312 einzulesen, die berechneten Werte der lokalen Formungskraft Ffi mit den optimalen Werten Ffoi zu vergleichen und durch Prüfen, ob sich eine Differenz zwischen den Werten Ffi und Ffoi innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs befindet, das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 150 zu bestimmen. Der Grad der Anomalie, falls sie erfasst wird, wird in Schritt R6-4 ebenfalls beurteilt. Dann wird Schritt R6-5 implementiert, um das Bediener-Steuerpult 282 zu aktivieren, um das Ergebnis der Bestimmung in Schritt R6-4 und den beurteilten Grad einer Anomalie, falls in Schritt R6-4 erfasst, anzuzeigen. Die Routine von 51 kann modifiziert sein, um den Grund für eine Anomalie zu beurteilen und anzuzeigen, oder um z. B. den Abstand hb und den Hydraulikdruck Pz, falls möglich, automatisch einzustellen, sodass die optimalen lokalen Formungskraftwerte Ffoi hergestellt werden.
Die Überwachungsroutine von 51 ist eine andere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritt R6-2 eine weitere Form des Schritts zum Erfassen eines Drucks eines Arbeitsfluids in einem in einem Übertragungsweg einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während Betriebs der Presse erzeugten Last angeordneten Zylinder ist. Ferner ist Schritt R3-10 von 46, um die Korrelation Ffi-Pzai in dem RAM des Steuergeräts 280 zu speichern, eine andere Form des Schritts zum Speichern einer Korrelation zwi-schen der Last und dem Druck des Arbeitsfluids. Schritt R6-4 ist eine andere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Drucks des Fluids und der Korrelation. Die optimalen Formungskraftwerte Ffoi entsprechen einer vorbestimmten Referenz, welche in dem Bestimmungsschritt verwendet wird.
Die Routine von 51 kann modifiziert sein, um die Gesamtformungskraft Ff, welche eine Summe der vier lokalen Formungskraftwerte Ffi ist, zu überwachen.
Während die Online-Diagnoseroutinen für die doppeltwirkende Presse 150 oben mit Bezug auf die spezifischen Parameter beispielhaft beschrieben worden sind, ist die Online-Diagnose an der Presse 150 auch auf die Überwachung der anderen Parameter, wie etwa der Pneumatikdruckwerte Pd, Pe, Pf, Pg und der Hydraulikdruckwerte Py, Pz vor oder während eines Presszyklus anwendbar, um die zugeordneten Abschnitte der Presse zu diagnostizieren. Ferner ist die Online-Diagnose in gleicher Weise auf das Überwachen der lokalen Werte der Halte- und Formungskraft Fsi, Ffi auf der Grundlage der Ausgänge der Dehnungsmessstreifen 178, 246 anwendbar.
Wie oben beschrieben, weist die Presse 150 verschiedene diagnostische Funktionen auf wie etwa die Lastwellenformdiagnose, die Lastverteilungsdiagnose, die Korrelationsdiagnose und die Lastabweichungsdiagnose, welche durch Verwenden der Lastmessvorrichtung 100 bewerkstelligt werden, um durch Diagnostizieren der Presse hinsichtlich Adäquanz verschiedener Betriebsparameter oder -bedingungen, welche die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherstellen, irgend eine Anomalie oder irgend einen Defekt an der Presse 150 herauszufinden. Diese Diagnosefunktionen erlauben eine einfache Untersuchung der Presse 150 hinsichtlich einer Anomalie, ohne sie zu demontieren, und beseitigen eine unnötige Reparatur oder Einstellung des Matrizensatzes, welche herkömmlicherweise erforderlich sind, wenn irgend eine mit der Presse 150 verbundene Anomalie vorliegt. Ferner ist die Presse 150 angepasst, den Grund für eine erfasste Anomalie zu beurteilen und den beurteilten Grund zusammen mit dem Vorliegen der Anomalie auf dem Bediener-Steuerpult 282 anzuzeigen, wodurch die Prozedur einer Reparatur oder Einstellung der Presse 150, um die erfasste Anomalie zu beseitigen, erleichtert wird.
Ferner sind die Diagnoseroutinen formuliert, um in einem geeigneten Speicher die Korrelation Fsi-Pyai, die Korrelation Fsi-Peai und die Korrelation Ffi-Pzai zu speichern, welche in der während eines tatsächlichen Pressbetriebs ausgeführten Online-Diagnose verwendet werden, um die lokalen Werte der Rohling-Haltekraft Fsi und die lokalen Werte der Formungskraft Ffi auf der Grundlage der erfassten Hydraulikdrücke Pyai, Pzai und des Pneumatikdrucks Peai sowie gemäß den gespeicherten Korrelationen zu überwachen. Demgemäß kann eine Verschlechterung oder chronologische Veränderung der verschiedenen Abschnitte der Presse 150, welche unerwünschte Änderungen der zugeordneten Lastwerte verursachen, in einem frühen Stadium einer Produktion eines durch die Presse hergestellten Artikels erfasst werden. In anderen Worten, eine Anomalie aufgrund einer solchen Verschlechterung oder chronologischen Veränderung der Presse, welche zu einer verminderten Qualität des Produkts führt, kann ohne eine große Zahl inakzeptabler Produkte gefunden werden.
Mit Bezug auf 52 ist dort die Presse 10 von 1 gezeigt, ausgestattet mit der Lastmessvorrichtung 100, welche Abstandssensoren 342 auf weist, welche mit entsprechenden Messbolzen 340 zusammenwirken, um Hub- oder Verschiebungslängen Xsi der Kolben der Ausgleichs-Hydraulikzylinder 32 zu erfassen, sodass die Presse 10 auf der Grundlage der erfassten Hublängen Xsi der Kolben der Zylinder 32 während eines tatsächlichen Pressbetriebs diagnostiziert wird. Die Abstandssensoren 342 sind an der unteren Oberfläche des Messteils 106 so befestigt, dass die Abstandssensoren 342 mit den entsprechenden Messbolzen 340 ausgerichtet sind, welche durch Überwachungs-Hydraulikzylinder 32a, welche im Aufbau mit den für den Pressvorgang verwendeten Hydraulikzylindern 32 identisch sind, unterstützt werden. Die Überwachungs-Hydraulikzylinder 32a sind an ausgewählte der mehreren Hydraulikzylinder 32 angrenzend angeordnet. Z.B. sind vier Überwachungs-Hydraulikzylinder 32a entsprechend den ausgewählten vier Hydraulikzylindern 32 vorgesehen, und die entsprechenden vier Messbolzen 340 sind nach Installation der Lastmessvorrichtung 100 auf der Presse 150 installiert. Die Abstandssensoren 342 sind berührungslose optische Sensoren, welche den oberen Stirnseiten der jeweiligen Messbolzen 340 gegenüberliegen, und sind angepasst, um lokale Abstände Dsi zu den oberen Stirnseiten der entsprechenden Messbolzen 340 zu messen, um dadurch die Verschiebungs- oder Hublängen Xsi der Kolben der entsprechenden Hydraulikzylinder 32 während des Pressvorgangs zu erfassen. Die Länge der Überwachungsbolzen 340 ist so bestimmt, dass der Abstand Dsi zwischen den Bolzen 340 und den Sensoren 342, wenn sich die Presse 10 in Ruhe befindet oder wenn sich die Kolben der Überwachungszylinder 32a (Zylinder 32) an ihren oberen Hubenden befinden, beträchtlich größer als der Verschiebungsweg Xsi der Kolben der Zylinder 32 während des Pressvorgangs ist. Die Dämpfungsbolzen 24, welche den Messbolzen 104 der Vorrichtung 100 nicht gegenüberliegen, können als die Überwachungsbolzen 340 verwendet werden.
Der Abstand Dsi zum Erfassen der Verschiebungswege Xsi kann durch Abstände zwischen den Sensoren 342 und den Hydraulikzylindern 32 oder den entsprechenden Abschnitten der Dämpfungsplatte 28 ersetzt werden. In diesem Fall können die Überwachungszylinder 32a und die Messbolzen 340 entfernt werden.
53 zeigt ein Beispiel einer Diagnoseroutine zum Diagnostizieren der Presse 10 auf der Grundlage der Verschiebungswege Xsi der Kolben der Ausgleichs-Hydraulikzylinder 32. Die Routine wird eingeleitet mit Schritt Q1-1, um einen Testpresszyklus zu beginnen. Schritt Q1-1 wird gefolgt von Schritt Q1-2, um die lokalen Abstandswerte Dsi durch die Abstandssensoren 342 und die Lastwerte der entsprechenden Dämpfungsbolzen 24 durch die Dehnungsmessstreifen 118 der Messbolzen 104 der Vorrichtung 100 zu messen. Dann wird Schritt Q1-3 implementiert, um die Werte des Verschiebungswegs Xsi der Kolben der Zylinder 32 zu erhalten. Der Abstand Dsi ändert sich während eines Presszyklus (in welchem die Stößelplatte 20 zwischen oberen und unteren Hubenden hin- und herbewegt wird), wie in dem Graph von 54 beispielhaft gezeigt. Der Betrag einer Änderung des Abstands Dsi ist im Wesentlichen gleich dem Verschiebungsweg Xsi des Kolbens des entsprechenden Hydraulikzylinders 32. Wenn es jedoch einen Freiraum zwischen dem unteren Ende des Dämpfungsbolzens 24 und dem entsprechenden Messbolzen 114 des Messteils 106 der Vorrichtung 100 gibt, ist der gemessene Abstand Dsi um einen dem Freiraum entsprechenden Betrag größer als der Verschiebungsweg Xsi. In Anbetracht dieser Tatsache wird der Betrag der Änderung des Abstands Dsi nach einem Zeitpunkt Spo als der Verschiebungsweg Xsi bestimmt. Der Zeitpunkt Spo ist ein Punkt, an welchem der durch jeden Dehnungsmessstreifen 118 erfasste Lastwert beginnt anzusteigen, wobei die Messbolzen 104 in anstoßendem Kontakt mit dem entsprechenden Dämpfungsbolzen 24 sind. Der lokale Verschiebungsweg Xsi wird für jeden der Überwachungszylinder 32a (Messbolzen 340 oder Abstandssensoren 342) erhalten. Dann geht der Steuerungsablauf zu Schritt Q1-4, um eine Normalverteilung der Werte des Kolben-Verschiebungswegs aller Hydraulikzylinder 32 auf der Grundlage der erhaltenen Werte für den Verschiebungsweg Xsi der Überwachungszylinder 32a zu erhalten. Genauer beschrieben werden die erhaltenen Werte des Verschiebungswegs Xsi der Überwachungszylinder 32a gemäß einer für eine Stichprobenprüfung verwendete Wahrscheinlichkeitstheorie verarbeitet, um die Normalverteilung in der Form einer Beziehung zwischen den Werten des Kolben-Verschiebungswegs der Zylinder 32 und der Anzahl der Zylinder 32 zu erhalten, wobei diese Beziehung in dem Graph von 55 veranschaulicht ist. Dann wird Schritt Q1-5 implementiert, um durch Prüfen, ob eine Schwankungsbreite W der erhaltenen Normalverteilung größer oder kleiner als ein Schwellenwert Wo ist, das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 150 zu bestimmen.
Falls die Schwankungsbreite W des Verschiebungswegs Xsi größer als der Schwellenwert Wo ist, bedeutet das, dass es schwierig oder unmöglich ist, eine gleichmäßige Verteilung der Last (Rohling-Haltekraft Fs) auf den Dämpfungsbolzen 24 herzustellen, und es weniger wahrscheinlich ist, dass die Presse 150 die beabsichtigte Qualität des Produkts sicherstellt. Der Schwellenwert Wo wird in Anbetracht der maximalen Hub- oder Verschiebungslänge der Hydraulikzylinder 32 so bestimmt, dass eine gleichmäßige Verteilung der Last auf die Dämpfungsbolzen 24 vergleichsweise einfach hergestellt werden kann. Die Schwankung in den Kolben-Verschiebungswegen der Zylinder 32 kann von einer vergleichsweise großen Schwankung in der Länge der Dämpfungsbolzen 24 und einem vergleichsweise großen Neigungswinkel der Dämpfungsplatte 28 oder der Stößelplatte 20 relativ zu der Bezugsebene herrühren. Der Neigungswinkel der Dämpfungsplatte 28 oder der Stößelplatte 20 und die Richtung der Neigung können durch ein Niveaumessgereät, welches auf dem Messteil 106 oder der Dämpfungsplatte 28 plaziert ist, gemessen oder erfasst werden. In dem Beispiel von 52 ist ein Niveaumessgerät 344 auf dem Messteil 106 plaziert, um die Geradheit der Stößelplatte 20 oder ihrer Parallelität mit der horizontalen Bezugsebene zu erfassen. Ferner kann die Schwankung in der Länge der Dämpfungsbolzen 24 aus den Werten des Kolben-Verschiebungswegs Xsi der Überwachungszylinder 32a exakt erhalten werden.
Der Verschiebungsweg Xsi reflektiert den Gesamtzustand der Presse 10, wie etwa eine Längenabweichung der Dämpfungsbolzen 24, einen Parallelitätsfehler der Dämpfungsplatte 28 und der Stößelplatte 20, eine Höhenabweichung der Vorsprünge auf der Unterseite des Druckrings 30 für einen anstoßenden Kontakt mit den Dämpfungsbolzen 24, und eine Höhenabweichung der Ausgleichs-Hydraulikzylinder 32, wie auf der Dämpfungsplatte 28 installiert. Demgemäß weist das Produkt die beabsichtigte Qualität auf, wenn die Schwankungsbreite W des Verschiebungswegs Xsi kleiner als der Schwellenwert Wo ist, auch wenn der Parallelitätsfehler der Dämpfungsplatte 28 oder der Stößelplatte 20 größer als eine vorbestimmte obere Grenze ist. In andere Worten, auch wenn die Parallelität der Dämpfungsplatte 28 oder der Stößelplatte 20 die erforderliche Norm erfüllt, kann es sein, dass die Haltekraft Fs nicht gleichmäßig auf den Dämpfungsbolzen 24 verteilt ist, wenn die Schwankungsbreite W des Verschiebungswegs z.B. aufgrund der Länge der Dämpfungsbolzen 24 größer als der Schwellenwert Wo.
Die Diagnoseroutine von 53 ist eine noch andere Ausführungsform dieser Erfindung, wobei die Schritte Q1-2 und Q1-3 eine Form eines Schritts zum Bestimmen eines Betrags einer Verschiebung eines ausgewählten Abschnitts der Presse, wenn die Presse in Betrieb ist, bilden. Ferner ist Schritt Q1-5 eine Form eines Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Verschiebungsbetrags des ausgewählten Abschnitts der Presse und gemäß einer vorbestimmten Referenz. Der Bezugswert Wo entspricht der vorbestimmten Referenz, welche in dem Bestimmungsschritt verwendet wird.
Die in 53 veranschaulichte Diagnose kann nach Bedarf modifiziert werden. Z.B. kann die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie gemäß einer anderen Regel oder Referenz vorgenommen werden, z.B. durch Prüfen, ob der Wert des Kolben-Verschiebungswegs in einem ausgewählten Punkt der Normalverteilungskurve, z.B. der Wert des Verschiebungswegs entsprechend der maximalen Anzahl der Zylinder 32 (d.h., der Spitzenwert der Kurve), innerhalb eines als eine Referenz vorgesehenen vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten wird. Die Diagnose kann ohne Erhalten der Normalverteilung durchgeführt werden, wie in 54 dargestellt, z.B. auf der Grundlage einer Differenz zwischen Maximal- und Minimalwerten des Kolben-Verschiebungswegs Xsi der Überwachungszylinder 32a oder eines Durchschnittswerts der Werte Xsi. Um die Genauigkeit der Diagnose der Presse 10 hinsichtlich einer gleichmäßigen Verteilung der Last oder Rohling-Haltekraft Fs auf die Dämpfungsbolzen 24 zu verbessern, ist es wünschenswert, eine hinreichend große Anzahl von Überwachungszylindern 32a oder Messbolzen 340 zu verwenden, sodass die Diagnose von einer großen Anzahl der Werte Xsi abhängen kann.
Nun wird Bezug genommen auf das Flussdiagramm von 56, worin ein anderes Beispiel einer Diagnose auf der Grundlage der Werte des Kolben-Verschiebungswegs Xsi veranschaulicht ist. Diese Routine wird mit Schritt Q2-1 eingeleitet, um den Pneumatikdruck Pa auf einen vorbestimmten Anfangswert festzulegen. Wenn dieser Schritt Q2-1 wiederholt wird, wird der Pneumatikdruck Pa um einen vorbestimmten Betrag inkrementiert. Schritt Q2-1 wird gefolgt von Schritt Q2-2, um einen Testpresszyklus auf der Presse 10 in dem Langsamfahrmodus zu beginnen. Dann werden Schritte Q2-3 und Q2-4, welche den Schritten Q1-2 und Q1-3 von 53 ähnlich sind, ausgeführt, um die Werte des Verschiebungswegs Xsi der Überwachungszylinder 32a zu erhalten, und dann wird Schritt Q2-5 implementiert, um einen Durchschnittswert Xsav der erhaltenen Werte Xsi zu berechnen. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt Q2-6, um zu bestimmen, ob der Pneumatikdruck Pa auf eine vorbestimmte obere Grenze Pamax erhöht worden ist oder nicht. Schritte Q2-1 bis Q1-6 werden wiederholt implementiert, bis der Druck Pa auf die obere Grenze Pamax erhöht worden ist, wodurch einige Durchschnittswerte Xav erhalten werden, bis die obere Grenze Pamax erreicht worden ist. Wenn in Schritt Q2-6 eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, wird Schritt Q2-7 implementiert, um durch Vergleichen der ermittelten Korrelation Xsav- Pa mit einer Referenzkorrelation das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie an der Presse 10 zu bestimmen.
Eine durchgezogene Linie in 57 repräsentiert ein Beispiel einer Referenzkorrelation bezüglich Xsav-Pa, welche durch Simulation oder Experiment auf der Grundlage der Druck aufnehmenden Flächen Aa und As der pneumatischen und hydraulischen Zylinder 42, 32, des Gewichts Wa der Dämpfungsplatte 28, der Anzahl n der Dämpfungsbolzen 24, des Volumenelastizitätsmoduls K des hydraulischen Arbeitsfluids für der Zylinder 32, etc. vorbestimmt wird. Die Referenzkorrelation Xsav-Pa kann eine Korrelation sein, welche in einem vorherigen Zyklus der Routine von 56 als normal befunden wurde. Die Bestimmung in Schritt Q2-7 wird gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz, z.B. durch Prüfen, ob Differenzen zwischen den erfassten Durchschnittswerten Xsav bei unterschiedlichen Niveaus des Pneumatikdrucks Pa und den entsprechenden Werten der Referenzkorrelation innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten werden oder nicht, bewerkstelligt werden. Ersatzweise kann die Bestimmung in Schritt Q2-7 durch Prüfen, ob eine Tendenz einer Änderung des ermittelten Durchschnittswerts Xsav mit dem Pneumatikdruck Pa ähnlich der der Referenzkorrelation Sxav-Pa ist, gemacht werden. Falls in Schritt Q2-7 eine Anomalie gefunden wird, wird in dem gleichen Schritt ein möglicher Grund für die Anomalie beurteilt. Der Grund kann eine übermäßig große Luftmenge in dem Öl in den Hydraulikzylindern 32 sein, was eine übermäßig hohe Anstiegsrate des Durchschnittswerts Xsav verursacht, wie durch die strichpunktierte Linie in 57 angedeutet. In diesem Fall kann die Rohling-Haltekraft Fs in einer anfänglichen Rohling-Haltephase unzureichend sein oder kann aufgrund der Federwirkung der in dem Öl eingeschlossenen Luft in nichtlinearer Weise entlang einer gekrümmten Linie ansteigen, mit dem Ergebnis, dass die Qualität des Produkts verschlechtert wird.
Die Diagnoseroutine von 56 ist eine noch andere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritte Q2-1 bis Q2-6 eine andere Form des Schritts zum Erfassen eines Verschiebungsbetrags eines ausgewählten Abschnitts der Presse während Betriebs der Presse bilden. Genauer beschrieben, wird die Korrelation Xsav-Pa als eine ausgewählte Eigenschaft der Verschiebung des ausgewählten Abschnitts der Presse verwendet. Ferner ist Schritt Q2-7 eine andere Form eines Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Verschiebungsbetrags des ausgewählten Abschnitts der Presse und gemäß einer vorbestimmten Referenz. Der Bezugswert Wo entspricht der in dem Bestimmungsschritt verwendeten vorbestimmten Referenz.
Während die Referenzkorrelation Xsav-Pa in der Routine von 56 verwendet wird, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie auf der Grundlage der Werte des Kolben-Verschiebungswegs der Ausgleichs-Hydraulikzylinder 32 zu bestimmen, kann die Anstiegsrate des ermittelten Durchschnittswerts Xsav mit einem Anstieg in dem Pneumatikdruck Pa gegenüber einem vorbestimmten Toleranzbereich, welcher als eine Referenz vorgesehen ist, geprüft werden. Es ist auch möglich, die Korrelation Xsav-Pa durch Messen des Abstands Dsi, wenn der Pneumatikdruck Pa auf die obere Grenze Pamax angehoben wird, zu erhalten, und die Korrelation Xsav-Pa, wenn der Druck Pa von der oberen Grenze Pamax aus gesenkt wird, während die Stößelplatte 20 an ihrem oberen Hubende gehalten wird. Falls die Charakteristiken dieser zwei Korrelationen im Wesentlichen identisch miteinander sind, wird angenommen, dass keine Anomalie vorliegt. Falls die zwei Korrelationen nicht im Wesentlichen identische Eigenschaften aufweisen, zeigt dies eine Möglichkeit für irgend eine Anomalie an, wie etwa eine Ölleckage, welche mit dem Hydraulikkreis verbunden ist, welcher die Hydraulikzylinder 32 beinhaltet. Dieser hydraulische Kreis kann auch durch Erfassen einer Schwankung in dem Durchschnittswert Xsav der Werte des Kolben-Verschiebungswegs Xsi der Zylinder 32, während die Stößelplatte 20 für eine vorbestimmte Zeitdauer mit dem auf einem vorbestimmten Niveau gehaltenen Pneumatikdruck Pa in ihrem unteren Hubende gehalten wird, hinsichtlich der Ölleckage diagnostiziert werden. Eine strichpunktierte Linie in 58 deutet ein Beispiel der Schwankung in dem Durchschnittswert Xsav mit der Zeit an, welches mit einer durch eine durchgezogene Linie in 58 angegebenen Referenz verglichen wird, um zu bestimmen, ob der Durchschnittswerte Xsav in Bezug auf die Referenz übermäßig verringert ist. Die Diagnose kann durch Prüfen, ob der Betrag einer Änderung des Durchschnittswerts Xsav während der Abtastphase innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs, welcher als eine Referenz vorgesehen ist, gehalten wird, vorgenommen werden. Die Diagnose der Leckage des hydraulischen Kreises kann auch erreicht werden, indem anstelle des Durchschnitts Xsav der Werte des Kolben-Verschiebungswegs Xsi der Überwachungszylinder 32a ein Durchschnitt der Abstandswerte Dsi der Messbolzen 340 (erfasst durch die Abstandssensoren 342) verwendet wird.
Eine Diagnose auf der Grundlage der Werte des Verschiebungswegs einiger Hydraulikzylinder ist in gleicher Weise auf die doppeltwirkende Presse 150 von 31–33 anwendbar. Z.B. ist die Presse 150 mit geeigneten optischen oder magnetischen Sensoren zum Erfassen von Werten des Kolben-Verschiebungswegs Xei der hydro-pneumatischen Zylinder 184 von 32 ausgestattet, sodass eine Diagnose auf der Grundlage der erfassten Werte Xei gemäß einer Routine wie beispielhaft in dem Flussdiagramm von 59 gezeigt durchgeführt wird. Die Routine wird mit Schritt Q3-1 eingeleitet, um einen Testpresszyklus auf der Presse 150 zu beginnen. In dem nächsten Schritt Q3-2 werden die Werte des Verschiebungswegs Xei durch die Sensoren erfasst. 60 zeigt ein Beispiel eines Musters der erfassten Werte des Kolben-Verschiebungswegs Xei der vier Zylinder 184. Schritt Q3-2 wird gefolgt von Schritt Q3-3, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie auf der Grundlage der Werte des Kolben-Verschiebungswegs Xei der vier Zylinder 184 zu einem ausgewählten Zeitpunkt zu bestimmen. Z.B. wird die Bestimmung durch Prüfen, ob ein Betrag einer Differenz oder Abweichung des Maximalwerts des Kolben-Verschiebungswegs Xei der vier Zylinder 184 innerhalb eines vorbestimmten als eine Referenz vorgesehenen Toleranzbe reichs gehalten wird, bewerkstelligt. Die Differenz der Werte Xei zeigt einen übermäßigen Fehlbetrag der Parallelität zwischen dem äußeren Stößel 160 und der Grundplatte 154 an, was eine ungleichmäßige Verteilung der lokalen Haltekraftwerte Fsi verursacht, was zu einer Verschlechterung der Qualität des Produkts führt. Die Diagnose gemäß der Routine von 59 kann online, also während eines Produktionslaufs der Presse 150, ausgeführt werden.
Die Diagnoseroutine von 59 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritt Q3-2 eine weitere Form des Schritts zum Erfassen eines Betrags einer Verschiebung eines ausgewählten Abschnitts der Presse ist, während Schritt Q3-3 eine weitere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Verschiebungsbetrags des ausgewählten Abschnitts der Presse ist.
Die Diagnose kann auf einer ausgewählten Änderungscharakteristik des Werts des Verschiebungswegs Xei von 60, wie etwa einer Änderungsrate des Werts Xei, beruhen. Falls der Wert Xei ungeachtet der Bewegung des äußeren Stößels 160 auf Null gehalten wird, bedeutet dies eine Anomalie dahingehend, dass die Rohling-Haltekraft Fs nicht durch den Pneumatikdruck Pe erzeugt wird, gegen welchen der Kolben des hydropneumatischen Zylinders 184 in Richtung der Luftkammer 188 zurückgezogen wird.
Mit Bezug als nächstes auf 61 ist dort eine Presse 362 dargestellt, in welcher eine untere Matrize 354 auf einer Matrizenplatte 352, welche an einem Pressenbett 350 befestigt ist, plaziert ist, während eine obere Matrize 360 an einer Matrizenplatte 358 befestigt ist, welche durch eine Stößelplatte 356 getragen wird. Ein Pressvorgang wird durch die untere und obere Matrize 354, 360 durchgeführt, wenn die Stößelplatte 356 durch Stößelantriebsmittel, welche nicht gezeigt sind, vertikal hin- und herbewegt wird. Ein Abstandssensor 364 wie etwa ein optischer Sensor ist auf der Matrizenplatte 352 ange ordnet, um einen Abstand Dd zu der Matrizenplatte 358 zu erfassen. Die Presse 362 wird auf der Grundlage des erfassten Abstands Dd gemäß einer in 62 beispielhaft dargestellten Routine diagnostiziert. Die Routine wird mit Schritt Q4-1 eingeleitet, um einen Testpresszyklus auf der Presse 362 zu beginnen. Schritt Q4-1 wird von Schritt Q4-2 gefolgt, um einen kleinsten Abstand Ddmin zwischen dem Abstandssensor 364 und der Matrizenplatte 358 zu erfassen, wenn sich die Stößelplatte an ihrem unteren Hubende befindet. Nachdem die Matrizenanordnung, welche aus der unteren und oberen Matrize 354, 360 besteht, einer elastischen Verformung aufgrund einer Presslast unterworfen ist, wenn sich die Stößelplatte 356 an ihrem unteren Hubende befindet, entspricht der kleinste Abstand Ddmin dem Betrag der Verformung der Matrizenanordnung 354, 360, d.h. der auf die Matrizen wirkenden Pressbelastung. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt Q4-3, um durch Prüfen, ob der erfasste kleinste Abstand Ddmin innerhalb eines vorbestimmten optimalen Bereichs gehalten wird oder nicht, das Vorliegen oder Nichtvorliegen irgend einer Anomalie zu bestimmen. Der als eine Referenz vorgesehene optimale Bereich wird experimentell so vorbestimmt, dass das Produkt ein beabsichtigtes Qualitätsniveau aufweist, wenn sich der Wert Ddmin innerhalb des optimalen Bereichs befindet. Die vorliegende Diagnose kann online vorgenommen werden, d.h., während eines Produktionslaufs der Presse 362.
Die Diagnoseroutine von 62 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritt Q4-2 eine weitere Form des Schritts zum Erfassen eines Betrags einer Verschiebung eines ausgewählten Abschnitts der Presse ist, während Schritt Q4-3 eine weitere Form des Schritts zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage des erfassten Betrags der Verschiebung des ausgewählten Abschnitts der Presse ist.
Eine Diagnose ähnlich der von 62 ist auch auf die Presse 10 oder 150 anwendbar.
Nun wird auf 63 Bezug genommen. Dort ist die Presse 10 von 1 gezeigt, die angepasst ist, um eine Diagnose auf der Grundlage von Dmensionen bzw. Maßen d1, d2, d3, d4 und d5 jeweiliger Abschnitte der Presse gemäß Angabe in der Figur zu bewirken. Genauer gesagt weist die Diagnoseroutine einen Schritt eines Messens der nachstehenden Maße für jeden der in einem tatsächlichen Pressbetrieb verwendeten Druckbolzen 24 auf: anfänglicher Abstand d1 zwischen der Grundplatte 14 und der Stößelplatte 20; Höhe d2 der auf der unteren Oberfläche des Druckrings 30 ausgebildeten Vorsprünge für anstoßenden Kontakt mit den Druckbolzen 24; Länge d3 der Druckbolzen 24; anfängliche Höhe d4 der Kolben der Hydraulikzylinder 32, gemessen von der oberen Oberfläche der Dämpfungsplatte 28; und Abstand d5 zwischen den oberen Oberflächen des Betts 16 und der Dämpfungsplatte 38. Es wird ersichtlich sein, dass die Kolbenverschiebung oder der Fahrabstand (Verfahrweg) jedes Hydraulikzylinders 32 in der Abwärtsrichtung mit einer Vergrößerung der Maße d2, d3 und d4 im Vergleich mit ihren Nominalwerten wächst und mit einer Vergrößerung der Maße d1 und d5 im Vergleich mit ihren Nominalwerten kleiner wird. Daher wächst der Verschiebungsabstand des Zylinders 32 mit einer Vergrößerung in einem Maß dto = d2 + d3 + d4 – d1 – d5. Die Diagnosefunktion weist ferner einen Schritt eines Berechnens dieses Maßes dto aus den gemessenen Maßen d1 bis d5, einen Schritt eines Ermittelns des Änderungsbetrags der lokalen Maße dto in Verbindung mit allen Druckbolzen 24, und einen Schritt eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie durch Prüfen, ob der Änderungsbetrag der lokalen Maße dto kleiner oder größer als eine vorbestimmte Schwelle ist, auf. Das Maß d1 wird gemessen, wenn die Grundplatte 14 in Position auf dem Pressenbett 16 angeordnet ist, und die Höhe d2 und die Länge d3 können durch ein geeignetes Instrument wie etwa einen Höhenmesser gemessen werden, wenn der Druckring 30 und die Druckbolzen 24 auf einer Bezugsbene wie etwa einer Oberflächenplatte angeordnet sind. Die Höhe d4 kann durch einen Höhenmesser oder ein anderes geeignetes Instrument gemessen werden, wenn die Kolben der Zylinder 32 in der anfänglichen Betriebsposition auf der Dämpfungsplatte 28 angeordnet sind. Der Abstand d5 kann durch einen Höhenmesser oder ein anderes geeignetes Instrument gemessen werden, wenn die Dämpfungsplatte 28 in ihrem oberen Hubende gehalten wird. Eine Änderung der lokalen Abstände d1 steht für einen Parallelitätsfehler der Stößelplatte 20, während eine Änderung in den lokalen Maßen d2 für eine Höhenabweichung der Vorsprünge des Druckrings 30 entsprechend den Druckbolzen 24 steht. Eine Änderung der lokalen Maße d3 steht für eine Längenabweichung der Druckbolzen 24, während eine Änderung der lokalen Maße d4 für eine Höhenabweichung der Kolben der Zylinder 32 steht. Eine Änderung der lokalen Maße d5 steht für einen Parallelitätsfehler der Dämpfungsplatte 28. Die vorliegende Diagnoseroutine ist im Wesentlichen der Routine von 52 gleich, und der Schwellenwert für das Maß dto = d2 + d3 + d4 – d1 – d5 hat im Wesentlichen die gleiche Bedeutung wie der Schwellenwert Wo.
Als Nächstes wird auf 64 Bezug genommen. Dort ist die Presse 10 von 1 so gezeigt, dass sie mit einem dreidimensionalen (3-Achsen-) Beschleunigungsmesser 370 auf der Stößelplatte 20 ausgerüstet ist. Die Presse 10 wird einer Diagnose hinsichtlich irgend einer Anomalie während einer Produktionslinie z.B. auf der Grundlage des Abstands, der Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Stößelplatte 20 gemäß einer Routine, wie sie in 65 beispielhaft dargestellt ist, unterzogen. Die Routine wird mit Schritt Q5-1 eingeleitet, um einen Testpresszyklus in dem Normalpressmodus zu beginnen. Dann wird Schritt Q5-2 implementiert, um Werte Gx, Gy und Gz einer Beschleunigung der Stößelplatte 20 in der vertikalen (x-Achsen-), lateralen bzw. seitlichen (y-Achsen-) und transversalen bzw. Quer-(z-Achsen-) Richtung jeweils auf der Grundlage des Ausgangs des Beschleunigungsmessers 370 zu messen. Schritt Q5-2 wird gefolgt von Schritt Q5-3, um eine Geschwindigkeit Vx der Stößelplatte 20 in der vertikalen Richtung durch Integrieren des Beschleunigungswerts Gx zu berechnen. Dann wird Schritt Q5-4 implementiert, um laterale und transversale Verschiebungsabstände Xy und Xz der Stößelplatte 20 durch zweimaliges Integrieren der Beschleunigungswerte Gy bzw. Gz zu berechnen. Schritt Q5-4 wird gefolgt von Schritt Q5-5, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie auf der Presse 10 auf der Grundlage der erhaltenen, oben angegebenen Parameter Gx, Gy, Gz, Vx, Xy und Xz zu bestimmen.
Die Bestimmung in Schritt Q5-5 beruht auf der Tatsache, dass übermäßig große oder kleine Werte der vertikalen Beschleunigung Gx oder Geschwindigkeit Vx nach Zusammenprall der oberen Matrize 18 mit dem Stempel 12 zu einer Verschlechterung der Qualität des Produkts führt. D.h., das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie wird bestimmt durch Prüfen, ob der Beschleunigungswert Gx oder die Geschwindigkeit Vx innerhalb eines vorbestimmten, durch obere und untere Grenzen definierten Toleranzbereichs gehalten wird. Falls in Schritt Q5-5 irgend eine Anomalie gefunden wird, wird die Betriebsgeschwindigkeit des Motors der Stößelantriebseinrichtung 372 automatisch so eingestellt, dass der Wert Vx oder Gx in den vorbestimmten Bereich fällt. Falls diese Einstellung nicht möglich ist, wird eine geeignete Warnung bereitgestellt, um den Bediener über diese Tatsache zu informieren. Falls die Presse 10 eine hydraulisch betriebene Presse ist, deren Stößelantriebseinrichtung 372 eine Hydraulikpumpe verwendet, wird die Abgaberate der Pumpe eingestellt, um den Beschleunigungswert Gx oder den Geschwindigkeitswert Vx einzustellen. Es ist festzuhalten, dass eine Abweichung in dem Beschleunigungswert Gx oder der Geschwindigkeit Vx eine Abweichung in der Presskraft Fp bewirkt und möglicherweise die Qualität des Produkts verschlechtert. Demgemäß kann die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie dadurch bewirkt werden, dass geprüft wird, ob der Abweichungsbetrag des Werts Gx oder Vx innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs gehalten wird. Wo die Stößelantriebseinrichtung 372 einen Antriebsmotor, Getriebe, Kurbelwellen, Gelenkbolzen und Gelenke beinhaltet, wird die Abweichung des Werts Gx oder Vx durch Vibration bzw. Schwingung der Stößelantriebseinrichtung 372 aufgrund eines Schadens oder eines übermäßigen Betrags eines Zahnspiels der Getriebe und/oder eines übermäßigen Betrag eines Spiels an den Verbindungen der Gelenkbolzen bewirkt. Nachdem die Frequenz einer solchen Vibration der Stößelantriebseinrichtung 372 in Abhängigkeit von der Quelle der Vibration (Getriebe, Gelenkbolzen etc.) differiert, kann die Quelle der Vibration durch Analysieren der Vibrationswellenform des Beschleunigungswerts Gx unter Verwendung eines geeigneten Frequenzanalysators lokalisiert werden. Die Diagnose der Stößelantriebseinrichtung 372 kann mit erhöhter Genauigkeit durch Verwendung von Beschleunigungsmessern auf den Stößelstangen 22 verwirklicht werden. Es ist auch festzuhalten, dass ein optimaler Pressbetrieb mit geeignetem Zusammenpassen oder geeigneter Einfahrpassung zwischen der oberen Matrize 18 und dem Stempel 12 einen geeigneten Betrag eines Zwischenraums zwischen der Stößelplatte 20 und einer Führung 374 (64) erfordert, ein übermäßiger Betrag des Zwischenraums jedoch einen Versatz oder einen Verzug der oberen Matrize 18 bezüglich des Stempels 12 bewirkt, was zu einer Verschlechterung der Produktqualität führt. Daher kann die Anomaliebestimmung vorgenommen werden, indem geprüft wird, ob der Seiten- und der Querverschiebungsabstand Xy, Xz innerhalb vorbestimmter Toleranzbereiche gehalten werden.
Die Diagnoseroutine von 65 ist eine weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritt Q5-2 eine Form eines Schritts eines Erfassens eines Beschleunigungswerts einer ausgewählten Komponente der Presse, wenn die ausgewählte Komponente während Betriebs der Presse verschoben wird, ist, während Schritt Q5-3 eine Form eines Schritts eines Erfassens einer Geschwindigkeit, mit welcher die ausgewählte Komponente während Betriebs der Presse verschoben wird, ist. Ferner ist Schritt Q5-4 eine noch weitere Form des Schritts eines Erfassens eines Verschiebungsbetrags eines ausgewählten Abschnitts der Presse während Betriebs der Presse. Schritt Q5-5 ist eine Form eines Schritts eines Bestimmens eines Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage wenigstens eines von Verschiebungsbetrag, Geschwindigkeit und Beschleunigungswert des ausgewählten Abschnitts oder der ausgewählten Komponente der Presse.
Es ist möglich, dass nur ein Wert von Beschleunigung Gx, Geschwindigkeit Vx und Verschiebungsabstand Xy, Xz gemäß vorstehender Beschreibung verwendet werden kann, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie auf der Presse 10 von 64 zu bestimmen. Der 3-Achsen-Beschleunigungsmesser 370 kann durch einen eindimensionalen (1-Achsen-) Beschleunigungsmesser zum Messen der Beschleunigung der Stößelplatte 20 in einer Richtung ersetzt werden. Die Geschwindigkeit Vx kann durch Differenzieren des Ausgangs eines zur Erfassung eines Verschiebungsbetrags der Stößelplatte 20 angepassten Verschiebungs- bzw. Wegsensors erhalten werden.
Die Presse 10 von 64 weist einen Hydraulikzylinder 378 auf, der unterhalb des Dämpfungs-Pneumatikzylinders 42 angeordnet ist. Der Kolben dieses Hydraulikzylinders 378 ist über den Kolben des Pneumatikzylinders 42 mit der Dämpfungsplatte 28 verbunden. Der Hydraulikzylinder 378 wird verwendet, um die Dämpfungsplatte 28 in ihrem unteren Hubende zu halten und die Absenkungsgeschwindigkeit der Dämpfungsplatte 28 einzustellen. Der Zylinder 378 weist zwei Ölkammern 380, 382 auf, die über ein Rückschlagventil und einen variablen Drosselkörper miteinander in Verbindung stehen. Falls Luft in den Ölkammern 380, 382 eingeschlossen ist, kann die Dämpfungsplatte 28 aufgrund der Federwirkung der Luft nach Zusammenprall der oberen Matrize 18 mit dem Stempel 12 nach unten gedrückt werden, was zu einer plötzlichen Veränderung in der Haltekraft Fs und demzufolge zu einer Verschlechterung der Qualität des Produkts führt. Angesichts dieses Phänomens kann auf der Dämpfungsplatte 28 ein Beschleunigungsmesser 384 angeordnet sein, um Beschleunigung, Geschwindigkeit und Verschiebungsabstände der Dämpfungsplatte 28 gemäß einer Routine, die der von 65 ähnlich ist, zu messen oder zu ermitteln. Auf der Grundlage dieser ermittelten bzw. erhaltenen Parameter im Vergleich mit vorbestimmten oberen und unteren Grenzen kann der Hydraulikzylinder 378 in einfacher Weise einer Diagnose hinsichtlich einer unzureichenden Ölmenge oder eines Lufteinschlusses in den Ölkammern 380, 382 unterzogen werden. Falls der verwendete Be schleunigungsmesser 384 vom dreidimensionalen Typ ist, kann die Diagnose eine Bestimmung dahin enthalten, ob der Betrag eines Zwischenraums zwischen der Dämpfungsplatte 28 und der Führung 40 geeignet ist oder nicht.
Ferner kann ein anderer Beschleunigungsmesser 386 gemäß der Darstellung in 65 an dem Druckring 30 befestigt sein, um den Druckring 30 auf der Grundlage der aus seiner durch den Beschleunigungsmesser 386 erhaltenen Beschleunigung, Geschwindigkeit und Verschiebungsabstände bestimmten Schwingungseigenschaften einer Diagnose gemäß einer Routine ähnlich der von 64 zu unterziehen. Die Diagnose des Druckrings 30 kann auch durch Vergleichen der erhaltenen Beschleunigung, Geschwindigkeit und Verschiebungsabstände mit denen der Stößelplatte 20 oder der Dämpfungsplatte 28 oder durch Prüfen der relativen Verschiebung zwischen dem Druckring 30 und der Matrize 18 bewirkt werden. Es ist auch festzuhalten, dass die Diagnose auf der Grundlage solcher Beschleunigung, Geschwindigkeit und Verschiebungsabstände gleichermaßen auf die doppelt wirkende Presse 150 der 31–33 anwendbar ist. Z.B. ist die Diagnose des äußeren Stößels 160, des inneren Stößels, äußerer Stößelstangen 166 und innerer Stößelstangen 168 durch Anbringen geeigneter Beschleunigungsmesser oder Wegsensoren an diesen Komponenten möglich.
Als Nächstes wird auf 66 Bezug genommen. Dort ist die doppelt wirkende Presse 160 gezeigt, die angepasst ist, eine Diagnose auf der Grundlage einer Temperatur eines ausgewählten Abschnitts der Maschine zu bewirken. Die Qualität es durch die Presse 150 hergestellten Produkts kann aufgrund einer Erhöhung der Rohlinghaltekraft oder -formungskraft oder einem erhöhten Betrag einer Verdampfung eines dem Rohling zugeführten Schmiermittels, was aufgrund eines übermäßigen Anstiegs der Temperatur an verschiedenen Abschnitten der Maschine auftreten kann, verschlechtert sein. Die Verdampfung des Schmiermittels bewirkt einen erhöhten Gleitwiderstand des Rohlings bezüglich des Matrizensatzes 152, 156, 162 (d.h. der Matrize 152, des Druckrings 156 und des Stempels 162). Der übermäßige An stieg der Maschinentemperatur kann von verschiedenen Faktoren wie etwa einer Umwandlung von kinetischer Energie in Wärmeenergie durch die Stößelantriebseinrichtung 169, durch Reibung zwischen den gleitenden Oberflächen des Maschinenrahmens 196 und des äußeren und des inneren Stößels 160, 164 erzeugter Wärme und durch Reibung zwischen dem Rohling und dem Matrizensatz 152, 156, 162 insbesondere während eines Anfangszustands eines Pressvorgangs an dem Rohling erzeugter Wärme herrühren. Angesichts des Temperaturanstiegs ist es wünschenswert, einen Temperatursensor 390 z.B. an dem Maschinenrahmen 196 anzubringen und die Presse 150 einer Diagnose hinsichtlich irgend einer von dem Temperaturanstieg, wie er durch den Sensor 390 erfasst wird, herrührenden Anomalie gemäß einer in dem Flussdiagramm von 67 beispielhaft dargestellten Routine zu unterziehen. Die Temperaturdiagnoseroutine von 67 wird mit Schritt Q6-1 eingeleitet, um eine Temperatur Temp A des Maschinenrahmens 196 zu messen. Dann wird Schritt Q6-2 implementiert, um zu bestimmen, ob die gemessene Temperatur Temp A gleich oder höher als eine vorbestimmte untere Grenze Temp A1 ist. Falls die gemessene Temperatur Temp A niedriger als die untere Grenze Temp A1 ist, wird Schritt Q6-3 implementiert, um die Betriebsgeschwindigkeit des Motors der Stößelantriebseinrichtung 169 zu erhöhen, um hierdurch die Pressgeschwindigkeit der Presse 150 zu erhöhen. Falls die gemessene Temperatur Temp A gleich oder höher als die untere Grenze Temp A1 ist, geht der Steuerungsablauf zu Schritt Q6-4 über, um zu bestimmen, ob die gemessene Temperatr Temp A gleich oder niedriger als eine vorbestimmte obere Grenze Temp A2 ist. Falls die gemessene Temperatur Temp A höher als die obere Grenze Temp A2 ist, wird Schritt Q6-5 implementiert, um die Betriebsgeschwindigkeit des Motors der Stößelantriebseinrichtung 169 zu verringern, um hierdurch die Pressgeschwindigkeit der Presse 150 zu verringern. Falls die gemessene Temperatur Temp A zwischen der unteren und der oberen Grenze Temp A1 und Temp A2 liegt, bedeutet dies, dass die Temperatur Temp A des Rahmens 196 optimal ist, und kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt Q6-1 zurück, um die vorstehenden Schritte zu wiederholen. Eine Erhöhung der Pressgeschwindigkeit führt zu einer Erhö hung der erzeugten Wärmemenge und einem entsprechenden Anstieg der Temperatur Temp A, während eine Verringerung der Pressgeschwindigkeit die Menge der erzeugten Wärme bewirkt bzw. verringert, wodurch die Routine von 67 wirksam ist, um die Temperatur Temp A zwischen der unteren und der oberen Grenze Temp A1 und Temp A2 zu halten, was die Ausschüsse des Produkts aufgrund einer Verschlechterung der Qualität vermeidet, die von einem übermäßigen Anstieg der Temperatur, wie sie durch den Temperatursensor 390 gemessen wird, herrührt.
Die Diagnoseroutine von 67 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei Schritt Q6-1 eine Form eines Schritts eines Erfassens einer Temperatur eines ausgewählten Abschnitts der Presse während Betriebs der Presse ist, während Schritt Q6-4 eine Form eines Schritts eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Temperatur des ausgewählten Abschnitts der Presse und gemäß einer vorbestimmten Referenz ist. Der untere und der obere Grenzwert Temp A1 und Temp A2 entsprechen der in dem Bestimmungsschritt verwendeten vorbestimmten Referenz.
Während die Routine von 67 formuliert ist, um die Pressgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Ausgang des Temperatursensors 290 zu steuern, ist es möglich, die Temperatur Temp A durch Steuern eines geeigneten Kühlers 392, der nahe der Stößelantriebseinrichtung 169 oder dem Matrizensatz 152, 156, 162 angeordnet ist, so zu regulieren, dass die Temperatur Temp A innerhalb eines optimalen, durch die untere und die obere Grenze Temp A1 und Temp A2 definierten Bereichs gehalten wird. Der Temperatursensor 390 kann durch einen Temperatursensor 394 wie etwa ein Strahlungsthermometer, das angeordnet ist, um die Temperatur des Matrizensatzes 152, 156, 162 zu erfassen, oder einen Temperatursensor 396, der angeordnet ist, um die Umgebungs- oder Raumtemperatur zu erfassen, ersetzt werden, sodass die Temperaturdiagnose durch Prüfen, ob die durch den Sensor 394 oder 396 erfasste Temperatur in einen vorbestimmten optimalen Bereich fällt, bewirkt wird. Auch in diesem Fall kann die Pressgeschwindigkeit oder ein Kühler 392 gesteuert werden, um die Temperatur innerhalb des optimalen Bereichs zu halten. Obschon die Diagnoseroutine von 67 und die oben angegebenen, abgewandelten Routinen ausgelegt sind, die Temperatur Temp A innerhalb des optimalen Bereichs zu halten, ist es möglich, den in 32 angegebenen Hydraulikdruck Py oder Pneumatikdruck Pe oder den Hydraulikdruck Pz oder Pneumatikdruck Pg mit einer Verringerung in der erfassten Temperatur zu erhöhen oder umgekehrt, oder den relativen Abstand ha, hb mit einer Verringerung der Temperatur zu erhöhen oder umgekehrt, sodass die Wärmeausdehnung und -zusammenziehung der Stößelstangen 166, 168 und anderer Komponenten der Presse aufgrund einer Änderung in der Temperatur durch eine Änderung in dem Druck Py, Pe, Pz, Pg oder dem relativen Abstand ha, hb ausgeglichen werden, um die Ausschüsse des Produkts aufgrund einer solchen Ausdehnung und Zusammenziehung der Maschinenkomponenten zu vermeiden.
Eine Diagnose auf der Grundlage einer Temperatur ist auch auf die einfach wirkende Presse 10 von 1 und 2 anwendbar. In diesem Fall kann die Qualität des Produkts im Wesentlichen gleichleibend auf einem akzeptablen Niveau gehalten werden, wenn eine auf den Rohling während eines Pressbetriebs wirkende Spann- bzw. Zugkraft T im Wesentlichen konstant gehalten wird, wobei die Spannkraft T durch die Rohlinghaltekraft Fs, multipliziert mit einem Gleitwiderstand μ des Rohlings bezüglich des Matrizensatzes 12, 18, 30, wiedergeben wird, wobei der Widerstand μ mit einer Änderung in dem Verdampfungsbetrag des Schmiermittels aufgrund einer Änderung in der Maschinentemperatur variiert. Angesichts der vorgenannten Tatsache ist die Presse 10 mit einem Strahlungsthermometer oder einem anderen Temperatursensor ausgerüstet, um eine Temperatur Temp B z.B. des Druckrings 30 zu messen und eine Temperaturdiagnose gemäß einer in 68 beispielhaft dargestellten Routine zu bewirken. Die Diagnoseroutine wird mit Schritt Q7-1 eingeleitet, um die Temperatur Temp B zu erfassen. Schritt Q7-1 wird von Schritt Q7-2 gefolgt, um zu bestimmen, ob die erfasste Temperatur Temp B in einem optimalen, durch eine untere und eine obere Grenze Temp B1 und Temp B2 definierten Bereich liegt. Der Bereich schließt diese Grenzwerte ein. Falls in Schritt Q7-2 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, wird Schritt Q7-3 implementiert, um den Gleitwiderstand μ gemäß einer vorbestimmten Gleichung oder einer gespeicherten Datenkarte zu berechnen, und wird dann Schritt Q7-4 implementiert, um einen optimalen Wert der Haltekraft Fs zu berechnen, die T = μ × Fs erfüllt, wobei T für eine vorbestimmte optimale auf den Rohling wirkende Zugkraft steht. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt Q7-5 über, um den Pneumatikdruck Pa einzustellen, um den berechneten Optimalwert der Haltekraft Fs zu erhalten. Diese Diagnoseroutine ist in der Lage, Ausschüsse des Produkts aufgrund einer Temperaturänderung der Presse 10 zu vermeiden.
Die Diagnoseroutine von 68 ist eine andere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritt Q7-1 eine andere Form des Schritts des Erfassens einer Temperatur eines ausgewählten Abschnitts der Presse während Betriebs der Presse ist, während Schritt Q7-2 eine andere Form des Schritts des Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Temperatur des ausgewählten Abschnitts der Presse und gemäß einer vorbestimmten Referenz ist. Der untere und der obere Grenzwert Temp B1 und Temp B2 entsprechen der vorbestimmten, in dem Bestimmungsschritt verwendeten Referenz.
Die Bestimmung in Schritt Q7-2 kann entfernt werden, sodass der Pneumatikdruck Pa in jedem Ausführungszyklus der Routine von 68 in Abhängigkeit von der Temperatur Temp B eingestellt wird, um die Zugkraft T auf dem optimalen Wert zu halten. Ferner kann die doppelt wirkende Presse 150 angepasst sein, um den Pneumatikdruck Pe, den Hydraulikdruck Py oder den relativen Abstand ha (angegeben in 32), welche die Haltekraft Fs oder die Zugkraft T wie vorstehend hinsichtlich der einfach wirkenden Presse 10 beschrieben beeinflussen, gesteuert werden.
Die Qualität des Produkts wird auch dann verschlechtert, wenn die Lastwerte während eines Pressbetriebs aufgrund einer Abweichung des wirksamen oder tatsächlichen Volumens der Behälter für die einer Erzeugung oder Übertragung der Lasten zugeordneten Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, insbesondere aufgrund eines Fehlers der Kapazitäten der komprimierten Fluide in solchen Behältern und Zylindern bezüglich der Nominalwerte oder einer durch Ansammlung des Öls in den Luftbehältern verursachten Abweichung solcher Fluidkapazitäten ungeeignet sind. Es ist erheblich mühsam und zeitraubend, die Presse zur Überprüfung der Behälter hinsichtlich der wirksamen oder tatsächlichen Volumina zu demontieren, und eine solche Überprüfung ist nach herkömmlichem Austausch oder Umrüstung des Matrizensatzes schwierig oder unmöglich. Die nachstehenden Ausführungsformen der Erfindung sind angepasst, um die Volumina der Fluidbehälter, insbesondere die Kapazitätswerte der komprimierten Fluide, zu erfassen und die Presse auf der Grundlage der erfassten Fluidkapazitätswerte einer Diagnose zu unterziehen.
Eine in 69 dargestellte Diagnoseroutine ist für die einfach wirkende Presse 10 von 1 ausgelegt und wird durchgeführt, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie an der Presse auf der Grundlage der erfassten Gesamtluftkapazität des pneumatischen Kreises mit der Luftkammer des Pneumatikzylinders 42 (zum Erzeugen der Haltekraft Fs), dem Luftbehälter 44 und dem Drucksteuerventil 46 zu bestimmen. Die Diagnoseroutine von 69 wird mit Schritt Q8-1 eingeleitet, um einen Anfangswert Pa0 des Pneumatikdrucks des Pneumatikdrucksensors 50 zu erfassen, wenn sich die Dämpfungsplatte 28 in ihrem oberen Hubende befindet. Dann wird Schritt Q8-2 implementiert, um einen Testpresszyklus zu implementieren. Dann wird Schritt Q8-3 implementiert, um einen Wert Pa1 des Pneumatikdrucks Pa durch den Sensor 50 z.B. zu erfassen, wenn sich die Stößelplatte 20 an ihrem unteren Hubende befindet. Schritt Q8-3 wird von Schritt Q8-4 gefolgt, um eine Anfangsluftkapazität Va0 des pneumatischen Kreises mit dem Zylinder 42 gemäß einer vorbestimmten Gleichung zu berechnen. Dann wird Schritt Q8-5 implementiert, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz z.B. durch Prüfen, ob die berechnete Anfangsluftkapazität Va0 innerhalb eines vorbestimmten optimalen, durch die Nominalkapazität des fraglichen pneumatischen Kreises bestimmten Bereichs liegt, zu bestimmen.
Wenn die Stößelplatte 20 sich an ihrem unteren Hubende befindet, sind die nachstehenden Gleichungen (8-1) und (8-2) erfüllt: Pa0·Va0 = Pa1·Va1 (8-1) Va1 = Va0 – Aa·La (8-2)mit

Va1:: Luftkapazität des pneumatischen Kreises, wenn sich die Stößelplatte 20 an ihrem unteren Hubende befindet,
Aa:: wirksame Querschnittsfläche (Druck aufnehmende Fläche) des Zylinders 42,
La:: Kolbenbewegungsabstand des Zylinders 42 an dem unteren Hubende der Stößelplatte 20.

Die nachstehende Gleichung (8-3) wird aus den vorstehenden Gleichungen (8-1) und (8-2) erhalten: Va0 = Pa1·Aa·La/Pa1 – Pa0) (8-3)
In Schritt Q8-4 wird die Anfangsluftkapazität Va0 gemäß der Gleichung (8-3) berechnet. Die Werte Pa0 und Pa1 in der Gleichung (8-3) werden in Schritten Q8-1 bzw. Q8-3 gemessen. Die in dem Maschinendatenspeicher 130 gespeicherte Druck aufnehmende Fläche Aa kann als die wirksame Querschnittsfläche Aa verwendet werden. Allerdings kann die wirksame Querschnittsfläche Aa durch Berechnen des Werts ΔFs/ΔPa der Korrelation Fs-Pa zwischen der Haltekraft Fs und dem Pneumatikdruck Pa gemäß der Darstellung in 8, die durch Verwenden der Lastmessvorrichtung 100 ermittelt worden war, erhalten werden. Der auch in der Gleichung (8-3) enthaltene Kolbenbewegungsabstand La kann als Maschinendaten in dem Maschinendatenspeicher 130 gespeichert sein, sodass der Wert La aus dem Speicher 130 abgerufen wird, wenn die Anfangsluftkapazität Va0 gemäß der Gleichung (8-3) berechnet wird. Der Kolbenbewegungsabstand La kann durch Messen des Verschiebungsabstands der Dämpfungsplatte 28 durch einen optischen Abstandssensor erhalten werden. Falls die so berechnete Anfangsluftkapazität Va0 von dem Nominalwert abweicht, wäre die tatsächliche Haltekraft Fs, die erzeugt wird, wenn sich die Stößelplatte 20 an ihrem unteren Hubende befindet (wenn die Luft in dem pneumatischen Kreis mit dem Zylinder 42 mit der an ihr unteren Hubende abgesenkten Dämpfungsplatte 28 komprimiert wird), auch dann nicht geeignet, wenn der Anfangspneumatikdruck Pa0 in geeigneter Weise auf den Nominalwert eingestellt ist. Demgemäß kann die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer der Luftkapazität zugeordneten Anomalie dadurch bewirkt werden, dass geprüft wird, ob die berechnete Anfangsluftkapazität Va0 innerhalb eines vorbestimmten optimalen, durch den Nominalwert der Anfangsluftkapazität Va0 bestimmten Bereichs gehalten wird. Falls z.B. das Öl in dem Luftbehälter 44 angesammelt wird, kann die Anfangsluftkapazität Va0 unzureichend sein, wodurch das Luftkompressionsverhältnis, wenn sich der Hauptstößel 20 an seinem unteren Hubende befindet, übermäßig hoch sein kann. D.h., die unzureichende Anfangsluftkapazität Va0 kann bewirken, dass der Pneumatikdruck Pa1 (wenn sich die Stößelplatte 20 an ihrem unteren Hubende befindet) übermäßig hoch ist, was dazu führt, dass die Rohlinghaltekraft Fs zu groß ist, um die gewünschte Qualität des Produkts sicherzustellen, auch wenn der Anfangspneumatikdruck Pa0 optimal ist. Andererseits kann ein Luftverlust bewirken, dass der Pneumatikdruck Pa1 übermäßig niedrig ist, was zu einem unzureichenden Wert der Rohlinghaltekraft Fs führt, und kann eine Abweichung in der Anfangsluftkapazität Va0 bewirken, wie sie gemäß der vorstehenden Gleichung (8-3) berechnet wird. Daher kann eine Anomalie in einfa cher Weise durch Prüfen der berechneten Anfangsluftkapazität Va0 gegen die vorbestimmte untere und obere Grenze erfasst werden.
Die Diagnoseroutine von 69 ist eine weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens dieser Erfindung, wobei die Schritte Q8-1 bis Q8-4 eine Form eines Schritts eines Erfassens einer Kapazität eines Arbeitsfluids, das während Betriebs der Presse komprimiert wird, auf der Grundlage einer Druckänderung des Arbeitsfluids aufgrund seiner Kompression bilden, während Schritt Q8-5 eine Form eines Schritts eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Kapazität des Arbeitsfluids und gemäß einer vorbestimmten Referenz ist.
Eine Anfangsluftkapazität Vf0 des pneumatischen Kreises mit den Ausgleichs-Pneumatikzylindern 266 und dem gemeinsamen Luftbehälter 268 gemäß der Darstellung in 33 kann gemäß der nachstehenden Gleichung (9) berechnet werden: Vf0 = Pf1·Af·Lf/(Pf1 – Pf0) (9)mit

Pf0:: Anfangswert des Pneumatikdrucks Pf
Pf1:: Wert des Pneumatikdrucks Pf, wenn sich der innere Stößel 164 an seinem unteren Hubende befindet,
Af:: Gesamte wirksame Querschnittsfläche der vier Zylinder 266,
Lf:: Kolbenbewegungsabstand der Zylinder 266.

Die in der Gleichung (9) enthaltenen Pneumatikdruckwerte Pf0, Pf1 werden durch den Pneumatikdrucksensor 272 gemessen. Die in dem Maschinendatenspeicher 130 gespeicherte Druck aufnehmende Fläche Af kann als die gesamte wirksame Querschnittsfläche Af verwendet werden, die auch in der Gleichung (9) enthalten ist. Allerdings kann der Wert Af durch Berechnen des Absolutwerts |ΔFf/ΔPf| der Korrelation zwischen der Formungskraft Ff und dem Pneumatikdruck Pf gemäß der Darstellung in 70, die durch Verwenden der Lastmessvorrichtung 100 ermittelt worden war, erhalten werden. Der Wert Af kann auch aus einer Korrelation zwischen dem Pneumatikdruck Pf und dem durch den Dehnungsmesser 246 auf dem inneren Stößel 168 erfassten Lastwert erhalten werden. Der auch in der Gleichung (9) enthaltene Kolbenbewegungsabstand Lf kann als Maschinendaten in dem Maschinendatenspeicher 130 gespeichert sein, dass der Wert Lf aus dem Speicher 130 abgerufen wird, wenn die Anfangsluftkapazität Vf0 gemäß der Gleichung (9) berechnet wird. Der Kolbenbewegungsabstand Lf kann durch Messen des Verschiebungsabstands des inneren Stößels 164 durch einen optischen Abstandssensor erhalten werden. Falls die so berechnete Anfangsluftkapazität Vf0 von dem Nominalwert abweicht, wäre die tatsächliche erzeugte Formungskraft Ff nicht geeignet, auch wenn der Anfangspneumatikdruck Pf0 in geeigneter Weise auf den Nominalwert eingestellt ist. Demgemäß kann die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie dadurch bewirkt werden, dass geprüft wird, ob die berechnete Anfangsluftkapazität Vf0 innerhalb eines vorbestimmten optimalen, durch den Nominalwert der Anfangsluftkapazität Vf0 bestimmten Bereichs gehalten wird. Falls z.B. das Öl in dem Luftbehälter 268 angesammelt wird, kann die Anfangsluftkapazität Vf0 unzureichend sein, wodurch das Luftkompressionsverhältnis, wenn sich der innere Stößel 164 an seinem unteren Hubende befindet, übermäßig hoch sein. D.h., die unzureichende Anfangsluftkapazität Vf0 kann bewirken, dass der Pneumatikdruck Pf1 (wenn sich der innere Stößel 164 an seinem unteren Hubende befindet) übermäßig hoch ist, was dazu führt, dass die Formungskraft Ff zu klein ist, um die gewünschte Qualität des Produkts sicherzustellen, selbst wenn der Anfangspneumatikdruck Pf0 optimal ist. Andererseits kann ein Luftverlust bewirken, dass der Pneumatikdruck Pf1 übermäßig niedrig ist, was zu einem übermäßigen Wert der Formungskraft Fs führt, und kann eine Abweichung in der Anfangsluftkapazität Vf0, wie gemäß der vorstehenden Gleichung (9) berechnet, bewirken. Daher kann eine Anomalie auf einfache Weise dadurch erfasst werden, dass die berechnete Anfangsluftkapazität Vf0 gegen die vorbestimmte obere und untere Grenze geprüft wird.
Eine Anfangsluftkapazität des pneumatischen Kreises mit den Ausgleichs-Pneumatikzylindern 216 und dem gemeinsamen Luftbehälter 218 gemäß der Darstellung in 32 kann gemäß der nachstehenden Gleichung (10) berechnet werden. Vd0 = Pd1·Ad·Ld/(Pd1 – Pd0) (10)mit

Pd0:: Anfangswert des Pneumatikdrucks Pd
Pd1:: Wert des Pneumatikdrucks Pd, wenn sich der äußere Stößel 160 an seinem unteren Hubende befindet,
Ad:: Gesamte wirksame Querschnittsfläche der vier Zylinder 216,
Ld:: Kolbenbewegungsabstand der Zylinder 216.

Gleichermaßen kann eine Anfangsluftkapazität des pneumatischen Kreises mit den Ausgleichs-Pneumatikzylindern 80 und dem Luftbehälter 82 gemäß der Darstellung in 2 erhalten werden.
Eine Anfangsfluidkapazität V des hydraulischen Kreises mit den Ausgleichs-Hydraulikzylindern 32 gemäß der Darstellung in 1, einem diese Zylinder 32 untereinander verbindenden Verteiler und einer Verrohrung von dem Verteiler zu der Pumpe 34 kann gemäß der nachstehenden Gleichung (11-2), die aus der nachstehenden Gleichung (11-1) erhalten wird, berechnet werden: K = (Ps1 – Ps0)/(ΔV/V) (11-1) V = K·ΔV/(Ps1 – Ps0) (11-2)mit

K:: Volumenelastizitätsmodul K des Fluids,
Ps0:: Anfangswert des Hydraulikdrucks Ps,
Ps1:: Wert des Pneumatikdrucks Ps, wenn sich die Stößelplatte 20 an ihrem unteren Hubende befindet,
ΔV:: Änderungsbetrag der Fluidkapazität während eines Presszyklus.

Die Hydraulikdruckwerte Ps0, Ps1 in der Gleichung (11-2) werden durch den Hydraulikdrucksensor 38 gemessen. Der Elastizitätsmodul wird aus dem Maschinendatenspeicher 130 abgerufen. Der Änderungsbetrag der Fluidkapazität ΔV kann gemäß der nachstehenden Gleichung berechnet werden: V = n·As·Xsav (11-3)mit

n:: Anzahl der Druckbolzen 24,
As:: Wirksame Querschnittsfläche (durchschnittliche Druck aufnehmende Fläche) der Hydraulikzylinder 32,
Xsav:: Mittelwert der lokalen Kolbenverschiebungsabstandswerte Xsi der Hydraulikzylinder.

Die Werte n und As können aus dem Maschinendatenspeicher 130 abgerufen werden. Allerdings kann der Wert n·As durch Berechnen des Werts ΔFs/ΔPs der Korrelation zwischen der Haltekraft Fs und dem Hydraulikdruck Ps erhalten werden, wobei die Korrelation durch Erfassen der unterschiedlichen Werten des Pneumatikdrucks Pa durch Verwenden der Lastmessvorrichtung 100 ermittelt werden kann. Der durchschnittliche Kolbenweg oder Verschiebungsabstand XSav kann unter Verwendung der mit dem Abstandssensor 342 gemäß der Darstellung in 52 ausgerüsteten Lastmessvorrichtung 100 ermittelt werden. Falls die so erhaltene Fluidkapazität V von dem Nominalwert abweicht, kann die Haltekraft Fs nicht gleichmäßig auf die Druckbolzen 24 verteilt werden, auch wenn der anfängliche Hydraulikdruck Ps auf den Nominalwert eingestellt ist. Daher kann die Bestimmung des Vorlie gens oder Nichtvorliegens einer dem Hydraulikkreis zugeordneten Anomalie auf einfache Weise dadurch bewirkt werden, dass geprüft wird, ob die erhaltene Fluidkapazität V innerhalb eines vorbestimmten optimalen, durch den Nominalwert der Fluidkapazität V bestimmten Bereichs gehalten wird.
Die Qualität des Produkts wird auch durch ungeeignete Lastwerte während eines Pressbetriebs aufgrund einer Abweichung der wirksamen oder tatsächlichen Querschnittsflächen der Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, die einer Erzeugung oder Übertragung der Lasten zugeordnet sind, insbesondere aufgrund eines Fehlers der Querschnittsflächen bezüglich der Nominalwerte, oder einer Abweichung der Querschnittsflächen aufgrund einer Abnutzung der Zylinder verschlechtert. Es ist extrem mühsam und zeitraubend, die Presse zur Überprüfung der Zylinder hinsichtlich der wirksamen oder tatsächlichen Querschnittsflächen zu demontieren, und eine solche Überprüfung ist nach gewöhnlichem Austausch oder Umrüstung des Matrizensatzes schwierig oder unmöglich. Die nachstehenden Ausführungsformen der Erfindung sind angepasst, die wirksame Querschnittsfläche der Zylinder auf einfache Weise zu erfassen und die Presse auf der Grundlage der erfassten wirksamen Querschnittsflächen einer Diagnose zu unterziehen.
Eine in 71 dargestellte Diagnoseroutine ist für die einfach wirkende Presse 10 von 1 ausgelegt und wird durchgeführt, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie an der Presse auf der Grundlage der erfassten wirksamen Querschnittsfläche des Dämpfungs-Pneumatikzylinders 42 zur Erzeugung der Haltekraft Fs zu bestimmen. Die Diagnoseroutine von 71 wird mit Schritt Q9-1 begonnen, um einen Testpresszyklus mit der gemäß der Darstellung in 4 installierten Lastmessvorrichtung 100 einzuleiten. Die Presse 10 wird kurze Zeit, nachdem die Dämpfungsplatte 28 beginnt, von ihrem oberen Hubende aus abgesenkt zu werden, aber vor Anstoßen des Messteils 106 der Vorrichtung auf dem Positionierteil 102 angehalten. In diesem Zustand wirken bestimmte Lasten auf die verschiedenen Abschnitte der Presse. Dann wird Schritt Q9-2 implementiert, um die Haltekraft Fs1 durch die Dehnungsmesser 116 zu erfassen. Schritt Q9-2 wird gefolgt von Schritt Q9-3, um den Pneumatikdruck Pa um einen vorbestimmten Betrag ΔPa zu erhöhen. Der Steuerungsablauf geht dann zu Schritt Q9-4 über, um die wirksame Querschnittsfläche (Druck aufnehmende Fläche) Aa des Pneumatikzylinders 42 gemäß einer vorbestimmten Gleichung zu berechnen. Dann wird anschließend Schritt Q9-6 implementiert, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie gemäß einer vorbestimmten Regel oder Referenz, z.B. durch Prüfen, ob die berechnete Querschnittsfläche Aa innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird, zu bestimmen.
An der Presse 10 sind die nachstehenden Gleichungen (12-1) und (12-2) erfüllt: Fs1 + α = Aa·Pa1 (12-1) Fs2 + α = Aa·Pa2 (12-2)mit

α:: Gesamte auf das Messteil 106, die Druckbolzen 24 und die Dämpfungsplatte 28 wirkende Last, was durch Reibungskräfte hervorgerufene Lasten einschließt,
Pa1:: Wert des Pneumatikdrucks Pa vor Erhöhung um ΔPa,
Pa2:: Wert des Pneumatikdrucks Pa nach Erhöhung um ΔPa.

Die nachstehende Gleichung (12-3) wird aus den vorstehenden Gleichungen (12-1) und (12-2) erhalten: Aa = (Fs2 – Fs1)/(Pa2 – Pa1) = (Fs2 – Fs1)/ΔPa (12-3)
In Schritt Q9-5 wird die wirksame Querschnittsfläche Aa gemäß der vorstehenden Gleichung (12-3) berechnet. Der berechnete Wert Aa entspricht einer Änderungsrate der durch den Zylinder 42 erzeugten Haltekraft Fs, wenn der Pneumatikdruck Pa geändert wird. Falls die so erhaltene wirksame Querschnittsfläche Aa von dem Nominalwert abweicht, kann die Haltekraft Fs ungeeignet sein, auch wenn der Pneumatikdruck auf den Nominalwert eingestellt ist. Demgemäß kann die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie dadurch bewirkt werden, dass geprüft wird, ob der erhaltene Wert Aa innerhalb eines vorbestimmten optimalen, durch den Nominalwert der wirksamen Querschnittsfläche Aa bestimmten Bereichs gehalten wird. Falls die wirksame Querschnittsfläche Aa von dem Nominalwert z.B. aufgrund einer Abnutzung des Zylinders 42 abweicht, kann es sein, dass die Haltekraft Fs nicht geeignet ist. Daher kann eine Anomalie aufgrund übermäßiger Abnutzung des Zylinders 42 auf einfache Weise auf der Grundlage des erhaltenen Werts Aa im Vergleich mit dem optimalen Bereich erfasst werden.
Die Diagnoseroutine von 71 ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei Schritte Q9-1 bis Q9-5 eine Form eines Schritts eines Erfassens einer wirksamen Querschnittsfläche eines an einem ausgewählten Abschnitt der Presse verschobenen bzw. angeordneten Zylinders auf der Grundlage einer Korrelation zwischen einem Druck eines Arbeitsfluids in dem Zylinder und einer durch den Zylinder erzeugten Last bilden. Ferner ist Schritt Q9-6 eine Form eines Schritts eines Bestimmens des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten wirksamen Querschnittsfläche des Zylinders und gemäß einer vorbestimmten Referenz. Die vorliegende Ausführungsform kann als äquivalent zu den vorangehenden Ausführungsformen der 16, 19 und 21 angesehen werden, wobei die Diagnose auf der Grundlage der erfassten Korrelation zwischen einer in einem ausgewählten Abschnitt der Presse während Betriebs der Presse erzeugten Last und einem sich mit der Last ändernden physikalischen Wert bewirkt wird.
In Bezug auf den in 33 hydropneumatischen Zylinder 252 der doppelt wirkenden Presse 150 von 31 sind die nachstehenden Gleichungen (13-1) und (13-2) erfüllt: Az·Pz = Ag·Pg (13-1) Az(Pz + ΔPz) = Ag(Pg + ΔPg) (13-2)mit

Ag:: Wirksame Querschnittsfläche der Luftkammer 256 des hydropneumatischen Zylinders 252,
Az:: Wirksame Querschnittsfläche der Ölkammer 254 des hydropneumatischen Zylinders 252,
ΔPz:: Änderungsbetrag des Hydraulikdrucks Pz, wenn der Pneumatikdruck Pg um ΔPg geändert wird.

Das Verhältnis Ag/Az wird gemäß der nachstehenden Gleichung (13-3) berechnet, die aus den vorstehenden Gleichungen (13-1) und (13-2) erhalten wird: Ag/Az = ΔPz/ΔPg (13-3)
Im Detail beschrieben wird eine Korrelation Pz-Pg, wie sie in 72 angegeben ist, durch Messen des Hydraulikdrucks Pz bei Änderung des Pneumatikdrucks Pg, während sich der innere Stößel 164 an seinem unteren Hubende befindet, d.h., nachdem der Kolben des hydropneumatischen Zylinders 252 durch den Hydraulikdruck Pz in sein Hubende auf der Seite der Luftkammer 256 bewegt worden ist, ermittelt bzw. erhalten. Das Verhältnis Ag/Az kann aus dem Gradienten der Korrelation Pz-Pg, d.h., aus der Rate ΔPz/ΔPg einer Änderung des Hydraulikdrucks Pz mit dem Pneumatikdruck Pg erhalten werden. Der in den vorstehenden Gleichungen (13-1) und (13-2) enthaltene Hydraulikdruck Pz wird durch den Hydraulikdrucksensor 249 er fasst. Allerdings kann der Druck Pz gemäß der nachstehenden Gleichung (13-4) berechnet werden: Pz = (F1 – F2)/A (13-4)mit

F1:: auf die innere Stößelstange 168 wirkende Antriebskraft,
F2:: durch den Pneumatikzylinder 266 erzeugte Hebekraft,
A:: wirksame Querschnittsfläche (Druck aufnehmende Fläche) des Hydraulikzylinders 248.

Die Antriebsraft F2 wird durch den Dehnungsmesser 246 erfasst, und die Hebekraft F2 wird aus der wirksamen Querschnittsfläche des Pneumatikzylinders 266 und dem Pneumatikdruck Pf berechnet. Falls das so erhaltene Verhältnis Ag/Az der wirksamen Querschnittsflächen At und Az von dem Nominalwert abweicht, kann es sein, dass die Formungskraft Ff nicht geeignet ist, auch wenn der Pneumatikdruck Pg auf den Nominalwert eingestellt ist, wo die optimale Formungskraft Ffo durch Einstellen des Pneumatikdrucks Pg festgelegt ist. Demgemäß kann die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer den wirksamen Querschnittsflächen Ag, Az zugeordneten Anomalie dadurch bewirkt werden, dass geprüft wird, ob das erhaltene Verhältnis Ag/Az innerhalb eines vorbestimmten optimalen, durch den Nominalwert des Verhältnisses Ag/Az bestimmten Bereichs gehalten wird. Falls das Verhältnis Ag/Az aufgrund übermäßiger Abnutzung des Zylinders 252 von dem Nominalwert abweicht, kann die optimale Formungskraft Ff nicht erzielt werden. Daher kann eine Anomalie aufgrund übermäßiger Abnutzung des Zylinders 252 auf einfache Weise auf der Grundlage des erhaltenen Verhältnisses Ag/Az im Vergleich mit dem optimalen Bereich erfasst werden. Der rechte Teil und der linke Teil der vorstehenden Gleichung (13-1) entsprechen den Werten der erzeugten Lasten, und das Verhältnis Ag/Az wird aus der Beziehung zwischen diesen Lastwerten und den Druckwerten Pg, Pz erhalten.
Die Diagnose auf der Grundlage des erhaltenen Verhältnisses Ag/Az ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorliegenden Erfindung, die der vorstehenden Ausführungsform der 71 äquivalent ist.
Gleichermaßen können die wirksamen Querschnittsflächen des hydropneumatischen Zylinders 66 von 2 oder des hydropneumatischen Zylinders 184 von 32 ermittelt werden, um eine ähnliche Diagnose zu bewirken.
In Bezug auf jeden Ausgleichs-Pneumatikzylinder 266 von 33 sind die nachstehenden Gleichungen (14-1) und (14-2) erfüllt: F2 = Afi·Pf (14-1) F2 + ΔF2 = Afi·(Pf + ΔPf) (14-2)mit

Afi:: wirksame Querschnittsfläche des Ausgleichs-Pneumatikzylinders 266,
F2:: durch den Zylinder 266 erzeugte Hebekraft,
ΔF2:: Änderungsbetrag der Hebekraft F2, wenn der Pneumatikdruck Pf um ΔPf geändert wird.

Die wirksame Querschnittsfläche Afi des Pneumatikzylinders 266 wird gemäß der nachstehenden Gleichung (14-3) berechnet, die aus den vorstehenden Gleichungen (14-1) und (14-2) erhalten wird: Afi = ΔF2/ΔPf (14-3)
Im Detail beschrieben wird eine Korrelation F2-Pf, wie sie in 73 angegeben ist, durch Messen der Hebekraft F2 bei Änderung des Pneumatikdrucks Pf ermittelt. Die wirksame Querschnittsfläche Afi kann aus dem Gradienten der Korrelation F2-Pf, d.h., aus der Rate ΔF2/ΔPf einer Änderung der Hebekraft F2 mit dem Pneumatikdruck Pf ermittelt werden. Die in den vorstehenden Gleichungen (14-1) und (14-2) enthaltene Hebekraft F2 kann gemäß der nachstehenden Gleichung (14-4) auf der Grundlage des Hydraulikdrucks Pz, wenn sich der innere Stößel 164 an seinem unteren Hubende befindet, berechnet werden: F2 = F1 – A·Pz (14-4)mit

F1:: auf die innere Stößelstange 168 wirkende Antriebskraft,
A:: wirksame Querschnittsfläche (Druck aufnehmende Fläche) des Hydraulikzylinders 248.

Die Antriebskraft F1 wird durch den Dehungsmesser 246 erfasst, und der Hydraulikdruck Pz wird durch den Hydraulikdrucksensor 249 erfasst. Falls die so erhaltene wirksame Querschnittsfläche Afi von dem Nominalwert abweicht, kann es sein, dass die Formungskraft Ff nicht geeignet ist, auch wenn der Pneumatikdruck Pf auf den Nominalwert eingestellt ist. Demgemäß kann die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer dem Pneumatikzylinder 266 zugeordneten Anomalie dadurch bewirkt werden, dass geprüft wird, ob die erhaltene wirksame Querschnittsfläche Afi innerhalb eines vorbestimmten optimalen, durch den Nominalwert der wirksamen Querschnittsfläche Afi bestimmten Bereichs gehalten wird. Falls der erhaltene Wert Afi aufgrund übermäßiger Abnutzung des Zylinders 266 von dem Nominalwert abweit, kann die optimale Formungskraft Ff nicht erzielt werden. Daher kann eine Anomalie aufgrund übermäßiger Abnutzung des Zylinders 266 auf einfache Weise auf der Grundlage des erhaltenen Werts Afi im Vergleich mit dem optimalen Bereich erfasst werden.
Die Diagnose auf der Grundlage der wirksamen Querschnittsfläche Afi ist eine noch weitere Ausführungsform des Diagnoseverfahrens der vorlie genden Erfindung, die der vorstehenden Ausführungsform der 71 äquivalent ist. Die Hebekraft F1 entspricht einer durch den Zylinder, dessen wirksame Querschnittsfläche erfasst wird, erzeugten Last.
In dem vorstehenden Beispiel wird die Diagnose für jeden der vier Ausgleichs-Pneumatikzylinder 266 bewirkt. Daher kann die Bestimmung des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage einer Abweichung in den erhaltenen Werten der wirksamen Querschnittsfläche Afi der vier Zylinder 266 bewirkt werden. Die Diagnose kann aber durch Ermitteln der wirksamen Gesamtquerschnittsfläche Af der vier Zylinder 266 bewirkt werden. Es ist auch möglich, die wirksame Gesamtquerschnittsfläche Af durch Berechnen des Absolutwerts |ΔFf/ΔPf|, der ein Gradient der unter Verwendung der Lastmessvorrichtung 100 ermittelten Korrelation Ff-Pf gemäß der Darstellung in 70 ist, zu ermitteln. Der Wert ΔFf/ΔPf steht für eine Änderungsrate der Formungskraft mit dem Pneumatikdruck Pf.
Gleichermaßen können die wirksamen Querschnittsflächen des Ausgleichs-Pneumatikzylinders 80 von 2 oder des Ausgleichs-Pneumatikzylinders 216 von 32 ermittelt werden, um eine ähnliche Diagnose zu bewirken.
Während die vorliegende Erfindung vorstehend in ihren derzeit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten der dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auf andere Weise ausgeführt werden kann.
Obschon die dargestellten, vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf die zur Durchführung eines Ziehvorgangs angepassten Pressen 10, 150 angewendet werden, ist das Prinzip der Erfindung gleichermaßen auf andere Arten von Pressen, z.B. auf zur Durchführung eines Biegevorgangs angepasste Pressen anwendbar.
Ferner sind die verscheidene Diagnoseroutinen nur beispielhaft dargestellt, können nur Ausgewählte der dargestellten Routinen auf der Presse ausgeführt werden, oder können andere oder abgewandelte Routinen ausgeführt werden. Die möglichen Gründe für Anomalien, die in dem Steuergerät (z.B. Steuergerät 90 oder 280) gespeichert sind und in den Diagnoseroutinen verwendet werden, werden in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der spezifischen Art der Presse bestimmt und können solche umfassen, die sich auf Fehlfunktionen der verschiedenen Sensoren und Einstellmechanismen oder auf der Presse vorgesehene Vorrichtungen beziehen.
Während die Lastmessvorrichtung 100 in den dargestellten Ausführungsformen beispielhaft verwendet wird, können andere Arten von Lastmessvorrichtungen verwendet werden. Z.B. kann die Vorrichtung Kraftmessdosen oder Dehnungsmesser verwenden, die an dem Maschinenrahmens 196 oder anderen Stützteilen der Presse angebracht sind. Die Orte, an welchen Lasten gemessen werden, und die Anzahl solcher Orte können nach Bedarf bestimmt werden. Wo ein hoher Korrelationsgrad zwischen einem gemessenen Lastwert und einem Pneumatik- oder Hydraulikdruck besteht, kann z.B. eine Diagnose auf der Grundlage einer Korrelation zwischen dem Lastwert und dem relativen Abstand h, ha, hb durch Schätzen eines Lastwerts aus dem erfassten Pneumatik- oder Hydraulikdruck bewirkt werden, während die Presse in Betrieb ist.
Obschon die dargestellten Ausführungsformen keine Mittel zur automatischen Einstellung der Hydraulikdrücke Pm, Py und Pz aufweisen, können diese Drücke durch geeignete Drucksteuerventile wie etwa ein Absperrventil, das zur automatischen Einstellung des Hydraulikdrucks Ps verwendet wird, automatisch eingestellt werden.
In den dargestellten Ausführungsformen werden die lokalen Abstandswerte h, ha, hb, die den vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 52, 172, 240 zugeordnet sind, unabhängig voneinander eingestellt. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist jedoch auch anwendbar auf eine Presse, bei welcher die vier lokalen Abstandswerte h, ha, hb durch einen einzigen, für die vier Matrizenhöheneinstellmechanismen gemeinsam verwendeten Servomotor einheitlich eingestellt werden. Die Hydraulikdrücke Pm, Py, Pz und die Pneumatikdrücke Pc, Pe, Pg der vier Matrizenhöheneinstellmechanismen 52, 172, 240 können auch durch einen einzigen pneumatischen oder pneumatischen bzw. hydraulischen Kreis einheitlich eingestellt werden.
Während die vier Ausgleichs-Pneumatikzylinder 80, 216, 266 mit dem gemeinsamen Luftbehälter 8, 218, 268 verbunden sind, können diese Zylinder mit jeweiligen Luftbehältern verbunden sein und unabhängig voneinander eingestellt werden.
Obschon die dargestellten Pressen 10, 150 angepasst sind, um die anfänglichen Pressbedingungen wie etwa den anfänglichen Pneumatikdruck Pa gemäß der Maschineninformation und Matrizensatzinformation automatisch herzustellen, ist die vorliegende Erfindung auf eine Presse anwendbar, bei welcher die anfänglichen Pressbedingungen manuell durch den Bediener in einer Prozedur von Versuch und Irrtum hergestellt werden. Ferner können ein Teil oder alle der Parameter wie etwa die Lastwerte, Pneumatik- und Hydraulikdruckwerte und Verschiebungsabstandswerte, die in dem Diagnoseverfahren gemäß der Erfindung verwendet werden, manuell durch den Bediener ermittelt werden.
In den dargestellten Ausführungsformen umfasst das Steuergerät 90, 280 der Presse 10, 150 den Diagnoseabschnitt 126, 292 und sind die Sensoren, die für die Diagnosevorgänge benötigt werden, an der Presse vorgesehen. Jedoch kann die Diagnosevorrichtung als eine von dem Steuergerät (90, 280) der Presse getrennte Einheit vorgesehen sein und können die geeigneten Sensoren an der Presse angeordnet sein, wenn ein Diagnosevorgang durchgeführt wird.
Die Presse 10 ist mit der Dämpfungsvorrichtung 51 einschließlich der Ausgleichs-Hydraulikzylinder 32 zum Absorbieren einer Längenveränderung der Druckbolzen 24 ausgerüstet, kann die Presse eine Dämpfungsvorrichtung verwenden, die andere geeignete Mittel als die Zylinder 32 zum Absorbieren der Längenveränderung der Druckbolzen 24 einsetzt. Ferner ist das Konzept der vorliegenden Erfindung auf eine einfach wirkende Presse anwendbar, die nicht mit einer solchen Dämpfungsvorrichtung ausgerüstet ist. Die Dämpfungs-Pneumatikzylinder 42 können durch einen Hydraulikzylinder ersetzt werden, der angepasst ist, sein Arbeitsfluid zur Bereitstellung einer Druckentlastung abzugeben, um hierdurch einen Widerstand gegen die Absenkbewegung der Druckbolzen 24 zu erzeugen, um eine Rohlinghaltekraft zu erzeugen.
Die Presse 150 ist angepasst, eine Rohlinghaltekraft zu erzeugen, während der Kolben des hydropneumatischen Zylinders 184 in Richtung der Luftkammer 188 zurückgezogen wird. Das Prinzip der Erfindung ist jedoch auf eine Presse anwendbar, die angepasst ist, die Rohlinghaltekraft zu erzeugen, bevor der Kolben des hydropneumatischen Zylinders beginnt, in Richtung der Luftkammer zurückgezogen zu werden.
Es ist zu verstehen, dass die vorliegenden Erfindung mit vierschiedenen anderen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, die dem Fachmann einfallen mögen, ohne von der Idee bzw. dem Gegenstand und dem Umfang der in den nachstehenden Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.

Claims

Diagnoseverfahren zur Diagnose einer Presse (10, 150) auf das Vorliegen einer Anomalie, die die Qualität eines durch die Presse hergestellten Produkts verschlechtert, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Erfassen der Kapazität (Va0, Vf0, Vd0, V) eines während des Betriebs der Presse komprimierten Arbeitsfluids auf der Grundlage einer Änderung des Drucks (Pa, Pf, Pd) des Arbeitsfluids infolge dessen Komprimierung; und Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie auf der Grundlage der erfassten Kapazität des Arbeitsfluids und gemäß einer vorbestimmten Referenz, die das Produkt eine gewünschte Qualität aufweisen lässt.