EP1782897A2 - Press with cutting shocks damping. - Google Patents
Press with cutting shocks damping. Download PDFInfo
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- EP1782897A2 EP1782897A2 EP20060015118 EP06015118A EP1782897A2 EP 1782897 A2 EP1782897 A2 EP 1782897A2 EP 20060015118 EP20060015118 EP 20060015118 EP 06015118 A EP06015118 A EP 06015118A EP 1782897 A2 EP1782897 A2 EP 1782897A2
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- B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
- B21D28/20—Applications of drives for reducing noise or wear
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- Y10T83/9454—Reciprocable type
Definitions
- the invention relates to a press, which is particularly adapted for cutting thick and / or high-strength sheets, and a method for operating such a press.
- DE 102 52 625 A1 a system for cutting impact reduction, in which a number of hydraulic cylinders are provided in the tool. These can be arranged below, above or to the side of the workpiece. Sensors, such as ultrasonic sensors, or sensors that measure the flow velocity of the hydraulic fluid flowing out of the hydraulic cylinders, close a valve through which until now hydraulic fluid could flow out of the hydraulic cylinders.
- the hydraulic cylinders are connected to pressure accumulators, which are under relatively high pressure. Therefore, they now generate a high drag. The force previously exerted by the punch on the workpiece is thus transferred to the moment in the hydraulic cylinder, in which the stamp begin to break through the workpiece.
- the control device influences the force exerted by the support device on the basis of a variable that is unambiguously associated with the plunger position.
- This size can be, for example, the plunger position itself or, as it is preferred, the press angle or some other measured size. If the press angle is used as a basis, it is assumed that a press, which is driven by a rotating shaft, as it is the case for eccentric presses, toggle presses or the like.
- the rotational position of the drive shaft, in particular the eccentric shaft is referred to as "press angle”.
- the press angle (or the other, the plunger position clearly characterizing size), in which preferably a sudden increase in the the support device applied counterforce should be, for example, specified and preset by the tool manufacturer.
- the set value for the press angle can be determined workpiece and tool-specific. Such values may be retrievably stored in a table so as to have new setting values for the press angle at which the force changeover of the support device takes place when the press is converted.
- the press can be easily adjusted to different conditions, in particular with regard to the stroke rate or the cutting force.
- To the sheet holding device usually includes a hold-down plate, which is supported directly on the workpiece.
- the hold-down plate extends into the immediate vicinity of the punches (punches) and thus close up to the section to be produced.
- the sheet is to be clamped in the immediate vicinity of the cut firmly between the hold-down plate and the lower tool (punching tool) to achieve a high quality cut.
- the press according to the invention preferably takes over the sheet holding device or else another support device after the punch has passed through the workpiece passes through the force exerted by the ram during its bottom dead center and stores the energy thus emitted by the ram. During the return stroke of the plunger, this energy is given back to the plunger and thus to the press drive.
- the press drive is relieved overall, ie it saves energy.
- the mechanical load on the press is reduced by avoiding too large sudden force changes.
- a particularly firm clamping of the workpiece takes place during the breakthrough, resulting in particularly high cutting qualities.
- the force on the sheet holding device can be introduced over a particularly large area and thus gently in the workpiece, so that the same undesirable deformations, such as bruising and the like, can be avoided.
- the sheet holding device or the support means to a hydraulic cylinder, which with a first and connected to a second hydraulic pressure accumulator.
- Both accumulators have, for example, a displaceably mounted piston with damped end stop.
- membrane storage devices or storage devices may be provided in which a gas pressure pad is directly in communication with the hydraulic fluid.
- Both accumulators preferably have different rest pressures.
- the path leading from the hydraulic cylinder to the lower pressure accumulator is preferably regulated by an electrically controlled valve controlled by the controller.
- the switching of the supporting force preferably from a smaller value to a larger value, at a given press angle makes it possible to start the switching operation of the hydraulic valve just before the press angle, at which the counterforce applied by the workpiece collapses, for example because the punch by the Pierces the material of the workpiece.
- the press angle difference by which the hydraulic valve is opened prematurely may be referred to as "lead angle". With this can be time delays that arise due to the switching of the hydraulic valve and by the response delay of other components, effectively compensate. In contrast, systems that use variables to switch the hydraulic valve that characterize force collapse on the workpiece can react only retrospectively, ie with a time delay.
- the proposal according to the invention thus makes possible an effective compensation of the otherwise occurring cutting stroke, especially at a faster operating speed of the press (large number of strokes).
- a press 1 which has a press frame with press stands 2, 3, a press table 4 and a head piece 5, is illustrated in an extremely schematic representation.
- a drive 6, for example, held in the form of an electric motor which drives a plunger 9 back and forth via a schematically illustrated and shown in dashed lines eccentric 7 and a connecting rod 8 also shown in dashed lines.
- a tool 10 with an upper tool 11 and a lower tool 12 is provided.
- the lower tool 12 is formed as a punching tool.
- On the upper tool 11 stamp 13, 14, 15 are held, which are like the other details of the tool 10 in particular from Figure 2 can be seen.
- the tool 10 is used to punch a workpiece 16, which is illustrated in Figure 2 as a flat workpiece.
- a workpiece 16 which is illustrated in Figure 2 as a flat workpiece.
- non-planar workpieces can be subjected to a punching operation in a corresponding manner.
- the lower tool 12 then has a contour corresponding to the non-planar workpiece.
- To the upper tool 11 includes a sheet holder plate 17 which is held on not further illustrated means on a base body 18 of the upper tool 11.
- the main body 18 connected to the plunger 9 carries the punches 13 to 15, which are thereby rigidly connected to the plunger 9.
- the base body 18 includes one or more hydraulic cylinders 19, 20, which together with the sheet holder plate 17 form a sheet holding device 21.
- To the sheet holding device 21 also includes pressure pins 22 to 27, which are approximately or exactly parallel to the punches 13 to 15 are arranged and supported with its lower end face on the sheet holder plate 17. The rest, by the way essentially cylindrical pins are supported by their upper front end on floating plates 28, 29, which are thus on top of the pressure pins 22 to 27.
- the hydraulic cylinders 19, 20 include pistons 30, 31, which delimit in the hydraulic cylinders 19, 20 corresponding with hydraulic fluid filled working spaces 32, 33 and sealed and slidably mounted in these. Piston rods 34, 35 of the pistons 30, 31 press from above onto the floating plates 28, 29 and thus the sheet metal holder plate 17 against the workpiece 16.
- the hydraulic cylinders 19, 20 are connected via a not shown in Figure 2 and in Figure 1 only schematically shown fluid line 36 to a hydraulic system 37 for generating a blank holder force and at the same time to take over the force exerted by the plunger 9 during and after breakthrough of the workpiece 16th serves.
- This force transition should be as infinitely variable, i. done without sudden force change.
- the sheet holding device thus forms a support device which generates a controlled force between the plunger 9 and the press table 4.
- To the hydraulic system 37 includes a first pressure accumulator 38 and a second pressure accumulator 39, which are both formed in the embodiment as accumulator cylinder 40, 41 with sealingly and slidably mounted therein pistons 42, 43. Both pistons 42, 43 divide in the accumulator cylinders 40, 41 each from two working chambers, the upper, each filled with a gas cushion.
- the pressure accumulator 38 is, for example, under a pressure of about 200 bar while the pressure accumulator 39, for example, under a pressure of 400 bar, for example.
- the pistons 42, 43 have at their lower, the respective end pieces 44, 45 side facing preferably a profiling, which is complementary to a profiling of the respective end piece 44, 45 is formed.
- the profiling is achieved by straight or curved, e.g. formed annular concentric strips or webs, wherein the strips or webs of each piston 42, 43 in correspondingly shaped recesses of each end piece 44, 45 fit.
- the profiles serve as cushioning, so that the pistons 42, 43, when they run against the fittings 44, 45, are gently braked.
- Both pressure accumulators 38, 39 are connected to the fluid line 36.
- the pressure accumulator 39 is connected via a check valve 46 and a throttle device 47 to the fluid line 36.
- the check valve 46 is oriented so that the hydraulic fluid from the hydraulic line 36 can flow unhindered into the pressure accumulator 40, while it is forced on its way back through the throttle device 47.
- the pressure accumulator 38 is connected via a valve device 48 to the fluid line 36 and thus the hydraulic cylinders 19, 20.
- the valve device 48 includes, for example, a directional control valve 49 which is switchable between two states. In a first state, the flow of fluid into and out of the pressure accumulator 38 is unrestricted and unthrottled (or even throttled in an alternative embodiment), while in its other state it blocks this flow of fluid. It is thus designed as open / close valve.
- the valve device 48 may be connected to an electric actuator 50, which is connected to a control device 53.
- the Control device 53 designed as a microprocessor control or as another suitable electronic control. It may be formed as an independent controller for the tool 10 or may be part of the other press control.
- control device is provided or connected to a suitable input / output means 52, such as a screen, a keyboard and the like.
- a suitable input / output means 52 such as a screen, a keyboard and the like.
- Operating parameters for the control of the hydraulic system 37 can be input via these input / output means 52.
- Such an operating parameter is, for example, the press angle ⁇ , at which the valve device 48 is to switch over.
- the controller 53 receives at least one position signal, e.g. marks the press angle.
- the position signal can originate, for example, from an encoder 54, which detects the position of the plunger 9, in particular in the vicinity of its bottom dead center, as a displacement sensor.
- an encoder 55 may be provided which controls the angular position of the eccentric shaft, i. detects the press angle at least in a rotation angle range in which the plunger 9 is in the vicinity of its bottom dead center.
- a sensor 56 is also provided in the form of a force sensor which detects the force applied to the workpiece.
- the sensor 56 is provided, for example, at the point of articulation of the connecting rod 8 on the plunger 9. If a plurality of connecting rods are provided, sensors may be provided at each of the articulation points which, like the sensor 56, are then respectively connected to the control device 53. With the sensor 56, the force exerted by the plunger 9 is detected. This force is the sum of the force exerted on the workpiece and the force exerted by the workpiece Sheet holding device 21 is received. Alternatively, it is possible to accommodate corresponding force sensors at other locations, for example as a deformation sensor in the press table 4 or as force sensors in the upper tool 11 and / or the lower tool 12.
- the control device 53 is adapted to switch the directional control valve 49 at a certain predetermined press angle so that it locks.
- This press angle is just before the bottom dead center at the point at which it is expected that a punching operation to be performed on the workpiece leads to a material separation.
- the position of the eccentric at which this occurs is called the breakthrough angle.
- the breakthrough angle is just before the bottom dead center of the plunger 9. After passing through the bottom dead center, the controller 53, the valve device 48 open again.
- the blank holder plate 17 touches the workpiece 16, it presses the workpiece 16 against the lower tool 12.
- the blank holder plate 17 thus stops while the plunger 9 moves toward the workpiece 16. Also remain standing the pressure pins 22 to 27, the floating plates 28, 29 and the pistons 30, 31.
- the volume of the working chambers 32, 33 is reduced and hydraulic fluid via the fluid line 36 and the open directional control valve 49th the valve device 48 is driven into the pressure accumulator 38, which has a lower static pressure than the pressure accumulator 39.
- the piston 43 is moved upward in FIG. 1 against the force of the upper gas cushion. Because of the pressure prevailing in the accumulator 39 higher pressure piston 42 remains in the lowest position.
- the leading to the pressure accumulator 38 hydraulic line is shut off.
- Switching the Valve device 48 may alternatively be made shortly before reaching the breakthrough angle, dH with an angular or temporal overfeed.
- the necessary Vorhaltewinkel is eg via the input / output device 52 can be entered.
- the return switching of the valve device 48 can take place at a predetermined, after bottom dead center press angle and done by the controller 53 based on the monitored press angle.
- a sensor device for example a proximity switch, which recognizes when the piston 42 approaches the end piece 44.
- the valve 48 can be opened again in order to reactivate the pressure accumulator 38.
- the control device 53 is connected to the control device 53.
- the fluid line 36 may be connected to a pressure sensor connected to the controller 53. This then switches the valve device 48 back to the open state when the fluid pressure prevailing in the fluid line 36 drops below a given limit, which is approximately on the order of magnitude of the pressure of the pressure accumulator 38.
- the time profile of the force measured by the sensor 56 can be determined. If the drop in force, i. the negative slope of the gradient I too steep, this can be detected by the control device 53 as a breakthrough of the workpiece 16. Based on this, the control device 53 can close the valve device 48 immediately. Alternatively or additionally, the stored breakdown angle can be corrected to the now detected value. In this way, an adaptive, i. Self-learning control device 53 is created, which adapts itself during operation in terms of the breakdown angle itself. The optimization goal is to minimize the force drop occurring in the course I according to FIG. 3 between the angles ⁇ 1 and ⁇ 2.
- the controller 53 may be configured by doing so automatically by adjusting the advance angle. However, it is also possible to specify the angle, as mentioned above, manually.
- the system according to the invention allows a significant increase in the hold-down force, in particular during the performance of the punching operation, ie while the punches 13, 14, 15 penetrate through the material of the workpiece.
- the actual cutting force can be reduced to one sixth of the theoretical thrust.
- the sheet holding device 21 causes a particularly firm clamping of the workpiece 16 and thus causes an improvement of the cut as well as a cutting impact damping.
- the press 1 is biased to equalize or compensate the games. This leads to a reduction in the total compressive force of the system compared to classical cutting impact damping systems. However, this also means that older presses can continue to be used even for difficult separation operations.
- the force exerted on the blank holder plate force is preferably designed approximately to 40% of the pressing force.
- the separation process can be monitored, evaluated and controlled by the use of a fast evaluation and control device, such as the control device 53.
- the system can be largely self-sufficient, ie independently formed and used by the press 1. For example, it can be part of the tool, and thus be used in principle in different presses.
- press-specific parameters can be changed via program or system-specific flash cards.
- the pressures in the hydraulic cylinders 19, 20 can be permanently monitored angularly or distance-dependent.
- the resulting envelopes allow for permanent process monitoring.
- the control of the bypass valve 52 takes place crank angle or path-dependent on the same system.
- the process data and faults can be stored via data storage systems and traced back in case of damage.
- systems for detecting overload cases can be provided.
- a sheet holding device which firmly clamps the workpiece in question during the punching process.
- the clamping force is increased up to 40% or more percent of the ram force.
- the force exerted by the sheet holding device during the workpiece breakthrough can be increased again.
- the increase of the clamping force is preferably controlled in dependence on the press angle. On the one hand improves the cut quality while on the other hand results in an efficient cutting impact reduction or prevention on the press. A cutting stroke is significantly weakened or does not occur.
Landscapes
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- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Presse, die insbesondere zum Schneiden von dicken und/oder hochfesten Blechen eingerichtet ist, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Presse.The invention relates to a press, which is particularly adapted for cutting thick and / or high-strength sheets, and a method for operating such a press.
Beim Stanzen oder Schneiden von hochfesten Blechen treten zwischen Stößel und Stanzwerkzeug zeitlich sehr stark schwankende Kräfte auf, die sich insbesondere sprunghaft ändern können. So lange das Material des Werkstücks dem Stempel widersteht, ist eine sehr hohe Kraft vorhanden, wodurch Teile der Presse elastisch verformt werden. Dies betrifft den Pressentisch, das Stanzwerkzeug, die Pressenständer, das Pressenkopfstück und in gewissem Maße auch den Stößel nebst Pleuel und Exzenterwelle. Wenn das Werkstück unter der Wirkung des Stempels nachgibt, wird die in den genannten Elementen elastisch gespeicherte Energie relativ unkontrolliert frei.When punching or cutting high-strength sheets occur between the ram and punching tool very temporally very fluctuating forces, which can change in particular abruptly. As long as the material of the workpiece the Resistant to punch, a very high force is present, whereby parts of the press are elastically deformed. This concerns the press table, the punching tool, the press stand, the press head piece and to a certain extent also the push rod together with the connecting rod and eccentric shaft. When the workpiece yields under the action of the punch, the energy stored elastically in the said elements is released relatively uncontrollably.
Um diesen Vorgang besser kontrollieren zu können, schlägt die
Dieser Weg zur Schnittschlagdämpfung hat sich grundsätzlich bewährt. Jedoch ist die Einstellung der Sensoren zur Erfassung des Werkstückdurchbruchs kritisch. Auch ist bei Anordnung der Hydraulikzylinder neben dem Werkzeug noch ein gewisser Schnittschlag vorhanden, der weiter reduziert werden soll.This way to cut impact damping has basically proven. However, the adjustment of the sensors for detecting the workpiece breakdown is critical. Also, in the arrangement of the hydraulic cylinder next to the tool still a certain cutting shock exists, which should be further reduced.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, den genannten Stand der Technik zu verbessern.On this basis, it is an object of the invention to improve the said prior art.
Diese Aufgabe wird mit der Presse nach Anspruch 1 sowie dem Verfahren nach Anspruch 13 gelöst:
- Die Presse weist nach
Anspruch 1 eine Abstützeinrichtung auf, die zwischen Stößel und Pressentisch wirksam ist und eine zwischen diesen wirksame Kraft erzeugt. Z.B. ist die Abstützeinrichtung Teil der Blechhaltereinrichtung, die das Werkzeug während des Umformvorgangs gegen das Unterwerkzeug presst. Das Unterwerkzeug ist beispielsweise ein Stanzwerkzeug während das Oberwerkzeug beispielsweise ein Stempel ist. Die als Abstützeinrichtung ausgebildete Blechhalteeinrichtung ist in der Lage, unterschiedliche Kräfte auszuüben. Eine der Abstützeinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung kann die von der Abstützeinrichtung ausgeübte Kraft beeinflussen.
- The press according to
claim 1, a support means which is effective between plunger and press table and generates an effective force between them. For example, the support device is part of the sheet holder device, which presses the tool against the lower tool during the forming process. The lower tool is for example a punching tool while the upper tool is a stamp, for example. Trained as a support sheet holding device is able to exert different forces. A control device assigned to the support device can influence the force exerted by the support device.
Die Steuereinrichtung beeinflusst die von der Abstützeinrichtung ausgeübte Kraft erfindungsgemäß anhand einer Größe, die mit der Stößelposition in eindeutigem Zusammenhang steht. Diese Größe kann beispielsweise die Stößelposition selbst oder auch, wie es bevorzugt wird, der Pressenwinkel oder eine anderweitige gemessene Größe sein. Wenn der Pressenwinkel zugrunde gelegt wird, wird von einer Presse ausgegangen, die von einer drehenden Welle angetrieben wird, wie es beispielsweise bei Exzenterpressen, Kniehebelpressen oder dergleichen der Fall ist. Die Drehposition der Antriebswelle, insbesondere der Exzenterwelle wird dabei als "Pressenwinkel" bezeichnet. Der Pressenwinkel (oder die sonstige, die Stößelposition eindeutig kennzeichnende Größe), bei dem vorzugsweise eine sprungartige Erhöhung der von der Abstützeinrichtung aufgebrachten Gegenkraft erfolgen soll, wird beispielsweise vom Werkzeughersteller vorgegeben und voreingestellt. Es kann vorgesehen werden, diesen voreingestellten Wert des Pressenwinkels, bei dem die Kraftumschaltung erfolgt, beim Einarbeiten der Presse zu korrigieren, d.h. probeweise zu verändern, um eine möglichst ruhige Arbeitsweise der Presse im Sinne einer maximalen Schnittschlagdämpfung zu erreichen. Der so eingestellte Wert wird vorzugsweise abgespeichert und dann für den nachfolgenden Betrieb der Presse zugrunde gelegt.According to the invention, the control device influences the force exerted by the support device on the basis of a variable that is unambiguously associated with the plunger position. This size can be, for example, the plunger position itself or, as it is preferred, the press angle or some other measured size. If the press angle is used as a basis, it is assumed that a press, which is driven by a rotating shaft, as it is the case for eccentric presses, toggle presses or the like. The rotational position of the drive shaft, in particular the eccentric shaft is referred to as "press angle". The press angle (or the other, the plunger position clearly characterizing size), in which preferably a sudden increase in the the support device applied counterforce should be, for example, specified and preset by the tool manufacturer. It can be provided to correct this preset value of the press angle at which the power is switched when incorporating the press, ie to test to achieve the quietest possible operation of the press in terms of maximum cutting shock absorption. The value thus set is preferably stored and then used as the basis for the subsequent operation of the press.
Der eingestellte Wert für den Pressenwinkel kann werkstück- und werkzeugspezifisch festgelegt werden. Solche Werte können in einer Tabelle abrufbar gespeichert sein, um bei Umrüstung der Presse neue Einstellwerte für den Pressenwinkel, bei dem die Kraftumschaltung der Abstützeinrichtung erfolgt, zur Verfügung zu haben.The set value for the press angle can be determined workpiece and tool-specific. Such values may be retrievably stored in a table so as to have new setting values for the press angle at which the force changeover of the support device takes place when the press is converted.
Durch die im einfachsten Falle ausschließlich anhand des Pressenwinkels vorgenommene Umschaltung der Abstützkraft kann die Presse auf einfache Weise an unterschiedliche Gegebenheiten, insbesondere hinsichtlich der Hubzahl oder auch der Schnittkraft eingestellt werden.By made in the simplest case exclusively on the basis of the press angle switching the support force, the press can be easily adjusted to different conditions, in particular with regard to the stroke rate or the cutting force.
Zu der Blechhalteeinrichtung gehört in der Regel eine Niederhalterplatte, die sich unmittelbar an dem Werkstück abstützt. Die Niederhalterplatte erstreckt sich bis in unmittelbare Nachbarschaft zu den Stempeln (Stanzstempeln) und somit dicht bis an den zu erzeugenden Schnitt heran. Damit soll das Blech in unmittelbarer Schnittnähe fest zwischen der Niederhalterplatte und dem Unterwerkzeug (Stanzwerkzeug) eingeklemmt werden, um eine hohe Schnittqualität zu erreichen. Bei der erfindungsgemäßen Presse übernimmt bevorzugterweise die Blechhalteeinrichtung oder aber auch eine sonstige Abstützeinrichtung nach dem Durchbruch der Stempel durch das Werkstück die von dem Stößel aufgebrachte Kraft während dieser seinen unteren Totpunkt durchläuft und speichert die von dem Stößel dadurch abgegebene Energie zwischen. Bei dem Rückhub des Stößels wird diese Energie an den Stößel und somit an den Pressenantrieb zurück gegeben. Durch die so erreichte Vermeidung der unkontrollierten Freisetzung der in der Presse elastisch gespeicherten Energie, wird der Pressenantrieb insgesamt entlastet, d.h. es wird Energie eingespart. Außerdem wird die mechanische Belastung der Presse durch Vermeidung zu großer plötzlicher Kraftänderungen vermindert. Des Weiteren gelingt durch die Überleitung der bis zum Werkstückdurchbruch auf die Stempel ausgeübten Kraft auf die Blechhalteeinrichtung eine besonders feste Klemmung des Werkstücks gerade während des Durchbruchs, so dass sich besonders hohe Schnittqualitäten ergeben. Außerdem kann die Kraft über die Blechhalteeinrichtung besonders großflächig und somit schonend in das Werkstück eingeleitet werden, so dass unerwünschte Deformationen desselben, wie beispielsweise Quetschungen und dergleichen, vermieden werden können.To the sheet holding device usually includes a hold-down plate, which is supported directly on the workpiece. The hold-down plate extends into the immediate vicinity of the punches (punches) and thus close up to the section to be produced. Thus, the sheet is to be clamped in the immediate vicinity of the cut firmly between the hold-down plate and the lower tool (punching tool) to achieve a high quality cut. In the press according to the invention preferably takes over the sheet holding device or else another support device after the punch has passed through the workpiece passes through the force exerted by the ram during its bottom dead center and stores the energy thus emitted by the ram. During the return stroke of the plunger, this energy is given back to the plunger and thus to the press drive. By thus avoiding the uncontrolled release of elastically stored in the press energy, the press drive is relieved overall, ie it saves energy. In addition, the mechanical load on the press is reduced by avoiding too large sudden force changes. Furthermore, by transferring the force exerted on the stamps up to the workpiece breakthrough onto the sheet-metal holding device, a particularly firm clamping of the workpiece takes place during the breakthrough, resulting in particularly high cutting qualities. In addition, the force on the sheet holding device can be introduced over a particularly large area and thus gently in the workpiece, so that the same undesirable deformations, such as bruising and the like, can be avoided.
Es ist auch möglich, den Verlauf der Stößelkraft über der Zeit oder dem Pressenwinkel zu erfassen und zu Überwachen. Verlässt dieser einen pressenwinkelabhängig vorgegebenen Toleranzbereich, kann der Umschaltzeitpunkt (Umschaltpressenwinkel) für die von der Abstützeinrichtung aufgebrachte Gegenkraft vor- oder zurückverlegt werden. Dies ermöglicht insbesondere die Erzielung hoher Hubzahlen.It is also possible to detect and monitor the progression of the ram force over time or the press angle. If this leaves a tolerance range-dependent predetermined tolerance range, the switching time (switching press angle) for the opposing force applied by the support device can be moved forward or backward. This allows in particular the achievement of high stroke rates.
Vorzugsweise weisen die Blechhalteeinrichtung bzw. die Abstützeinrichtung einen Hydraulikzylinder auf, der mit einem ersten und mit einem zweiten hydraulischen Druckspeicher verbunden ist. Beide Druckspeicher weisen z.B. einen verschiebbar gelagerten Kolben mit gedämpftem Endanschlag auf. Alternativ können Membranspeichereinrichtungen oder Speichereinrichtungen vorgesehen werden, bei denen ein Gasdruckpolster direkt mit dem Hydraulikfluid in Verbindung steht. Beide Druckspeicher weisen vorzugsweise unterschiedliche Ruhedrücke auf. Der von dem Hydraulikzylinder zu dem Druckspeicher mit niedrigerem Druck führende Weg ist vorzugsweise durch ein elektrisch gesteuertes Ventil reguliert, das von der Steuereinrichtung gesteuert ist.Preferably, the sheet holding device or the support means to a hydraulic cylinder, which with a first and connected to a second hydraulic pressure accumulator. Both accumulators have, for example, a displaceably mounted piston with damped end stop. Alternatively, membrane storage devices or storage devices may be provided in which a gas pressure pad is directly in communication with the hydraulic fluid. Both accumulators preferably have different rest pressures. The path leading from the hydraulic cylinder to the lower pressure accumulator is preferably regulated by an electrically controlled valve controlled by the controller.
Die Umschaltung der Abstützkraft, vorzugsweise von einem geringeren Wert auf einen größeren Wert, bei einem vorgegebenen Pressenwinkel ermöglicht es, den Umschaltvorgang des Hydraulikventils bereits kurz vor dem Pressenwinkel zu beginnen, bei dem die von dem Werkstück aufgebrachte Gegenkraft zusammenbricht, beispielsweise weil der Stanzstempel durch das Material des Werkstücks durchstößt. Die Pressenwinkeldifferenz, um die das Hydraulikventil voreilend geöffnet wird, kann als "Vorhaltewinkel" bezeichnet werden. Mit diesem lassen Zeitverzögerungen, die durch das Umschalten des Hydraulikventils sowie durch die Ansprechverzögerung sonstiger Komponenten entstehen, wirksam ausgleichen. Im Gegensatz dazu können Systeme, die zum Umschalten des Hydraulikventils Größen nutzen, die den Kraftzusammenbruch an dem Werkstück kennzeichnen, nur im Nachhinein, d.h. zeitverzögert reagieren. Der erfindungsgemäße Vorschlag ermöglicht somit insbesondere bei schneller Arbeitsgeschwindigkeit der Presse (großer Hubzahl) eine wirksame Kompensation des sonst auftretenden Schnittschlags.The switching of the supporting force, preferably from a smaller value to a larger value, at a given press angle makes it possible to start the switching operation of the hydraulic valve just before the press angle, at which the counterforce applied by the workpiece collapses, for example because the punch by the Pierces the material of the workpiece. The press angle difference by which the hydraulic valve is opened prematurely may be referred to as "lead angle". With this can be time delays that arise due to the switching of the hydraulic valve and by the response delay of other components, effectively compensate. In contrast, systems that use variables to switch the hydraulic valve that characterize force collapse on the workpiece can react only retrospectively, ie with a time delay. The proposal according to the invention thus makes possible an effective compensation of the otherwise occurring cutting stroke, especially at a faster operating speed of the press (large number of strokes).
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen, der Zeichnung oder der Figurenbeschreibung.Further details of advantageous embodiments of the invention are the subject of subclaims, the drawing or the description of the figures.
In der Figurenbeschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
Figur 1- die erfindungsgemäße Presse in schematisierter Übersichtsdarstellung,
- Figur 2
- das Werkzeug der Presse nach
Figur 1 in einer schematisierten Vertikalschnittdarstellung und Figur 3- ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit des Stößelhubs und der Stößelkraft vom Pressenwinkel.
- FIG. 1
- the press according to the invention in a schematic overview,
- FIG. 2
- the tool of the press of Figure 1 in a schematic vertical sectional view and
- FIG. 3
- a diagram illustrating the dependence of the ram stroke and the ram force of the press angle.
In Figur 1 ist in aufs Äußerste schematisierter Darstellung eine Presse 1 veranschaulicht, die ein Pressengestell mit Pressenständern 2, 3, einem Pressentisch 4 und einem Kopfstück 5 aufweist. An dem Kopfstück 5 ist ein Antrieb 6, beispielsweise in Form eines Elektromotors gehalten, der über einen schematisch veranschaulichten und gestrichelt dargestellten Exzenter 7 und ein ebenfalls gestrichelt dargestelltes Pleuel 8 einen Stößel 9 hin und her gehend antreibt. Zwischen dem Stößel 9 und dem Pressentisch 4 ist ein Werkzeug 10 mit einem Oberwerkzeug 11 und einem Unterwerkzeug 12 vorgesehen. Das Unterwerkzeug 12 ist als Stanzwerkzeug ausgebildet. An dem Oberwerkzeug 11 sind Stempel 13, 14, 15 gehalten, die wie die übrigen Details des Werkzeugs 10 insbesondere aus Figur 2 ersichtlich sind. Das Werkzeug 10 dient zum Stanzen eines Werkstücks 16, das in Figur 2 als ebenes Werkstück veranschaulicht ist. Selbstverständlich können jedoch auch nicht ebene Werkstücke in entsprechender Weise einem Stanzvorgang unterzogen werden. In diesem Fall weist das Unterwerkzeug 12 dann eine dem nicht ebenen Werkstück entsprechende Kontur auf.In FIG. 1, a
Zu dem Oberwerkzeug 11 gehört eine Blechhalterplatte 17, die über nicht weiter veranschaulichte Mittel an einem Grundkörper 18 des Oberwerkzeugs 11 gehalten ist. Der mit dem Stößel 9 verbundene Grundkörper 18 trägt die Stempel 13 bis 15, die dadurch starr mit dem Stößel 9 verbunden sind. Außerdem enthält der Grundkörper 18 einen oder mehrere Hydraulikzylinder 19, 20, die zusammen mit der Blechhalterplatte 17 eine Blechhalteeinrichtung 21 bilden. Zu der Blechhalteeinrichtung 21 gehören außerdem Druckstifte 22 bis 27, die ungefähr oder genau parallel zu den Stempeln 13 bis 15 angeordnet sind und sich mit ihrem unteren stirnseitigen Ende auf der Blechhalterplatte 17 abstützen. Die im Übrigen im Wesentlichen zylindrischen Stifte stützen sich mit ihrem oberen stirnseitigen Ende an Schwebeplatten 28, 29 ab, die somit oben auf den Druckstiften 22 bis 27 liegen. Zu den Hydraulikzylindern 19, 20 gehören Kolben 30, 31, die in den Hydraulikzylindern 19, 20 entsprechende mit Hydraulikfluid gefüllte Arbeitsräume 32, 33 abgrenzen und abgedichtet sowie verschiebbar in diesen gelagert sind. Kolbenstangen 34, 35 der Kolben 30, 31 drücken von oben her auf die Schwebeplatten 28, 29 und somit die Blechhalterplatte 17 gegen das Werkstück 16.To the
Die Hydraulikzylinder 19, 20 sind über eine in Figur 2 nicht und in Figur 1 lediglich schematisch dargestellte Fluidleitung 36 an ein Hydrauliksystem 37 angeschlossen, das zur Erzeugung einer Blechhalterkraft und zugleich zur Übernahme der von dem Stößel 9 ausgeübten Kraft bei und nach Durchbruch des Werkstücks 16 dient. Dieser Kraftübergang soll möglichst stufenlos, d.h. ohne sprunghafte Kraftänderung erfolgen. Die Blechhalteeinrichtung bildet somit eine Abstützeinrichtung, die zwischen dem Stößel 9 und dem Pressentisch 4 eine kontrollierte Kraft erzeugt.The
Zu dem Hydrauliksystem 37 gehören ein erster Druckspeicher 38 und ein zweiter Druckspeicher 39, die im Ausführungsbeispiel beide als Druckspeicherzylinder 40, 41 mit darin abgedichtet und verschiebbar gelagerten Kolben 42, 43 ausgebildet sind. Beide Kolben 42, 43 teilen in den Druckspeicherzylindern 40, 41 jeweils zwei Arbeitskammern ab, deren obere, jeweils mit einem Gaspolster gefüllt ist. Der Druckspeicher 38 steht beispielsweise unter einem Druck von ungefähr 200 bar während der Druckspeicher 39 z.B. unter einem Druck von z.B. 400 bar steht.To the
Die Kolben 42, 43 weisen an ihrer unteren, den jeweiligen Abschlussstücken 44, 45 zugewandten Seite vorzugsweise eine Profilierung auf, die komplementär zu einer Profilierung des jeweiligen Abschlussstücks 44, 45 ausgebildet ist. Die Profilierung wird durch gerade oder gebogene, z.B. ringförmig konzentrische Leisten oder Stege gebildet, wobei die Leisten oder Stege jedes Kolbens 42, 43 in entsprechend geformte Ausnehmungen jedes Abschlussstücks 44, 45 passen. Die Profilierungen dienen als Endlagendämpfung, so dass die Kolben 42, 43, wenn sie gegen die Anschlussstücke 44, 45 laufen, sanft abgebremst werden.The
Beide Druckspeicher 38, 39 sind mit der Fluidleitung 36 verbunden. Vorzugsweise ist der Druckspeicher 39 über ein Rückschlagventil 46 und eine Drosseleinrichtung 47 an die Fluidleitung 36 angeschlossen. Das Rückschlagventil 46 ist dabei so orientiert, dass das Hydraulikfluid aus der Hydraulikleitung 36 ungehindert in den Druckspeicher 40 einströmen kann, während es auf seinem Rückweg durch die Drosseleinrichtung 47 gezwungen wird.Both
Der Druckspeicher 38 ist über eine Ventileinrichtung 48 mit der Fluidleitung 36 und somit den Hydraulikzylindern 19, 20 verbunden. Die Ventileinrichtung 48 enthält z.B. ein Wegeventil 49, das zwischen zwei Zuständen umschaltbar ist. In einem ersten Zustand gibt es den Fluidfluss in und aus dem Druckspeicher 38 unbeschränkt und ungedrosselt (oder bei einer alternativen Ausführungsform auch lediglich gedrosselt) frei, während es in seinem anderen Zustand diesen Fluidfluss sperrt. Es ist somit als Auf/Zu-Ventil ausgebildet. Die Ventileinrichtung 48 kann ist mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung 50 verbunden sein, die mit einer Steuereinrichtung 53 verbunden ist. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung 53 als Mikroprozessorsteuerung oder auch als anderweitige geeignete elektronische Steuerung ausgebildet. Sie kann als eigenständige Steuerung für das Werkzeug 10 ausgebildet oder auch Teil der sonstigen Pressensteuerung sein. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung mit einem geeigneten Ein/Ausgabemittel 52, wie bspw. einem Bildschirm, einer Tastatur und dergleichen versehen oder verbunden. Über diese Ein/Ausgabemittel 52 können Betriebsparameter für die Steuerung des Hydrauliksystems 37 eingegeben werden. Ein solcher Betriebsparameter ist z.B. der Pressenwinkel α, bei dem die Ventileinrichtung 48 umschalten soll.The
Neben anderen Eingangssignalen erhält die Steuereinrichtung 53 mindestens ein Positionssignal, das z.B. den Pressenwinkel kennzeichnet. Das Positionssignal kann beispielsweise von einem Geber 54 herrühren, der als Weggeber die Position des Stößels 9, insbesondere in der Nähe seines unteren Totpunkts erfasst. Zusätzlich oder alternativ kann ein Geber 55 vorgesehen sein, der die Winkelstellung der Exzenterwelle, d.h. den Pressenwinkel wenigstens in einem Drehwinkelbereich erfasst, bei dem der Stößel 9 in der Nähe seines unteren Totpunkts steht.Among other input signals, the
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist außerdem ein Sensor 56 in Form eines Kraftsensors vorgesehen, der die auf das Werkstück ausgeübte Kraft erfasst. Dazu ist der Sensor 56 z.B. an dem Anlenkpunkt des Pleuels 8 an dem Stößel 9 vorgesehen. Sind mehrere Pleuel vorgesehen, können an jedem der Anlenkpunkte Sensoren vorgesehen sein, die wie der Sensor 56 dann jeweils mit der Steuereinrichtung 53 verbunden sind. Mit dem Sensor 56 wird die von dem Stößel 9 ausgeübte Kraft erfasst. Diese Kraft ist die Summe der Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird und der Kraft, die von der Blechhalteeinrichtung 21 aufgenommen wird. Alternativ ist es möglich, entsprechende Kraftsensoren an anderen Stellen, beispielsweise als Verformungssensor im Pressentisch 4 oder auch als Kraftsensoren in dem Oberwerkzeug 11 und/oder dem Unterwerkzeug 12 unterzubringen.In a preferred embodiment, a sensor 56 is also provided in the form of a force sensor which detects the force applied to the workpiece. For this purpose, the sensor 56 is provided, for example, at the point of articulation of the connecting
Die Steuereinrichtung 53 ist darauf eingerichtet, das Wegeventil 49 bei einem bestimmten vorgegebenen Pressenwinkel so umzuschalten, dass es sperrt. Dieser Pressenwinkel liegt kurz vor dem unteren Totpunkt an derjenigen Stelle an der erwartet wird, dass ein an dem Werkstück durchzuführender Stanzvorgang zu einer Materialtrennung führt. Die Position des Exzenters, bei der dies auftritt, wird als Durchbruchwinkel bezeichnet. Der Durchbruchwinkel liegt kurz vor dem unteren Totpunkt des Stößels 9. Nach Durchlaufen des unteren Totpunkts kann die Steuereinrichtung 53 die Ventileinrichtung 48 wieder öffnen.The
Die insoweit beschriebene Presse 1 arbeitet in einer ersten Ausführungsform wie folgt:
- Zur Funktionsveranschaulichung wird ein einziger Stanzhub beschrieben. Zur Durchführung desselben wird zunächst
das Werkstück 16auf das Unterwerkzeug 12 gelegt, wonach sich der Stößel 9 senkt.Die Blechhalterplatte 17 ist dabei in ihrer untersten Position, in der sie mit ihrer Unterseite zumindest etwas unterhalb der Stirnflächen der 13, 14, 15 steht.Stempel Bevor die Blechhalterplatte 17auf dem Werkstück 16 aufsetzt, sind die 30, 31 inKolben 19, 20 in Ruhe. Das Hydraulikfluid steht inden Hydraulikzylinder dem Hydrauliksystem 37 unter einem Ruhedruck.
- To illustrate the function, a single punching stroke is described. To carry out the same, the
workpiece 16 is first placed on thelower tool 12, after which theplunger 9 lowers. Theblank holder plate 17 is in its lowest position, in which it is at least slightly below the end faces of the 13, 14, 15 with its underside. Before thepunches blank holder plate 17 rests on theworkpiece 16, the 30, 31 in thepistons 19, 20 at rest. The hydraulic fluid is in thehydraulic cylinder hydraulic system 37 under a static pressure.
Sobald die Blechhalterplatte 17 auf dem Werkstück 16 aufsetzt, drückt sie das Werkstück 16 an das Unterwerkzeug 12 an. Die Blechhalterplatte 17 bleibt somit stehen während sich der Stößel 9 weiter in Richtung auf das Werkstück 16 zu bewegt. Ebenfalls stehen bleiben die Druckstifte 22 bis 27, die Schwebeplatten 28, 29 und die Kolben 30, 31. In Folge der weiteren Abwärtsbewegung des Stößels 9 wird somit das Volumen der Arbeitskammern 32, 33 vermindert und Hydraulikfluid über die Fluidleitung 36 und das offene Wegeventil 49 der Ventileinrichtung 48 in den Druckspeicher 38 getrieben, der einen niedrigeren Ruhedruck hat als der Druckspeicher 39. Somit wird der Kolben 43 in.Figur 1 gegen die Kraft des oberen Gaspolsters nach oben bewegt. Wegen das in dem Druckspeicher 39 herrschenden höheren Druck bleibt der Kolben 42 in unterster Position.As soon as the
Sodann setzen die Stirnseiten der Stempel 13, 14, 15 auf dem Werkstück 16 auf. Das Werkstück 16 setzt dem Eindringen der Stempel 13, 14, 15 einen erheblichen Widerstand entgegen, so dass die Bewegung der Stempel 13, 14, 15 zunächst stoppt. Die Antriebsleistung der Antriebseinrichtung 6 wird nun kurzzeitig darauf verwendet, den Antriebsstrang und das Pressengestell einschließlich Pressentisch 4 und Unterwerkzeug 12 etwas elastisch zu deformieren, d.h. zu spannen. Damit wird zunehmend eine größer werdende Kraft aufgebaut, bis schließlich die Stempel 13, 14, 15 durch das Werkstück 16 stoßen. Der Pressenwinkel (Durchbruchwinkel), bei dem dies erfolgt, ist der Steuereinrichtung als Betriebsparameter bekannt. Sie überwacht deshalb ständig, oder tzumindest in der Nähe des unteren Totpunktes, den Pressenwinkel schaltet bei Erreichen des Durchbruchwinkels die Ventileinrichtung 48 um. Die zu dem Druckspeicher 38 führende Hydraulikleitung wird damit abgesperrt. Die Umschaltung der Ventileinrichtung 48 kann alternativ auch kurz vor Erreichen des Durchbruchwinkels, d.H. mit einer winkelmäßigen oder zeitlichen Voreilung erfolgen. Der dazu erforderliche Vorhaltewinkel ist z.B. über die Ein/Ausgabeeinrichtung 52 eingebbar.Then put the end faces of the
Ist nun das Wegeventil 49 geschlossen, kann kein weiteres Hydraulikfluid in den Druckspeicher 38 fließen. Es muss deshalb in den Druckspeicher 39 ausweichen, der unter erheblich höherem Druck steht. Somit erzeugen die Hydraulikzylinder 19, 20 nunmehr einen erheblichen Gegendruck, der sich einerseits auf der Blechhalterplatte 17 abstützt und andererseits dem Stößel 9 entgegen wirkt. Somit kommutiert die bislang von den Stempeln 13, 14, 15 aufgenommene Kraft auf die Blechhaltereinrichtung 21, so dass sich die gespannte Presse nicht entspannen kann. Gegen die große Kraft der Blechhaltereinrichtung durchläuft der Stößel nun seinen unteren Totpunkt, wobei die Blechhaltereinrichtung dann auf dem ersten Abschnitt des Aufwärtshubs den Stößel 9 mit großer Kraft nach oben schiebt. In dieser Phase wird die in der Presse 1 gespeicherte elastische Energie an den Stößel 9 und somit an die Antriebseinrichtung 6 zurück gegeben.If now the
Die Rückumschaltung der Ventileinrichtung 48 kann bei einem vorgegebenen, nach dem unteren Totpunkt liegenden Pressenwinkel erfolgen und von der Steuereinrichtung 53 anhand des überwachten Pressenwinkels erfolgen. Alternativ ist es auch möglich, den Druckspeicher 39 mit einer Sensoreinrichtung, beispielsweise einem Näherungsschalter zu versehen, der an Annähern des Kolbens 42 an das Abschlussstück 44 erkennt. Sobald der Kolben das Abschlussstück 44 erreicht oder zumindest fast erreicht kann das Ventil 48 wieder geöffnet werden, um den Druckspeicher 38 zu reaktivieren. Der entsprechende Sensor ist mit der Steuereinrichtung 53 verbunden.The return switching of the
Alternativ kann die Fluidleitung 36 mit einem Drucksensor verbunden sein, der mit der Steuereinrichtung 53 verbunden ist. Diese schaltet dann die Ventileinrichtung 48 wieder in Offen-Zustand, wenn der in der Fluidleitung 36 herrschende Fluiddruck unter einen gegebenen Grenzwert abfällt, der etwa in Größenordnung des Drucks des Druckspeichers 38 liegt.Alternatively, the
Des Weiteren ist es bei einer verfeinerten Ausführungsform möglich, die von dem Stößel 9 ausgeübte Kraft mittels des Sensors 56 zu überwachen. Es entsteht der in Figur 3 als Beispiel veranschaulichte zeitliche Verlauf I der Kraft F, der, wie Figur 3 zeigt, in der Nähe des unteren Totpunkts des zeitlichen Verlaufs der Bewegung X des Stößels ein Maximum aufweist. Es ist möglich zu überwachen, ob dieser erwartete Verlauf I ein Toleranzband einhält oder verlässt. Das Toleranzband kann durch zwei weitere zeitliche Verläufe II und III vorgegeben sein, die durch entsprechenden X- und α-Versatz des erwarteten Kraftverlaufs I erhalten wird. Verlässt der Verlauf I der tatsächlich auftretenden Stößelkraft das Toleranzband schaltet die Steuereinrichtung 53 die Ventileinrichtung 48 um. Dies gilt insbesondere, wenn der Verlauf I den Verlauf II von oben nach unten schneidet. Die Umschaltung der Ventileinrichtung 48 von dem Offen-Zustand in den Schließ-Zustand bewirkt in diesem Moment eine Erhöhung der Gegenkraft auf den Stößel, so dass ein schlagartiger, d.h. sprunghafter Kraftabfall vermieden wird.Furthermore, in a more refined embodiment, it is possible to monitor the force exerted by the
Bei Durchbrechen des Verlaufs I durch die obere Grenze III kann umgekehrt reagiert werden. Es ist möglich, die Funktion der Überwachung des Verlaufs I auf Verlassen des Toleranzbands auf ein Winkelfenster α1, α2 zu beschränken, in dem der Durchbruchwinkel erwartet wird.When breaching the course I by the upper limit III can be reacted in reverse. It is possible the To limit the function of the monitoring of the course I on leaving the tolerance band to an angle window α1, α2, in which the break-through angle is expected.
Alternativ kann der zeitliche Verlauf der von dem Sensor 56 gemessenen Kraft ermittelt werden. Ist der Abfall der Kraft, d.h. die negative Steigung des Verlaufs I zu steil, kann dies von der Steuereinrichtung 53 als Durchbruch des Werkstücks 16 erkannt werden. Ausgehend davon kann die Steuereinrichtung 53 die Ventileinrichtung 48 sofort schließen. Alternativ oder ergänzend kann der eingespeicherte Durchbruchwinkel auf den nunmehr erfassten Wert korrigiert werden. Auf diese Weise wird eine adaptive, d.h. selbstlernende Steuereinrichtung 53 geschaffen, die sich während des Betriebs hinsichtlich des Durchbruchwinkels selbst adaptiert. Das Optimierungsziel liegt dabei darin, den in dem Verlauf I gemäß Figur 3 zwischen den Winkeln α1 und α2 auftretenden Kraftabfall zu minimieren. Die Steuereinrichtung 53 kann so ausgelegt sein, indem sie dies durch Anpassen des Vorhaltewinkels automatisch tut. Es ist jedoch auch möglich, den Winkel, wie oben erwähnt, manuell vorzugeben.Alternatively, the time profile of the force measured by the sensor 56 can be determined. If the drop in force, i. the negative slope of the gradient I too steep, this can be detected by the
Es ist auch möglich, den Durchbruchwinkel dynamisch anzupassen indem er zunächst grob eingestellt, der Kraftverlauf überwacht und somit der tatsächliche aktuelle Durchbruchwinkel bestimmt wird. Als Pressenwinkel des Stanzdurchbruchs wird dann jeweils der Pressenwinkel aus dem vorigen Stanzhub oder ein Durchschnittswert aus vorigen Stanzhüben herangezogen. Auch ist es möglich, in dem Pressengestell, dem Pressentisch oder anderen Teilen der Presse, Kraftsensoren unterzubringen, die auf eine Deformation des betreffenden Pressenelements oder direkt auf die in der Presse wirkende Kraft ansprechen. Solches können beispielsweise Kraftsensoren in dem Werkzeug 10 sein. Die von diesen Sensoren abgegebenen Signale können an die Steuereinrichtung 53 geführt werden und dazu dienen, den Durchbruchwinkel festzulegen.It is also possible to adjust the break-through angle dynamically by first roughly setting, monitoring the force curve and thus determining the actual current break-through angle. The press angle from the previous punching stroke or an average value from previous punching strokes is then used as the press angle of the punching breakthrough. It is also possible to accommodate in the press frame, the press table or other parts of the press, force sensors which respond to a deformation of the respective press element or directly to the force acting in the press. Such can be, for example, force sensors be in the
Das erfindungsgemäße System gestattet eine wesentliche Erhöhung der Niederhalterkraft, insbesondere während der Durchführung des Stanzvorgangs, d.h. während die Stempel 13, 14, 15 durch das Material des Werkstücks dringen. Die eigentliche Schnittkraft kann dadurch auf bis ein Sechstel der theoretischen Schubkraft gesenkt werden. Die Blechhalteeinrichtung 21 bewirkt eine besonders feste Einspannung des Werkstücks 16 und bewirkt somit eine Verbesserung des Schnitts wie auch eine Schnittschlagdämpfung. Die Presse 1 wird so vorgespannt, das Spiele ausgeglichen oder kompensiert werden. Dies führt gegenüber klassischen Schnittschlagdämpfungssystemen zur Verminderung der Gesamtpresskraft des Systems. Dies bedeutet aber auch, dass ältere Pressen auch weiterhin sogar für schwierige Trennoperationen eingesetzt werden können. Die auf die Blechhalterplatte ausgeübte Kraft wird vorzugsweise etwa auf 40 % der Presskraft ausgelegt. Das Trennverfahren kann durch den Einsatz eines schnellen Auswerte- und Steuergeräts, wie beispielsweise der Steuereinrichtung 53, überwacht, ausgewertet und gesteuert werden. Das System kann weitgehend autark, d.h. von der Presse 1 unabhängig ausgebildet und eingesetzt werden. Beispielsweise kann es Teil des Werkzeugs sein, und somit prinzipiell bei verschiedenen Pressen eingesetzt werden. Bei Änderung der Pressendaten können pressenspezifische Parameter über Programm oder anlagenspezifische Flashkarten geändert werden.The system according to the invention allows a significant increase in the hold-down force, in particular during the performance of the punching operation, ie while the
Die Drücke in den Hydraulikzylindern 19, 20 können winkel- oder wegeabhängig permanent überwacht werden. Die sich ergebenden Hüllkurven gestatten eine permanente Prozessüberwachung. Die Ansteuerung des Bypassventils 52 erfolgt kurbelwinkel- oder wegeabhängig über das gleiche System. Die Prozessdaten und Störungen können über Datenspeichersysteme gespeichert und bei Schäden rückverfolgt werden. Außerdem können Systeme zur Erfassung von Überlastfällen vorgesehen werden.The pressures in the
Zur Erhöhung der Schnittqualität und der Verbesserung der Arbeitsweise einer Presse, insbesondere beim Stanzen hochfester martensitischer Werkstoffe oder auch beim Stanzen dicker Bleche wird eine Blechhalteeinrichtung vorgesehen, die das betreffende Werkstück während des Stanzvorgangs fest einspannt. Die Spannkraft wird auf bis zu 40 % oder mehr Prozent der Stößelkraft erhöht. Insbesondere kann die von der Blechhalteeinrichtung ausgeübte Kraft während des Werkstückdurchbruchs nochmals erhöht werden. Die Erhöhung der Spannkraft erfolgt vorzugsweise gesteuert in Abhängigkeit vom Pressenwinkel. Einerseits verbessert sich dadurch die Schnittqualität während sich andererseits eine effiziente Schnittschlagminderung oder -verhinderung an der Presse ergibt. Ein Schnittschlag ist wesentlich geschwächt oder tritt nicht auf.To increase the quality of cut and improve the operation of a press, especially when punching high-strength martensitic materials or when punching thick sheets, a sheet holding device is provided which firmly clamps the workpiece in question during the punching process. The clamping force is increased up to 40% or more percent of the ram force. In particular, the force exerted by the sheet holding device during the workpiece breakthrough can be increased again. The increase of the clamping force is preferably controlled in dependence on the press angle. On the one hand improves the cut quality while on the other hand results in an efficient cutting impact reduction or prevention on the press. A cutting stroke is significantly weakened or does not occur.
Claims (21)
mit einem Pressengestell, zu dem ein Pressentisch (4) zur Aufnahme eines Unterwerkzeuges (12) gehört und in dem ein Stößel (9) beweglich gelagert ist, der mit einer Antriebseinrichtung (6) in Verbindung steht und ein Oberwerkzeug (11) trägt,
mit einer steuerbaren Abstützeinrichtung (21), die dazu eingerichtet ist, eine zwischen dem Stößel und dem Pressentisch wirksame veränderliche Kraft zu erzeugen,
mit einer Steuereinrichtung (53), die der Abstützeinrichtung (21) zugeordnet ist und mittels einer Sensoreinrichtung (54, 55) eine Größe (α, x) erfasst, die mit der Stößelposition in einem eindeutigen Zusammenhang steht, und die die von der Abstützeinrichtung (21) ausgeübte, zwischen dem Stößel (9) und dem Werkstück (16) wirkende Kraft in Abhängigkeit von der Größe (α, x) beeinflusst.Press (1), in particular for punching sheet metal,
with a press frame, to which a press table (4) for receiving a lower tool (12) belongs and in which a plunger (9) is movably mounted, which communicates with a drive device (6) and carries an upper tool (11),
a controllable supporting device (21) adapted to generate a variable force acting between the plunger and the press table,
with a control device (53) which is assigned to the support device (21) and detects by means of a sensor device (54, 55) a variable (α, x) which is unambiguously correlated with the ram position and that of the support device ( 21) exerted, between the plunger (9) and the workpiece (16) acting force as a function of the size (α, x) influenced.
ein Pressengestell, zu dem ein Pressentisch (4) zur Aufnahme eines Unterwerkzeuges (12) gehört und in dem ein Stößel (9) in Stößelbewegungsrichtung beweglich gelagert ist, der mit einer Antriebseinrichtung (6) in Verbindung steht und ein Oberwerkzeug (11) trägt,
eine steuerbaren Abstützeinrichtung (21), die wenigstens zeitweilig gegen die Stößelarbeitsrichtung gegen den Stößel (9) drückt, und
eine Steuereinrichtung (51, 53) aufweist, die der Abstützeinrichtung (21) zugeordnet ist, wobei bei dem Verfahren die von der Abstützeinrichtung (21) aufgebrachte Kraft in Abhängigkeit von einer Größe variiert wird, die mit der Stößelposition in einem eindeutigen Zusammenhang steht.Method for punching sheets with a press, the
a press frame, to which a press table (4) for receiving a lower tool (12) belongs and in which a plunger (9) is movably mounted in the direction of plunger movement, which communicates with a drive device (6) and carries an upper tool (11),
a controllable support means (21) which at least temporarily pushes against the plunger working direction against the plunger (9), and
a control means (51, 53) associated with the support means (21), wherein in the method the force applied by the support means (21) is varied in response to a magnitude uniquely associated with the plunger position.
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