DE69935283T2

DE69935283T2 - Verfahren zum ausgleich von schliesshöhenvariationen

Info

Publication number: DE69935283T2
Application number: DE1999635283
Authority: DE
Inventors: Scott D. Gibsonia WELSH; Daniel G. Pittsburgh LUKAS; Vaughn H. Gibsonia MARTIN
Original assignee: Vamco International Inc; Nidec Vamco Corp
Current assignee: Nidec Vamco Corp
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2019-01-06
Also published as: JP3446054B2; AU2025899A; EP0966349A4; US5915293A; EP0966349A1; ATE355164T1; CA2282525A1; WO1999036251A1; JP2000513274A; DE69935283D1; EP0966349B1; CA2282525C

Description

UMFELD DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zum Ausgleich von Schließhöhenvariationen einer Presse in einem stempelnden oder formenden Betrieb, wenn die Presse oder Maschine gestoppt oder gestartet wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Beim Stempeln oder Formen von Teilen mit einer Presse hängen die geformten oder geprägten Dimensionen der Teile davon ab, dass die Schließhöhe der Presse konstant bleibt. Um sicherzustellen, dass die geformten oder geprägten Dimensionen der Teile akzeptabel sind, ist es gewünscht, dass die Schließhöhe der Presse konstant bleibt oder innerhalb gewisser Toleranzen ist, die durch die Natur der Teile diktiert werden. Manche Präzisionsform- oder Prägebetriebe, wie solche bezogen auf die Herstellung elektrischer Leiter, erfordern, dass die Schließhöhe der Presse zu plus oder minus 0,005 mm gehalten wird. Wenn die Schließhöhe nicht konstant gehalten wird, werden Dimensionen der Teile variieren, möglicherweise außerhalb zulässiger Toleranzen.
Aufgrund thermischer oder anderer Faktoren variiert eine Schließhöhe normalerweise langsam, da die Presse mit konstanter Geschwindigkeit läuft. Wenn die Presse jedoch stoppt oder startet, arbeitet die Presse mit einer geringeren Geschwindigkeit als der konstanten Geschwindigkeit, die die Presse während statio närem Betrieb erreicht, und die Schließhöhe variiert. Die Schließhöhenvariation während des Startens und Stoppens liegt hauptsächlich an dynamischen Kräften.
Die typische Schließhöhenvariation über Pressgeschwindigkeit in Schlägen pro Minute (spm) beim Start einer Hochgeschwindigkeitspresse ist in 1 gezeigt. Wie in 2 gezeigt, fällt für den Betrieb einer typischen Presse während eines bestimmten Laufs die Schließhöhe von ihrem Initialwert beim Starten zur Zeit A auf einen stationären Wert innerhalb eines gewünschten Schließhöhenbereichs zur Zeit B. Von Zeit A bis Zeit B fällt die Pressgeschwindigkeit von null(0) zu einer relativ konstanten stationären Pressgeschwindigkeit. Während des stationären Betriebs von Zeit B bis Zeit C bleiben die Schließhöhe und Pressgeschwindigkeit relativ konstant, bis die Presse zur Zeit C zu stoppen beginnt. Von dem Beginn des Stoppens der Presse zur Zeit C bis zur Zeit, wenn die Presse gestoppt ist zur Zeit D, wächst die Schließhöhe, während die Pressgeschwindigkeit bis auf null(0) abnimmt.
Die Variation der Schließhöhe während eine Presse startet und stoppt, wie in 2 gezeigt, bedeutet, dass Dimensionen der Teile mehr variieren werden, möglicherweise außerhalb Toleranzwerten für die Teile, da die Presse zwischen Zeit A und B und zwischen Zeit C und D startet und stoppt.
Solche Schließhöhenvariation tritt in Pressen auf, die bei allen Geschwindigkeiten arbeiten. Jedoch ist die Schließhöhenvariation deutlich mehr ausgeprägt, besonders während die Presse startet und stoppt, bei Pressen, die bei hohen Pressgeschwindigkeiten (im Allgemeinen über 600 spm) arbeiten.
Momentan existiert Technologie zum Erhalten einer konstanten Schließhöhe, wenn eine Presse mit einer konstanten stationären Betriebsgeschwindigkeit arbeitet. Bis zu der vorliegenden Erfindung existierte keine Technologie zum Kompensieren der Schließhöhenvariation, wenn eine Presse stoppt und startet und die Pressgeschwindigkeit sich verändert. Momentane Technologie erfordert, dass Ma terial in die Presse eingeführt wird, während die Presse startet und stoppt und die Pressenschließhöhe variiert, dabei produzierend schlechte, außerhalb der Toleranzen liegende Teile aufgrund der variierenden Schließhöhe. Die vorliegende Erfindung unterbindet die Produktion von schlechten, außerhalb der Toleranz liegenden Teilen aufgrund variierender Schließhöhen, wenn die Presse startet und stoppt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Offenbart ist ein Verfahren zum Ausgleichen der Schließhöhenvariation einer Presse, die startet und stoppt, umfassend Nutzereingabe der minimalen Pressgeschwindigkeit, bei welcher Zuführen eines Materialstreifens, aus diesen die Teile geprägt oder gestempelt werden sollen, das Beschickungsmaterial, beginnen soll, Überwachung der Pressgeschwindigkeit und Zuführen des Beschickungsmaterials nur, wenn konstante stationäre Pressgeschwindigkeit und Schließhöhe erreicht wurde.
Ein Verfahren zum Ausgleichen der Schließhöhenvariation einer Presse, die startet und stoppt, umfassend Eingabe eines gewünschten Schließhöhenbereichs, bei welchem Zufuhr des Beschickungsmaterials beginnen soll, Überwachung der aktuellen Schließhöhe und Zufuhr des Beschickungsmaterials nur, wenn die Schließhöhe innerhalb des gewünschten Schließhöhenbereichs liegt, ist ebenso offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Graph der Schließhöhe über der Pressgeschwindigkeit während Startens einer Hochgeschwindigkeitspresse.
2 ist ein Graph der Pressgeschwindigkeit und Schließhöhe über der Zeit für eine typische Presse.
3 ist eine Skizze einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine Skizze einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Pressbeschicker 1 wird typischerweise verwendet zum Zuführen von Streifen des Beschickungsmaterials 2, welches gestempelt oder geformt werden wird, um die Teile 3 zu der Presse 4 zu machen, wie in 3 in schematischer Form gezeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Pressbeschicker 1 eine elektronisch gesteuerte und elektronisch betriebene Pressbeschickungsvorrichtung.
Ein Steuergerät 5 ist direkt mit dem Pressbeschicker 1 verbunden und dem Pressenrückmeldungsgerät 6, welches mit der Presse 4 verbunden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerungsgerät 5 in der Lage, den Pressbeschicker 1 zu steuern, Rückmeldungsinformation von dem Pressenrückmeldungsgerät 6 zu erhalten und Eingabe der durch den Nutzer spezifizierten minimalen Pressgeschwindigkeit zu akzeptieren, bei welcher der Pressbeschicker 1 betrieben werden soll. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das Steuerungsgerät 5 in der Lage, direkte Nutzereingabe der minimalen Pressgeschwindigkeit zu akzeptieren. In anderen bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens ist das Steuerungsgerät 5 in der Lage, ein analoges oder digitales Signal zu akzeptieren, welches die minimale Pressgeschwindigkeit einer vom Nutzer gelieferten Vorrichtung (nicht gezeigt) repräsentiert. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerungsgerät 5 in der Lage, ein digitales An-/Aussignal von einem anwenderseitigen Zusatzsteuerungsgerät (nicht gezeigt) zu empfangen, welches anzeigt, wenn sich die Pressschließhöhe stabilisiert hat.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Presse 4 und ist verbunden zu einer Pressenrückmeldungsvorrichtung 6, die in der Lage ist, die Geschwindigkeit der Presse 4 zu messen, während die Presse in Betrieb ist, einschließlich wenn die Presse 4 stoppt und startet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Pressen rückmeldungsvorrichtung ein Drehmelder (nicht gezeigt). In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Pressenrückmeldungsvorrichtung 6 eine Geschwindigkeitsrückmeldungsvorrichtung (nicht gezeigt).
Die minimale Pressgeschwindigkeit, bei welcher der elektrische Pressbeschicker 1 mit dem Zuführen der Materialstreifen 2 beginnen soll, aus welchen die Teile 3 gestempelt oder geformt werden sollen, wird eingegeben durch einen Nutzer in das Steuergerät 5 vor dem Beginn des Betriebs der Presse 4 und des Pressbeschickers 1. Der Betrieb der Presse 4 wird dann gestartet.
Die Geschwindigkeit, bei welcher die Presse 4 betrieben wird, wird dann gemessen durch die Pressenrückmeldungsvorrichtung 6 der Presse 4, welche wiederum die Pressengeschwindigkeitsinformation zurück zu dem Steuergerät 5 überträgt. Das Steuergerät 5 vergleicht dann die Geschwindigkeit der Presse 4 mit der eingegebenen minimalen Pressgeschwindigkeit. Wenn die Geschwindigkeit der Presse 4 größer ist oder gleich der eingegebenen Minimalpressgeschwindigkeit, sendet das Steuergerät 5 ein Signal zu dem Pressbeschicker 1, um die Zufuhr des Beschickungsmaterials 2 in die Presse 4 zu beginnen, welche die Teile 3 stempeln oder formen wird. Wenn die Geschwindigkeit der Presse 4 kleiner als die eingegebene Minimalpressgeschwindigkeit ist, sendet das Steuergerät 5 ein Signal zu dem Pressbeschicker 1, um außer Betrieb zu bleiben oder um die Zufuhr des Beschickungsmaterials 2 zu stoppen.
Hat die Geschwindigkeit der Presse 4 einmal die minimale Pressgeschwindigkeit erreicht oder überschritten, wird die Geschwindigkeit der Presse 4 kontinuierlich überwacht durch die Pressenrückmeldungsvorrichtung 6 und verglichen mit der eingegebenen Minimalpressgeschwindigkeit durch das Steuergerät 5. Sollte die Geschwindigkeit der Presse 4 an einem Wert unter der eingegebenen Minimalpressgeschwindigkeit gemessen werden zu irgendeiner Zeit während des Betriebs der Presse 4, wird das Steuergerät 5 ein Signal zu dem Pressbeschicker 1 senden, um die Zufuhr des Beschickungsmaterials 2 zu stoppen. Während die Presse 4 gestoppt ist, wird das Steuergerät 5 ebenso ein Signal zu dem Pressbeschicker 1 senden, um die Zufuhr des Beschickungsmaterials 2 zu stoppen, wenn die gemessene Pressgeschwindigkeit, gesendet durch die Pressenrückmeldungsvorrichtung 6 zurück zu dem Steuergerät 5, unterhalb der eingegebenen Minimalpressgeschwindigkeit ist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform, gezeigt in 4, schließt die Presse 4 eine Pressenrückmeldungsvorrichtung 7 ein, fähig zum Messen der Schließhöhe der Presse 4, während die Presse 4 in Betrieb ist, einschließlich wenn die Presse 4 stoppt und startet. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät 5 in der Lage, direkte Nutzereingabe des nötigen Schließhöhenbereichs zu akzeptieren. In einer anderen Version dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät 5 in der Lage, ein analoges oder digitales Signal, das den nötigen Schließhöhenbereich darstellt, zu akzeptieren von einer anwenderseitigen Vorrichtung (nicht gezeigt).
Die nötige Pressenschließhöhe, bei welcher der Pressbeschicker 1 beginnen sollte, die Materialstreifen 2, aus welchen Teile 3 gestempelt oder geformt werden sollen, zuzuführen, wird in das Steuergerät 5 eingegeben vor dem Beginn des Betriebs der Presse 4 und des Pressbeschickers 1. Der Betrieb der Presse 4 wird dann gestartet, nachdem die nötige Pressschließhöhe eingegeben ist.
Die Schließhöhe, bei welcher die Presse 4 betrieben ist, wird dann durch die Schließhöhenrückmeldevorrichtung 7 der Presse 4 gemessen, welche wiederum die Schließhöheninformation zurück zu dem Steuergerät 5 überträgt. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Rückmeldungsgerät 7 ein linearer Versetzungsumwandler. Das Steuergerät 5 vergleicht dann die Schließhöhe der Presse 4 mit dem eingegebenen gewünschten Schließhöhenbereich. Wenn die gemessene Schließhöhe innerhalb des spezifizierten gewünschten Bereichs ist, sendet das Steuergerät 5 ein Signal zu dem Pressbeschicker 1 zur Zufuhr von Material 2. Das Steuergerät 5 überwacht kontinuierlich die Pressschließhöhe über das Rückmel dungsgerät 7. Wenn zu irgendeiner Zeit während des Betriebs der Presse 4 die Schließhöhe außerhalb des spezifizierten Bereichs abweicht, zeigt das Steuergerät 5 dem Pressbeschicker 1 an, das Beschickungsmaterial 2 zu stoppen.
In einer dritten bevorzugten Ausführungsform, wenn es ausreichend ist, die Produktion schlechter Teile beim Pressenanlauf und nicht beim Pressenanhalten zu vermeiden, kann das Rückmeldungsgerät 7 durch einen Hubzähler (nicht gezeigt) ersetzt werden. Der Nutzer gibt einen Wert ein, der die Anzahl von Presshüben repräsentiert, zum Auslassen des Steuergeräts 5 während Anlaufs. Das Steuergerät 5 vergleicht dann die Anzahl der Presshübe, gezählt durch den Hubzähler und übertragen zum Steuergerät 5, mit der angegebenen Anzahl von Presshüben zum Auslassen. Wenn die Anzahl der Presshübe, gezählt durch den Hubzähler, die eingegebene Anzahl von Presshüben zum Auslassen überschreitet, zeigt das Steuergerät 5 dem Pressbeschicker 1 an, mit Zufuhr des Beschickungsmaterials 2 zu beginnen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Presse 4 eine Hochgeschwindigkeitsstanzpresse mit Werkzeugbereitstellung. Andere Ausführungsformen können andere Formen von Pressen mit verschiedenen Betriebsgeschwindigkeiten einschließen, da Schließhöhenvariation für Pressen, die bei allen Geschwindigkeiten arbeiten, auftreten. In einer bevorzugten Ausführungsform der oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Presse 4 eine elektronisch gesteuerte und eine elektronisch betriebene Pressenzufuhr.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sollen betrachtet werden in allen Beziehungen nur als beschreibend und nicht als beschränkend. Der Bereich der Erfindung ist mehr durch die folgenden Ansprüche beschrieben als durch die vorangegangene Beschreibung. Alle Änderungen, welche innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche sind, fallen unter den Begriff innerhalb ihres Bereichs.

Claims

Verfahren zum Ausgleich der Schließhöhenvariationen einer Presse (4) bei ihrem Starten und Stoppen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Eingabe der minimalen Pressgeschwindigkeit der Presse (4), bei welcher das Zuführen des Beschickungsmaterials (2) beginnen soll; fortlaufende Überwachung der momentanen Pressgeschwindigkeit der Presse (4); und Zuführung des Beschickungsmaterials durch einen Pressbeschicker (1) nur, wenn die momentane Pressgeschwindigkeit mindestens gleich der minimalen Pressgeschwindigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zuführen des Beschickungsmaterials (2) durch den Pressbeschicker (1) gestoppt wird, wenn die momentane Pressgeschwindigkeit kleiner als die minimale Pressgeschwindigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kontinuierliche Überwachung der momentanen Pressgeschwindigkeit durch einen Drehmelder durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die minimale Pressgeschwindigkeit durch direkte Anwendereingabe in ein Steuergerät (5) für die Presse (4) eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die minimale Pressgeschwindigkeit in ein Steuergerät (5) für die Presse (4) eingegeben wird durch ein digitales Signal von einem anwenderseitigen Zusatzsteuergerät.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend die Schritte: Eingabe der minimalen Pressgeschwindigkeit der Presse (4), bei welcher das Zuführen des Beschickungsmaterials (2) beginnen soll, in ein Steuergerät (5); Rückmeldung der momentanen Pressgeschwindigkeit der Presse (4) zu dem Steuergerät (5) durch ein Rückmeldungsgerät (6); Vergleich zwischen der momentanen Pressgeschwindigkeit der Presse (4) und der minimalen Pressgeschwindigkeit der Presse (4) durch das Steuergerät (5); Senden eines Signals von dem Steuergerät (5) zu einem Pressbeschicker (1), um das Zuführen des Beschickungsmaterials (2) zu der Presse (4) zu beginnen, wenn die momentane Pressgeschwindigkeit der Presse (4) mindestens gleich der minimalen Pressgeschwindigkeit ist; und Senden eines Signals von dem Steuergerät (5) zu dem Pressbeschicker (1), um das Zuführen des Beschickungsmaterials (2) zu der Presse (4) zu beenden, wenn die momentane Pressgeschwindigkeit der Presse (4) weniger als die minimale Pressgeschwindigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Rückmeldungsgerät (6) ein Drehmelder ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die minimale Pressgeschwindigkeit durch direkte Anwendereingabe in das Steuergerät (5) eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die minimale Pressgeschwindigkeit in das Steuergerät (5) eingegeben wird durch ein digitales Signal von einem anwenderseitigen Zusatzsteuergerät.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, wobei die minimale Pressgeschwindigkeit eine Pressgeschwindigkeit ist, bei welcher die Schließhöhe der Presse (4) innerhalb eines gewünschten Toleranzbereichs ist.
Verfahren zum Ausgleich der Schließhöhenvariation einer Presse (4) bei ihrem Starten und Stoppen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Eingabe des gewünschten Schließhöhenbereichs der Presse (4), bei welchem die Zuführung des Beschickungsmaterials (2) beginnen soll; fortlaufende Überwachung der momentanen Schließhöhe der Presse (4); und Zuführen des Beschickungsmaterials (2) durch einen Pressbeschicker (1) nur, wenn die momentane Schließhöhe innerhalb des gewünschten Schließhöhenbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die kontinuierliche Überwachung der momentanen Schließhöhe durch einen linearen Versetzungsumwandler (7) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der gewünschte Schließhöhenbereich eine Schließhöhe der Presse (4) ist, die es Teilen (3) ermöglicht, innerhalb eines gewünschten Toleranzbereichs hergestellt zu werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der gewünschte Schließhöhenbereich durch direkte Anwendereingabe in ein Steuergerät (5) für die Presse (4) eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der gewünschte Schließhöhenbereich in ein Steuergerät (5) für die Presse (4) eingegeben wird durch ein digitales Signal von einem anwenderseitigen Zusatzsteuergerät.
Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend: Eingabe des gewünschten Schließhöhenbereichs der Presse (4), bei welchem die Zuführung des Beschickungsmaterials (2) beginnen soll, in ein Steuergerät (5); Rückmeldung der momentanen Schließhöhe der Presse (4) zu dem Steuergerät (5) durch ein Rückmeldungsgerät (7); Vergleich der momentanen Schließhöhe der Presse (4) mit dem gewünschten Schließhöhenbereich der Presse (4) durch das Steuergerät (5); Senden eines Signals von dem Steuergerät (5) zu einem Pressbeschicker (1), um das Zuführen des Beschickungsmaterials (2) zu der Presse (4) zu beginnen, wenn die momentane Schließhöhe der Presse (4) mindestens innerhalb des gewünschten Schließhöhenbereichs liegt; und Senden eines Signals von dem Steuergerät (5) zu dem Pressbeschicker (1), um das Zuführen des Beschickungsmaterials (2) zu der Presse (4) zu beenden, wenn die momentane Schließhöhe der Presse (4) außerhalb des gewünschten Schließhöhenbereichs der Presse liegt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Rückmeldungsgerät (7) ein linearer Versetzungsumwandler ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der gewünschte Schließhöhenbereich eine Schließhöhe der Presse (4) ist, die sicherstellt, dass die durch die Presse (4) hergestellten Teile (3) innerhalb eines gewünschten Toleranzbereichs liegen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der gewünschte Schließhöhenbereich eingegeben wird durch direkte Benutzereingabe in das Steuergerät (5).
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der gewünschte Schließhöhenbereich in das Steuergerät (5) durch ein digitales Signal eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der gewünschte Schließhöhenbereich in das Steuergerät (5) durch ein analoges Signal eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 6, 11 oder 16, wobei die Presse (4) eine Hochgeschwindigkeitsstanzpresse ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 6, 11 oder 16, wobei der Pressbeschicker (1) ein elektronisch gesteuerter und elektronisch betriebener Pressbeschicker ist.