EP2486993A1 - Reshaping device and method for operating same - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a forming device for cup-shaped hollow body with a machine control, a drive device, a workpiece turntable for receiving hollow bodies and a tool holder for holding machining tools, wherein the workpiece rotary table and tool carrier are opposite and rotatable about an axis of rotation to each other and along the axis of rotation are mutually linearly adjustable and the drive device is designed so as to be controllable by the machine control and is set up to provide a rotary step movement and a cyclical linear movement between the workpiece rotary table and the tool carrier, in order to enable a reshaping of the hollow bodies by means of the processing tools in a plurality of successive processing steps, and with an adjusting device which is used to set a stroke length cyclic linear movement and / or a minimum distance between the tool carrier and the Maschinen Swissrun is formed. Furthermore, the invention also relates to a method for operating a forming device.
- a forming machine is known, with the cup-shaped hollow body made of metal, in particular aluminum, from a substantially cylindrical sleeve-shaped Initial state partially formed, in particular locally retracted, can be, for example, in the region of the opening to put a cap or a spray valve sealingly.
- the known forming machine has a rotatably mounted workpiece rotary table and a linearly mounted tool rotary table. In the machine frame, a drive device is received, which is designed to generate an intermittent rotary motion of the workpiece rotary table and to produce an oscillating linear movement of the guide tube and the associated rotary tool table.
- the tools provided on the tool rotary table in particular forming tools, can be brought into engagement with the hollow bodies held on the workpiece rotary table in order to process them locally, in particular to plastically deform them.
- the hollow bodies Due to the intermittent rotational movement of the workpiece rotary table, the hollow bodies can be brought into serial contact with the tools mounted on the tool carrier table in order to achieve a stepwise deformation of the hollow bodies from an initial geometry to a target geometry.
- the hollow bodies are fixed by means of workpiece holders mounted on the workpiece rotary table and released again after the processing has been carried out.
- the object of the invention is to provide a forming device and a method for operating a forming device, with which an improved machining accuracy during the forming of the hollow body can be ensured.
- the adjusting device is designed such that it allows the adjustment of the stroke length and / or the minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table during the execution of the linear movement.
- the machine control system is designed in such a way for activating the adjusting device, that an adjustment of the stroke length of the cyclical linear movement takes place as a function of at least one state value of the drive device.
- the state value of the drive device may be a value predefined by the machine control, for example a speed, a movement speed, a cycle number or the like, which is effected by the machine control by a corresponding control of the drive device. This makes it possible, for example, to make a corresponding adjustment of the stroke length and / or the minimum distance at a to be carried out by the machine control change the cycle number for the cyclic linear movement and the intermittent rotary step movement.
- Such adjustments can be made in real time during the change of the operating state, anticipating before the change of the operating state or even after the change of the operating state.
- a value table is stored in the machine control, based on which when changing the operating state of the forming a Stellwertvorgabe can be determined, which is output from the machine control to the adjustment to control this according to the desired correction.
- the machine control at least one sensor device for Determining at least one state value of the drive device is assigned.
- the machine control can calculate a manipulated variable preset, which is provided to the adjusting device as a control command. This makes it possible to control the stroke length and / or the minimum distance in a closed loop.
- the at least one state value form the input variable and the manipulated variable specification provided by the machine control system form the output variable of the control loop.
- the sensor device is designed as a length sensor and / or distance sensor and / or rotational speed sensor and / or acceleration sensor and / or deformation sensor and / or temperature sensor and is coupled to the machine control.
- a length sensor for example, the length of a component of the drive device, in particular a connecting rod of an eccentric drive of the drive device, can be determined. From the determined length can then be determined directly or after correction with a constant or variable correction value a manipulated variable from the machine control, which is passed to the adjustment.
- the sensor device as a distance sensor, the distance between the workpiece rotary table and the tool carrier is preferably determined; this can be achieved, for example, with the aid of an optical or mechanical distance sensor.
- a distance measurement takes place in the front reversal point, in which there is a minimum distance between the workpiece rotary table and the tool carrier, and / or in the rear reversal point, in which there is a maximum distance between the workpiece rotary table and the tool carrier.
- the sensor device can also be used as a speed sensor and / or acceleration sensor be formed, by means of which indirectly the deformation and bearing play influenced deviation between an actual deformation of the hollow body and a predetermined deformation of the hollow body can be determined.
- the sensor device may be formed as a temperature sensor in order to be able to draw conclusions about the actual stroke length and / or the minimum distance on the basis of the determined temperature of the drive device.
- the sensor device with the aid of a high-speed camera with downstream image processing, wherein the high-speed camera is preferably placed at a processing station at which a particularly critical forming step is carried out to determine the image of the image taken by the high-speed camera edited hollow body under evaluation by the image processing software to make an analysis of whether the geometry of the formed hollow body is within or outside a predetermined tolerance band.
- a control algorithm is stored in the machine control in order to enable an adjustment of the adjusting device as a function of at least one state value.
- the control algorithm is preferably a calculation formula by means of which a manipulated variable specification for the adjustment device, including at least one state value, preferably including all state values provided by the sensor device and optionally the processes stored in the machine control, is determined for the operation of the conversion device becomes.
- provision is made in particular for the state values to be dependent on time and / or state variable weights in the control algorithm einflie- ⁇ en to allow a particularly advantageous calculation of the manipulated variable specification and thus to ensure the most accurate positioning of the tool carrier relative to the workpiece turntable.
- the adjusting device is designed for a linear adjustment movement of the tool carrier relative to the drive device.
- a zero point of a spatial coordinate system is arranged on a component of the drive device, for example on a central axis of a drive shaft, and the positions of the workpiece rotary table and of the tool carrier are determined starting from this zero point.
- the adjusting device is designed such that it changes the relative position of the tool carrier relative to this zero point of the coordinate system.
- the object of the invention is achieved by a method for operating a forming device for cup-shaped hollow body, wherein the forming device, a machine control, a drive device, a Workpiece rotary table for receiving hollow bodies and a tool carrier for receiving processing tools, wherein the workpiece rotary table and tool carrier are opposite and rotatable about an axis of rotation and mutually linearly adjustable along the axis of rotation and wherein the drive means is formed controllable by the machine control and providing a rotary step movement and a cyclic linear movement between the workpiece rotary table and the tool carrier is formed to allow a deformation of the hollow body by means of the processing tools in several successive processing steps, as well as with an adjusting device for adjusting a stroke length of the cyclic linear movement and / or a minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table is trained.
- an adjustment of the stroke length and / or the minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table is carried out by means of the adjusting device during the execution of the linear movement.
- the forming device can be adapted during operation of performing forming operations to changing boundary conditions such that always the best possible deformation result is achieved.
- the setting of the stroke length and / or the minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table by means of the adjusting device is carried out within a predefinable time interval within a cycle of the linear movement.
- the time interval thus comprises a fraction of the cycle duration of the linear movement, which, starting from a zero position with the maximum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table, results from the approach between the tool carrier and the workpiece rotary table and the subsequent removal of the tool carrier from the workpiece rotary table to the zero position.
- the predetermined time interval for setting the stroke length and / or the minimum distance is a fraction of the cycle length of the linear movement, which is less than 50 percent, in particular less than 30 percent.
- the time interval is selected such that an interval limit is close to a reversal time of the linear movement, to which a distance between the tool carrier and the workpiece turntable is maximum. That is, the adjustment of the stroke length and / or the minimum distance starts or ends at a time which is at least nearly identical to the reversal time for the linear movement between the tool carrier and the workpiece rotary table.
- This ensures that the adjusting movement takes place at least predominantly, preferably completely within a time interval during which no deformation of the hollow body is made, so that the temporal area is omitted, during which particularly high forces between the tool carrier and workpiece rotary table must be transmitted via the drive means ,
- the time interval begins during a removal movement between the tool carrier and the workpiece rotary table and ends during an approach movement between the tool carrier and the workpiece rotary table.
- the time interval includes the rear reversal point, ie a time at which a distance between the tool carrier and workpiece turntable is maximum, so that the adjustment of the stroke length and / or the minimum distance between the workpiece carrier and the workpiece turntable made at least predominantly, preferably completely outside that time interval can be during which takes place an engagement of the deformation tools received on the tool carrier in the recorded on the workpiece rotary table hollow body.
- the time interval for adjusting the adjusting device is selected with the aid of the machine control in such a way that the adjusting device can be operated with the lowest possible load.
- it can be provided in an adjustment designed as a spindle drive to adapt the time interval in each case to the intended adjustment that the effect of the spindle pitch during the deceleration movement near the rear reversal time and the subsequent acceleration movement in the direction of the front reversal point is advantageously exploited.
- the design of the adjusting device can be carried out in a particularly cost-effective manner.
- At least one state value of the drive device is processed in the machine control, which is provided by a sensor device to determine a manipulated variable specification for the adjustment and to control the adjustment accordingly.
- the machine control can perform a control of the adjusting device, wherein the at least one state value is used as an input variable for the control algorithm and the manipulated variable input for the adjusting device forms the output variable of the control algorithm.
- a link is made between the measured state value of the drive device and a default value for a desired state value of the drive device in order to determine a manipulated variable specification for the adjustment device and to control the adjustment device accordingly.
- This procedure is particularly advantageous when the forming device is to be converted into a different operating state starting from a given operating state, for example by lengthening or shortening the cycle time for the cyclic linear movement.
- the machine control can carry out a prospective adjustment of the adjusting device based on the measured state values of the drive device and with knowledge of the planned temporal change of the operating state and, for this purpose, calculate a corresponding control value specification.
- a monitoring of a loading of the tool carrier with tools and / or the workpiece rotary table with workpieces for determining a control value specification for the adjustment takes place.
- the deformation tools to be mounted on the tool carrier change the mass of the tool carrier to a considerable extent, so that consideration of this loading of the tool carrier by the machine control leads to an improved quality of the deformation of the hollow body.
- both the loading of the tool carrier with tools and the loading of the workpiece rotary table with workpieces are determined by the machine control and taken into account in the calculation of the setpoint specification for the adjustment. If, in addition, at least one state value is taken into account, a particularly exact deformation of the hollow body can be achieved.
- the machine control system regulates the stroke length of the cyclic linear movement and / or the minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table on the basis of state values and at least one of the loading of the tool carrier with tools and / or the loading of the workpiece rotary table with workpieces Characteristic value.
- One in the FIG. 1 illustrated forming device 1, which is particularly suitable for forming cup-shaped hollow bodies, comprises a machine frame 2, on which a
- Workpiece rotary table 3 and a tool carrier 4 are arranged.
- the forming device 1 of the workpiece rotary table 3 is rotatably mounted on the machine frame 2, while the tool carrier 4 is exemplarily linearly movably received on the machine frame 2.
- the workpiece rotary table 3 is thus mounted so as to be rotatable relative to the machine frame 2 and the tool carrier 4 about an axis of rotation 5.
- the tool carrier 4 can be moved linearly along the axis of rotation 5 relative to the machine frame 2 and the workpiece rotary table 3.
- the forming device 1 further comprises a drive device 6, which is designed to provide an intermittent rotational movement or rotational step movement and to provide a cyclically oscillating linear movement.
- the drive device 6 is designed to provide the rotary step movement to the workpiece rotary table 3 and to provide the cyclically oscillating linear movement to the tool carrier 4.
- the drive mechanism 6 comprises a double eccentric arrangement 8.
- the double eccentric arrangement 8 which also includes an eccentric shaft 9 and an eccentric cam 10, serves as an eccentric crankshaft that can be adjusted with respect to the crank stroke to provide a circular circulation movement for a closer one designated connecting rod eye of a connecting rod. 7
- the forces necessary for driving the connecting rod 7 are provided, for example, by a drive motor 11 designed as an electric motor, which has a belt drive, which is exemplarily designed as a V-ribbed belt 12 is coupled to a flywheel 13.
- the flywheel 13 can be brought into force-transmitting connection with a drive pinion 15 via a flywheel clutch 14 that can be coupled during operation of the forming device 1.
- the drive pinion 15 is in engagement with a main gear 16, which is received rotatably mounted on two support webs 17, of which due to the sectional view of FIG. 1 only one is visible.
- two, preferably each integrally formed, exemplified cylindrically shaped bearing pin 18 are mounted in a mirror image arrangement, which are arranged concentrically to the main gear 16 and engage in a manner not shown in one of the support cheek 17 respectively associated storage and the pivot bearing of the main gear 16 serve.
- the inner eccentric 9 is fixedly mounted on the main gear 16
- the outer eccentric 10 is adjustably mounted on the main gear 16 to adjust the crank stroke of the double eccentric 8 for the connecting rod 7 can.
- the outer eccentric 10 can be decoupled from the inner eccentric 9 by means of a coupling, not shown, and rotated about a normal to the plane of representation pivot axis, preferably continuously, relative to the inner eccentric 8 for stroke adjustment , Subsequently, the clutch is closed again, so that the two eccentrics 9 and 10 are again coupled to transmit power.
- a driven gear 19 in permanent engagement, which via a switchable during operation of the forming device 1 step transmission clutch 21 can be brought into force-transmitting connection with a stepping 20.
- the indexing gear 20 converts the continuous rotational movement of the output gear 19 into a discontinuous, intermittent rotational step movement, which is transmitted to the workpiece rotary table 3 via a stepping shaft 22 and a stepping gear 23.
- an internal toothing 24 is formed on the workpiece turning table 3, into which the stepping switching pinion engages in order to transmit the rotary step movement of the stepping gear 20 to the workpiece turning table 3, which then completes the rotary stepping movement about the axis of rotation 5.
- a servo drive can be used, which allows an electrically controlled rotary step movement.
- the workpiece rotary table 3 is rotatably mounted on a support plate 26 by means of a rotary bearing 25.
- the support plate 26 is part of a first machine frame part, which also comprises a support frame 31.
- the support frame 31 has the task of deriving the torques, which act on the support plate 26 by the weight forces of the components mounted on the support plate 26, described in more detail below, into a base plate 32.
- the rotary bearing 25 comprises, for example, a support ring 26 mounted on the preferably annular bearing ring 28 having a bearing surface on a circumferential outer surface for a plurality of rolling elements 29 shown schematically.
- the rolling elements 29 are between the bearing ring 28 and a bearing ring 28 opposite, on the workpiece rotary table 3 exemplified as a circumferential collar 63 formed bearing surface 30th arranged and are held by a cage, not shown in position. Together with the bearing ring 28 and the peripheral collar 63, they form a radial bearing which ensures a low-friction rotary movement of the workpiece rotary table 3 with high precision, in particular with respect to the axis of rotation 5 and the tool carrier 4.
- the sliding bearing ring 62 and the oppositely disposed surface of the workpiece rotary table 3 are supplied by an unspecified lubrication circuit with an intermittent or continuous lubricant supply with lubricant.
- a support tube 33 is attached, which serves as an example for supporting and linear mounting of the tool carrier 4.
- the support tube 33 has an exemplary annular cross-section in a cross-sectional plane oriented normal to the axis of rotation 5, not shown.
- a cylindrical inner surface 35 of the support tube 33 serves as a sliding bearing surface for a coupling slide 34 which is coupled to the connecting rod 7 and serves to implement the combined rotational and linear movement of the connecting rod 7 in a linear movement.
- the coupling carriage 34 comprises by way of example a tubular body 37, on which a bearing pin 38 is mounted for the pivotable mounting of the connecting rod 7.
- a plurality, preferably annular, sliders 39 On the base body 37 are radially outwardly a plurality, preferably annular, sliders 39, For example, from plain bearing bronze, arranged, which are designed for a sliding movement on the inner surface 35 of the exemplary, made of metal, support tube 33.
- bearing rails 40 are mounted, which serve as linear guide elements for the tool carrier 4.
- the bearing rails 40 are arranged at the same angular pitch about the axis of rotation 5, for example in a 120-degree graduation or a 90-degree graduation.
- linear guides 42 are mounted, which engage around the bearing rails 40 each U-shaped.
- the linear guides 42 may be formed, for example, as recirculating ball bearings, in which a plurality of cylindrical or spherical rolling elements are received in a guideway and allow a linear relative movement relative to the respective bearing rail 40.
- the linear guides 42 are braced against each other by not shown clamping means in the radial direction and / or in the circumferential direction of the support tube 33, whereby a backlash, in particular backlash-free, linear bearing of the tool carrier 4 relative to the support tube 33 is achieved. Due to the linear guides 42 of the tool carrier 4 is rotatably received on the support tube 33.
- the threaded spindle 44 extends, for example, in parallel, in particular concentrically, to the axis of rotation 5.
- the two spindle nuts 45, 46 are rotatably and linearly connected to each other.
- the second spindle nut 46 is assigned a, preferably hydraulically controllable, linear adjusting device 48 and a servomotor 49.
- the object of the servomotor 49 which is preferably designed as a torque motor and coupled to the second spindle nut 46, rotatably mounted rotor 50 and a stator 51 includes, which is rotatably received in a driver 52, therein, the two spindle nuts 45, 46 by To move rotation along the threaded spindle 44 and thereby allow an adjustment of a starting position of the tool carrier 4 along the threaded spindle 44.
- the task of the linear adjusting device 48 which can exert a force in the direction of the axis of rotation 5 on the second spindle nut 46, is to brace the second spindle nut 46 relative to the first spindle nut 45 and thus a backlash-free power transmission between the threaded spindle 44 and the driver 52 permit, in which the spindle nuts 45 and 46 are received stationary and rotationally movable.
- the driver 52 is exemplarily designed as a substantially rotationally symmetrical body and has a circumferential flange 53, to which a tubular coupling means 54 is attached, which is for a force-transmitting Connection with the tool carrier 4 is formed.
- the flange 53 and the coupling means 54 are dimensioned such that they are slightly elastically deformed due to the transmitted from the tool carrier 4 on the workpiece rotary table 3 forces while possibly occurring tilting of the coupling carriage 34 and the driver 47 take about tilt axes transversely to the axis of rotation 5 at least partially so that they are not or at best proportionally transferred to the tool carrier 4.
- a particularly high degree of precision is achieved for the processing of the hollow body 55 accommodated on the workpiece rotary table.
- a plurality of the same angular distribution to the axis of rotation 5 arranged, also referred to as a chuck workpiece holder 55 are mounted, in each of which cup-shaped hollow body 56 are added.
- a tool carrier 4 opposite the workpiece rotary table 3 corresponding tool holders 57 corresponding to the workpiece holders 55 are arranged, which are equipped with machining tools 58, for example with forming tools.
- FIG. 2 is a block diagram representation of the set for the adjustment of the stroke length and / or the minimum distance between the tool carrier 4 and the workpiece turntable 3 functional components.
- the in the FIG. 2 shown forming device 1 corresponds to the in FIG. 1 Forming device 1 shown, only the representation of the functional components is different from the representation of FIG. 1 ,
- those functional components representing a controlled or controlled adjustment of the stroke length and / or the minimum distance allow between the tool carrier 4 and the workpiece rotary table 3 during the implementation of the linear movement.
- the forming device 1 comprises a machine control 80, an adjusting device 81 and a sensor device 82, which is formed by way of example from a plurality of sensors 85 to 90.
- the adjusting device 81 is designed for an adjustment of the stroke length and / or the minimum distance between the tool carrier 4 and the workpiece rotary table 3 during the execution of the linear movement, by way of example in the manner of the assembly of threaded spindle 44, the spindle nuts 45, 46 and the servomotor 49, as they are in the FIG. 1 is specified.
- the adjusting device 81 and the sensors 85 to 90 of the sensor device 82 are electrically coupled to the machine control 80 via connecting lines 91.
- the sensor device 82 comprises the following sensors: a strain sensor 85 attached to the connecting rod 7, which may be designed, for example, as a strain gauge; a likewise attached to the connecting rod 7 acceleration sensor 86; a speed sensor 87 attached to the drive motor 11; a temperature sensor 88 attached to the drive device 6; a provided for determining the distance between the workpiece turntable 3 and tool holder 4 and attached by way of example on the tool carrier 4 distance sensor 89 and an acceleration sensor 90, which is also exemplary mounted on the tool carrier 4.
- the machine controller 80 is connected to a drive motor 92, which serves to initiate a translational movement on the workpiece rotary table 3 along the axis of rotation 5.
- This optionally provided drive motor 92 acts a transmission device, not shown, which is provided between the support plate 26 and the sliding bearing ring 62.
- the drive motor 92 and the transmission device allow the axial position of the workpiece rotary table 3 to be changed along the axis of rotation 5, at least in an adjustment range of a few millimeters.
- the drive device 6 is designed such that the tool carrier 4 executes a cyclically recurring translational movement according to the arrow 93.
- the tool carrier 4 by means of the adjusting device 81 with respect to its stroke length and / or its minimum distance to the workpiece rotary table 3 with respect to the drive means 6 and thus also with respect to the workpiece rotary table 3 also along the axis of rotation 5 adjustable, which is symbolized by the arrow 94.
- a coordinate system 98 is shown in the drive device 6, whose X-axis is aligned parallel to the axis of rotation 5 and the origin of the zero point for determining the positions of the workpiece rotary table 3 and the tool carrier 4 along the axis of rotation 5 is used.
- the arrow 95 symbolizes the rotational movement of the workpiece rotary table 3
- the arrow 96 symbolizes the linear adjustability of the axial position of the workpiece rotary table 3 along the axis of rotation. 5
- the forming device 1 runs in the machine control 80 from a predetermined program, with the aid of the drive means 6 with the associated drive motor 11 and the adjusting device 81 and optionally the drive motor 92 can be controlled.
- the program sequence for the drive device 6, the adjusting device 81 and the drive motor 92 can be selected, for example, such that the forming device 1 is started up slowly from a standstill, for which purpose the speed of the drive motor 11 is increased.
- a rigid coupling is provided between the drive motor 11, the drive device 6 and the tool carrier operatively connected thereto, so that a speed change of the drive motor 11 brings about a change in the cycle times for the movements of the workpiece rotary table 3 and of the tool carrier 4.
- the dynamic loads on the components of the forming device 1 are low.
- the deviations between a desired value for the lifting movement of the tool carrier 4 relative to the workpiece rotary table 3 are also low, since the loads in the bearings for the workpiece rotary table 3 and the tool carrier 4 are at a low level and no deformation due to dynamic force effects on the workpiece rotary table 3rd , the tool carrier 4 and the drive device 6 are present.
- even slight inaccuracies in the processing of hollow bodies occur.
- the machine controller 80 can be programmed based on simulation data and / or empirical values such that for each operating state of the forming device 1, in particular for each cycle duration of the linear movement of the tool carrier 4, optionally as a function of the maximum stroke as the difference between the minimum and the maximum distance between the workpiece turntable 3 and the tool holder 4 a manipulated variable for the adjusting device 81 is stored.
- a manipulated variable for the adjusting device 81 is stored.
- the machine controller 80 particularly preferably processes the state values provided by the sensors 85 to 90 of the sensor device 82 in order to regulate the relative position of the tool carrier 4 relative to the workpiece rotary table 3.
- it is provided to use the distance measurement by the distance sensor 89 to determine the minimum distance between the tool carrier 4 and the workpiece rotary table 3 during the lifting movement.
- This minimum distance which is also referred to as the front reversal point for the cyclic linear movement of the tool carrier 4 can be compared with the in FIG. 1 shown arrangement of threaded spindle 44, the spindle nuts 45, 46 and the servomotor 49, which in the FIG. 2 be represented by the adjusting 81, are changed.
- This change in the position of the front reversal point is done by way of example by shifting the interval boundaries, in particular the front reversal point and the rear reversal point of the cyclic linear movement, while the amount of lifting movement thereby does not need to be changed.
- the control of the adjusting device 81 can be carried out here without or with the inclusion of state values of the sensor device 82, that is controlled or regulated.
- the engine controller 80 may also process the state values of the remaining sensors 85-88 and 90.
- load sensors not shown on the workpiece rotary table 3 and / or on the tool carrier 4 are preferably likewise coupled to the machine control 80 and can detect a loading of the workpiece rotary table 3 with workpieces and a loading of the tool carrier 4 with tools. On the basis of the detected load can also be made a compensation of possibly occurring position deviations between the tool carrier 4 and workpiece turntable 3.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Umformeinrichtung für becherförmige Hohlkörper mit einer Maschinensteuerung, einer Antriebseinrichtung, einem Werkstückrundtisch zur Aufnahme von Hohlkörpern und einem Werkzeugträger zur Aufnahme von Bearbeitungswerkzeugen, wobei sich Werkstückrundtisch und Werkzeugträger gegenüberliegen und um eine Drehachse zueinander verdrehbar sowie längs der Drehachse zueinander linearverstellbar sind und wobei die Antriebseinrichtung von der Maschinensteuerung ansteuerbar ausgebildet ist und zur Bereitstellung einer Drehschrittbewegung und einer zyklischen Linearbewegung zwischen Werkstückrundtisch und Werkzeugträger eingerichtet ist, um eine Umformung der Hohlkörper mittels der Bearbeitungswerkzeuge in mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten zu ermöglichen, sowie mit einer Verstelleinrichtung, die zur Einstellung einer Hublänge der zyklischen Linearbewegung und/oder eines minimalen Abstands zwischen dem Werkzeugträgers und dem Werkstückrundtisch ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Umformeinrichtung.The invention relates to a forming device for cup-shaped hollow body with a machine control, a drive device, a workpiece turntable for receiving hollow bodies and a tool holder for holding machining tools, wherein the workpiece rotary table and tool carrier are opposite and rotatable about an axis of rotation to each other and along the axis of rotation are mutually linearly adjustable and the drive device is designed so as to be controllable by the machine control and is set up to provide a rotary step movement and a cyclical linear movement between the workpiece rotary table and the tool carrier, in order to enable a reshaping of the hollow bodies by means of the processing tools in a plurality of successive processing steps, and with an adjusting device which is used to set a stroke length cyclic linear movement and / or a minimum distance between the tool carrier and the Werkstückrun is formed. Furthermore, the invention also relates to a method for operating a forming device.
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Umformeinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Umformeinrichtung bereitzustellen, mit denen eine verbesserte Bearbeitungsgenauigkeit bei der Umformung der Hohlkörper gewährleistet werden kann.The object of the invention is to provide a forming device and a method for operating a forming device, with which an improved machining accuracy during the forming of the hollow body can be ensured.
Diese Aufgabe wird für eine Umformeinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Einstellung der Hublänge und/oder des minimalen Abstands zwischen dem Werkzeugträgers und dem Werkstückrundtisch während der Durchführung der Linearbewegung ermöglicht.This object is achieved for a forming device of the type mentioned with the features of
Bei der Herstellung von Hohlkörpern, insbesondere von Aerosoldosen, werden stetig steigende Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit, die Taktzahlen für die intermittierende Drehbewegung und die zyklische Linearbewegung zwischen Werkzeugträger und Werkstückrundtisch und das Design gestellt. Hierdurch ergibt sich verstärkt die Notwendigkeit zum Ausgleich von Toleranzen, die sich aufgrund von Elastizitätseigenschafen der Umformeinrichtung, insbesondere der bewegten Komponenten und dem Lagerspiel der zugeordneten Lagereinrichtungen, einstellen. Für eine zumindest teilweise Kompensation derartiger Toleranzen ist es vorteilhaft, wenn die Hublänge der zyklischen Linearbewegung zumindest im Bereich weniger Millimeter verändert werden kann und/oder der minimale Abstand zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkstückrundtisch eingestellt werden kann, um eine optimale Bearbeitungsqualität für die umzuformenden Hohlkörper zu erreichen. Um die Hublänge und/oder den minimalen Abstand in effizienter Weise einstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn diese Einstellung im laufenden Betrieb der Umformeinrichtung vorgenommen werden kann und kein Abstellen der Umformeinrichtung erfordert, da hierdurch zum einen unerwünschte Ausfallzeiten auftreten und zum anderen das Problem auftreten kann, dass beim Anhalten und Wiederanfahren der Umformeinrichtung zumindest einige der zu bearbeitenden Hohlkörper als Ausschuss verworfen werden müssen. Zudem kann hierdurch eine Einstellung der Hublänge und/oder des minimalen Abstands in Abhängigkeit von einem momentanen Betriebszustand der Umformeinrichtung ermöglicht werden.In the production of hollow bodies, in particular of aerosol cans, steadily increasing demands are made on the manufacturing accuracy, the cycle numbers for the intermittent rotary motion and the cyclic linear movement between the tool carrier and workpiece rotary table and the design. This results in an increased need for the compensation of tolerances, which are due to elastic properties of the forming device, in particular the moving components and the bearing clearance of the associated storage facilities set. For an at least partial compensation of such tolerances, it is advantageous if the stroke length of the cyclic linear movement can be changed at least in the range of a few millimeters and / or the minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table can be adjusted in order to achieve optimum processing quality for the hollow bodies to be reshaped to reach. In order to adjust the stroke length and / or the minimum distance in an efficient manner, it is advantageous if this setting can be made during operation of the forming and no shutdown of the forming requires, as this undesirable downtime occur on the one hand and the other problem may occur that at least some of the hollow body to be processed must be discarded as broke when stopping and restarting the forming device. In addition, an adjustment of the stroke length and / or the minimum distance in dependence be made possible by a current operating state of the forming device.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Zweckmäßig ist es, wenn die Maschinensteuerung derart für eine Ansteuerung der Verstelleinrichtung ausgebildet ist, dass eine Einstellung der Hublänge der zyklischen Linearbewegung in Abhängigkeit von wenigstens einem Zustandswert der Antriebseinrichtung erfolgt. Bei dem Zustandswert der Antriebseinrichtung kann es sich um einen von der Maschinensteuerung vorgegebenen Wert, beispielsweise um eine Drehzahl, eine Bewegungsgeschwindigkeit, eine Taktzahl oder Ähnliches handeln, die von der Maschinensteuerung durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung bewirkt wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, bei einer von der Maschinensteuerung durchzuführenden Änderung der Taktzahl für die zyklische Linearbewegung und die intermittierende Drehschrittbewegung eine entsprechende Anpassung der Hublänge und/oder des minimalen Abstands vorzunehmen. Derartige Einstellungen können in Echtzeit während der Änderung des Betriebszustands, vorausschauend vor der Änderung des Betriebszustands oder auch im Nachgang nach der Änderung des Betriebszustands durchgeführt werden. Beispielsweise ist in der Maschinensteuerung eine Wertetabelle hinterlegt, anhand derer bei einer Änderung des Betriebszustands der Umformeinrichtung eine Stellwertvorgabe ermittelt werden kann, der von der Maschinensteuerung an die Verstelleinrichtung ausgegeben wird, um diese entsprechend der gewünschten Korrektur anzusteuern.It is expedient, if the machine control system is designed in such a way for activating the adjusting device, that an adjustment of the stroke length of the cyclical linear movement takes place as a function of at least one state value of the drive device. The state value of the drive device may be a value predefined by the machine control, for example a speed, a movement speed, a cycle number or the like, which is effected by the machine control by a corresponding control of the drive device. This makes it possible, for example, to make a corresponding adjustment of the stroke length and / or the minimum distance at a to be carried out by the machine control change the cycle number for the cyclic linear movement and the intermittent rotary step movement. Such adjustments can be made in real time during the change of the operating state, anticipating before the change of the operating state or even after the change of the operating state. For example, a value table is stored in the machine control, based on which when changing the operating state of the forming a Stellwertvorgabe can be determined, which is output from the machine control to the adjustment to control this according to the desired correction.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Maschinensteuerung wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung wenigstens eines Zustandswerts der Antriebseinrichtung zugeordnet ist. Anhand des von der Sensoreinrichtung ermittelten Zustandswerts kann die Maschinensteuerung eine Stellwertvorgabe errechnen, die als Steuerbefehl an die Verstelleinrichtung bereitgestellt wird. Hierdurch ist es möglich, die Hublänge und/oder den minimalen Abstand in einer geschlossenen Schleife zu regeln. Dabei bilden der wenigstens eine Zustandswert die Eingangsgröße und die von der Maschinensteuerung bereitgestellte Stellwertvorgabe die Ausgangsgröße der Regelschleife.In a further development of the invention it is provided that the machine control at least one sensor device for Determining at least one state value of the drive device is assigned. On the basis of the state value ascertained by the sensor device, the machine control can calculate a manipulated variable preset, which is provided to the adjusting device as a control command. This makes it possible to control the stroke length and / or the minimum distance in a closed loop. In this case, the at least one state value form the input variable and the manipulated variable specification provided by the machine control system form the output variable of the control loop.
Vorteilhaft ist es, wenn die Sensoreinrichtung als Längensensor und/oder Abstandssensor und/oder Drehzahlsensor und/oder Beschleunigungssensor und/oder Deformationssensor und/oder Temperatursensor ausgebildet und mit der Maschinensteuerung gekoppelt ist. Mit Hilfe eines Längensensors kann beispielsweise die Länge einer Komponente der Antriebseinrichtung, insbesondere einer Pleuelstange eines Exzenterantriebs der Antriebseinrichtung, ermittelt werden. Aus der ermittelten Länge kann dann direkt oder nach Korrektur mit einem konstanten oder variablen Korrekturwert eine Stellwertvorgabe von der Maschinensteuerung ermittelt werden, die an die Verstelleinrichtung weitergegeben wird. Bei einer Ausbildung der Sensoreinrichtung als Abstandssensor wird vorzugsweise der Abstand zwischen dem Werkstückrundtisch und dem Werkzeugträger ermittelt, dies kann beispielsweise mit Hilfe eines optischen oder mechanischen Abstandssensors erreicht werden. Vorzugsweise findet eine Abstandsmessung im vorderen Umkehrpunkt, in dem ein minimaler Abstand zwischen Werkstückrundtisch und Werkzeugträger vorliegt, und/oder im hinteren Umkehrpunkt, in dem ein maximaler Abstand zwischen Werkstückrundtisch und Werkzeugträger vorliegt, statt. Die Sensoreinrichtung kann auch als Drehzahlsensor und/oder Beschleunigungssensor ausgebildet sein, mit deren Hilfe mittelbar die deformations- und lagerspielbeeinflusste Abweichung zwischen einer tatsächlichen Deformation des Hohlkörpers und einer vorgegebenen Deformation des Hohlkörpers ermittelt werden kann. Ergänzend oder alternativ kann die Sensoreinrichtung als Temperatursensor ausgebildet sein, um anhand der ermittelten Temperatur der Antriebseinrichtung Rückschlüsse auf die tatsächliche Hublänge und/oder den minimalen Abstand ziehen zu können.It is advantageous if the sensor device is designed as a length sensor and / or distance sensor and / or rotational speed sensor and / or acceleration sensor and / or deformation sensor and / or temperature sensor and is coupled to the machine control. With the aid of a length sensor, for example, the length of a component of the drive device, in particular a connecting rod of an eccentric drive of the drive device, can be determined. From the determined length can then be determined directly or after correction with a constant or variable correction value a manipulated variable from the machine control, which is passed to the adjustment. In an embodiment of the sensor device as a distance sensor, the distance between the workpiece rotary table and the tool carrier is preferably determined; this can be achieved, for example, with the aid of an optical or mechanical distance sensor. Preferably, a distance measurement takes place in the front reversal point, in which there is a minimum distance between the workpiece rotary table and the tool carrier, and / or in the rear reversal point, in which there is a maximum distance between the workpiece rotary table and the tool carrier. The sensor device can also be used as a speed sensor and / or acceleration sensor be formed, by means of which indirectly the deformation and bearing play influenced deviation between an actual deformation of the hollow body and a predetermined deformation of the hollow body can be determined. Additionally or alternatively, the sensor device may be formed as a temperature sensor in order to be able to draw conclusions about the actual stroke length and / or the minimum distance on the basis of the determined temperature of the drive device.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, die Sensoreinrichtung mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera mit nachgeschalteter Bildverarbeitung zu unterstützen, wobei die Hochgeschwindigkeitskamera vorzugsweise an einer Bearbeitungsstation platziert wird, an der ein besonders kritischer Umformschritt durchgeführt wird, um anhand des von der Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommenen Bildes des bearbeiteten Hohlkörpers unter Auswertung durch die Bildverarbeitungs-Software eine Analyse vorzunehmen, ob die Geometrie des umgeformten Hohlkörpers innerhalb oder außerhalb eines vorgebbaren Toleranzbandes liegt.In an advantageous development of the invention, it can be provided to support the sensor device with the aid of a high-speed camera with downstream image processing, wherein the high-speed camera is preferably placed at a processing station at which a particularly critical forming step is carried out to determine the image of the image taken by the high-speed camera edited hollow body under evaluation by the image processing software to make an analysis of whether the geometry of the formed hollow body is within or outside a predetermined tolerance band.
Bevorzugt ist in der Maschinensteuerung ein Steueralgorithmus hinterlegt, um eine Einstellung der Verstelleinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einem Zustandwert zu ermöglichen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Steueralgorithmus um eine Berechnungsformel, anhand derer eine Stellwertvorgabe für die Verstelleinrichtung unter Einbeziehung wenigstens eines Zustandswerts, vorzugsweise unter Einbeziehung sämtlicher von der Sensoreinrichtung zur Verfügung gestellten Zustandswerte und gegebenenfalls der in der Maschinensteuerung abgelegten Abläufe, für den Betrieb der Umformeinrichtung ermittelt wird. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Zustandswerte mit zeitlich und/oder zustandsabhängig veränderbaren Gewichtungen in den Steueralgorithmus einflie-βen, um eine besonders vorteilhafte Berechnung der Stellwertvorgabe zu ermöglichen und damit eine möglichst exakte Positionierung des Werkzeugträgers gegenüber dem Werkstückrundtisch zu gewährleisten.Preferably, a control algorithm is stored in the machine control in order to enable an adjustment of the adjusting device as a function of at least one state value. The control algorithm is preferably a calculation formula by means of which a manipulated variable specification for the adjustment device, including at least one state value, preferably including all state values provided by the sensor device and optionally the processes stored in the machine control, is determined for the operation of the conversion device becomes. In this case, provision is made in particular for the state values to be dependent on time and / or state variable weights in the control algorithm einflie-βen to allow a particularly advantageous calculation of the manipulated variable specification and thus to ensure the most accurate positioning of the tool carrier relative to the workpiece turntable.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung für eine lineare Verstellbewegung des Werkzeugträgers relativ zur Antriebseinrichtung ausgebildet ist. Hierbei wird davon ausgegangen, dass ein Nullpunkt eines räumlichen Koordinatensystem an einer Komponente der Antriebseinrichtung, beispielsweise auf einer Mittelachse einer Antriebswelle, angeordnet ist und die Positionen des Werkstückrundtischs und des Werkzeugträgers ausgehend von diesem Nullpunkt bestimmt werden. Bei einer ersten Variante der Umformeinrichtung ist die Verstelleinrichtung derart ausgebildet, dass sie die relative Position des Werkzeugträgers gegenüber diesem Nullpunkt des Koordinatensystems verändert. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer motorisch angetriebenen, drehbar gelagerten Gewindespindel und einer zugehörigen Schlossmutter erreicht werden, wobei die lineare Verstellbewegung durch Verdrehen der Schlossmutter relativ zur Gewindespindel hervorgerufen werden kann. Bei einer zweiten Variante der Umformeinrichtung ist vorgesehen, dass die Position des Werkstückrundtischs relativ zum Koordinatensystem der Antriebseinrichtung verstellt wird. Bei einer dritten Variante der Umformeinrichtung sind lineare Verstellbewegungen gegenüber dem Nullpunkt sowohl für den Werkzeugträger als auch für den Werkstückrundtisch vorgesehen.In a development of the invention, it is provided that the adjusting device is designed for a linear adjustment movement of the tool carrier relative to the drive device. Here, it is assumed that a zero point of a spatial coordinate system is arranged on a component of the drive device, for example on a central axis of a drive shaft, and the positions of the workpiece rotary table and of the tool carrier are determined starting from this zero point. In a first variant of the forming device, the adjusting device is designed such that it changes the relative position of the tool carrier relative to this zero point of the coordinate system. This can be achieved for example by means of a motor-driven, rotatably mounted threaded spindle and an associated lock nut, wherein the linear adjustment movement can be caused by rotation of the lock nut relative to the threaded spindle. In a second variant of the forming device is provided that the position of the workpiece rotary table is adjusted relative to the coordinate system of the drive device. In a third variant of the forming device, linear adjustment movements relative to the zero point are provided both for the tool carrier and for the workpiece rotary table.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben einer Umformeinrichtung für becherförmige Hohlkörper gelöst, bei dem die Umformeinrichtung eine Maschinensteuerung, eine Antriebseinrichtung, einen Werkstückrundtisch zur Aufnahme von Hohlkörpern und einen Werkzeugträger zur Aufnahme von Bearbeitungswerkzeugen umfasst, wobei sich Werkstückrundtisch und Werkzeugträger gegenüberliegen und um eine Drehachse zueinander verdrehbar sowie längs der Drehachse zueinander linear verstellbar sind und wobei die Antriebseinrichtung von der Maschinensteuerung ansteuerbar ausgebildet ist und zur Bereitstellung einer Drehschrittbewegung und einer zyklischen Linearbewegung zwischen Werkstückrundtisch und Werkzeugträger ausgebildet ist, um eine Umformung der Hohlkörper mittels der Bearbeitungswerkzeuge in mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten zu ermöglichen, sowie mit einer Verstelleinrichtung, die zur Einstellung einer Hublänge der zyklischen Linearbewegung und/oder eines minimalen Abstands zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkstückrundtisch ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist bei diesem Verfahren vorgesehen, dass eine Einstellung der Hublänge und/oder des minimalen Abstands zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkstückrundtisch mittels der Verstelleinrichtung während der Durchführung der Linearbewegung vorgenommen wird. Hierdurch kann die Umformeinrichtung im laufenden Betrieb bei Durchführung von Umformvorgängen derart an wechselnde Randbedingungen angepasst werden, dass stets ein möglichst optimales Umformergebnis erzielt wird.According to a second aspect, the object of the invention is achieved by a method for operating a forming device for cup-shaped hollow body, wherein the forming device, a machine control, a drive device, a Workpiece rotary table for receiving hollow bodies and a tool carrier for receiving processing tools, wherein the workpiece rotary table and tool carrier are opposite and rotatable about an axis of rotation and mutually linearly adjustable along the axis of rotation and wherein the drive means is formed controllable by the machine control and providing a rotary step movement and a cyclic linear movement between the workpiece rotary table and the tool carrier is formed to allow a deformation of the hollow body by means of the processing tools in several successive processing steps, as well as with an adjusting device for adjusting a stroke length of the cyclic linear movement and / or a minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table is trained. According to the invention, it is provided in this method that an adjustment of the stroke length and / or the minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table is carried out by means of the adjusting device during the execution of the linear movement. In this way, the forming device can be adapted during operation of performing forming operations to changing boundary conditions such that always the best possible deformation result is achieved.
Zweckmäßig ist es, wenn die Einstellung der Hublänge und/oder des minimalen Abstands zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkstückrundtisch mittels der Verstelleinrichtung in einem vorgebbaren Zeitintervall innerhalb eines Zyklus der Linearbewegung vorgenommen wird. Das Zeitintervall umfasst somit einen Bruchteil der Zyklusdauer der Linearbewegung, die sich ausgehend von einer Nullposition bei maximalem Abstand zwischen Werkzeugträger und Werkstückrundtisch durch die Annäherung zwischen Werkzeugträger und Werkstückrundtisch und die darauffolgende Entfernung des Werkzeugträgers vom Werkstückrundtisch bis hin zur Nullposition bemisst. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das vorgebbare Zeitintervall derart gewählt wird, dass eine Ansteuerung der Verstelleinrichtung dann vorgenommen wird, wenn nur geringe Kräfte zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkstückrundtisch wirken, dies ist insbesondere für diejenigen Zeitabschnitte der Fall, in denen kein Eingriff der am Werkzeugträger aufgenommenen Deformationswerkzeuge in die am Werkstückrundtisch aufgenommenen Hohlkörper stattfindet. Vorzugsweise beträgt das vorgebbare Zeitintervall für die Einstellung der Hublänge und/oder des minimalen Abstands einen Bruchteil der Zykluslänge der Linearbewegung, der kleiner als 50 Prozent, insbesondere kleiner als 30 Prozent ist.It is expedient if the setting of the stroke length and / or the minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table by means of the adjusting device is carried out within a predefinable time interval within a cycle of the linear movement. The time interval thus comprises a fraction of the cycle duration of the linear movement, which, starting from a zero position with the maximum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table, results from the approach between the tool carrier and the workpiece rotary table and the subsequent removal of the tool carrier from the workpiece rotary table to the zero position. It when the predetermined time interval is selected such that a control of the adjustment is then made when only small forces between the tool carrier and the workpiece turntable act, this is especially for those time periods in which no intervention of the tool carrier recorded deformation tools takes place in the recorded on the workpiece rotary table hollow body. Preferably, the predetermined time interval for setting the stroke length and / or the minimum distance is a fraction of the cycle length of the linear movement, which is less than 50 percent, in particular less than 30 percent.
Zweckmäßig ist es, wenn das Zeitintervall derart ausgewählt wird, dass eine Intervallgrenze nahe an einem Umkehrzeitpunkt der Linearbewegung liegt, zu dem ein Abstand zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkstückrundtisch maximal ist. Das heißt, dass die Einstellung der Hublänge und/oder des minimalen Abstands zu einem Zeitpunkt beginnt oder endet, der zumindest nahezu identisch mit dem Umkehrzeitpunkt für die Linearbewegung zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkstückrundtisch ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Verstellbewegung zumindest überwiegend, vorzugsweise vollständig innerhalb eines zeitlichen Intervalls stattfindet, während dem keine Umformung der Hohlkörper vorgenommen wird, so dass derjenige zeitliche Bereich ausgespart wird, während dem besonders hohe Kräfte zwischen Werkzeugträger und Werkstückrundtisch über die Antriebseinrichtung übertragen werden müssen.It is expedient if the time interval is selected such that an interval limit is close to a reversal time of the linear movement, to which a distance between the tool carrier and the workpiece turntable is maximum. That is, the adjustment of the stroke length and / or the minimum distance starts or ends at a time which is at least nearly identical to the reversal time for the linear movement between the tool carrier and the workpiece rotary table. This ensures that the adjusting movement takes place at least predominantly, preferably completely within a time interval during which no deformation of the hollow body is made, so that the temporal area is omitted, during which particularly high forces between the tool carrier and workpiece rotary table must be transmitted via the drive means ,
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zeitintervall während einer Entfernungsbewegung zwischen Werkzeugträger und Werkstückrundtisch beginnt und während einer Annäherungsbewegung zwischen Werkzeugträger und Werkstückrundtisch endet. Somit umfasst das Zeitintervall den hinteren Umkehrpunkt, also einen Zeitpunkt, zu dem ein Abstand zwischen Werkzeugträger und Werkstückrundtisch maximal ist, so dass die Einstellung der Hublänge und/oder des minimalen Abstands zwischen dem Werkstückträger und dem Werkstückrundtisch zumindest überwiegend, vorzugsweise vollständig außerhalb desjenigen Zeitintervalls vorgenommen werden kann, während dem ein Eingriff der am Werkzeugträger aufgenommenen Deformationswerkzeuge in die am Werkstückrundtisch aufgenommenen Hohlkörper stattfindet.In an advantageous development of the invention, it is provided that the time interval begins during a removal movement between the tool carrier and the workpiece rotary table and ends during an approach movement between the tool carrier and the workpiece rotary table. Thus, the time interval includes the rear reversal point, ie a time at which a distance between the tool carrier and workpiece turntable is maximum, so that the adjustment of the stroke length and / or the minimum distance between the workpiece carrier and the workpiece turntable made at least predominantly, preferably completely outside that time interval can be during which takes place an engagement of the deformation tools received on the tool carrier in the recorded on the workpiece rotary table hollow body.
Besonders bevorzugt wird mit Hilfe der Maschinensteuerung das Zeitintervall für die Einstellung der Verstelleinrichtung derart ausgewählt, dass die Verstelleinrichtung mit möglichst geringer Last betrieben werden kann. Beispielsweise kann bei einer als Spindeltrieb ausgebildeten Verstelleinrichtung vorgesehen werden, das Zeitintervall jeweils so an die vorgesehene Verstellbewegung anzupassen, dass die Wirkung der Spindelsteigung während der Abbremsbewegung nahe dem hinteren Umkehrzeitpunkt und der danach folgenden Beschleunigungsbewegung in Richtung des vorderen Umkehrzeitpunkts vorteilhaft ausgenutzt wird. Durch diese Adaption des Zeitintervalls im Sinne eines um den hinteren Umkehrzeitpunkt verschiebbaren Zeitfensters kann die Auslegung der Verstelleinrichtung besonders kostengünstig erfolgen.With particular preference, the time interval for adjusting the adjusting device is selected with the aid of the machine control in such a way that the adjusting device can be operated with the lowest possible load. For example, it can be provided in an adjustment designed as a spindle drive to adapt the time interval in each case to the intended adjustment that the effect of the spindle pitch during the deceleration movement near the rear reversal time and the subsequent acceleration movement in the direction of the front reversal point is advantageously exploited. As a result of this adaptation of the time interval in the sense of a time window which can be displaced by the rear reversal time, the design of the adjusting device can be carried out in a particularly cost-effective manner.
Vorteilhaft ist es, wenn in der Maschinensteuerung wenigstens ein Zustandswert der Antriebseinrichtung verarbeitet wird, der von einer Sensoreinrichtung bereitgestellt wird, um eine Stellwertvorgabe für die Verstelleinrichtung zu ermitteln und die Verstelleinrichtung dementsprechend anzusteuern. Mit Hilfe des Zustandswerts, der von der Sensoreinrichtung ermittelt wird, kann die Maschinensteuerung eine Regelung der Verstelleinrichtung vornehmen, wobei der wenigstens eine Zustandswert als Eingangsgröße für den Regelalgorithmus genutzt wird und die Stellwertvorgabe für die Verstelleinrichtung die Ausgangsgröße des Regelalgorithmus bildet.It is advantageous if at least one state value of the drive device is processed in the machine control, which is provided by a sensor device to determine a manipulated variable specification for the adjustment and to control the adjustment accordingly. With the aid of the state value, which is determined by the sensor device, the machine control can perform a control of the adjusting device, wherein the at least one state value is used as an input variable for the control algorithm and the manipulated variable input for the adjusting device forms the output variable of the control algorithm.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Maschinensteuerung eine Verknüpfung zwischen dem gemessenen Zustandswert der Antriebseinrichtung und einem Vorgabewert für einen angestrebten Zustandswert der Antriebseinrichtung vorgenommen wird, um eine Stellwertvorgabe für die Verstelleinrichtung zu ermitteln und die Verstelleinrichtung dementsprechend anzusteuern. Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Umformeinrichtung ausgehend von einem gegebenen Betriebszustand in einen anderen Betriebszustand überführt werden soll, beispielsweise durch Verlängerung oder Verkürzung der Zyklusdauer für die zyklische Linearbewegung. Bei derartigen Änderungen des Betriebszustands kann die Maschinensteuerung basierend auf den gemessenen Zustandswerten der Antriebseinrichtung und in Kenntnis der geplanten zeitlichen Änderung des Betriebszustands eine prospektive Verstellung der Verstelleinrichtung vornehmen und hierzu eine entsprechende Stellwertvorgabe berechnen.In one development of the invention, it is provided that in the machine control a link is made between the measured state value of the drive device and a default value for a desired state value of the drive device in order to determine a manipulated variable specification for the adjustment device and to control the adjustment device accordingly. This procedure is particularly advantageous when the forming device is to be converted into a different operating state starting from a given operating state, for example by lengthening or shortening the cycle time for the cyclic linear movement. In the case of such changes in the operating state, the machine control can carry out a prospective adjustment of the adjusting device based on the measured state values of the drive device and with knowledge of the planned temporal change of the operating state and, for this purpose, calculate a corresponding control value specification.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass in der Maschinensteuerung eine Überwachung einer Beladung des Werkzeugträgers mit Werkzeugen und/oder des Werkstückrundtischs mit Werkstücken zur Ermittlung einer Stellwertvorgabe für die Verstelleinrichtung erfolgt. Die am Werkzeugträger anzubringenden Deformationswerkzeuge verändern die Masse des Werkzeugträgers in erheblichem Maß, so dass eine Berücksichtigung dieser Beladung des Werkzeugträgers durch die Maschinensteuerung zu einer verbesserten Qualität der Umformung der Hohlkörper führt. In gleicher Weise gilt dies für die Beladung des Werkstückrundtischs mit Werkstücken, da diese einen erheblichen Einfluss auf die auftretenden Umformkräfte haben, die zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkstückrundtisch über die Antriebseinrichtung zu übertragen sind.In an advantageous embodiment, it is provided that in the machine control, a monitoring of a loading of the tool carrier with tools and / or the workpiece rotary table with workpieces for determining a control value specification for the adjustment takes place. The deformation tools to be mounted on the tool carrier change the mass of the tool carrier to a considerable extent, so that consideration of this loading of the tool carrier by the machine control leads to an improved quality of the deformation of the hollow body. In the same way, this applies to the loading of the workpiece rotary table with workpieces, since they have a considerable influence on the forming forces that are to be transmitted between the tool carrier and the workpiece rotary table via the drive device.
Besonders bevorzugt werden sowohl die Beladung des Werkzeugträgers mit Werkzeugen als auch die Beladung des Werkstückrundtischs mit Werkstücken von der Maschinensteuerung ermittelt und bei der Berechnung der Sollwertvorgabe für die Verstelleinrichtung berücksichtigt. Sofern zusätzlich auch wenigstens ein Zustandswert berücksichtigt wird, kann eine besonders exakte Umformung der Hohlkörper erzielt werden. Hierzu kann vorgesehen werden, dass die Maschinensteuerung eine Regelung der Hublänge der zyklischen Linearbewegung und/oder des minimalen Abstands zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkstückrundtisch anhand von Zustandswerten und wenigstens einem von der Beladung des Werkzeugträgers mit Werkzeugen und/oder der Beladung des Werkstückrundtischs mit Werkstücken abhängigen Kennwert vornimmt.Particularly preferably, both the loading of the tool carrier with tools and the loading of the workpiece rotary table with workpieces are determined by the machine control and taken into account in the calculation of the setpoint specification for the adjustment. If, in addition, at least one state value is taken into account, a particularly exact deformation of the hollow body can be achieved. For this purpose, it may be provided that the machine control system regulates the stroke length of the cyclic linear movement and / or the minimum distance between the tool carrier and the workpiece rotary table on the basis of state values and at least one of the loading of the tool carrier with tools and / or the loading of the workpiece rotary table with workpieces Characteristic value.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
Figur 1- eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer Umformeinrichtung und
Figur 2- eine schematische Blockschaltbilddarstellung von Funktionskomponenten einer Umformeinrichtung.
- FIG. 1
- a schematic lateral sectional view of a forming device and
- FIG. 2
- a schematic block diagram representation of functional components of a forming device.
Eine in der
Werkstückrundtisch 3 und ein Werkzeugträger 4 angeordnet sind. Bei der dargestellten Ausführungsform der Umformeinrichtung 1 ist der Werkstückrundtisch 3 drehbar am Maschinengestell 2 angebracht, während der Werkzeugträger 4 exemplarisch linearbeweglich am Maschinengestell 2 aufgenommen ist. Der Werkstückrundtisch 3 ist somit gegenüber dem Maschinengestell 2 und dem Werkzeugträger 4 um eine Drehachse 5 drehbar gelagert. Der Werkzeugträger 4 kann linear längs der Drehachse 5 gegenüber dem Maschinengestell 2 und dem Werkstückrundtisch 3 verschoben werden.Workpiece rotary table 3 and a
Die Umformeinrichtung 1 umfasst weiterhin eine Antriebseinrichtung 6, die zur Bereitstellung einer intermittierenden Rotationsbewegung oder Drehschrittbewegung sowie zur Bereitstellung einer zyklisch oszillierenden Linearbewegung ausgebildet ist. Vorliegend ist die Antriebseinrichtung 6 zur Bereitstellung der Drehschrittbewegung an den Werkstückrundtisch 3 und zur Bereitstellung der zyklisch oszillierenden Linearbewegung an den Werkzeugträger 4 ausgebildet.The forming
Die Antriebseinrichtung 6 umfasst unter anderem eine Doppelexzenteranordnung 8. Die Doppelexzenteranordnung 8, die einen auch als Exzenterwelle bezeichneten inneren Exzenter 9 und einen auch als Exzenterbuchse bezeichneten äußeren Exzenter 10 umfasst, dient als hinsichtlich des Kurbelhubs einstellbarer Kurbeltrieb zur Bereitstellung einer kreisförmigen Umlaufbewegung für ein nicht näher bezeichnetes Pleuelauge einer Pleuelstange 7.Among other things, the drive mechanism 6 comprises a double
Die zum Antrieb der Pleuelstange 7 notwendigen Kräfte werden beispielsweise von einem als Elektromotor ausgeführten Antriebsmotor 11 bereitgestellt, der über einen, exemplarisch als Keilrippenriemen ausgebildeten, Riementrieb 12 mit einem Schwungrad 13 gekoppelt ist. Das Schwungrad 13 ist über eine im Betrieb der Umformeinrichtung 1 kuppelbare Schwungradkupplung 14 in kraftübertragende Verbindung mit einem Antriebsritzel 15 bringbar. Das Antriebsritzel 15 steht in Eingriff mit einem Hauptzahnrad 16, das an zwei Tragwangen 17 drehbar gelagert aufgenommen ist, von denen aufgrund der Schnittdarstellung der
Für die Einstellung des maximalen Hubs kann der äußere Exzenter 10 mittels einer nicht näher dargestellten Kupplung vom inneren Exzenter 9 entkoppelt werden und zur Hubeinstellung mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Antriebseinrichtung um eine normal zur Darstellungsebene verlaufende Schwenkachse, vorzugsweise stufenlos, relativ zum inneren Exzenter 8 verdreht werden. Anschließend wird die Kupplung wieder geschlossen, so dass die beiden Exzenter 9 und 10 wieder kraftübertragend miteinander gekoppelt sind.For setting the maximum stroke, the outer eccentric 10 can be decoupled from the
An dem Hauptzahnrad 16 befindet sich auch ein Abtriebszahnrad 19 in permanentem Eingriff, das über eine im Betrieb der Umformeinrichtung 1 schaltbare Schrittschaltgetriebekupplung 21 mit einem Schrittschaltgetriebe 20 in kraftübertragende Verbindung gebracht werden kann. Das Schrittschaltgetriebe 20 setzt die kontinuierliche Drehbewegung des Abtriebszahnrads 19 in eine diskontinuierliche, intermittierende Drehschrittbewegung um, die über eine Schrittschaltwelle 22 und ein Schrittschaltritzel 23 auf den Werkstückrundtisch 3 übertragen wird. Exemplarisch ist am Werkstückrundtisch 3 eine Innenverzahnung 24 ausgebildet, in die das Schrittschaltritzel 23 eingreift, um die Drehschrittbewegung des Schrittschaltgetriebes 20 auf den Werkstückrundtisch 3 zu übertragen, der dann die Drehschrittbewegung um die Drehachse 5 vollzieht. Alternativ kann anstelle des Schrittschaltgetriebes 20 ein Servoantrieb eingesetzt werden, der eine elektrisch gesteuerte Drehschrittbewegung ermöglicht.On the
Beispielhaft ist der Werkstückrundtisch 3 mittels einer Drehlagerung 25 drehbar an einer Stützplatte 26 gelagert. Die Stützplatte 26 ist Teil einer ersten Maschinengestellpartie, die auch einen Stützrahmen 31 umfasst. Der Stützrahmen 31 hat insbesondere die Aufgabe, die Drehmomente, die durch die Gewichtskräfte der an der Stützplatte 26 angebrachten, nachstehend näher beschriebenen Baugruppen auf die Stützplatte 26 einwirken, in eine Grundplatte 32 abzuleiten.By way of example, the workpiece rotary table 3 is rotatably mounted on a
Die Drehlagerung 25 umfasst beispielsweise einen an der Stützplatte 26 angebrachten, vorzugsweise kreisringförmigen Lagerring 28, der an einer umlaufenden Außenoberfläche eine Auflagefläche für eine Vielzahl von schematisch dargestellten Wälzkörpern 29 aufweist. Die Wälzkörper 29 sind zwischen dem Lagerring 28 und einer dem Lagerring 28 gegenüberliegenden, am Werkstückrundtisch 3 exemplarisch als umlaufender Bund 63 ausgebildeten Lagerfläche 30 angeordnet und werden von einem nicht näher dargestellten Käfig in Position gehalten. Sie bilden zusammen mit dem Lagerring 28 und umlaufenden Bund 63 ein Radiallager, das eine reibungsarme und insbesondere bezüglich der Drehachse 5 und dem Werkzeugträger 4 hochpräzise Drehbewegung des Werkstückrundtischs 3 gewährleistet. Eine Abstützung von Bearbeitungskräften, die in Richtung der Drehachse 5 auf den Werkstückrundtisch 3 einwirken, erfolgt beispielsweise durch einen kreisringförmigen Gleitlagerring 62, der flächig an der Oberfläche des Werkstückrundtischs 3 anliegt. Vorzugsweise werden der Gleitlagerring 62 und die gegenüberliegend angeordnete Oberfläche des Werkstückrundtischs 3 von einem nicht näher dargestellten Schmierungskreislauf mit einer intermittierenden oder kontinuierlichen Schmierstoffversorgung mit Schmierstoff versorgt.The
An einer der Antriebseinrichtung 6 entgegengesetzten Oberfläche der Stützplatte 26 und beabstandet zur Drehlagerung 25 ist ein Tragrohr 33 angebracht, das exemplarisch zur Abstützung und linearen Lagerung des Werkzeugträgers 4 dient. Das Tragrohr 33 weist in einer nicht dargestellten, normal zur Drehachse 5 ausgerichteten Querschnittsebene einen exemplarisch kreisringförmigen Querschnitt auf. Eine zylindrische Innenoberfläche 35 des Tragrohrs 33 dient als Gleitlagerfläche für einen Koppelschlitten 34, der mit der Pleuelstange 7 gekoppelt ist und zur Umsetzung der kombinierten Dreh- und Linearbewegung der Pleuelstange 7 in eine Linearbewegung dient.At a drive device 6 opposite surface of the
Der Koppelschlitten 34 umfasst exemplarisch einen rohrförmig ausgebildeten Grundkörper 37, an dem ein Lagerbolzen 38 zur schwenkbeweglichen Lagerung der Pleuelstange 7 angebracht ist. An dem Grundkörper 37 sind radial außenliegend mehrere, vorzugsweise ringförmige, Gleitstücke 39, beispielsweise aus Gleitlagerbronze, angeordnet, die für eine Gleitbewegung auf der Innenoberfläche 35 des, exemplarisch aus Metall hergestellten, Tragrohrs 33 ausgebildet sind.The
An einer Außenoberfläche 36 des Tragrohrs 33 sind mehrere parallel zur Drehachse 5 erstreckte Lagerschienen 40 angebracht, die als Linearführungselemente für den Werkzeugträger 4 dienen. Vorzugsweise sind die Lagerschienen 40 in gleicher Winkelteilung um die Drehachse 5 angeordnet, beispielsweise in einer 120-Grad-Teilung oder einer 90-Grad-Teilung.On an
Für die lineare Führung des Werkzeugträgers 40 sind zudem an einer radial innenliegenden Innenoberfläche 41 des Werkzeugträgers 4 korrespondierend zu den Lagerschienen 40 auch als Kugelrollschuhe bezeichnete Linearführungen 42 angebracht, die die Lagerschienen 40 jeweils U-förmig umgreifen. Die Linearführungen 42 können beispielsweise als Kugelumlaufführungen ausgebildet sein, bei denen eine Vielzahl von zylindrischen oder sphärischen Wälzkörpern in einer Führungsbahn aufgenommen sind und eine lineare Relativbewegung gegenüber der jeweiligen Lagerschiene 40 ermöglichen. Vorzugsweise sind die Linearführungen 42 durch nicht näher dargestellte Spannmittel in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung des Tragrohrs 33 gegeneinander verspannt, wodurch eine spielarme, insbesondere spielfreie, Linearlagerung des Werkzeugträgers 4 gegenüber dem Tragrohr 33 erzielt wird. Aufgrund der Linearführungen 42 ist der Werkzeugträger 4 drehfest am Tragrohr 33 aufgenommen.For the linear guide of the
An dem Grundkörper 37 des Koppelschlittens 34 ist an der der Pleuelstange 7 abgewandten Stirnseite eine Abschlussplatte 43 angebracht, die eine Gewindespindel 44 trägt. Die Gewindespindel 44 erstreckt sich beispielsweise parallel, insbesondere konzentrisch, zur Drehachse 5. Zwei längs der Drehachse 5 zueinander beabstandet angeordnete Spindelmuttern 45, 46 greifen in das nicht näher dargestellte Außengewinde der Gewindespindel 44 ein. Die beiden Spindelmuttern 45, 46 sind drehfest und linearverschieblich miteinander verbunden. Der zweiten Spindelmutter 46 ist eine, vorzugsweise hydraulisch ansteuerbare, Linearstelleinrichtung 48 und ein Stellmotor 49 zugeordnet.On the
Die Aufgabe des Stellmotors 49, der vorzugsweise als Torquemotor ausgebildet ist und einen mit der zweiten Spindelmutter 46 gekoppelten, drehbeweglich gelagerten Rotor 50 sowie einen Stator 51 umfasst, der in einem Mitnehmer 52 drehfest aufgenommen ist, besteht darin, die beiden Spindelmuttern 45, 46 durch Rotation längs der Gewindespindel 44 zu verschieben und dadurch eine Verstellung einer Ausgangsposition des Werkzeugträgers 4 längs der Gewindespindel 44 zu ermöglichen.The object of the
Die Aufgabe der Linearstelleinrichtung 48, die eine Kraft in Richtung der Drehachse 5 auf die zweite Spindelmutter 46 ausüben kann, besteht, darin, die zweite Spindelmutter 46 gegenüber der ersten Spindelmutter 45 zu verspannen und damit eine spielfreie Kraftübertragung zwischen Gewindespindel 44 und dem Mitnehmer 52 zu ermöglichen, in dem die Spindelmuttern 45 und 46 ortsfest und drehbeweglich aufgenommen sind.The task of the
Der Mitnehmer 52 ist exemplarisch als im Wesentlichen rotationssymmetrischer Körper ausgebildet und weist einen umlaufenden Flansch 53 auf, an dem ein rohrförmiges Koppelmittel 54 befestigt ist, das für eine kraftübertragende Verbindung mit dem Werkzeugträger 4 ausgebildet ist. Der Flansch 53 und das Koppelmittel 54 sind derart dimensioniert, dass sie aufgrund der vom Werkzeugträger 4 auf den Werkstückrundtisch 3 übertragenen Kräfte geringfügig elastisch deformiert werden und dabei eventuell auftretende Verkippungen des Koppelschlittens 34 und des Mitnehmers 47 um Kippachsen quer zur Drehachse 5 zumindest teilweise aufnehmen, so dass diese nicht oder allenfalls anteilig auf den Werkzeugträger 4 übertragen werden. In Kombination mit der zumindest im Wesentlichen spielfreien Lagerung des Werkzeugträgers 4 am Tragrohr 33 wird dadurch eine besonders hohe Präzision für die Bearbeitung der am Werkstückrundtisch aufgenommenen Hohlkörper 55 erzielt.The
Am Werkstückrundtisch 3 sind mehrere in gleicher Winkelteilung zur Drehachse 5 angeordnete, auch als Spannfutter bezeichnete Werkstückhalter 55 angebracht, in denen jeweils becherförmige Hohlkörper 56 aufgenommen sind. An der dem Werkstückrundtisch 3 gegenüberliegenden Oberfläche des Werkzeugträgers 4 sind korrespondierend zu den Werkstückhaltern 55 entsprechende Werkzeughalter 57 angeordnet, die mit Bearbeitungswerkzeugen 58, beispielsweise mit Umformwerkzeugen, bestückt sind.On workpiece turntable 3 a plurality of the same angular distribution to the axis of
Die Umformeinrichtung 1 umfasst eine Maschinensteuerung 80, eine Verstelleinrichtung 81 sowie eine Sensoreinrichtung 82, die exemplarisch aus mehreren Sensoren 85 bis 90 gebildet ist.The forming
Die Verstelleinrichtung 81 ist für eine Verstellung der Hublänge und/oder des minimalen Abstands zwischen dem Werkzeugträger 4 und dem Werkstückrundtisch 3 während der Durchführung der Linearbewegung ausgebildet, exemplarisch in der Art der Baugruppe aus Gewindespindel 44, den Spindelmuttern 45, 46 und dem Stellmotor 49, wie sie in der
Die Verstelleinrichtung 81 sowie die Sensoren 85 bis 90 der Sensoreinrichtung 82 sind über Verbindungsleitungen 91 elektrisch mit der Maschinensteuerung 80 gekoppelt. Exemplarisch umfasst die Sensoreinrichtung 82 die folgenden Sensoren: einen an der Pleuelstange 7 angebrachten Dehnungssensor 85, der beispielsweise als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein kann; einen ebenfalls am Pleuel 7 angebrachten Beschleunigungssensor 86; einen am Antriebsmotor 11 angebrachten Drehzahlsensor 87; einen an der Antriebseinrichtung 6 angebrachten Temperatursensor 88; einen zur Ermittlung des Abstands zwischen Werkstückrundtisch 3 und Werkzeugträger 4 vorgesehenen und beispielhaft am Werkzeugträger 4 angebrachten Abstandssensor 89 sowie einen Beschleunigungssensor 90, der ebenfalls exemplarisch am Werkzeugträger 4 angebracht ist. Zudem ist die Maschinensteuerung 80 mit einem Antriebsmotor 92 verbunden, der zur Einleitung einer translatorischen Bewegung auf den Werkstückrundtisch 3 längs der Drehachse 5 dient. Dieser optional vorgesehene Antriebsmotor 92 wirkt auf eine nicht näher dargestellte Getriebeeinrichtung, die zwischen der Stützplatte 26 und dem Gleitlagerring 62 vorgesehen ist. Der Antriebsmotor 92 und die Getriebeeinrichtung ermöglichen ergänzend oder alternativ zur Verstelleinrichtung 81 die Veränderung der axialen Position des Werkstückrundtischs 3 längs der Drehachse 5, zumindest in einem Verstellbereich von wenigen Millimetern.The adjusting
Die Relativbewegungen zwischen Werkstückrundtisch 3 und Werkzeugträger 4, die durch die Antriebseinrichtung 6, die Verstelleinrichtung 81 und ergänzend oder alternativ durch den Antriebsmotor 92 hervorgerufen werden können, sind durch die Bewegungspfeile in der
Der Pfeil 95 symbolisiert die Rotationsbewegung des Werkstückrundtischs 3, der Pfeil 96 symbolisiert die lineare Einstellbarkeit der axialen Position des Werkstückrundtischs 3 längs der Drehachse 5.The
Während des Betriebs der Umformeinrichtung 1 läuft in der Maschinensteuerung 80 ein vorgegebenes Programm ab, mit dessen Hilfe die Antriebseinrichtung 6 mit dem zugehörigen Antriebsmotor 11 sowie die Verstelleinrichtung 81 und gegebenenfalls der Antriebsmotor 92 gesteuert werden können. Der Programmablauf für die für die Antriebseinrichtung 6, die Verstelleinrichtung 81 und den Antriebsmotor 92 kann beispielsweise derart gewählt werden, dass die Umformeinrichtung 1 ausgehend von einem Stillstand langsam in Betrieb genommen wird, wozu die Drehzahl des Antriebsmotors 11 gesteigert wird. Exemplarisch ist eine starre Kopplung zwischen dem Antriebsmotor 11, der Antriebseinrichtung 6 und dem damit wirkverbundenen Werkzeugträger vorgesehen, so dass eine Drehzahländerung des Antriebsmotors 11 zu einer Veränderung der Zykluszeiten für die Bewegungen des Werkstückrundtischs 3 und des Werkzeugträgers 4 mit sich bringt.During operation of the forming
Bei geringer Drehzahl des Antriebsmotors 11 und großer Zyklusdauer für die zyklische Linearbewegung und die Drehschrittbewegung sind die dynamischen Belastungen auf die Komponenten der Umformeinrichtung 1 gering. Somit sind die Abweichungen zwischen einem Sollwert für die Hubbewegung des Werkzeugträgers 4 gegenüber dem Werkstückrundtisch 3 ebenfalls gering, da die Belastungen in den Lagerungen für den Werkstückrundtisch 3 und den Werkzeugträger 4 auf einem niedrigen Niveau liegen und keine Deformationen aufgrund von dynamischen Krafteinwirkungen auf den Werkstückrundtisch 3, den Werkzeugträger 4 und die Antriebseinrichtung 6 vorliegen. Somit treten auch nur geringe Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung von Hohlkörpern auf.At low speed of the
Mit steigender Drehzahl des Antriebsmotors 11 und abnehmender Zyklusdauer für die zyklische Linearbewegung und die Drehschrittbewegung zwischen dem Werkstückrundtisch 3 und den Werkzeugträger 4 kann der Fall eintreten, dass die Ungenauigkeiten aufgrund der höheren Belastungen in den Lagerungen und aufgrund von dynamisch bedingten Deformationseffekten von einzelnen Komponenten der Antriebseinrichtung 6 zunehmen. Hierdurch können möglicherweise Abweichungen bei der Bearbeitung der Hohlkörper 55 auftreten, die zumindest teilweise kompensiert werden müssen.With increasing speed of the
Hierzu kann die Maschinensteuerung 80 basierend auf Simulationsdaten und/oder Erfahrungswerten dahingehend programmiert sein, dass für jeden Betriebszustand der Umformeinrichtung 1, insbesondere für jede Zyklusdauer der linearen Bewegung des Werkzeugträgers 4, gegebenenfalls in Abhängigkeit vom maximalen Hub als Differenz zwischen dem minimalen und dem maximalen Abstand zwischen Werkstückrundtisch 3 und Werkzeugträger 4 eine Stellwertvorgabe für die Verstelleinrichtung 81 abgespeichert ist. Somit kann zu jedem Zeitpunkt und jedem Betriebszustand der Umformeinrichtung 1 eine zumindest teilweise Kompensation von Deformationseffekten, die beispielsweise im Pleuel 7 oder in den Lagerungen der unterschiedlichen Komponenten, insbesondere des Werkstückrundtisch 3 und des Werkzeugträgers 4, auftreten können, erzielt werden.For this purpose, the
Besonders bevorzugt werden von der Maschinensteuerung 80 die von den Sensoren 85 bis 90 der Sensoreinrichtung 82 bereitgestellten Zustandswerte verarbeitet, um die relative Position des Werkzeugträgers 4 gegenüber dem Werkstückrundtisch 3 zu regeln. Exemplarisch ist vorgesehen, anhand der Abstandsmessung durch den Abstandssensor 89 den minimalen Abstand zwischen dem Werkzeugträger 4 und dem Werkstückrundtisch 3 während der Hubbewegung zu ermitteln. Dieser minimale Abstand, der auch als vorderer Umkehrpunkt für die zyklische Linearbewegung des Werkzeugträgers 4 bezeichnet wird, kann mit der in
In ähnlicher Weise kann die Maschinensteuerung 80 auch die Zustandswerte der übrigen Sensoren 85 bis 88 und 90 verarbeiten.Similarly, the
Somit ist zu jedem Zeitpunkt unabhängig vom Betriebszustand der Umformeinrichtung eine zumindest nahezu vollständige Kompensation von deformationsbedingten Positionsabweichungen für den Werkzeugträger 4 gegenüber dem Werkstückrundtisch 3 gewährleistet. Zusätzlich können am Werkstückrundtisch 3 und/oder am Werkzeugträger 4 nicht dargestellte Beladungssensoren sind vorzugsweise ebenfalls mit der Maschinensteuerung 80 gekoppelt und können eine Beladung des Werkstückrundtischs 3 mit Werkstücken sowie eine Beladung des Werkzeugträgers 4 mit Werkzeugen detektieren. Anhand der detektierten Beladung kann ebenfalls eine Kompensation von möglicherweise auftretenden Positionsabweichungen zwischen Werkzeugträger 4 und Werkstückrundtisch 3 vorgenommen werden.Thus, at any time regardless of the operating state of the forming an at least almost complete compensation of deformation-related positional deviations for the
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