EP1308268A1 - Press- oder Stanzautomat - Google Patents

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Publication number
EP1308268A1
EP1308268A1 EP01126273A EP01126273A EP1308268A1 EP 1308268 A1 EP1308268 A1 EP 1308268A1 EP 01126273 A EP01126273 A EP 01126273A EP 01126273 A EP01126273 A EP 01126273A EP 1308268 A1 EP1308268 A1 EP 1308268A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
punching machine
measuring
automatic press
press
machine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP01126273A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1308268B1 (de
Inventor
Roos Markus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haulick and Roos GmbH
Original Assignee
Haulick and Roos GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haulick and Roos GmbH filed Critical Haulick and Roos GmbH
Priority to DE50111859T priority Critical patent/DE50111859D1/de
Priority to EP20010126273 priority patent/EP1308268B1/de
Publication of EP1308268A1 publication Critical patent/EP1308268A1/de
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Publication of EP1308268B1 publication Critical patent/EP1308268B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0029—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height
    • B30B15/0041—Control arrangements therefor

Definitions

  • the invention relates to a press or punching machine with a frame, the one lower part of the frame with a platen and one Has drive unit receiving frame top, which over Stand supported on the lower part of the frame, and with one of the drive unit to a reciprocating plunger that Can be moved vertically on the frame using guide columns is held, and with an adjusting device for adjusting the Ram reversal position during operation of the press or punching machine, a measuring device being assigned to the adjusting device is with a first, held on the movable plunger and a second, cooperating with this, held stationary Measuring element for contactless detection of the ram reversal position, and wherein the guide columns as well as the plunger and the platen define a tool installation space for holding tools.
  • the EP 0 367 035 B1 proposed an indirect measurement in that the im Tool occurring pressure is detected.
  • a pressure sensor to be used on the inside of the tool installation space Upper tool or is held on the lower tool. The one when moving together of upper tool and lower tool on the pressure transducer the pressure acting here is a measure of the immersion depth represents.
  • Another press or punching machine in which the ram reversing position can be adjusted during operation is from the EP 0 732 194 B1 known.
  • the first measuring element is rod-shaped or band-shaped and has a scale marking recognizable by the second measuring element in Shape of a plurality alternating in the longitudinal direction of the first measuring element North and South Pole areas.
  • the second measuring element comprises a detector head with an induction loop for provision one dependent on the relative position of the two measuring elements Measurement signal.
  • the two measuring elements are at an inner corner area of the tool installation space.
  • the measuring elements are installed in the tools, it can Although the plunger position can be recorded very precisely, the conversion of the Automatic presses or punching machines are, however, due to the installation of the Measuring elements with considerable changeover times and adjustment work connected. If the measuring elements outside the tools at one arranged inner corner area of the tool installation space, so the changeover times can be reduced, but it does exist the risk of damage and contamination of the sensitive Measuring elements.
  • the object of the present invention is a press or punching machine the generic type in such a way that on structurally simple way a reliable measured variable for adjustment the plunger reversal position can be provided while being practical no risk of damage to the measuring elements when converting the Tools exists.
  • This task is the beginning of a press or punching machine mentioned type according to the invention solved in that the first and the second measuring element outside the tool installation space in one Guide column surrounding area of the plunger are held.
  • the plunger of the press die Automatic punching machines with the help of guide columns in the vertical direction slidably held on the frame. For this, the guiding pillars gripped by the pestle.
  • the press or punching machine has an electronic one Includes comparison unit, with the help of that provided by the measuring elements Measured variable can be compared with a target value.
  • the latter is preferably via a programming unit of the comparison unit predetermined.
  • the TARGET value can be one Operator after converting the press or punching machine be specified by the operator during a test run the quality of the processed by means of the press or punching machine Workpiece assessed. If the determined by means of the measuring elements ACTUAL value from the predefined TARGET value via a predetermined one Tolerance dimension beyond, the ram reversal position accordingly corrected.
  • the second measuring element is preferably adjacent to the first measuring element held on a stand. Alternatively, it could be provided that second measuring element adjacent to the first measuring element on the press table fix.
  • the second measuring element particularly reliably against mechanical influences To protect, it is beneficial if the second measuring element the side wall of the associated guide column of the Stand is held.
  • the press or Punching machine includes a strain gauge for measuring the strain of the stand on which the second measuring element is held, and that the press or punching machine is assigned to the strain gauge Correction unit for correcting the measurement device provided measured value depending on the measurement signal of the Dehnungsmeßgliedes.
  • the strain gauge is used, which is a measurement signal provides for the correction of that provided by the measuring unit Measured value.
  • the Automatic press or punching machine has at least two pressure measuring elements, the two diagonally opposite stands of the frame are arranged.
  • the diagonal arrangement of the pressure measuring elements on the frame allows it to be uneven in a structurally simple manner To determine stator strains so that measurement inaccuracies regarding the bottom dead center position of the ram due to an uneven Stand expansion can be corrected.
  • the press or punching machine at least comprises two measuring devices, each with a first and a second measuring element, the measuring devices outside the tool installation space in diagonally opposite each other arranged a guide column surrounding areas of the plunger are.
  • the diagonal arrangement of the measuring devices enables to compensate for any guide asymmetries in the ram, so that despite the measurement of the ram position outside the tool installation space reliably the position of the plunger within the Tool installation space can be determined.
  • the press or punching machine comprises a signal processing unit which is used to calculate a Average of those provided by the two measuring devices Measuring signals is connected to the two measuring devices.
  • the averaging of the two measurement signals recorded in a diagonal arrangement makes it possible in a structurally particularly simple way, which within to determine the ram position prevailing in the tool installation space.
  • the first and second measuring elements interact magnetically, for example.
  • the second measuring element for example, a magnetic field sensitive Sensor, preferably have a Hall sensor, which on the sensor prevailing magnetic field strength from the position of the first measuring element is dependent.
  • the first measuring element can be a control element have to influence the prevailing at the location of the sensor Magnetic field.
  • the control element can, for example, be conical be so that by a vertical movement of the first measuring element the distance of the control element to the sensor of the second measuring element changed and thereby the magnetic field strength occurring at the sensor being affected.
  • One of the two measuring elements preferably comprises one Coil through which one depends on the position of the other measuring element Electricity flows.
  • One of the two measuring elements can be, for example A large number of alternating ones arranged in a row Show north and south poles.
  • the series is the North and south poles arranged on the first measuring element, this one has rod-shaped or ribbon-shaped configuration.
  • the second measuring element preferably has a U-shaped groove into which the first measuring element immersed, and includes at least one induction coil, so that a relative displacement of the two measuring elements within the induction coil induces a current from an associated detector can be detected to provide one of the position of the plunger dependent measurement signal.
  • a press or punching machine As an example of a press or punching machine according to the invention is in the drawing schematically shows a high-speed punching machine, which is denoted overall by reference number 10. It includes a frame-like frame 12 with a lower frame part 14 and one Frame upper part 15, which is a total of four, in the corner points a stand 16 arranged on a rectangle supports on the lower frame part 15. The stand 16 thus have a supporting function and are accordingly massive.
  • the upper frame part 15 receives a drive unit 18 for driving a plunger 20 which can be moved back and forth in the vertical direction
  • the drive unit comprises an eccentric shaft 22, which by means of roller bearings 24 is rotatably held on the frame 12 and by means of a Drawing not shown, known drive motor a rotational movement can be driven.
  • the ram is guided in the vertical direction by means of a total four guide columns arranged in the corner points of a rectangle 31 to 34, each of a holding arm 35, 36, 37 and 38 of the plunger 20 are encompassed, so that the guide columns 31 to 34 - each adjacent to a stand 16 - immovable on the plunger 20th are held.
  • the guide columns 31 to 34 are with their respective longitudinal axes 31a up to 34a aligned vertically and delimit in the horizontal direction a tool installation space 40, the vertical extent of which the bottom of the plunger 20 and the top of a platen 42 of the lower frame part 14 is limited.
  • a tool installation space 40 can be on the plunger 20 and the platen 42 known per se and therefore not shown in the drawing Lower tool or a tool, also not shown in the drawing, Assemble the known upper tool for punching or pressing of a workpiece.
  • Each guide column 31 to 34 is above and below the end Tool installation space 40 a roller bearing 45 preloaded without play assigned with a guide bush so that the plunger 20 by means of Guide columns 31 to 34 and the roller bearing 45 in the vertical direction is exactly guided.
  • An oil cooling circuit 47 is to be kept as low as possible provided with an oil tank, not shown in the drawing, which is integrated in the lower frame part 14.
  • the tappet 20 is via the connecting rods 26 and 27 by means of the eccentric shaft 22 driven to a reciprocating motion.
  • the drive unit 18 includes a arranged above the eccentric shaft 22 and with this via a Connecting rod 49 coupled balancing mass 51, which is aligned on vertically Guide rods 53 is guided.
  • vibration damper 57 which is as environmentally friendly as possible Enable installation of the automatic punching machine 10, by dampening vibrations very strongly.
  • each a measuring device 60 or 62 is arranged, each a first, outside the tool installation space 40 in the area of the respective Holding arms 35 and 38 fixed first measuring element 64 and a interacting with the first measuring element 34, each adjacent arranged stand 16 include held second measuring member 66.
  • the horizontal extent of the tool installation space 40 is how explained above, determined by the guide columns 31 to 34.
  • the two measuring devices 60 and 62 arranged outside the tool installation space 40, because each encompassing a guide column 31 to 34 Holding arms 35 to 38 protrude beyond the tool installation space 40, and the first measuring members 64 are in the over the tool space 40 protruding area fixed to the holding arms 35 and 38 respectively.
  • the second measuring elements 66 are also outside the tool installation space 40, set on the adjacent stand 16.
  • the first measuring elements 64 are each rod-shaped and have a plurality of arranged one behind the other in the longitudinal direction North and South Poles.
  • the second measuring elements 66 each comprise a receiving groove into which the first measuring elements 64 are immersed, and each an induction coil (not shown) in which when moving of the plunger 20 and the associated relative movement of the first measuring elements 64 an induction current is induced.
  • Measuring devices 60 and 62 with first and second measuring elements 64 or 66 are known per se and for example in EP 0 732 194 B1 described.
  • the two measuring devices 60 and 62 protrude Electrical lines, not shown, with a signal processing unit 71 in electrical connection, which in turn via not shown electrical lines coupled to the adjustment devices 29 is.
  • the signal processing unit 71 comprises an electronic one Display device 73 and a keypad 74 for entering Control data and is used to control the high-speed punch press 10 including the adjustment devices 29.
  • the Signal processing unit 71 a known in the drawing Controlled feed device, not shown, with the tool installation space 40 workpieces to be machined can be fed.
  • the two measuring devices 60 and 62 arranged outside the tool installation space 40, in an area between the respective guide pillars 31 or 34 and one fixed to the respectively assigned stand 16 lateral protective wall 68, so that the measuring devices 60 and 62 on the one hand through the respective guide column 31 or 34 and on the other hand through the respectively assigned stand 16 and the protective wall 68 are protected against mechanical influences.
  • the two measuring devices 60 and 62 provide the signal processing unit 71 with a measurement signal, wherein the signal processing unit 71 forms an average value which is used for Control of the adjusting devices 29 is used.
  • the second measuring elements 66 of the two measuring devices 60 and 62 are on the side wall facing the respective guide column 31 or 34 76 of the stand 16 arranged adjacent to each other.
  • the respective side wall 76 additionally takes a strain gauge 78 or 80, for example a strain gauge, with the help of a temperature-related expansion of the respective Stand 16 can be detected.
  • Strain gauges 78 and 80 stand over electrical lines not shown in the drawing also in electrical connection with the signal processing unit 71.
  • the measurement signals of the strain gauges 78 and 80 become Correction of those provided by the measuring devices 60 and 62 Measurement signals used.
  • the signal processing unit comprises 71 a correction unit 82, so that due to an expansion of the column occurring measurement inaccuracies of the measuring devices 60 and 62 can be compensated.
  • the measuring devices 60 and 62 which have an actual signal provide that which can be predetermined with one of the signal processing unit 71 TARGET signal can be compared. Exceeds this determined deviation also the signal processing unit 71 definable tolerance range, so the adjustment devices 29 activated to correct the plunger reversal position by the effective length of the connecting rods 26 and 27 is readjusted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Preß- oder Stanzautomaten (10) mit einem hin- und herbewegbaren Stößel (20), der über Führungssäulen (31, 32, 33, 34) verschiebbar an einem Gestell (12) gehalten ist, und mit einer Verstelleinrichtung (29) zur Verstellung der Stößelumkehrposition während des Betriebs des Preß- oder Stanzautomaten (10), wobei der Verstelleinrichtung (29) eine Meßeinrichtung (60, 62) zugeordnet ist mit einem ersten, am Stößel (20) gehaltenen Meßglied (64) und einem zweiten, ortsfest gehaltenen Meßglied (66) zum berührungslosen Erfassen der Stößelumkehrposition, wobei die Führungssäulen (31 bis 34) sowie der Stößel (20) und die Aufspannplatte (42) einen Werkzeugeinbauraum (40) definieren zur Aufnahme von Werkzeugen. Um den Preß- oder Stanzautomaten derart weiterzubilden, daß auf konstruktiv einfache Weise eine zuverlässige Meßgröße zur Verstellung der Stößelumkehrposition bereitgestellt werden kann, wobei praktisch keine Gefahr einer Beschädigung der Meßglieder beim Umrüsten der Werkzeuge besteht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das erste und zweite Meßglied (64, 66) außerhalb des Werkzeugeinbauraumes (40) in einem eine Führungssäule (31, 34) umgreifenden Bereich (35, 38) des Stößels (20) gehalten sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Preß- oder Stanzautomat mit einem Gestell, das ein Gestellunterteil mit einer Aufspannplatte sowie ein eine Antriebseinheit aufnehmendes Gestelloberteil aufweist, das sich über Ständer am Gestellunterteil abstützt, und mit einem von der Antriebseinheit zu einer Hin- und Herbewegung antreibbaren Stößel, der über Führungssäulen in vertikaler Richtung verschiebbar am Gestell gehalten ist, und mit einer Verstelleinrichtung zur Verstellung der Stößelumkehrposition während des Betriebs des Preß- oder Stanzautomaten, wobei der Verstelleinrichtung eine Meßeinrichtung zugeordnet ist mit einem ersten, am bewegbaren Stößel gehaltenen Meßglied sowie einem mit diesem zusammenwirkenden, ortsfest gehaltenen zweiten Meßglied zum berührungslosen Erfassen der Stößelumkehrposition, und wobei die Führungssäulen sowie der Stößel und die Aufspannplatte einen Werkzeugeinbauraum definieren zur Aufnahme von Werkzeugen.
Um bei Stanz- oder Preßautomaten den Werkzeugverschleiß zu reduzieren und damit die Standzeiten der Werkzeuge zu verlängern, ist es günstig, wenn die Umkehrposition des Stößels, das heißt dessen unterer Totpunkt, unabhängig von der Temperatur des Preß- oder Stanzautomaten und unabhängig von den insbesondere in der Beschleunigungsphase auftretenden Massenkräften möglichst konstant gehalten werden kann. Hierzu wird in der DE-OS 27 31 074 ein Stellantrieb für eine Stößellageverstellung vorgeschlagen, so daß im laufenden Betrieb des Preß- oder Stanzautomaten die Stößelumkehrposition verstellt werden kann. Dies gibt die Möglichkeit, die Eintauchtiefe eines innerhalb des Werkzeugeinbauraumes am Stößel gehaltenen Oberwerkzeugs in ein auf der Aufspannplatte fixiertes Unterwerkzeug auch bei zunehmender Hubzahl konstant zu halten. Die DE-OS 27 31 074 schlägt in diesem Zusammenhange vor, innerhalb des Werkzeugeinbauraums im Bereich der Werkzeuge eine induktive Eintauchtiefen-Meßeinrichtung anzuordnen, so daß die Eintauchtiefe direkt erfaßt und an eine Regeleinrichtung weitergegeben werden kann. Durch Vergleich zwischen IST-Wert und SOLL-Wert der Eintauchtiefe kann dann die Stößelumkehrposition mit Hilfe des Stellantriebs entsprechend nachreguliert werden.
Statt einer direkten Messung der Eintauchtiefe des Stößels wird in der EP 0 367 035 B1 eine indirekte Messung vorgeschlagen, indem der im Werkzeug auftretende Druck erfaßt wird. Hierzu kommt ein Druckaufnehmer zum Einsatz, der innerhalb des Werkzeugeinbauraumes am Oberwerkzeug oder am Unterwerkzeug gehalten ist. Der beim Zusammenfahren von Oberwerkzeug und Unterwerkzeug auf den Druckaufnehmer einwirkende Druck stellt hierbei ein Maß für die Eintauchtiefe dar.
Ein weiterer Preß- oder Stanzautomat, bei dem die Stößelumkehrposition während des Betriebs verstellt werden kann, ist aus der EP 0 732 194 B1 bekannt. Zur Messung der Stößellage kommt eine Meßeinrichtung zum Einsatz mit einem ersten, mit dem Stößel fest verbundenen Meßglied und einem zweiten, ortsfest gehaltenen Meßglied. Das erste Meßglied ist stangen- oder bandförmig ausgebildet und weist eine vom zweiten Meßglied erkennbare Skalenmarkierung in Form einer Vielzahl sich in Längsrichtung des ersten Meßglieds abwechselnder Nord- und Südpolbereichen auf. Das zweite Meßglied umfaßt einen Detektorkopf mit einer Induktionsschleife zur Bereitstellung eines von der Relativstellung der beiden Meßglieder abhängigen Meßsignals. Die beiden Meßglieder sind bei einem inneren Eckbereich des Werkzeugeinbauraumes angeordnet.
Werden die Meßglieder in die Werkzeuge eingebaut, so kann damit zwar die Stößellage sehr genau erfaßt werden, die Umrüstung des Preß- oder Stanzautomaten ist allerdings aufgrund des Einbaus der Meßglieder mit beträchtlichen Umrüstzeiten und Justierungsarbeiten verbunden. Werden die Meßglieder außerhalb der Werkzeuge bei einem inneren Eckbereich des Werkzeugeinbauraumes angeordnet, so können zwar die Umrüstzeiten reduziert werden, es besteht allerdings die Gefahr einer Beschädigung und einer Verschmutzung der empfindlichen Meßglieder.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Preß- oder Stanzautomaten der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß auf konstruktiv einfache Weise eine zuverlässige Meßgröße zur Verstellung der Stößelumkehrposition bereitgestellt werden kann, wobei praktisch keine Gefahr einer Beschädigung der Meßglieder beim Umrüsten der Werkzeuge besteht.
Diese Aufgabe wird bei einem Preß- oder Stanzautomaten der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste und das zweite Meßglied außerhalb des Werkzeugeinbauraumes in einem eine Führungssäule umgreifenden Bereich des Stößels gehalten sind.
Wie eingangs erwähnt, ist der Stößel des erfindungsgemäßen Preßoder Stanzautomaten mit Hilfe von Führungssäulen in vertikaler Richtung verschiebbar am Gestell gehalten. Hierzu werden die Führungssäulen vom Stößel umgriffen. In die Erfindung fließt nun der Gedanke ein, den die Führungssäulen umgreifenden Bereich des Stößels zur Anordnung der ersten und zweiten Meßglieder der Meßeinrichtung heranzuziehen. In diesem Bereich greift der Stößel über den Werkzeugeinbauraum hinaus, so daß der gesamte Werkzeugeinbauraum zur Montage von Werkzeugen zur Verfügung steht und nicht durch die Anordnung der Meßglieder beeinträchtigt wird. Es wird also der größtmögliche Werkzeugeinbauraum zur Verfügung gestellt. Werden die Werkzeuge ausgetauscht, so wird deren Montage nicht durch die Meßglieder behindert, so daß praktisch keine Gefahr besteht, daß die Meßglieder beim Umrüsten des Preß- oder Stanzautomaten beschädigt werden. Auch die Verschmutzungsgefahr wird deutlich reduziert.
Günstig ist es, wenn der Preß- oder Stanzautomat eine elektronische Vergleichseinheit umfaßt, mit deren Hilfe die von den Meßgliedern bereitgestellte Meßgröße mit einem SOLL-Wert verglichen werden kann. Letzterer ist vorzugsweise über eine Programmiereinheit der Vergleichseinheit vorgebbar. Der SOLL-Wert kann beispielsweise von einer Bedienperson nach erfolgter Umrüstung des Preß- oder Stanzautomaten während eines Testlaufs vorgegeben werden, indem die Bedienperson die Qualität des mittels des Preß- oder Stanzautomaten bearbeiteten Werkstücks beurteilt. Weicht der mittels der Meßglieder ermittelte IST-Wert vom vorgebbaren SOLL-Wert über ein vorbestimmtes Toleranzmaß hinaus ab, so wird die Stößelumkehrposition entsprechend korrigiert. Hierzu kommt die an sich bekannte Verstelleinrichtung zum Einsatz, mit deren Hilfe die Stößellage, insbesondere die untere Totpunktlage des Stößels, während des laufenden Betriebs des Preß- oder Stanzautomaten nachjustiert werden kann.
Von Vorteil ist es, wenn im Abstand zu den Führungssäulen jeweils ein Ständer und/oder eine seitliche Schutzwand angeordnet sind, und das erste und das zweite Meßglied im Bereich zwischen der Führungssäule und dem zugeordneten Ständer bzw. der zugeordneten Schutzwand positioniert sind. Die Meßglieder sind dadurch zuverlässig vor mechanischen Einwirkungen geschützt, da sie außerhalb des Werkzeugeinbauraumes im Bereich zwischen einer Führungssäule und dem zugeordneten Ständer bzw. der zugeordneten Schutzwand angeordnet sind. In Richtung auf den Werkzeugeinbauraum besteht dadurch ein Schutz aufgrund der Führungssäule, in der dem Werkzeugeinbauraum abgewandten Richtung sind die Meßglieder durch den Ständer bzw. die Schutzwand abgedeckt.
Vorzugsweise ist das zweite Meßglied dem ersten Meßglied benachbart an einem Ständer gehalten. Alternativ könnte vorgesehen sein, das zweite Meßglied dem ersten Meßglied benachbart am Pressentisch zu fixieren.
Um das zweite Meßglied besonders zuverlässig vor mechanischen Einwirkungen zu schützen, ist es günstig, wenn das zweite Meßglied an der der zugeordneten Führungssäule zugewandten Seitenwand des Ständers gehalten ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Preß- oder Stanzautomaten ist vorgesehen, daß der Preß- oder Stanzautomat ein Dehnungsmeßglied umfaßt zur Messung der Dehnung des Ständers, an dem das zweite Meßglied gehalten ist, und daß der Preß- oder Stanzautomat eine dem Dehnungsmeßglied zugeordnete Korrektureinheit aufweist zur Korrektur des von der Meßeinrichtung bereitgestellten Meßwerts in Abhängigkeit vom Meßsignal des Dehnungsmeßgliedes. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, daß Meßungenauigkeiten, die sich aufgrund einer Dehnung des Ständers ergeben, kompensiert werden können. Um die Säulendehnung zu erfassen, kommt das Dehnungsmeßglied zum Einsatz, das ein Meßsignal bereitstellt zur Korrektur des von der Meßeinheit bereitgestellten Meßwertes. Während des Betriebs des Preß- oder Stanzautomaten kann folglich die Stößelumkehrposition sehr exakt bestimmt werden, ohne daß es hierzu erforderlich ist, die Meßglieder innerhalb des Werkzeugeinbauraumes zu positionieren.
Um eine ungleichmäßige Ständerdehnung zuverlässig erfassen zu können, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß der Preß- oder Stanzautomat zumindest zwei Druckmeßglieder aufweist, die an zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ständern des Gestells angeordnet sind. Die diagonale Anordnung der Druckmeßglieder am Gestell ermöglicht es auf konstruktiv einfache Weise, ungleichmäßige Ständerdehnungen zu ermitteln, so daß Meßungenauigkeiten bezüglich der unteren Totpunktlage des Stößels aufgrund einer ungleichmäßigen Ständerdehnung korrigiert werden können.
Eine besonders hohe Präzision bei der Messung der Stößelumkehrposition bei von der Messung unbeeinflußtem Werkzeugeinbauraum kann dadurch erzielt werden, daß der Preß- oder Stanzautomat mindestens zwei Meßeinrichtungen umfaßt mit jeweils einem ersten und einem zweiten Meßglied, wobei die Meßeinrichtungen außerhalb des Werkzeugeinbauraumes in einander diagonal gegenüberliegenden, jeweils eine Führungssäule umgreifenden Bereichen des Stößels angeordnet sind. Die diagonale Anordnung der Meßeinrichtungen ermöglicht es, eventuell auftretende Führungsunsymmetrien des Stößels auszugleichen, so daß trotz der Messung der Stößellage außerhalb des Werkzeugeinbauraums zuverlässig die Lage des Stößels innerhalb des Werkzeugeinbauraums bestimmt werden kann.
Von besonderem Vorteil ist es hierbei, wenn der Preß- oder Stanzautomat eine Signalverarbeitungseinheit umfaßt, die zur Berechnung eines Mittelwerts der von den beiden Meßeinrichtungen bereitgestellten Meßsignalen mit den beiden Meßeinrichtungen verbunden ist. Die Mittelwertbildung der beiden in diagonaler Anordnung erfaßten Meßsignale ermöglicht es auf konstruktiv besonders einfache Weise, die innerhalb des Werkzeugeinbauraums herrschende Stößellage zu ermitteln.
Zum berührungslosen Erfassen der Stößellage können die ersten und zweiten Meßglieder beispielsweise magnetisch zusammenwirken. So kann das zweite Meßglied zum Beispiel einen magnetfeldempfindlichen Sensor, vorzugsweise einen Hallsensor aufweisen, wobei die am Sensor herrschende Magnetfeldstärke von der Stellung des ersten Meßgliedes abhängig ist. Das erste Meßglied kann hierzu ein Steuerglied aufweisen zur Beeinflussung des am Ort des Sensors herrschenden Magnetfeldes. Das Steuerglied kann beispielsweise konisch ausgestaltet sein, so daß durch eine Vertikalbewegung des ersten Meßgliedes der Abstand des Steuergliedes zum Sensor des zweiten Meßgliedes verändert und dadurch die am Sensor auftretende Magnetfeldstärke beeinflußt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Preßoder Stanzautomaten ist vorgesehen, daß das erste und das zweite Meßglied induktiv zusammenwirken. Hierbei ist es besonders günstig, wenn das erste oder das zweite Meßglied in das jeweils andere Meßglied eingreift. Vorzugsweise umfaßt eines der beiden Meßglieder eine Spule, durch die ein von der Lage des anderen Meßgliedes abhängiger Strom fließt. Eines der beiden Meßglieder kann beispielsweise eine Vielzahl von in Reihe zueinander angeordneter, einander abwechselnder Nord- und Südpole aufweisen. Vorzugsweise ist die Reihe der Nord- und Südpole am ersten Meßglied angeordnet, das hierzu eine stangen- oder bandförmige Ausgestaltung aufweist. Das zweite Meßglied weist vorzugsweise eine U-förmige Nut auf, in die das erste Meßglied eintaucht, und umfaßt zumindest eine Induktionsspule, so daß eine Relativverschiebung der beiden Meßglieder innerhalb der Induktionsspule einen Strom induziert, der von einem zugeordneten Detektor erfaßt werden kann zur Bereitstellung eines von der Lage des Stößels abhängigen Meßsignals.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
  • Figur 1: eine schematische Darstellung eines Preß- oder Stanzautomaten und
  • Figur 2: eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in Figur 1.
    • Als Beispiel eines erfindungsgemäßen Preß- oder Stanzautomaten ist in der Zeichnung in schematischer Weise ein Schnellstanzautomat dargestellt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt ist. Er umfaßt ein rahmenartiges Gestell 12 mit einem Gestellunterteil 14 und einem Gestelloberteil 15, das sich über insgesamt vier, in den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnete Ständer 16 am Gestellunterteil 15 abstützt. Die Ständer 16 weisen somit eine tragende Funktion auf und sind dementsprechend massiv ausgestaltet.
    Das Gestelloberteil 15 nimmt eine Antriebseinheit 18 auf zum Antrieb eines in vertikaler Richtung hin- und herbewegbaren Stößels 20. Hierzu umfaßt die Antriebseinheit eine Exzenterwelle 22, die mittels Rollenlager 24 drehbar am Gestell 12 gehalten ist und mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten, an sich bekannten Antriebsmotors zu einer Drehbewegung antreibbar ist. An der Exzenterwelle 22 sind zwei Pleuel 26, 27 drehbar gehalten. Beide Pleuel 26 und 27 sind mit ihrem freien Ende über eine zur Verstellung der Umkehrposition des Stößels vorgesehene Verstelleinrichtung 29 am Stößel 20 gehalten.
    Die Führung des Stößels in vertikaler Richtung erfolgt mittels insgesamt vier in den Eckpunkten eines Rechtecks angeordneter Führungssäulen 31 bis 34, die jeweils von einem Haltearm 35, 36, 37 bzw. 38 des Stößels 20 umgriffen sind, so daß die Führungssäulen 31 bis 34 - jeweils einem Ständer 16 benachbart - unverschieblich am Stößel 20 gehalten sind.
    Die Führungssäulen 31 bis 34 sind mit ihrer jeweiligen Längsachse 31a bis 34a vertikal ausgerichtet und begrenzen in horizontaler Richtung einen Werkzeugeinbauraum 40, dessen vertikale Ausdehnung durch die Unterseite des Stößels 20 sowie die Oberseite einer Aufspannplatte 42 des Gestellunterteils 14 begrenzt ist. Innerhalb des Werkzeugeinbauraums 40 lassen sich am Stößel 20 und der Aufspannplatte 42 ein an sich bekanntes und deshalb in der Zeichnung nicht dargestelltes Unterwerkzeug bzw. ein in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestelltes, an sich bekanntes Oberwerkzeug montieren zum Stanzen oder Pressen eines Werkstückes.
    Jeder Führungssäule 31 bis 34 ist endseitig oberhalb und unterhalb des Werkzeugeinbauraumes 40 ein spielfrei vorgespanntes Wälzlager 45 zugeordnet mit einer Führungsbuchse, so daß der Stößel 20 mittels der Führungssäulen 31 bis 34 und der Wälzlager 45 in vertikaler Richtung exakt geführt ist.
    Um im Dauerbetrieb des Schnellstanzautomaten auftretende Temperatureinflüsse möglichst gering zu halten, ist ein Öl-Kühlkreislauf 47 vorgesehen mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ölbehälter, der in das Gestellunterteil 14 integriert ist.
    Der Stößel 20 ist über die Pleuel 26 und 27 mittels der Exzenterwelle 22 zu einer Hin- und Herbewegung antreibbar. Zum Ausgleich der hierbei auftretenden Massenkräfte umfaßt die Antriebseinheit 18 eine oberhalb der Exzenterwelle 22 angeordnete und mit dieser über einen Pleuel 49 gekoppelte Ausgleichsmasse 51, die an vertikal ausgerichteten Führungsstangen 53 geführt ist.
    Die Aufstellung des Schnellstanzautomaten 10 auf einer Bodenfläche 55 erfolgt über Schwingungsdämpfer 57, die eine möglichst umweltfreundliche Aufstellung des Schnellstanzautomaten 10 ermöglichen, indem auftretende Schwingungen sehr stark gedämpft werden.
    Während der Anlaufphase des Schnellstanzautomaten 10 kann trotz des Einsatzes des Kühlkreislaufes 47 eine geringfügige Temperaturerhöhung nicht vermieden werden. Diese Temperaturerhöhung führt ebenso wie auftretende Massenkräfte dazu, daß sich der untere Umkehrpunkt des Stößels 20 geringfügig verändert. Um dieser Veränderung entgegenzuwirken, kann die Stößelumkehrposition des Stößels 20 während des Betriebs des Preß- oder Stanzautomaten 10 mittels der Verstelleinrichtungen 29 verstellt werden. Zur Bestimmung der Stößellage ist im Bereich der Führungssäule 31 sowie im Bereich der der Führungssäule 31 diagonal gegenüberliegenden Führungssäule 34 jeweils eine Meßeinrichtung 60 bzw. 62 angeordnet, die jeweils ein erstes, außerhalb des Werkzeugeinbauraumes 40 im Bereich des jeweiligen Haltearms 35 bzw. 38 festgelegtes erstes Meßglied 64 und ein mit dem ersten Meßglied 34 zusammenwirkendes, am jeweils benachbart angeordneten Ständer 16 gehaltenes zweites Meßglied 66 umfassen. Die horizontale Ausdehnung des Werkzeugeinbauraumes 40 wird, wie voranstehend erläutert, durch die Führungssäulen 31 bis 34 bestimmt. Wie insbesondere aus Figur 2 deutlich wird, sind die beiden Meßeinrichtungen 60 und 62 außerhalb des Werkzeugeinbauraumes 40 angeordnet, denn die jeweils eine Führungssäule 31 bis 34 umgreifenden Haltearme 35 bis 38 ragen über den Werkzeugeinbauraum 40 hinaus, und die ersten Meßglieder 64 sind in dem über den Werkzeugeinbauraum 40 hinausragenden Bereich an den Haltearmen 35 bzw. 38 fixiert. Die zweiten Meßglieder 66 sind, ebenfalls außerhalb des Werkzeugeinbauraumes 40, am jeweils benachbarten Ständer 16 festgelegt.
    Die ersten Meßglieder 64 sind jeweils stangenförmig ausgestaltet und weisen eine Vielzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneter Nord- und Südpole auf. Die zweiten Meßglieder 66 umfassen jeweils eine Aufnahmenut, in die die ersten Meßglieder 64 eintauchen, sowie jeweils eine Induktionsspule (nicht dargestellt), in der beim Verschieben des Stößels 20 und der damit verbundenen Relativbewegung der ersten Meßglieder 64 ein Induktionsstrom induziert wird. Derartige Meßeinrichtungen 60 bzw. 62 mit ersten und zweiten Meßgliedern 64 bzw. 66 sind an sich bekannt und beispielsweise in der EP 0 732 194 B1 beschrieben. Die beiden Meßeinrichtungen 60 und 62 stehen über nicht dargestellte elektrische Leitungen mit einer Signalverarbeitungseinheit 71 in elektrischer Verbindung, die ihrerseits über nicht dargestellte elektrische Leitungen mit den Verstelleinrichtungen 29 gekoppelt ist. Die Signalverarbeitungseinheit 71 umfaßt eine elektronische Anzeigevorrichtung 73 sowie ein Tastenfeld 74 zur Eingabe von Steuerungsdaten und dient der Steuerung des Schnellstanzautomaten 10 einschließlich der Verstelleinrichtungen 29. Außerdem wird von der Signalverarbeitungseinheit 71 ein an sich bekannter, in der Zeichnung nicht dargestellter Vorschubapparat gesteuert, mit dem dem Werkzeugeinbauraum 40 zu bearbeitende Werkstücke zugeführt werden können.
    Wie insbesondere aus Figur 2 deutlich wird, sind die beiden Meßeinrichtungen 60 und 62 außerhalb des Werkzeugeinbauraumes 40 angeordnet, und zwar in einem Bereich zwischen der jeweiligen Führungssäule 31 bzw. 34 und einer am jeweils zugeordneten Ständer 16 fixierten seitlichen Schutzwand 68, so daß die Meßeinrichtungen 60 und 62 einerseits durch die jeweilige Führungssäule 31 bzw. 34 und andererseits durch den jeweils zugeordneten Ständer 16 und die Schutzwand 68 vor mechanischen Einwirkungen geschützt sind.
    Mittels der ersten und zweiten Meßglieder 64 bzw. 66 der beiden Meßeinrichtungen 60 und 62 kann während des laufenden Betriebs des Schnellstanzautomaten 10 die Lage des unteren Totpunktes des Stößels 20 erfaßt werden. Die beiden Meßeinrichtungen 60 und 62 stellen der Signalverarbeitungseinheit 71 jeweils ein Meßsignal bereit, wobei die Signalverarbeitungseinheit 71 einen Mittelwert bildet, der zur Steuerung der Verstelleinrichtungen 29 herangezogen wird.
    Die zweiten Meßglieder 66 der beiden Meßeinrichtungen 60 und 62 sind an der der jeweiligen Führungssäule 31 bzw. 34 zugewandten Seitenwand 76 des jeweils benachbart angeordneten Ständers 16 gehalten. Die jeweilige Seitenwand 76 nimmt zusätzlich jeweils ein Dehnungsmeßglied 78 bzw. 80 auf, beispielsweise einen Dehnungsmeßstreifen, mit dessen Hilfe eine temperaturbedingte Dehnung des jeweiligen Ständers 16 erfaßt werden kann. Die Dehnungsmeßglieder 78 und 80 stehen über in der Zeichnung nicht dargestellte elektrische Leitungen ebenfalls mit der Signalverarbeitungseinheit 71 in elektrischer Verbindung. Die Meßsignale der Dehnungsmeßglieder 78 und 80 werden zur Korrektur der von den Meßeinrichtungen 60 und 62 bereitgestellten Meßsignale herangezogen. Hierzu umfaßt die Signalverarbeitungseinheit 71 eine Korrektureinheit 82, so daß aufgrund einer Ständerdehnung auftretende Meßungenauigkeiten der Meßeinrichtungen 60 und 62 kompensiert werden können.
    Kommt es während des Betriebs des Schnellstanzautomaten 10 zu einer Veränderung des unteren Totpunktes des Stößels 20, so wird dies von den Meßeinrichtungen 60 und 62 registriert, die ein IST-Signal bereitstellen, das mit einem der Signalverarbeitungseinheit 71 vorgebbaren SOLL-Signal verglichen werden kann. Überschreitet die hierbei ermittelte Abweichung einen ebenfalls der Signalverarbeitungseinheit 71 vorgebbaren Toleranzbereich , so werden die Verstelleinrichtungen 29 zu einer Korrektur der Stößelumkehrposition aktiviert, indem die effektive Länge der Pleuel 26 und 27 nachjustiert wird.

    Claims (12)

    1. Preß- oder Stanzautomat (10) mit einem Gestell (12), das ein Gestellunterteil (14) mit einer Aufspannplatte (42) sowie ein eine Antriebseinheit (18) aufnehmendes Gestelloberteil (15) aufweist, das sich über Ständer (16) am Gestellunterteil (14) abstützt, und mit einem von der Antriebseinheit (18) zu einer Hinund Herbewegung antreibbaren Stößel (20), der über Führungssäulen (31, 32, 33, 34) in vertikaler Richtung verschiebbar am Gestell (12) gehalten ist, und mit einer Verstelleinrichtung (29) zur Verstellung der Stößelumkehrposition während des Betriebs des Preß- oder Stanzautomaten (10), wobei der Verstelleinrichtung (29) eine Meßeinrichtung (60; 62) zugeordnet ist mit einem ersten, am bewegbaren Stößel (20) gehaltenen Meßglied (64) sowie einem mit diesem zusammenwirkenden, ortsfest gehaltenen zweiten Meßglied (66) zum berührungslosen Erfassen der Stößelumkehrposition, und wobei die Führungssäulen (31, 32, 33, 34) sowie der Stößel (20) und die Aufspannplatte (42) einen Werkzeugeinbauraum (40) definieren zur Aufnahme von Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Meßglied (64, 66) außerhalb des Werkzeugeinbauraums (40) in einem eine Führungssäule (31 bzw. 34) umgreifenden Bereich (35 bzw. 38) des Stößels (20) angeordnet sind.
    2. Preß- oder Stanzautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand zu den Führungssäulen (31, 32, 33, 34) jeweils ein Ständer (16) und/oder eine seitliche Schutzwand (68) angeordnet sind und daß das erste und das zweite Meßglied (64, 66) im Bereich zwischen der Führungssäule (31, 32, 33, 34) und dem zugeordneten Ständer (16) bzw. einer zugeordneten Schutzwand (68) positioniert sind.
    3. Preß- oder Stanzautomat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Meßglied (66) dem ersten Meßglied (64) benachbart an einem Ständer (16) gehalten ist.
    4. Preß- oder Stanzautomat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Meßglied (66) an der der benachbarten Führungssäule (31, 34) zugewandten Seite (76) des Ständers (16) gehalten ist.
    5. Preß- oder Stanzautomat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Preß- oder Stanzautomat (10) ein Dehnungsmeßglied (78) umfaßt zur Messung der Dehnung des Ständers (16), an dem das zweite Meßglied (66) gehalten ist, und daß der Preß- oder Stanzautomat (10) eine dem Dehnungsmeßglied (78) zugeordnete Korrektureinheit (82) aufweist zur Korrektur des von der Meßeinheit (60, 62) bereitgestellten Meßwerts in Abhängigkeit vom Meßsignal des Dehnungsmeßgliedes (78).
    6. Preß- oder Stanzautomat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Preß- oder Stanzautomat (10) zumindest zwei Dehnungsmeßglieder (78) umfaßt, die an zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ständern (16) des Gestells (12) angeordnet sind.
    7. Preß- oder Stanzautomat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Preß- oder Stanzautomat (10) mindestens zwei Meßeinrichtungen (60, 62) umfaßt mit jeweils einem ersten und einem zweiten Meßglied (64, 66), wobei die Meßeinrichtungen (60, 62) außerhalb des Werkzeugeinbauraumes (40) in einander diagonal gegenüberliegenden, jeweils eine Führungssäule (31, 34) umgreifenden Bereichen (35, 38) des Stößels (20) angeordnet sind.
    8. Preß- oder Stanzautomat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Preß- oder Stanzautomat (10) eine Signalverarbeitungseinheit (71) umfaßt, die zur Berechnung eines Mittelwertes der von den beiden Meßeinrichtungen (60, 62) bereitgestellten Meßsignale mit den beiden Meßeinrichtungen (60, 62) verbunden ist.
    9. Preß- oder Stanzautomat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Meßglied (64, 66) magnetisch miteinander zusammenwirken.
    10. Preß- oder Stanzautomat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Meßglied (64, 66) induktiv miteinander zusammenwirken.
    11. Preß- oder Stanzautomat nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Meßglieder (66) eine Spule umfaßt und durch die Spule ein von der Relativstellung der beiden Meßglieder (64, 66) abhängiger Strom fließt.
    12. Preß- oder Stanzautomat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Meßglieder (64) eine Vielzahl von in Reihe hintereinander angeordneter, einander abwechselnder magnetischer Nord- und Südpolbereiche aufweist
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