EP1439949B1 - Verfahren zum einstellen bzw. überwachen eines pressen-werkzeugs und pressen-werkzeug bzw. pressen-steuereinrichtung dafür - Google Patents

Verfahren zum einstellen bzw. überwachen eines pressen-werkzeugs und pressen-werkzeug bzw. pressen-steuereinrichtung dafür Download PDF

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EP1439949B1
EP1439949B1 EP02782744A EP02782744A EP1439949B1 EP 1439949 B1 EP1439949 B1 EP 1439949B1 EP 02782744 A EP02782744 A EP 02782744A EP 02782744 A EP02782744 A EP 02782744A EP 1439949 B1 EP1439949 B1 EP 1439949B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
press
tool
parameters
controlling
registered
Prior art date
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EP02782744A
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English (en)
French (fr)
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EP1439949A1 (de
Inventor
Herbert Ludwig GRÖBL
Walter Rau
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.)
DORST Technologies GmbH and Co KG
Original Assignee
DORST Technologies GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1439949B1 publication Critical patent/EP1439949B1/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
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/005—Control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/26—Programme control arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for setting or monitoring a press tool with the preamble features of claims 1 and 5 and a press tool and a press control device therefor.
  • presses are used with tools adapted to the compacts, wherein pressing pressures of up to 800 t and more are used.
  • pressing pressures up to 800 t and more are used.
  • a compression of the individual press and tool components takes place during the pressing process, which makes a final fine adjustment of the required pressing pressures and height adjustments of individual press dies of the tool very difficult.
  • the previous adjustment is particularly difficult in the case of tools for finely structured compacts, since the number of press punches or tool axes which can be moved differently relative to one another can be ten or more.
  • a number of graphic drawings corresponding to the number of axes is made in a first step in order to clarify the required sequence of movement of the individual stamps relative to a base plane of the press or of the tool.
  • a programming similar to a CNC programming, as well known from machine tool programming is performed in a subsequent step.
  • After programming will be a Probehub performed to determine if the programming is done correctly.
  • the complex movement patterns of the individual axes or stamp each other often show in this first stroke errors or inaccuracies in the programming and / or adjustment.
  • JP 07290294 A For example, a method for preparing operating data of a press is known.
  • simulations are computationally performed and displayed on a screen in a first step, wherein the Simulations calculate a later to be performed pressing process.
  • the conversion into control operating data of the corresponding press takes place in a second process step.
  • the machine is operated with these control operating data, wherein finally it is expressly stated that the test processing, also referred to by the person skilled in the art as a sample hoop, can be shortened in comparison with the previous method of operation with a multiplicity of test beets.
  • the risk of errors due to input errors, unconsidered parameters in the simulation program, conversion errors in the machine parameters and errors when entering the machine parameters in the press remains problematic.
  • US 5,043,111 In general, a method for producing pressed parts by pressing a powdery material between pressing surfaces of press dies is known.
  • the method serves to compensate for elastic deformations of the punches as a result of the effect of the pressing force in the final press position. In one embodiment, this is done by constantly monitoring the effect of the pressing forces on the punches to correct for elastic deformations in a subsequent cycle.
  • the acting pressing force on at least one of the dies during the press cycle is measured and used directly to calculate the correct specific position of the punches in the same press cycle.
  • US-A-5,024,811 also describes a method for producing pressed parts, in which a correction of pressing parameters is carried out.
  • a progression of the pressing force as a function of the distance traveled during compression is detected in each individual pressing operation and compared with a predetermined path-dependent tolerance of the pressing force. If an impermissible deviation occurs, either reduces a height of the press part in a press-end position or changes an end press position of a press punch so as to increase a weight of the press part in the end position.
  • US-A-5,517,871 describes a tablet press or a method for pressing tablets.
  • a first test extrusion is carried out on a "simulation" or experimental press and later carried out a second test extrusion on another press, wherein the second test extrusion is carried out on a press for mass production of the tablets.
  • the results of actually measured pressing parameters of both pressing trials are then finally compared.
  • a control method is created and subsequently carried out with the control process an actual press stroke in the corresponding of the two presses.
  • EP-A-0 417 485 describes a press for producing dimensionally stable compacts of powdery material.
  • a tool is received, which acts on a force of a press ram.
  • a correction device has a measuring device for receiving the extension of the press stand and a multiplier which multiplies a determined by the measuring device elongation of the press stand to generate a correction signal with a correction factor equal to the ratio of stator strain to the total deformation of the press is.
  • the correction device then changes the press stroke automatically by the correction signal.
  • EP-A-0 460 294 describes a method for evaluating data from tabletting machines. Machine and production data of a machine are used by the computer of an operating terminal belonging to the tableting machine a portable storage medium in a separate computer system for evaluation.
  • DE 43 03 561 A describes a creation of motions in connection with a determination of positions for sensors for a press, with which metal parts are bent.
  • US-A-6,074,584 describes a method and an apparatus for producing pressed parts from, in particular, ceramic or metallic powders.
  • force values and travel values of press dies are recorded and compared with a setpoint curve for the force relative to the path.
  • the setpoint curve is used as a controlled variable to regulate along the setpoint curve for the force acting on the powder during the same pressing operation.
  • the object of the invention is to propose methods for setting or monitoring a press tool, a press tool or a press control device, which enable effective programming and / or monitoring of the programming and of the tool.
  • damage to a ceramic or metal powder press tool during a pressing process including a sample is to be avoided.
  • the computational simulation method of a press hub in a computer device makes it possible to carry out a first check of the defined method sequence or the programming accordingly. Furthermore, by detecting operating parameters, a deviation of the actual values from desired values can be determined and corrected accordingly on the tool or in the programming. Accordingly, the number of emergency stops or even tool breaks can be significantly minimized.
  • optimum programming can be made, so that the actual downtime in the press can also be minimized.
  • the determination of actual values at the virtual probe hub allows a comparison with predetermined target values, so that a manual or automatic adjustment of the control program can be performed.
  • the virtual probe stroke is repeated, this procedure being carried out until the actual value and the setpoint value lie within a predetermined tolerance range.
  • Automatic adaptation of parameters for the programming is particularly advantageous, whereby minimization and, for example, iterative or interpolating methods known per se can be used. If, in the case of a deviation greater than a predefinable critical tolerance, an output is made to a programmer or other user, then this can also be a check or perform manual parameter correction before proceeding with any further automatic programming adjustment. In addition to the consideration of special tool-specific parameters, this also allows a manual correction in the case of an altered powder or granule composition.
  • monitoring of operating parameters is performed during the trial strokes and also during later operation.
  • operating parameters can be determined or recorded at arbitrary or even staggered times in order to be able to compare such operating parameters with setpoint values or with actual values or operating parameters determined at an earlier point in time.
  • an error program is started.
  • the error program can carry out an automatic correction of the control program or the parameters used for it, or it can also initiate a termination of the entire operation.
  • the acquisition of individual operating parameters can be done in various ways. In addition to the direct tapping of parameters by strain or compression gauge on individual components can be z. As well as laser-assisted or other path-measuring method, acceleration measurements, speed measurements of the moving components, but also conductivity measurements on individual components or on finished compacts in addition to the various types of pressure detection are performed. Pressures can be used both purely mechanically and by means of appropriate pressure sensors in the hydraulic field in hydraulic presses.
  • Such a reference method for monitoring in particular the tool thus enables recording, documenting and evaluating obtained parameters and results.
  • a comparison of values can be performed automatically and / or manually using lists and diagrams.
  • the manual start of the monitoring serves to detect changes in the tool or the press after, for example, longer breaks or removal times of this tool.
  • test tool For testing a press as such, a test tool may be provided in addition to a tool that is routinely used.
  • a database is set up containing control and monitoring procedures for each individual tool type or tool.
  • a press or a tool 1 inserted therein a plurality of movable components This includes in particular a base plate 10, which is usually stored immovably within a tool frame of the press.
  • the base plate 10 serves to movably support a plurality of individual plates and stamp carriers 11 relative to this base plate 10.
  • 11 individual stamps 12 may be supported directly on the base plate 10 and on the individual other plates or stamp carriers 11, which end as a press die for pressing a powder or granules in a die-filled die opening and there serve for molding compression of the powder.
  • piston / cylinder assemblies 13 each having a cylinder chamber 14 and a piston rod 15 which dips therein with a corresponding piston ring have.
  • the two sub-chambers of the cylinder chamber 14 are supplied from a hydraulic pump P via hydraulic lines 16 with a corresponding hydraulic medium.
  • piston / cylinder assemblies 13 a z. B. also be arranged directly in the other plates or stamp carriers 11, as shown by the punch 12 a, which is supported on a corresponding piston rod 15 a.
  • the movement of the punch 12a relative to the base plate 10 thus takes place via a piston rod 15b, which is movably mounted in a corresponding piston / cylinder arrangement 13b in the base plate 10 and additionally via the piston / cylinder arrangement 13a, which is arranged in the punch carrier 11. It is thus two mutually coupled adjustment options for the punch 12a relative to the base plate 10th
  • At least one central control device C which is advantageously coupled to a memory M for storing operating parameters and parameters for individual tools, is used to control the various hydraulic pumps P required for this purpose.
  • Both the hydraulic pumps P and the central control device C and the storage device M may be all or part of the tool or else part of the press or a separate, coupled to the press control.
  • various transducers are furthermore arranged on the press and / or the tool 1 and its components.
  • Such transducers can be, for example, measuring strips 21, the z. B. on a piston rod 15 for detecting their compression during the press stroke serve.
  • pressure transducers 22 which register the prevailing hydraulic pressure in the area of the cylinder chamber 14.
  • Further transducers can determine, for example, conductivities of individual compressed components or of the finished compacts, or use ultrasound or laser beams for measuring heights and the like. It is also possible to determine the time sequence, for example to record the required pressing time from the initiation of the pressing to the end of the compression process.
  • a few to several dozen and more individual components of a tool may be relatively to each other.
  • the number of recordable readings may also be from zero to several dozen or more parameters depending on the design of the tool.
  • all parameters are advantageously used with regard to the individual tool components and also all parameters which can be determined by transducers.
  • Fig. 2 represents a control program or module, with which a first setting and generation of the actual control program for the press hub is described.
  • Fig. 3 describes a reference program or extended control program designed to monitor the functions and optimally to take action in the event of deviations and errors. Solid lines indicate process sequences, dotted lines control data or data to be stored.
  • Fig. 2 starts with the start 41 of the process, the program or method for adjusting a press tool, being understood as a press tool not only those for hydraulic or mechanical powder presses but also for other types of presses, especially in powder metallurgy and ceramic sector ,
  • a flowchart is created.
  • the flowchart is thereby converted into a corresponding control method, advantageously determining and taking into account setpoint values for individual components and measurable operating parameters.
  • it is expedient to resort to a multiplicity of parameters which are stored in a storage device M.
  • a multiplicity of parameters which are stored in a storage device M.
  • the output of the individual method steps and parameters on a screen and / or as a graphical expression for the operator of the tool is provided for illustration and testing.
  • the sequence method already considers method steps with plausibility checks that prevent exceeding of allowable limits or pressures, such as may occur in situations where the piston / cylinder assembly 13a moves the punch 12a, with the piston / cylinder assembly 13a again in which is arranged by the further piston / cylinder assembly 13b movable plate 11.
  • a sample hub 43 is performed, which is also referred to below as a virtual hub 43.
  • the individual movements are simulated, with the results being output as actual values.
  • the individual forces acting thereon of the various components can also be taken into account in terms of surface technology.
  • the output can be made either as numerical values and / or for visual checks graphically.
  • a query 45 takes place, in which the setpoint values determined in the course of the scheduling 42 are compared with the actual values 44 determined at the virtual hub 43.
  • a new determination or adaptation of the corresponding parameters or of the control method is undertaken in a further adaptation step 46.
  • the adaptation can be performed automatically, in particular iteratively, but can also be done manually by manually entering new parameters or changing the process steps. Also possible is a combination of automatic and manual Adaptation, for example, if it is specified for individual parameters that an automatic adjustment is permitted or not permitted.
  • ideal target values are again determined if a required change in the target values should turn out.
  • the particular parameters and method steps are also stored in the memory device M, as in the case of the scheduling 42, also in the adaptation step 46.
  • a first sample hub 47 is performed, which is configured optically monitorable in an advantageous manner.
  • a pause 48 is made in the process flow to make a review of the compact and the tool can. If all conditions are satisfied, the output of the individual parameters, values and method steps to the memory device M and / or the control device C for controlling the further process flow in the output step 50 is performed in a subsequent query step 49, the end of the process sequence for setting the Press tool follows.
  • the query step 49 returns to the adaptation step 46 or a comparable adaptation step to individual parameters and / or the process sequence for the individual components of the pressing Tool accordingly.
  • a monitoring of the press parameters, the tool parameters and optionally made of the quality Pressling can be used for short-term changes as well as for long-term changes of the various parameters.
  • the method sequence described below can be carried out as an independent method, in particular independent software program, but can also be integrated into a control method for controlling the pressing and thus become part of the general control method.
  • a reference method or reference program will be described below by way of example, which is used as an independent program in addition to the actual control program.
  • the input of reference parameters 62 or the input of a reference program 62a in a corresponding control device C can be made.
  • Both reference parameters for an existing reference program and a tool-specific reference program can be input manually, but can also be taken from a memory device M.
  • the storage device M can be part of a tool, part of a press or a separate storage device M in a separate control device.
  • Both reference parameters and a reference program can be removed in an advantageous manner from a method for adjusting the press tool, as for example with reference to the sequence of Fig. 2 is described. However, it is also possible to redetermine the individual parameters and process steps.
  • the generation of a reference program or of reference parameters can in particular also be carried out using measured values which are detected or determined with the setting of the press tool and / or during the later operation.
  • storage of the corresponding parameters and method steps in the memory device M is expedient at any time in order to be able to carry out comparisons with then actual values at a later time or to be able to resort to these values at a later time when the tool is restarted.
  • the continuous machine cycle is checked.
  • the check can be carried out continuously in the sense that a continuous monitoring is performed every single press stroke. However, it is also possible to monitor it regularly after a predetermined number of press strokes or a predetermined period of time between individual checking steps 63. In preferred embodiments, the check is triggered manually as required.
  • a comparison is made in a query 64 in which previous ones Target values are used.
  • the previous target values can be predefined as reference parameters, for example, or acquired or determined at previous times.
  • this check 63 of the machine cycle is continued until the end of the cycle 65 before the reference method ends 66.
  • a further query 67 If an excessively large deviation between actual values and desired values for individual or all values is found in the query 64, it is expediently checked in a further query 67 whether it is a serious deviation. If not, the machine cycle check 63 continues in the usual manner, with an output 68 set to e.g. B. a screen or a printout for the operator. In particular, deviations are also registered in the memory device M in order to be available for later evaluations. In the case of a detected serious deviation in the query 67 can also be provided that the machine cycle is stopped immediately 69. In addition, an output 70 is displayed on a screen or other monitoring medium, associated with an alarm 71, whereupon the reference or reference program is terminated 72. A restart is conveniently made with the restart of the machine cycle after the fault has been cleared.
  • a transmission of the corresponding data via a telecommunication device T to a remote monitoring device can be made.
  • a remote monitoring device may be in addition to a control center of the operator of the press or the press tool and the manufacturer of the press or the press tool. This is the shortest way of continuous monitoring of the individual components by the manufacturer, who in turn can prepare and carry out appropriate measures when detecting a fault or detecting a change, in particular continuous change.
  • a general transmission of the values from the memory device M with the individual reference parameters and / or reference programs from the memory device M out or into this via a corresponding data transmission line or telecommunication interface T is possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einstellen bzw. Überwachen eines Pressen-Werkzeuges mit den oberbegrifflichen Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 5 sowie ein Pressen-Werkzeug und eine Pressen-Steuereinrichtung dafür.
  • Zum Herstellen von keramischen Artikeln und Presslingen aus keramischen oder metallhaltigen Pulvern und Granulaten werden Pressen mit entsprechend den Presslingen eingerichteten Werkzeugen verwendet, wobei Pressdrücke von bis zu 800 t und mehr eingesetzt werden. Durch die hohen Drücke bedingt findet beim Pressvorgang eine Stauchung der einzelnen Pressen- und Werkzeugkomponenten statt, die eine vorherige endgültige Feinjustierung der erforderlichen Pressdrücke und Höhenjustierungen einzelner Pressstempel des Werkzeugs nur schwer möglich macht. Erschwert wird die vorherige Justierung insbesondere bei Werkzeugen für feinstrukturiert aufgebaute Presslinge, da die Anzahl der gegeneinander verschieden beweglichen Pressstempel bzw. Werkzeugachsen zehn und mehr betragen kann.
  • Zur Vorbereitung eines Maschinen-Steuerprogramms für die Presse und das Werkzeug wird in einem ersten Arbeitsschritt eine der Achsenzahl entsprechende Anzahl graphischer Zeichnungen zum Verdeutlichen des erforderlichen Bewegungsablaufs der einzelnen Stempel gegenüber einer Grundebene der Presse oder des Werkzeugs angefertigt. Anhand dieser Diagramme bzw. Zeichnungen wird in einem nachfolgenden Schritt eine Programmierung ähnlich einer CNC-Programmierung, wie sie von Werkzeugmaschinen-Programmierungen allgemein bekannt ist, durchgeführt. Nach der Programmierung wird ein Probehub durchgeführt, um festzustellen, ob die Programmierung korrekt erfolgt ist. Insbesondere aufgrund der zuvor beschriebenen Stauchungsproblematik, aber auch aufgrund der komplexen Bewegungsverläufe der einzelnen Achsen bzw. Stempel zueinander, zeigen sich bei diesem ersten Hub oftmals Fehler oder Ungenauigkeiten bei der Programmierung und/oder Justierung. Entsprechend sind Nachkorrekturen bei insbesondere der Programmierung und weitere Probe-Hübe erforderlich. In nachteilhafter Weise macht diese Vorgehensweise eine Vielzahl von Nothalts bei den ersten Probe-Hüben erforderlich. Insbesondere kann es vor allem bei Probe-Hüben mit eingesetzten Stempeln und in die Matrizenöffnung eines solchen Werkzeugs eingefülltem Pulver bei nicht rechtzeitig erfolgendem Nothalt auch zu Werkzeugbrüchen kommen.
  • Ein weiteres Problem bei derartigen Pressen und Werkzeugen dafür besteht darin, dass sich die gesamte Maschine mit der Zeit verändert. Änderungen können sich kurzzeitig durch Verstellungen der Justierungen einzelner Stempel zueinander oder durch Veränderungen bei der Zusammensetzung oder der Beschaffenheit des verwendeten Pulvers bzw. Granulats ergeben. Längerfristige Änderungen können sich aufgrund der hohen Presskräfte ergeben, die auf die einzelnen Werkzeugkomponenten einwirken, insbesondere dadurch, dass die Stempel und weitere Werkzeugkomponenten bei jedem Presshub gestaucht werden. Über längere Zeiträume führt dies dazu, dass die einzelnen Stempel und Werkzeugkomponenten nicht mehr ganz in die ursprünglichen lastfreien Dimensionen zurückfedern. Letztendlich führen derartige Änderungen des Werkzeugs und seiner Komponenten dazu, dass die ursprüngliche Programmierung nicht mehr zu korrekten Pressergebnissen führt. Daher müssen kurzfristige Korrekturen bei der Justierung einzelner Stempel oder der Programmierung innerhalb kurzer Zeiträume, insbesondere innerhalb eines Werkzeugzyklus durchgeführt werden. Da Werkzeuge für bestimmte, häufig benötigte Presslinge über eine längere Zeit immer wieder in die Presse einzusetzen und erneut zu verwenden sind, sind auch längerfristige Änderungen über mehrere Monate oder Jahre hinweg zu überwachen. In nachteilhafter Weise sind nach jedem Einsetzen eines Werkzeugs in die Presse nach einer längeren Stillstandszeit Veränderungen sowohl bei dem Werkzeug und seinen Komponenten selber als auch möglicherweise bei den Komponenten der Presse zu korrigieren. Auch dies macht wieder Probe-Hübe erforderlich, die einerseits mit einer Stillstandszeit der gesamten Anlage und andererseits mit dem Risiko von Werkzeugbrüchen verbunden sind.
  • Aus DE 197 17 217 C2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Presslingen aus Hartmetall, Keramik, Sintermetall oder dgl. bekannt. Dabei wird unter Berücksichtigung des zu verpressenden Materials und der Befüllung ein Pressfehler bei einem einzelnen Vorgang ermittelt und durch eine Druckänderung bei einem speziellen Pressstempel ausgeglichen. Um dies zu ermöglichen, wird anhand von Pressversuchen eine Soll-Kurve als Kraft-Weg-Diagramm ermittelt und gespeichert. Bei späteren Pressvorgängen wird ein Vergleich der Ist-Kurve mit dieser Soll-Kurve vorgenommen. Ausgeglichen wird somit ein möglicher Fehler bei der Erstellung eines jeweiligen Presslings durch einen Soll-Kurven-Abgleich.
  • Aus DE 37 15 077 C2 ist ein Verfahren zum Herstellen von Presslingen bzw. Formlingen aus pulver- oder granulatförmigen Werkstoffen bekannt, wobei dieses Verfahren in grundlegenden Schritten zu dem vorstehend Beschriebenen vergleichbar ist. Außerdem ist entnehmbar, dass im Verlauf eines Hubes die Abzugskraft beim Abziehen der Presswerkzeuge gemessen und mit vorgegebenen Vergleichswerten verglichen wird und dass in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis die weitere Steuerung der Presse, d. h. für jeweils nachfolgende Pressvorgänge, durchgeführt wird. Insbesondere soll eine Unterbrechnung des Abziehens vorgesehen werden, wenn die gemessene Abzugskraft größer ist als ein vorgegebener Vergleichswert, um eine Werkzeugsäuberung oder einen Werkzeugtausch zu ermöglichen.
  • Aus DE 42 03 401 A1 sind ein Pulverformpressverfahren und eine Pulverformpressvorrichtung bekannt, mit welchen ermöglicht werden soll, jeden abgestuften Abschnitt eines abgestuften Formteils gleichmäßig zu pressen, um so die Entstehung von Rissen in dem Formteil zu verhindern und eine Einstellung der Fülltiefe und eines Drucks in dem zu der Apparatur gehörigen Zylinder zu erübrigen. Ferner soll bei diesem Pressverfahren eine Durchbiegung von Pfosten und der Hydraulikzylinder für verschiedene Stempelplatten vermieden werden. Der Verfahrensablauf wird mit Hilfe von Ziel- oder Sollwerten berechnet. Um die Aufgabe zu lösen, wird vorgeschlagen, ein Geschwindigkeitsverhältnis von Bewegungsgeschwindigkeiten eines oberen und eines unteren Stempelteils zur Zeit des Zusammendrückens der jeweiligen abgestuften Abschnitte des Presslings während der Zeit zwischen dem Beginn und dem Abschluss des Pressens zu erfassen, außerdem ein Kompressionsverhältnis von gepressten Abmessungen der abgestuften Abschnitte des Formteils bzw. Presslings zu erfassen und die Relativ-Bewegungsgeschwindigkeiten des oberen Stempelteils, des unteren Stempelteils und der Form bzw. Matrize derart zu steuern, dass die Geschwindigkeitsverhältnisse etwa in Einklang stehen mit den Kompressionsverhältnissen der abgestuften Abschnitte des Formteils.
  • Die vorstehend aufgeführten Verfahrensweisen beziehen sich somit auf die Bestimmung von Steuerparametern für eine Presse. Die zuvor beschriebene Problematik wird jedoch im Wesentlichen nicht beseitigt.
  • Aus JP 07290294 A ist ein Verfahren zum Vorbereiten von Betriebsdaten einer Presse bekannt. Bei diesem Verfahren werden in einem ersten Schritt Simulationen rechnerisch durchgeführt und an einem Bildschirm wiedergegeben, wobei die Simulationen einen später durchzuführenden Pressvorgang berechnen. Sobald das Simulationsergebnis den Anforderungen entspricht, findet in einem zweiten Verfahrensschritt die Umsetzung in Steuer-Betriebsdaten der entsprechenden Presse statt. Mit diesen Steuer-Betriebsdaten wird dann nachfolgend die Maschine betrieben, wobei abschließend ausdrücklich festgestellt wird, dass die Testverarbeitung, vom Fachmann auch als Probehub bezeichnet, gegenüber der bisherigen Verfahrensweise mit einer Vielzahl von Probehüben verkürzt werden kann. Problematisch bleibt jedoch die Fehlergefahr durch Eingabefehler, unberücksichtigte Parameter in dem Simulationsprogramm, Umsetzungsfehler in die Maschinenparameter und Fehler bei der Eingabe der Maschinenparameter in die Presse.
  • Aus US 5,043,111 ist allgemein ein Verfahren zum Herstellen von Pressteilen durch Pressen eines pulverförmigen Materials zwischen Pressflächen von Pressstempeln bekannt. Das Verfahren dient zum Kompensieren elastischer Deformationen der Stempel als Folge der Wirkung der Presskraft in der Pressendstellung. Gemäß einer Ausführungsform wird dies durch konstantes Überwachen der Wirkung der Presskräfte auf die Stempel durchgeführt, um elastische Deformationen in einem nachfolgenden Zyklus zu korrigieren. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird die wirkende Presskraft an zumindest einem der Pressstempel während des Pressenzyklus gemessen und direkt zum Berechnen der korrekten spezifischen Position der Stempel in dem gleichen Pressenzyklus verwendet.
  • US-A-5,024,811 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen von Pressteilen, bei welchem eine Korrektur von Pressparametern vorgenommen wird. Während eines laufenden Pressenzyklus wird bei jedem einzelnen Pressvorgang ein Verlauf der Presskraft als eine Funktion der während des Komprimierens zurückgelegten Wegstrecke erfasst und mit einer zuvor festgelegten wegabhängigen Toleranz der Presskraft verglichen. Falls eine unzulässige Abweichung auftritt, wird entweder eine Höhe des Pressteils in einer Press-Endposition reduziert oder eine End-Pressposition eines Pressstempels so verändert, dass ein Gewicht des Pressteils in der Endposition erhöht wird.
  • US-A-5,517,871 beschreibt eine Tablettenpresse bzw. ein Verfahren zum Pressen von Tabletten. Dabei wird eine erste Versuchspressung auf einer "Simulations-" bzw. Versuchspresse durchgeführt und später eine zweite Versuchspressung auf einer anderen Presse durchgeführt, wobei die zweite Versuchspressung auf einer Presse für eine Massenproduktion der Tabletten durchgeführt wird. Die Ergebnisse tatsächlich gemessener Pressparameter beider Pressversuche werden dann abschließend verglichen. In beiden Pressen wird dazu ein Steuerverfahren erstellt und nachfolgend mit dem Steuerverfahren ein tatsächlicher Pressenhub in der entsprechenden der beiden Pressen durchgeführt.
  • EP-A-0 417 485 beschreibt eine Presse zur Herstellung maßhaltiger Presslinge aus pulverförmigem Material. In einem Pressenständer ist ein Werkzeug aufgenommen, auf welches eine Kraft eines Pressenstempels einwirkt. In Abhängigkeit einer Dehnung des Pressenständers weist eine Korrektureinrichtung eine Messeinrichtung zur Aufnahme der Dehnung des Pressenständers sowie einen Multiplikator auf, der eine von der Messeinrichtung ermittelte Dehnung des Pressenständers zur Erzeugung eines Korrektursignals mit einem Korrekturfaktor multipliziert, der gleich dem Verhältnis von Ständerdehnung zur Gesamtverformung der Presse ist. Die Korrektureinrichtung ändert dann den Pressenhub selbsttätig um das Korrektursignal.
  • EP-A-0 460 294 beschreibt ein Verfahren zur Auswertung von Daten von Tablettiermaschinen. Maschinen- und Produktionsdaten einer Maschine werden vom Computer eines zu der Tablettiermaschine gehörigen Bedienungsterminals mittels eines tragbaren Speichermediums in ein separates Computersystem zur Auswertung übertragen.
  • DE 43 03 561 A beschreibt eine Erstellung von Bewegungsabläufen in Verbindung mit einer Bestimmung von Positionen für Messaufnehmer für eine Presse, mit welcher Metallteile gebogen werden.
  • US-A-6,074,584 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen gepresster Teile aus insbesondere keramischen oder metallischen Pulvern. Während eines einzelnen Pressvorgangs werden dabei Kraftwerte und Wegwerte von Pressstempeln erfasst und mit einer Sollkurve für die Kraft relativ zum Weg verglichen. Die Sollkurve wird als Regelgröße verwendet, um während desselben Pressvorgangs eine Regelung entlang der Sollkurve für die auf das Pulver einwirkende Kraft vorzunehmen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verfahren zum Einstellen bzw. Überwachen eines Pressen-Werkzeugs, ein Pressen-Werkzeug bzw. eine Pressen-Steuereinrichtung vorzuschlagen, die eine effektive Programmierung und/oder Überwachung der Programmierung und des Werkzeugs ermöglichen. Insbesondere soll eine Beschädigung eines Keramik- oder Metallpulver-Pressen-Werkzeugs bei einem Pressvorgang einschließlich eines Probehubs vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 und durch das Pressen-Werkzeug bzw. die Pressen-Steuereinrichtung mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 14 bzw. 16 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Das rechentechnische Simulationsverfahren eines Pressen-Hubs in einer Rechnereinrichtung ermöglicht eine erste Überprüfung des festgelegten Verfahrensablaufs bzw. der entsprechend durchgeführten Programmierung. Ferner kann durch das Erfassen von Betriebsparametern eine Abweichung der Ist-Werte von Soll-Werten festgestellt und entsprechend an dem Werkzeug oder in der Programmierung korrigiert werden. Entsprechend kann die Anzahl von Nothalts oder gar Werkzeugbrüchen deutlich minimiert werden. In vorteilhafter Weise kann durch das Simulieren in einer Rechnereinrichtung bereits vor dem Einbau eines Werkzeugs in die Presse eine optimale Programmierung vorgenommen werden, so dass die tatsächliche Stillstandszeit in der Presse ebenfalls minimiert werden kann.
  • Das Bestimmen von Ist-Werten beim virtuellen Probe-Hub ermöglicht einen Vergleich mit zuvor bestimmten Soll-Werten, so dass eine manuelle oder automatische Anpassung des Steuerprogramms durchgeführt werden kann. In zweckmäßiger Weise wird nach einer solchen Anpassung des Steuerprogramms der virtuelle Probe-Hub wiederholt, wobei diese Vorgehensweise durchgeführt wird, bis der Ist- und der SollWert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen.
  • Besonders vorteilhaft ist eine automatische Anpassung von Parametern für die Programmierung, wobei auf für sich bekannte Minimierungs- und z.B. iterative oder interpolierende Verfahren zurück gegriffen werden kann. Wenn im Fall einer Abweichung größer als eine vorgebbare kritische Toleranz eine Ausgabe an einen Programmierer oder sonstigen Benutzer erfolgt, kann dieser dann auch eine Überprüfung oder manuelle Korrektur von Parametern vornehmen, bevor eine weitere automatische Anpassung der Programmierung fortgesetzt wird. Dies ermöglicht neben der Berücksichtigung spezieller Werkzeug-spezifischer Parameter auch eine manuelle Korrektur für den Fall einer veränderten Pulver- oder Granulatzusammensetzung.
  • Hinsichtlich der eigentlichen Programmierungsmechanismen kann in vorteilhafter Weise auf Prinzipien einer allgemein bekannten CNC-Programmierung zurückgegriffen werden.
  • Zusätzlich zur Berücksichtigung der im Vorfeld der Programmierung vorgegebenen Parameter ist es vorteilhaft, während des Erzeugens des Steuerprogramms und/oder während des Probe-Hubs eine Plausibilitätsprüfung hinsichtlich der einzelnen Parameter vorzunehmen. Dabei können insbesondere Wege, Hübe, Positionen einzelner Werkzeugelemente und auf diese einwirkende Kräfte berücksichtigt werden. Berücksichtigbar sind aber auch veränderliche Parameter, wie verschiedene Pulver- bzw. Granulatzusammensetzungen.
  • In vorteilhafter Weise wird während der Probe-Hübe und auch während des späteren Betriebs eine Überwachung von Betriebsparametern vorgenommen. Dazu können Betriebsparameter zu beliebigen oder auch zeitlich versetzten Zeitpunkten bestimmt oder erfasst werden, um solche Betriebsparameter mit Soll-Werten oder zu einem früheren Zeitpunkt ermittelten Ist-Werten bzw. Betriebsparametern vergleichen zu können.
  • In vorteilhafter Weise wird im Fall einer Abweichung größer als einer vorgegebenen Toleranz ein Fehlerprogramm gestartet. Je nach Fehlerauslösung kann das Fehlerprogramm eine automatische Korrektur des Steuerprogramms bzw. der dafür verwendeten Parameter durchführen oder aber auch einen Abbruch des gesamten Betriebs veranlassen.
  • Im Falle geringerer Abweichungen beim Betrieb ist jedoch auch lediglich eine Auswertung und Dokumentation der ermittelten Abweichungen durch das Fehlerprogramm möglich. Erfasste Parameter und Abweichungen werden vom Fehlerprogramm zweckmäßiger Weise direkt an einem Maschinensteuerstand, einer zentralen Kontrolleinrichtung oder einer entfernten Stelle angezeigt. Als entfernte Stelle kann insbesondere auch eine Überwachungseinrichtung des Pressen- oder Werkzeugherstellers verwendet werden, zu der die entsprechenden Daten beispielsweise über Telekommunikationsverbindungen kommuniziert werden. Dadurch kann der Hersteller der Presse oder des Werkzeugs eine längerfristige Überwachung vornehmen, um entsprechende Vorbereitungen für zyklische Wartungsarbeiten treffen zu können oder aber grundlegende Probleme der Presse oder des Werkzeugs rechtzeitig erkennen zu können.
  • Die Erfassung einzelner Betriebsparameter kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Neben dem direkten Abgreifen von Parametern durch Dehnungs- bzw. Stauchungs-Messstreifen an einzelnen Komponenten können z. B. auch lasergestützte oder sonstige Weg-Messverfahren, Beschleunigungsmessungen, Geschwindigkeitsmessungen der sich bewegenden Komponenten, aber auch Leitfähigkeitsmessungen an einzelnen Komponenten oder an fertiggestellten Presslingen neben den verschiedenen Arten der Druckerfassung durchgeführt werden. Drücke können dabei sowohl rein mechanisch als auch mittels entsprechender Drucksensoren im Hydraulikbereich bei hydraulischen Pressen eingesetzt werden.
  • Ein derartiges Referenzverfahren zum Überwachen insbesondere des Werkzeugs ermöglicht somit Aufzeichnen, Dokumentieren und Auswerten erzielter Parameter und Ergebnisse. Ein Vergleich von Werten kann automatisch und/oder händisch anhand von Listen und Diagrammen durchgeführt werden. Neben der Auswertung von Abweichungen sind insbesondere die Erstellung von Empfehlungen für zukünftiges Vorgehen/Konstruieren und der Aufbau einer Datenbank mit Daten über Erfolg und Misserfolg zu verschiedenen Erkenntnissen möglich. Der manuelle Start der Überwachung dient der Feststellung von Änderungen beim Werkzeug oder der Presse nach z.B. längeren Pausen oder Ausbauzeiten dieses Werkzeugs.
  • Zum Testen einer Presse als solcher kann neben einem routinemäßig verwendetem Werkzeug auch ein Testwerkzeug bereitgestellt werden.
  • Zweckmäßigerweise wird eine Datenbank eingerichtet, die Steuer- und Überwachungsverfahren für jeden einzelnen Werkzeugtyp oder jedes einzelne Werkzeug enthält. Dadurch sind insbesondere herstellerseitig auch beschleunigte Anpassungen an veränderte Werkzeuge durch einen Rückgriff auf Programme vergleichbarer bestehender Werkzeuge möglich. Insbesondere kann anwenderseitig durch einen Rückgriff auf bestehende Daten aus einem länger zurückliegenden Nutzungszyklus eines Werkzeuges auf zwischenzeitliche Veränderungen geschlossen werden.
  • Vorteilhafterweise kann somit ein Überwachungs- bzw-Testzyklus bereit gestellt werden, nach dessen Ablauf besondere Analyseverfahren automatisch oder manuell gestartet anlaufen.
  • Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Ausschnitt eines Pressenwerkzeugs mit schematisch dargestellten Steuerelementen,
    Fig. 2
    ein Ablaufdiagramm für die Programmierung und Durchführung eines virtuellen Hubs und
    Fig. 3
    ein Ablaufdiagramm zum Überwachen des Betriebs einer entsprechenden Presse.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weisen eine Presse bzw. ein darin eingesetztes Werkzeug 1 eine Vielzahl von beweglichen Komponenten auf. Dazu zählt insbesondere eine Grundplatte 10, die zumeist unbeweglich innerhalb eines Werkzeuggestells der Presse gelagert ist. Die Grundplatte 10 dient dazu, eine Vielzahl von einzelnen Platten und Stempelträgern 11 relativ zu dieser Grundplatte 10 beweglich zu lagern. Ferner können direkt auf der Grundplatte 10 und auf den einzelnen weiteren Platten bzw. Stempelträgern 11 einzelne Stempel 12 abgestützt sein, die als Pressstempel zum Verpressen eines Pulvers oder Granulats in einer mit Pulver befüllbaren Matrizenöffnung enden und dort zum formgebenden Verpressen des Pulvers dienen. Zur Bewegung der einzelnen Stempel 12 bzw. Platten und Stempelträger 11 relativ zur Grundplatte 10 dienen Kolben-/Zylinderanordnungen 13, die jeweils eine Zylinderkammer 14 und eine Kolbenstange 15, die darin mit einem entsprechenden Kolbenring eintaucht, aufweisen. Zum Betätigen der Kolben-/Zylinderanordnungen 13 werden die beiden Unterkammern der Zylinderkammer 14 von einer Hydraulikpumpe P aus über Hydraulikleitungen 16 mit einem entsprechenden Hydraulikmedium versorgt.
  • Neben dem Einbau einer Kolben-/Zylinderanordnung 13 in der Grundplatte 10 können derartige Kolben-/Zylinderanordnungen 13a z. B. auch direkt in den weiteren Platten oder Stempelträgern 11 angeordnet sein, wie dies anhand des Stempels 12a dargestellt ist, der auf einer entsprechenden Kolbenstange 15a abgestützt ist. Die Bewegung des Stempels 12a relativ zur Grundplatte 10 erfolgt somit über eine Kolbenstange 15b, die in einer entsprechenden Kolben-/Zylinderanordnung 13b in der Grundplatte 10 beweglich gelagert ist und zusätzlich über die Kolben-/Zylinderanordnung 13a, die im Stempelträger 11 angeordnet ist. Es handelt sich somit um zwei miteinander gekoppelte Verstellmöglichkeiten für den Stempel 12a gegenüber der Grundplatte 10.
  • Zum Steuern der diversen dafür erforderlichen Hydraulikpumpen P dient zumindest eine zentrale Steuereinrichtung C, die in vorteilhafter Weise mit einem Speicher M zum Abspeichern von Betriebsparametern und Parametern für einzelne Werkzeuge gekoppelt ist. Sowohl die Hydraulikpumpen P als auch die zentrale Steuereinrichtung C und die Speichereinrichtung M können alle oder teilweise Bestandteil des Werkzeugs oder aber auch Bestandteil der Presse oder einer separaten, mit der Presse gekoppelten Bedieneinrichtung sein.
  • Um eine Überwachung der einzelnen Bewegungen, Kräfte und dergleichen zu ermöglichen, sind weiterhin diverse Messwertaufnehmer an der Presse und/oder dem Werkzeug 1 und seinen Komponenten angeordnet. Derartige Messwertaufnehmer können beispielsweise Messstreifen 21 sein, die z. B. an einer Kolbenstange 15 zum Erfassen von deren Stauchung beim Press-Hub dienen. Möglich ist auch der Einsatz von Druckaufnehmern 22, die im Bereich der Zylinderkammer 14 den dort herrschenden hydraulischen Druck registrieren. Möglich ist z.B. auch der Einsatz von Druckaufnehmern in Übergangsbereichen zwischen z. B. einer Kolbenstange und einer daran befestigten Platte. Weitere Messwertaufnehmer können beispielsweise Leitfähigkeiten einzelner gestauchter Komponenten oder der fertiggestellten Presslinge bestimmen oder Ultraschall oder Laserstrahlen zur Vermessung von Höhen und dergleichen verwenden. Erfassbar ist auch der zeitliche Ablauf, beispielsweise zum Erfassen der erforderlichen Presszeit vom Einleiten des Verpressens bis zum Ende des Komprimierungsvorgangs.
  • Je nach Komplexität des Werkzeugs können einige wenige bis zu mehreren Dutzend und mehr einzelne Komponenten eines Werkzeugs relativ zueinander zu steuern sein. Die Zahl von aufnehmbaren Messwerten kann ebenfalls je nach Ausgestaltung des Werkzeugs von Null bis zu einigen Dutzend und mehr Parametern betragen. Im Rahmen eines Steuerverfahrens oder Steuerprogramms werden in vorteilhafter Weise alle Parameter bezüglich der einzelnen Werkzeugkomponenten und auch alle Parameter, die durch Messwertaufnehmer ermittelbar sind, berücksichtigt.
  • Nachfolgend wird ein derartiges Steuerverfahren bzw. Steuerprogramm in zwei Module aufgegliedert beschrieben, die beide auch als eigenständige Steuerprogramme vorteilhaft einsetzbar sind. Fig. 2 stellt dabei ein Steuerprogramm bzw. Modul dar, mit dem eine erste Einstellung und Erzeugung des eigentlichen Steuerprogramms für den Pressen-Hub beschrieben wird. Fig. 3 beschreibt ein Referenzprogramm bzw. ein erweitertes Steuerprogramm, das zum Überwachen der Funktionen und optimalerweise zum Ergreifen von Maßnahmen im Fall von Abweichungen und Fehlern ausgelegt ist. Durchgezogene Linien deuten dabei Verfahrensabläufe an, gepunktete Linien Steuerdaten oder zu speichernde Daten.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, beginnt mit dem Start 41 des Verfahrens das Programm bzw. Verfahren zum Einstellen eines Pressen-Werkzeugs, wobei als Pressen-Werkzeug nicht nur solche für hydraulische oder mechanische Pulverpressen sondern auch für andersartige Pressen, insbesondere im Pulvermetallurgie- und Keramikbereich, zu verstehen sind.
  • In einem ersten eigentlichen Schritt 42 wird ein Ablaufplan erstellt. Der Ablaufplan wird dabei in ein entsprechendes Steuerverfahren umgesetzt, wobei in vorteilhafter Weise Soll-Werte für einzelne Komponenten und messbare Betriebsparameter bestimmt und berücksichtigt werden. Bei der Erstellung des Ablaufplans wird in zweckmäßiger Weise auf eine Vielzahl von Parametern zurückgegriffen, die in einer Speichereinrichtung M hinterlegt sind. Möglich ist auch die separate Erstellung und Hinterlegung eines vollständigen Ablaufplans oder eines entsprechend programmierten Steuerverfahrens bzw. Steuerprogramms in einer Speichereinrichtung, z.B. der Speichereinrichtung M.
  • In vorteilhafter Weise wird zur Veranschaulichung und zur Prüfung die Ausgabe der einzelnen Verfahrensschritte und Parameter auf einem Bildschirm und/oder als graphischer Ausdruck für den Betreiber des Werkzeugs bereitgestellt.
  • In idealer Weise berücksichtigt das Ablaufverfahren bereits Verfahrensschritte mit Plausibilitätsprüfungen, die ein Überschreiten von zulässigen Grenzwerten oder Drücken verhindern, wie sie beispielsweise in Situationen auftreten können, bei denen die Kolben-/Zylinderanordnung 13a den Stempel 12a bewegt, wobei die Kolben-/Zylinderanordnung 13a wiederum in der durch die weitere Kolben-/Zylinderanordnung 13b bewegliche Platte 11 angeordnet ist.
  • Nach der Fertigstellung eines entsprechenden Ablaufverfahrens wird ein Probe-Hub 43 durchgeführt, der nachfolgend auch als virtueller Hub 43 bezeichnet wird. Bei diesem virtuellen Hub 43 werden die einzelnen Bewegungen simuliert, wobei die Ergebnisse als Ist-Werte ausgegeben werden. Vorteilhafter Weise können auch die dabei wirkenden einzelnen Kräfte der verschiedenen Komponenten flächentechnisch berücksichtigt werden. Die Ausgabe kann dabei wahlweise als Zahlenwerte und/oder für visuelle Überprüfungen graphisch erfolgen. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt eine Abfrage 45, bei der die im Rahmen der Ablaufplanerstellung 42 bestimmten Soll-Werte mit den beim virtuellen Hub 43 ermittelten Ist-Werten 44 verglichen werden.
  • Liegen einzelne, bestimmte oder alle Ist-Werte außerhalb von zulässigen Toleranzbereichen der zugeordneten Soll-Werte, so wird eine neue Bestimmung oder Anpassung der entsprechenden Parameter oder des Steuerverfahrens in einem weiteren Anpassungsschritt 46 vorgenommen. Die Anpassung kann dabei automatisch, insbesondere iterativ durchgeführt werden, kann aber auch manuell durch manuelle Eingabe neuer Parameter oder Änderung der Verfahrensschritte vorgenommen werden. Möglich ist auch eine Kombination der automatischen und der manuellen Anpassung, beispielsweise wenn für einzelne Parameter vorgegeben wird, dass eine automatische Anpassung zulässig oder nicht zulässig ist. Entsprechend dem Ablaufplanerstellungsschritt 42 werden wieder ideale Soll-Werte bestimmt, sofern sich eine erforderliche Änderung der Soll-Werte herausstellen sollte. Die bestimmten Parameter und Verfahrensschritte werden, wie auch bei der Ablaufplanerstellung 42, auch beim Anpassungsschritt 46 in vorteilhafter Weise in der Speichereinrichtung M hinterlegt.
  • Nach der Anpassung im Anpassungsschritt 46 wird das Verfahren je nach Bedarf vor bzw. hinter dem Schritt der Ablaufplanerstellung 42 fortgesetzt und solange wiederholt, bis bei der Abfrage 45 beim Vergleich der Soll- und Ist-Werte bestimmt wird, dass alle Werte im zulässigen Bereich liegen. Für diesen Fall wird ein erster Probe-Hub 47 durchgeführt, der in vorteilhafter Weise optisch überwachbar ausgestaltet ist.
  • Nach dem Probe-Hub 47 wird eine Pause 48 in dem Ablaufverfahren vorgenommen, um eine Überprüfung des Presslings und des Werkzeugs vornehmen zu können. Sofern alle Bedingungen erfüllt sind, wird in einem folgenden Abfrageschritt 49 die Ausgabe der einzelnen Parameter, Werte und Verfahrensschritte in die Speichereinrichtung M und/oder die Steuereinrichtung C zum Steuern des weiteren Verfahrensablaufs im Ausgabeschritt 50 vorgenommen, dem das Ende 51 des Verfahrensablaufs zum Einstellen des Pressen-Werkzeugs folgt.
  • Für den Fall, dass bei oder nach dem Probehub 47 Mängel beim Pressling und/oder beim Werkzeug festgestellt werden, erfolgt vom Abfrageschritt 49 ein Rückschritt zum Anpassungsschritt 46 oder einem vergleichbaren Anpassungsschritt, um einzelne Parameter und/oder den Verfahrensablauf für die einzelnen Komponenten des Pressen-Werkzeugs entsprechend anzupassen.
  • Bei allen Verfahrensschritten, die beim vorstehend beschriebenen Einstellen des Pressen-Werkzeugs beschrieben wurden, ist auch die Berücksichtigung von Plausibilitätsprüfungen und/oder Messwerten, die mit den vorstehend beschriebenen und anderen Messwertaufnehmern erfasst werden, möglich. Während im ersten Teil des Verfahrensablaufs eine virtuelle Berechnung des Ablaufs mit einer virtuellen Ist-Wertbestimmung vorgenommen wird, erfolgt im zweiten Teil des Ablaufs ein Probe-Hub 47, bei dem tatsächlich erfassbare Ist-Messwerte einem Soll-Ist-Wertevergleich zugrunde gelegt werden können. Anzumerken ist, dass der Schritt des Probe-Hubs im Fall eines ideal voreingestellten Ablaufverfahrens im ersten Teil des Ablaufverfahrens optional auch entfallen kann.
  • Bei dem weiteren Verfahrensablauf, d.h. beim eigentlichen Herstellen von Presslingen wird mit dem in Fig. 3 dargestellten Verfahrensablauf eine Überwachung der Pressenparameter, der Werkzeugparameter und optional der Presslinggüte vorgenommen. Dabei kann die Überwachung sowohl für kurzfristige Änderungen als auch für langzeitige Änderungen der verschiedenen Parameter verwendet werden. Der nachfolgend beschriebene Verfahrensablauf kann dabei als eigenständiges Verfahren durchgeführt werden, insbesondere eigenständiges Softwareprogramm, kann aber auch in ein Steuerverfahren zum Steuern des Pressens integriert werden und somit Bestandteil des allgemeinen Steuerverfahrens werden. Nachfolgend wird beispielhaft ein Referenzverfahren bzw. Referenzprogramm beschrieben, welches als eigenständiges Programm neben dem eigentlichen Steuerprogramm eingesetzt wird.
  • Wahlweise kann nach dem Start 61 bzw. 61a die Eingabe von Referenzparametern 62 oder die Eingabe eines Referenzprogramms 62a in eine entsprechende Steuereinrichtung C vorgenommen werden.
  • Sowohl Referenzparameter für ein bestehendes Referenzprogramm, als auch ein Werkzeug-spezifisches Referenzprogramm können dabei manuell eingegeben werden, können aber auch einer Speichereinrichtung M entnommen werden. Die Speichereinrichtung M kann dabei Bestandteil eines Werkzeugs, Bestandteil einer Presse oder eine separate Speichereinrichtung M in einer getrennten Steuereinrichtung sein. Sowohl Referenzparameter als auch ein Referenzprogramm können dabei in vorteilhafter Weise aus einem Verfahren zum Einstellen des Pressen-Werkzeugs entnommen werden, wie dies beispielsweise anhand des Ablaufs von Fig. 2 beschrieben ist. Möglich ist aber auch eine generelle Neubestimmung der einzelnen erforderlichen Parameter und Verfahrensschritte. Die Erzeugung eines Referenzprogramms bzw. von Referenzparametern kann insbesondere auch unter Verwendung von Messwerten erfolgen, die mit dem Einstellen des Pressen-Werkzeugs und/oder während des späteren Betriebs erfasst bzw. ermittelt werden. Insbesondere ist jederzeit eine Abspeicherung der entsprechenden Parameter und Verfahrensschritte in der Speichereinrichtung M zweckmäßig, um zu einem späteren Zeitpunkt Vergleiche mit dann aktuellen Werten durchführen zu können oder um zu einem späteren Zeitpunkt bei einer erneuten Inbetriebnahme des Werkzeugs auf diese Werte zurückgreifen zu können.
  • Nach der Bereitstellung des Referenzverfahrens mit den Referenzparametern wird der kontinuierliche Maschinenzyklus überprüft. Die Überprüfung kann dabei kontinuierlich in dem Sinn erfolgen, dass eine fortwährende Überwachung bei jedem einzelnen Pressenhub vorgenommen wird. Möglich ist aber auch eine regelmäßige Überwachung nach einer vorgegebenen Anzahl von Pressen-Hüben oder einer vorgegebenen Zeitdauer zwischen einzelnen Überprüfungsschritten 63. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die Überprüfung nach Bedarf manuell ausgelöst. Nach der Überprüfung 63 eines Maschinenzyklus, bei der Ist-Werte erfasst oder indirekt bestimmt werden, wird ein Vergleich in einer Abfrage 64 vorgenommen, bei dem vorherige Soll-Werte verwendet werden. Die vorherigen Soll-Werte können beispielsweise als Referenzparameter vorgegeben werden oder zu vorherigen Zeitpunkten erfasst bzw. bestimmt worden sein.
  • Nach einem solchen Ist-Soll-Vergleich wird für den Fall, dass die Werte innerhalb eines Toleranzbereiches liegen, diese Überprüfung 63 des Maschinenzyklus bis zum Zyklusende 65 fortgesetzt, bevor das Referenzverfahren endet 66.
  • Falls bei der Abfrage 64 eine zu große Abweichung zwischen Ist- und Soll-Werten für einzelne oder alle Werte festgestellt wird, wird zweckmäßiger Weise in einer weiteren Abfrage 67 überprüft, ob es sich um eine schwerwiegende Abweichung handelt. Falls nein, wird die Überprüfung 63 des Maschinenzyklus in üblicher Art und Weise fortgesetzt, wobei eine Ausgabe 68 auf z. B. einen Bildschirm oder einen Ausdruck für das Bedienungspersonal erfolgt. Insbesondere werden Abweichungen auch in der Speichereinrichtung M registriert, um für spätere Auswertungen zur Verfügung zu stehen. Für den Fall einer festgestellten schwerwiegenden Abweichung bei der Abfrage 67 kann auch vorgesehen werden, dass der Maschinenzyklus sofort gestoppt 69 wird. Außerdem erfolgt eine Ausgabe 70 auf einen Bildschirm oder ein sonstiges Überwachungsmedium, dies verbunden mit einem Alarm 71, woraufhin das Referenzverfahren bzw. Referenzprogramm beendet wird 72. Ein Neustart wird zweckmäßiger Weise mit dem Neustart des Maschinenzyklus nach Behebung der Störung vorgenommen.
  • Für den Fall einer nicht schwerwiegenden Abweichung kann auch vorgesehen werden, dass neben einer Ausgabe 68 für das Bedienungspersonal die Möglichkeit eines manuellen Stopps 73 besteht. Für den Fall eines manuellen Stopps endet der Ablauf des Referenzverfahrens ebenfalls, wobei wiederum eine erneute Aufnahme manuell oder automatisch mit der Fortsetzung des Maschinenzyklus erfolgen kann.
  • Insbesondere im Fall eines Alarms 71, aber auch ansonsten, kann neben der Ausgabe von Parametern und Meldungen zusätzlich eine Übertragung der entsprechenden Daten über eine Telekommunikationseinrichtung T zu einer entfernten Überwachungseinrichtung vorgenommen werden. Eine solche entfernte Überwachungseinrichtung kann neben einer Zentrale des Betreibers der Presse bzw. des Pressenwerkzeugs auch der Hersteller der Presse oder des Pressenwerkzeugs sein. Dies dient auf kürzestem Weg einer fortwährenden Überwachung der einzelnen Komponenten durch den Hersteller, der wiederum beim Feststellen einer Störung oder Feststellen einer Veränderung, insbesondere kontinuierlichen Veränderung entsprechende Maßnahmen vorbereiten und durchführen kann. Selbstverständlich ist auch eine generelle Übertragung der Werte aus der Speichereinrichtung M mit den einzelnen Referenzparametern und/oder Referenzprogrammen aus der Speichereinrichtung M heraus oder in diese hinein über eine entsprechende Datenfernleitung oder Telekommunikationsschnittstelle T möglich.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Einstellen eines Keramik- oder Metallpulver-Pressen-Werkzeugs, bei dem
    - ein Steuerverfahren zum parallelen Steuern einer Vielzahl von steuerbaren Werkzeugeinrichtungen (10-16) erstellt wird (42), das auf einem Ablaufplan für einen Pressenhub für einen Pressenzyklus basiert,
    - wobei Ziel- oder Soll-Werte für Werkzeugeinrichtungsparameter bestimmt werden (42) und
    - ein Probe-Hub zum Prüfen des erstellten Steuerverfahrens gestartet wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Probe-Hub hinsichtlich zu erwartender Bewegungsabläufe mit dem erstellten Steuerverfahren in einer Rechnereinrichtung (C) simuliert wird (43).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
    - beim Probe-Hub (43) simulierte Ist-Werte bestimmt werden (44), die mit den Soll-Werten verglichen werden (45), und bei dem
    - der Probe-Hub (43) mit angepasstem Steuerverfahren (46) wiederholt wird, bis die Abweichung der Ist- und Soll-Werte innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem
    für einen oder mehrere Parameter im Fall einer Abweichung größer als einer kritischen Toleranz eine Ausgabe (44) an einen Benutzer erfolgt und insbesondere eine Fortführung des Steuerverfahrens bis zu einer erneuten Freigabe mit angepasstem/n Parameter/n unterbrochen wird.
  4. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem
    das Steuerverfahren in Art einer CNC-Programmierung als Steuerprogramm ausgeführt wird.
  5. Verfahren zum Überwachen eines Keramik- oder Metallpulver-Pressprozesses, einer Keramik- oder Metallpulver-Presse und/oder eines Keramik- oder Metallpulver-Werkzeugs, bei dem ein Steuerverfahren eine Vielzahl von steuerbaren Werkzeugeinrichtungen (10-16) eines Pressprozesses oder eines Pressen-Werkzeugs (1) über eine Vielzahl von Pressenzyklen steuert, wobei die Steuerung einzelner der Werkzeugeinrichtungen abhängig von Pressprozess-, Werkzeug- und/oder Pressgutparametern erfolgt,
    - wobei während des Pressbetriebs zu dessen Überwachung zumindest ein Betriebs- und/oder Zustandsparameter erfasst und ausgegeben wird (63),
    - wobei zumindest der eine erfasste Betriebs- und/oder Zustandsparameter mit einem oder mehreren zu zumindest einem früheren Zeitpunkt bestimmten oder erfassten Betriebs- und/oder Zustandsparameter/n verglichen wird (64)
    - und die erfassten Betriebs- und/oder Zustandsparameter und/oder damit ermittelte Abweichungen dokumentiert werden (70), und
    - wobei als das Steuer- oder als Referenzverfahren das Steuerverfahren des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem
    im Fall einer Abweichung größer einer vorgegebenen Toleranz ein Fehlerverfahren (67-72) gestartet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem
    das Fehlerverfahren eine automatische Korrektur des Steuerverfahrens durchführt oder einem Benutzer empfiehlt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem
    Betriebs- und/oder Zustandsparameter, insbesondere Betriebs- und/oder Zustandsparameter größer einer vorgegebenen Toleranz, ausgewertet (68,70) werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem als Steuer- oder Referenzverfahren Betriebsparameter des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 verwendet werden.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erfassten Betriebsparameter zur Überwachung und/oder Pressenkorrektur an eine Pressen-externe Kontrolleinrichtung kommuniziert werden.
  11. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem während des Erzeugens des Steuerverfahrens und/oder eines Probe-Hubs (43, 47) eine Plausibilitätsprüfung, insbesondere eine Plausibilitätsprüfung hinsichtlich Wegen, Hüben, Positionen einzelner Werkzeugelemente und/oder auf diese einwirkenden Kräfte durchgeführt und berücksichtigt wird.
  12. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem Einflüsse durch Änderungen des zu verpressenden Materials durch Parameteranpassungen und/oder Anpassungen der Verfahrensschritte berücksichtigt werden.
  13. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem
    zum Feststellen von Änderungen von Parametern des Werkzeugs oder der Presse selber ein aufgezeichneter Parameter mit einem zu einem früheren Zeitpunkt aufgezeichneten Parameter als Referenzwert verglichen wird.
  14. Pressenwerkzeug (1) mit einer Vielzahl steuerbarer Werkzeugeinrichtungen (10-16, C), Messwert-Aufnehmereinrichtungen (21, 22) zum Erfassen von Press- und/oder Werkzeugparametern und einer Steuereinrichtung (C) zum Steuern der Werkzeugeinrichtungen und Überwachen der erfassten Press- und/oder Werkzeugparameter, wobei die Steuereinrichtung (C) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche so eingerichtet ist, dass
    - ein Ablaufplan zu Bewegungen in ein entsprechendes Steuerverfahren umgesetzt wird,
    - danach ein virtueller Probe-Hub (43) durchgeführt wird, bei dem die einzelnen Bewegungen simuliert werden, und
    - das Verfahren der Ablaufplanerstellung (42) fortgesetzt und solange wiederholt wird, bis alle Werte in einem zulässigen Bereich liegen und für diesen Fall ein erster Probe-Hub (47) durchgeführt wird.
  15. Pressenwerkzeug (1) nach Anspruch 14,
    wobei die Steuereinrichtung (C) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 13 so eingerichtet ist, dass
    - während des Pressbetriebs zu dessen Überwachung zumindest ein Betriebs- und/oder Zustandsparameter erfasst und ausgegeben werden (63),
    - wobei zumindest der eine erfasste Betriebs- und/oder Zustandsparameter mit einem oder mehreren zu zumindest einem früheren Zeitpunkt bestimmten oder erfassten Betriebs- und/oder Zustandsparameter/n verglichen wird (64)
    - und die erfassten Betriebs- und/oder Zustandsparameter und/oder damit ermittelte Abweichungen dokumentiert werden (70).
  16. Pressen-Steuereinrichtung mit einer Steuereinrichtung (C), wobei die Steuereinrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-13 so ausgelegt ist, dass ein Ablaufplan zu Bewegungen in ein entsprechendes Steuerverfahren umgesetzt wird,
    - danach ein virtueller Probe-Hub (43) durchgeführt wird, bei dem die einzelnen Bewegungen simuliert werden, und
    - das Verfahren der Ablaufplanerstellung (42) fortgesetzt und solange wiederholt wird, bis alle Werte in einem zulässigen Bereich liegen und für diesen Fall ein erster Probe-Hub (47) durchgeführt wird.
  17. Pressen-Steuereinrichtung nach Anspruch 16 mit einer Steuereinrichtung (C), wobei die Steuereinrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-13 so ausgelegt ist, dass
    - während des Pressbetriebs zu dessen Überwachung zumindest ein Betriebs- und/oder Zustandsparameter erfasst und ausgegeben werden (63),
    - wobei zumindest der eine erfasste Betriebs- und/oder Zustandsparameter mit einem oder mehreren zu zumindest einem früheren Zeitpunkt bestimmten oder erfassten Betriebs- und/oder Zustandsparameter/n verglichen wird (64)
    - und die erfassten Betriebs- und/oder Zustandsparameter und/oder damit ermittelte Abweichungen dokumentiert werden (70).
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