EP2607068A1 - Pressing assembly for reforming flat workpieces - Google Patents
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- EP2607068A1 EP2607068A1 EP11405373.9A EP11405373A EP2607068A1 EP 2607068 A1 EP2607068 A1 EP 2607068A1 EP 11405373 A EP11405373 A EP 11405373A EP 2607068 A1 EP2607068 A1 EP 2607068A1
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- European Patent Office
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- press
- head
- downstream
- stroke
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses
- B30B15/146—Control arrangements for mechanically-driven presses for synchronising a line of presses
Definitions
- the invention relates to a press arrangement for forming flat workpieces, comprising a head press and at least one downstream press and a line control.
- the invention further relates to a method for forming a flat workpiece.
- Press lines for forming flat workpieces are known. They comprise a plurality of presses, which subject the workpieces one after the other to a processing step.
- an automated press line comprises a transport system for conveying the workpieces from the first press to the first subsequent press and further to all the presses arranged one behind the other.
- the presses and the transport system are controlled by a line control, e.g. B. a programmable logic controller (PLC) controlled and synchronized.
- a press line also includes means for feeding the workpieces into the first press and for discharging the machined workpieces from the last press.
- Automated press lines are now operated either in continuous mode or in single stroke (intermitted mode).
- the presses are stopped at top dead center (TDC) after each stroke and then restarted by the line control and thus also synchronized.
- TDC top dead center
- continuous mode all presses work in the Dauherhub, d. H. without stop in OT, and are electronically synchronized with each other.
- the performance (part output per minute) corresponds to the set press speed.
- the single stroke allows compared to the endurance running a relatively simple synchronization of the individual presses via the line control. Because of the dwell time during which the rams are not moved, a time window for the removal and insertion of workpieces is created, the lifting height of the presses can also be kept low, which is advantageous in terms of price. Likewise, the presses have a high work capacity due to the higher speed of the flywheel at a given performance. However, due to the hold time in this mode, there is some reduction in throughput. If a predetermined performance is to be achieved, the presses of single-stroke press lines must work correspondingly faster than press lines in continuous operation. A press line in the single stroke, the 12 parts per Minute, for example, requires a ram speed, which corresponds approximately to that of an operated in continuous press line with a performance of 15 parts per minute.
- the higher speed of the ram also has a negative effect on the drawing behavior of the material. In order to get an optimal forming, the speed should be as low as possible. High ram speeds and thus higher impact speeds also mean high wear of the pressing tool. Because the presses have to be stopped and restarted in each stroke in each stroke, the clutch and the brake are finally significantly more worn.
- a press line which is operated in continuous operation, thus allowing a lower ram speed. This is accompanied by a good forming result and less wear of the pressing tools, the clutches and the brakes. Also, there is an energy saving because the presses do not need to be restarted for each stroke. In contrast, there is the requirement of a greater lifting height, because the removal of the machined workpieces and the insertion of the next workpieces to be machined requires a certain amount of time - due to the continuous running of the presses - must be made available by a larger ram movement. However, a larger lifting height usually means substantially higher costs.
- the lower working capacity (due to the low rotational speed of the flywheel) must also be compensated either by increasing the engine power or increasing the flywheel again, which also has higher costs. Also, the synchronization of the presses of a continuously operated press line is more demanding, since no holding time can be used for it.
- the object of the invention is to provide a press assembly belonging to the technical field mentioned above, which avoids the disadvantages of the known press lines.
- the head press in the context of the same forming process of one of the flat workpieces, can be operated in continuous operation and the at least one downstream press can be operated in the single stroke.
- the first press head press
- the head press can be operated at a lower ram speed due to the continuous run than the subsequent single-stroke downstream presses. Accordingly results in the head press a better forming result and a lower wear of the pressing tool, comparable to a (expensive) operated in continuous operation press line.
- the higher costs - in particular for the larger lifting height - only apply to the head press, not to the other presses which are operated in the single stroke.
- only the first press is operated in continuous operation, with all downstream presses are operated in the single stroke.
- the head press and the at least one downstream press are synchronized with each other by the line control.
- This synchronization of the entire press line is simplified because the subsequent presses can be easily synchronized with each other due to the holding time.
- the first processing step performed in the head press involves deep drawing with a relatively large stroke (eg, about 300 mm when machining vehicle body side panels).
- the following presses (“trimming presses") then exercise much smaller strokes.
- this also means that the increased ram speed during single stroke is critical, especially in the first processing step.
- the maximum speed of the entire press line operated in the single stroke is limited by the maximum possible deep drawing speed.
- the solution according to the invention is therefore particularly advantageous if a deep-drawing stroke of the head press is greater than a working stroke of the at least one downstream press, especially of all downstream presses. Because the deep drawing speed in the head press can be reduced with the aid of the solution according to the invention at the same throughput, a higher maximum speed of the press line results in the end.
- the inventive press arrangement thus allows a good forming result with low wear of the pressing tool of the head press and - compared to a run in continuous operation press line - cheaper costs. Compared to a single-stroke press line, higher speeds are possible with the same forming quality.
- a ram speed of the head press at a height of 350 mm before a bottom dead center is less than 90%, preferably less than 80%, the speed of the at least one downstream press in the height of 350 mm before bottom dead center (UT).
- This is advantageous for all downstream presses. As mentioned, this allows an improved forming result in the head press, especially when the stroke used for forming is significantly greater than that in the subsequent presses.
- the height of 350 mm before UT is fundamentally arbitrary, but it should lie before the contact with the workpiece in the usual forming processes. The decisive factor is ultimately the impact velocity on the workpiece, which, however, depends on the dimensions and the position of the workpiece in the individual presses.
- a lifting height of the at least one downstream press is less than 80%, preferably less than 70%, of a lifting height of the head press. This allows a more favorable design of the press arrangement and is made possible by the Einzelhub plante and possibly by the lower forming stroke.
- a nominal force of the head press is at least twice as large as a nominal force of the at least one downstream press. This still allows flexible processing of various workpieces, as usually the required stroke and thus the required pressing forces in the head press are significantly greater than in the subsequent presses.
- the inventive press arrangement is particularly suitable for operation with a transport system with robot kinematics.
- Robot kinematics are understood to mean a plurality of links connected by joints, wherein the joints (at least a majority of them) are motor-driven and thus enable a flexible movement of an object (eg a gripper) arranged at a free end of the kinematics.
- an object eg a gripper
- dedicated systems with only linear axes industrial robots are relatively easy and inexpensive and flexible use and therefore convertible.
- dedicated systems that are specifically adapted to the transport process often enable higher transport speeds and thus a higher perofrmance of the press line.
- a press line can be created that provides in the head press by the larger total stroke and in the downstream presses by the Einzelhub stipulate sufficiently large time window for moving away and conveyance of workpieces by transport systems with robot kinematics. Overall, this results in a cost-effective yet powerful overall system.
- the press arrangement according to the invention can also be operated with a transport system designed specifically for this purpose (with, for example, Cartesian kinematics).
- the inventive press arrangement can thus implement a method for forming a flat workpiece, the workpiece is first deep-drawn in a run in continuous running head press and then further processed in at least one downstream, operated in single stroke press, z. B. punched and / or further deformed.
- the method according to the invention is particularly advantageous if a drawing depth on the head press is at least twice as great as a drawing depth on the at least one downstream press. In other advantageous applications of the invention, no further forming takes place in the downstream presses, but a different processing step, for. B. punching.
- the invention also enables a quick and inexpensive conversion of an existing press arrangement with a single-stroke head press and at least one downstream press operated in the individual stroke.
- the existing head press is first replaced by an operable in continuous operation new head press, in particular with a larger stroke than the existing head press.
- the existing line control is newly configured so that the head press can be operated in continuous operation within the same forming process of a flat workpiece and the at least one downstream press can be operated in the individual stroke. If this is not possible, the existing line control will be replaced by a new control that enables this functionality.
- FIG. 1 is the time dependence of the ram position in a press in Einzelhub mode shown.
- the y-axis 20 denotes the height of the ram at a given time. How good of the FIG. 1 is recognizable, subsequent rounds are separated by a waiting time 30. In the example shown, 12 workpieces are processed per minute, but the tappet speed corresponds to 15 strokes per minute (SPM) due to the waiting time. The plunger thus moves for 4 s each and then stands still during the waiting time 30 1 s.
- SPM strokes per minute
- the time dependence of the ram position is shown in a press in continuous operation, this press is also to work 12 pieces per minute.
- the y-axis 21 denotes the height of the ram at a given time.
- the plunger speed thus corresponds to the 12 SPM, one cycle takes 5 s.
- lower tappet speeds are required for the same stroke in continuous operation.
- the ram speed is shown as a function of the ram position for a press in single-stroke operation and a press in continuous operation.
- the x-axis 40 indicates the ram position in mm, where 0 mm corresponds to the bottom dead center (UT).
- the y-axis 50 indicates the ram speed in mm / s.
- the dashed curve 61 represents the ram speed as a function of the ram position for a single stroke operated press
- the dotted-dashed curve 62 represents the ram speed in dependence of the ram position for a run in continuous operation press.
- the operated in continuous operation a total stroke of 1'350 mm, the single-stroke operated press of 1'000 mm.
- the workpiece is contacted and deformed in the area before bottom dead center (0 mm) by the pressing tool.
- the speed of the plunger before contacting the workpiece for. B. at a stroke of 350 mm in the single-stroke operated press (curve 61) significantly larger than in the continuous run press (curve 62).
- FIG. 4 shows a block diagram of an embodiment of a press assembly 100 according to the invention
- FIG. 5 shows a side view of the same.
- the press assembly 100 comprises four presses, namely a head press 110 and three downstream presses 120, 130, 140.
- the presses 110, 120, 130, 140 are controlled by a line controller 105.
- Each of the presses 110, 120, 130, 140 comprises a press frame 111, 121, 131, 141, which stands in a foundation.
- At the upper end of the press frame 111, 121, 131, 141 is in each case an upper part 112, 122, 132, 142 with a drive and a vertically movable by the drive ram 113, 123, 133, 143 attached.
- the FIG. 5 shows the machine in a rest position, in which all rams are in the top dead center of each press.
- a receiving table 150, a washing station 160 and a centering station 170 are successively arranged in the processing direction. From the centering station 170, the workpiece to be machined is removed and conveyed into the head press 110.
- a conveyor 180 is used which has a tower 181 and a beam 182 pivotable thereon about a horizontal axis extending transversely to the processing direction.
- the beam 182 is telescopically designed so that a gripper 183 can be moved into the area of the preceding and the following station.
- the conveyor 180 is shown in detail in the WO 2005/051563 A1 (Güdel Group AG). Further such conveying devices 180 are arranged between the head press 110 and the first following press 120, between this and the other following presses 130, 140 and between the last following press 140 and an output table 190. Also, the conveyors 180 are controlled by the line controller 105.
- the maximum stroke of the head press 110 is greater than the maximum stroke of the downstream presses 120, 130, 140. In combination with a corresponding line control, this allows operation in which the head press 110 in continuous operation and the downstream presses 120, 130, 140 in the single stroke operate: Head press 110 Press 120 Press 130 Press 140 Max. Stroke [mm] 1,350 1,000 1,000 1,000 mode jog single stroke single stroke single stroke eq. Speed [rpm] 12 15 15 15 Waiting time [s] 0 1 1 1 1 Pass [pcs / min] 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
- the larger stroke of the head press 110 on the one hand enables the loading and unloading of the head press 110, in spite of the continuous operation, a sufficiently large time window for moving in the gripper of the conveyor is created. At the same time it is also ensured that in the head press 110 processing steps with a large stroke are feasible.
- the first downstream press 120 is synchronized by the position of the head press 110, wherein substantially the passage of a predetermined angular position, for. B. a certain lead before top dead center, can be used as a trigger for a pressing operation of the first downstream press 120.
- the further presses 130, 140 are synchronized in a conventional manner on the basis of the release of the preceding press with a predetermined phase offset. The synchronization is advantageously realized so that a maximum deviation does not exceed ⁇ 5 °.
- An existing, in particular single stroke operated press line can be easily upgraded by the existing head press by a continuous operable new head press with enlarged stroke is replaced. Also, the controller is adapted so that the inventive combined continuous / Einzelhub operation is enabled.
- the invention is not limited to the illustrated embodiment.
- the type and number of presses may differ from the example shown.
- the head press does not necessarily have a larger stroke than the downstream presses.
- another conveyor system can be used, for. B. a conventional system with Cartesian kinematics or a different type of robot-based system.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Presses (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Pressenanordnung zum Umformen von flächigen Werkstücken, umfassend eine Kopfpresse und mindestens eine nachgeordnete Presse sowie eine Liniensteuerung. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Umformen eines flächigen Werkstücks.The invention relates to a press arrangement for forming flat workpieces, comprising a head press and at least one downstream press and a line control. The invention further relates to a method for forming a flat workpiece.
Pressenlinien (Tandemlinien) zum Umformen von flächigen Werkstücken sind bekannt. Sie umfassen mehrere Pressen, welche die Werkstücke nacheinander einem Bearbeitungsschritt unterziehen. Neben den Pressen umfasst eine automatisierte Pressenlinie ein Transportsystem zum Fördern der Werkstücke von der ersten Presse zur ersten nachfolgenden Presse und weiter zu allen hintereinander angeordneten Pressen. Die Pressen und das Transportsystem werden durch eine Liniensteuerung, z. B. eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) gesteuert und synchronisiert. Schliesslich umfasst eine Pressenlinie auch Einrichtungen zur Zuführung der Werkstücke in die erste Presse und zur Abführung der bearbeiteten Werkstücke von der letzten Presse.Press lines (tandem lines) for forming flat workpieces are known. They comprise a plurality of presses, which subject the workpieces one after the other to a processing step. In addition to the presses, an automated press line comprises a transport system for conveying the workpieces from the first press to the first subsequent press and further to all the presses arranged one behind the other. The presses and the transport system are controlled by a line control, e.g. B. a programmable logic controller (PLC) controlled and synchronized. Finally, a press line also includes means for feeding the workpieces into the first press and for discharging the machined workpieces from the last press.
Automatisierte Pressenlinien werden heute entweder im Dauerlauf (Continuous Mode) oder im Einzelhub (Intermitted Mode) betrieben. In der Betriebsart Einzelhub ("Intermitted Mode") werden die Pressen im oberen Totpunkt (OT) nach jedem Hub angehalten und anschliessend durch die Liniensteuerung wieder gestartet und somit auch synchronisiert. Im Dauerlauf ("Continous Mode") arbeiten alle Pressen im Dauherhub, d. h. ohne Stopp im OT, und sind elektronisch zueinander synchronisiert.Automated press lines are now operated either in continuous mode or in single stroke (intermitted mode). In the operating mode Single stroke ("Intermitted Mode"), the presses are stopped at top dead center (TDC) after each stroke and then restarted by the line control and thus also synchronized. In continuous mode ("continuous mode") all presses work in the Dauherhub, d. H. without stop in OT, and are electronically synchronized with each other.
Im Dauerlauf entspricht die Performance (Teileausbringung pro Minute) der eingestellten Pressendrehzahl.In continuous operation, the performance (part output per minute) corresponds to the set press speed.
Der Einzelhub ermöglicht im Vergleich zum Dauerlauf eine relativ einfache Synchronisierung der einzelnen Pressen über die Liniensteuerung. Weil aufgrund der Haltezeit, während der die Stössel nicht bewegt werden, ein Zeitfenster für das Entnehmen und Einbringen von Werkstücken geschaffen wird, kann die Hubhöhe der Pressen zudem gering gehalten werden, was preislich von Vorteil ist. Ebenso haben die Pressen aufgrund der höheren Drehzahl der Schwungmasse bei gegebener Performance ein hohes Arbeitsvermögen. Allerdings ergibt sich aufgrund der Haltezeit in dieser Betriebsart eine gewisse Reduktion des Durchsatzes. Soll eine vorgegebene Performance erreicht werden, müssen die Pressen von im Einzelhub betriebenen Pressenlinien entsprechend schneller arbeiten als Pressen von Pressenlinien im Dauerlauf. Eine Pressenlinie im Einzelhub, die 12 Teile pro Minute bearbeiten soll, erfordert beispielsweise eine Stösselgeschwindigkeit, die etwa derjenigen einer im Dauerlauf betriebenen Pressenlinie mit einer Performance von 15 Teilen pro Minute entspricht.The single stroke allows compared to the endurance running a relatively simple synchronization of the individual presses via the line control. Because of the dwell time during which the rams are not moved, a time window for the removal and insertion of workpieces is created, the lifting height of the presses can also be kept low, which is advantageous in terms of price. Likewise, the presses have a high work capacity due to the higher speed of the flywheel at a given performance. However, due to the hold time in this mode, there is some reduction in throughput. If a predetermined performance is to be achieved, the presses of single-stroke press lines must work correspondingly faster than press lines in continuous operation. A press line in the single stroke, the 12 parts per Minute, for example, requires a ram speed, which corresponds approximately to that of an operated in continuous press line with a performance of 15 parts per minute.
Die höhere Geschwindigkeit des Stössels hat zudem eine negative Auswirkung auf das Ziehverhalten des Materials. Um eine optimale Umformung zu erhalten, sollte die Geschwindigkeit so tief wie möglich sein. Hohe Stösselgeschwindigkeiten und damit höhere Auftreffgeschwindigkeiten bedeuten ausserdem einen hohen Verschleiss des Presswerkzeugs. Weil die Pressen im Einzelhub in jedem Hub angehalten und wieder gestartet werden müssen, werden die Kupplung und die Bremse schliesslich bedeutend stärker abgenutzt.The higher speed of the ram also has a negative effect on the drawing behavior of the material. In order to get an optimal forming, the speed should be as low as possible. High ram speeds and thus higher impact speeds also mean high wear of the pressing tool. Because the presses have to be stopped and restarted in each stroke in each stroke, the clutch and the brake are finally significantly more worn.
Eine Pressenlinie, die im Dauerlauf betrieben wird, ermöglicht somit eine tiefere Stösselgeschwindigkeit. Damit einher gehen ein gutes Umformergebnis sowie geringerer Verschleiss der Presswerkzeuge, der Kupplungen und der Bremsen. Ebenfalls ergibt sich eine Energieeinsparung, weil die Pressen nicht für jeden Hub neu angefahren werden müssen. Dem gegenüber steht das Erfordernis einer grösseren Hubhöhe, denn das Entnehmen der bearbeiteten Werkstücke und das Einlegen der nächsten zu bearbeitenden Werkstücke benötigt eine gewisse Zeit, die - aufgrund des kontinuierlichen Laufs der Pressen - durch eine grössere Stösselbewegung zur Verfügung gestellt werden muss. Eine grössere Hubhöhe bedeutet aber in der Regel substanziell höhere Kosten. Das geringere Arbeitsvermögen (bedingt durch die niedrige Drehzahl an der Schwungmasse) muss zudem entweder durch die Erhöhung der Motorenleistung oder Vergrösserung der Schwungmasse wieder kompensiert werden, was ebenfalls höhere Kosten zur Folge hat. Ebenfalls ist die Synchronisation der Pressen einer kontinuierlich betriebenen Pressenlinie anspruchsvoller, da keine Haltezeit dafür genutzt werden kann.A press line, which is operated in continuous operation, thus allowing a lower ram speed. This is accompanied by a good forming result and less wear of the pressing tools, the clutches and the brakes. Also, there is an energy saving because the presses do not need to be restarted for each stroke. In contrast, there is the requirement of a greater lifting height, because the removal of the machined workpieces and the insertion of the next workpieces to be machined requires a certain amount of time - due to the continuous running of the presses - must be made available by a larger ram movement. However, a larger lifting height usually means substantially higher costs. The lower working capacity (due to the low rotational speed of the flywheel) must also be compensated either by increasing the engine power or increasing the flywheel again, which also has higher costs. Also, the synchronization of the presses of a continuously operated press line is more demanding, since no holding time can be used for it.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Pressenanordnung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Pressenlinien vermeidet.The object of the invention is to provide a press assembly belonging to the technical field mentioned above, which avoids the disadvantages of the known press lines.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung ist im Rahmen desselben Umformprozesses eines der flächigen Werkstücke die Kopfpresse im Dauerlauf betreibbar und die mindestens eine nachgeordnete Presse im Einzelhub betreibbar.The solution of the problem is defined by the features of
Dies bedeutet, dass die erste Presse (Kopfpresse) aufgrund des Dauerlaufs mit einer geringeren Stösselgeschwindigkeit betrieben werden kann als die nachfolgenden, im Einzelhub betriebenen nachgeordneten Pressen. Entsprechend ergibt sich in der Kopfpresse ein besseres Umformergebnis und eine geringere Abnutzung des Presswerkzeugs, vergleichbar mit einer (teuren) im Dauerlauf betriebenen Pressenlinie. Die höheren Kosten - insbesondere für die grössere Hubhöhe - fallen aber im Gegensatz zu einer solchen Pressenlinie nur gerade für die Kopfpresse an, nicht für die weiteren Pressen, die im Einzelhub betrieben werden.This means that the first press (head press) can be operated at a lower ram speed due to the continuous run than the subsequent single-stroke downstream presses. Accordingly results in the head press a better forming result and a lower wear of the pressing tool, comparable to a (expensive) operated in continuous operation press line. In contrast to such a press line, however, the higher costs - in particular for the larger lifting height - only apply to the head press, not to the other presses which are operated in the single stroke.
Mit Vorteil wird nur genau die erste Presse im Dauerlauf betrieben, wobei alle nachgeordneten Pressen im Einzelhub betrieben werden.Advantageously, only the first press is operated in continuous operation, with all downstream presses are operated in the single stroke.
Bevorzugt sind die Kopfpresse und die mindestens eine nachgeordnete Presse durch die Liniensteuerung miteinander synchronisiert. Auch diese Synchronisation der gesamten Pressenlinie wird vereinfacht, weil sich die nachfolgenden Pressen untereinander aufgrund der Haltezeit einfach synchronisieren lassen.Preferably, the head press and the at least one downstream press are synchronized with each other by the line control. This synchronization of the entire press line is simplified because the subsequent presses can be easily synchronized with each other due to the holding time.
Üblicherweise handelt es sich beim ersten Verarbeitungsschritt, welcher in der Kopfpresse durchgeführt wird, um ein Tiefziehen mit verhältnismässig grossem Hub (z. B. ca. 300 mm bei der Bearbeitung von Fahrzeugkarrosserie-Seitenteilen). Die nachfolgenden Pressen ("Trimming-Pressen") üben dann deutlich kleinere Hübe aus. Dies bedeutet aber auch, dass die erhöhte Stösselgeschwindigkeit beim Einzelhub besonders im ersten Verarbeitungsschritt kritisch ist. Oftmals ist die maximale Geschwindigkeit der gesamten im Einzelhub betriebenen Pressenlinie denn auch durch die maximal mögliche Tiefziehgeschwindigkeit begrenzt. Mit Hilfe der erfindungsgemässen Lösung lässt sich das Problem einer zu hohen Stösselgeschwindigkeit beim Tiefziehen genau vermeiden. Die erfindungsgemässe Lösung ist also besonders vorteilhaft, wenn ein Tiefziehhub der Kopfpresse grösser ist als ein Arbeitshub der mindestens einen nachgeordneten Presse, insbesondere aller nachgeordneten Pressen. Weil die Tiefziehgeschwindigkeit in der Kopfpresse mit Hilfe der erfindungsgemässen Lösung bei gleichem Durchsatz reduziert werden kann, ergibt sich am Ende eine höhere maximale Geschwindigkeit der Pressenlinie.Typically, the first processing step performed in the head press involves deep drawing with a relatively large stroke (eg, about 300 mm when machining vehicle body side panels). The following presses ("trimming presses") then exercise much smaller strokes. However, this also means that the increased ram speed during single stroke is critical, especially in the first processing step. Often the maximum speed of the entire press line operated in the single stroke is limited by the maximum possible deep drawing speed. With the aid of the solution according to the invention, the problem of too high a ram speed during deep drawing can be precisely avoided. The solution according to the invention is therefore particularly advantageous if a deep-drawing stroke of the head press is greater than a working stroke of the at least one downstream press, especially of all downstream presses. Because the deep drawing speed in the head press can be reduced with the aid of the solution according to the invention at the same throughput, a higher maximum speed of the press line results in the end.
Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemässe Pressenanordnung also ein gutes Umformergebnis bei geringem Verschleiss des Presswerkzeugs der Kopfpresse und - gegenüber einer im Dauerlauf betriebenen Pressenlinie - günstigeren Kosten. Gegenüber einer im Einzelhub betriebenen Pressenlinie sind - bei gleicher Umformqualität - höhere Geschwindigkeiten möglich.Overall, the inventive press arrangement thus allows a good forming result with low wear of the pressing tool of the head press and - compared to a run in continuous operation press line - cheaper costs. Compared to a single-stroke press line, higher speeds are possible with the same forming quality.
Bevorzugt beträgt eine Stösselgeschwindigkeit der Kopfpresse in einer Höhe von 350 mm vor einem unteren Totpunkt weniger als 90%, bevorzugt weniger als 80%, der Geschwindigkeit der mindestens einen nachgeordneten Presse in der Höhe von 350 mm vor dem unteren Totpunkt (UT). Dies gilt mit Vorteil für sämtliche nachgeordneten Pressen. Wie erwähnt, ermöglicht dies ein verbessertes Umformergebnis in der Kopfpresse, insbesondere dann, wenn der zum Umformen eingesetzte Hub deutlich grösser ist als derjenige in den nachfolgenden Pressen. Die Höhe von 350 mm vor dem UT ist grundsätzlich arbiträr, sie dürfte aber bei den üblichen Umformprozessen noch vor dem Kontakt mit dem Werkstück liegen. Massgeblich ist letztlich die Auftreffgeschwindigkeit auf das Werkstück, welche jedoch von den Dimensionen und der Lage des Werkstücks in den einzelnen Pressen abhängig ist.Preferably, a ram speed of the head press at a height of 350 mm before a bottom dead center is less than 90%, preferably less than 80%, the speed of the at least one downstream press in the height of 350 mm before bottom dead center (UT). This is advantageous for all downstream presses. As mentioned, this allows an improved forming result in the head press, especially when the stroke used for forming is significantly greater than that in the subsequent presses. The height of 350 mm before UT is fundamentally arbitrary, but it should lie before the contact with the workpiece in the usual forming processes. The decisive factor is ultimately the impact velocity on the workpiece, which, however, depends on the dimensions and the position of the workpiece in the individual presses.
Mit Vorteil beträgt eine Hubhöhe der mindestens einen nachgeordneten Presse weniger als 80%, bevorzugt weniger als 70% einer Hubhöhe der Kopfpresse. Dies ermöglicht eine günstigere Ausführung der Pressenanordnung und wird durch den Einzelhubbetrieb und gegebenenfalls durch den geringeren Umformhub ermöglicht.Advantageously, a lifting height of the at least one downstream press is less than 80%, preferably less than 70%, of a lifting height of the head press. This allows a more favorable design of the press arrangement and is made possible by the Einzelhubbetrieb and possibly by the lower forming stroke.
Bevorzugt ist eine Nennkraft der Kopfpresse mindestens doppelt so gross wie eine Nennkraft der mindestens einen nachgeordneten Presse. Dies ermöglicht trotzdem eine flexible Bearbeitung verschiedenster Werkstücke, da in der Regel der benötigte Arbeitshub und damit die benötigten Presskräfte in der Kopfpresse deutlich grösser sind als in den nachfolgenden Pressen.Preferably, a nominal force of the head press is at least twice as large as a nominal force of the at least one downstream press. This still allows flexible processing of various workpieces, as usually the required stroke and thus the required pressing forces in the head press are significantly greater than in the subsequent presses.
Die erfindungsgemässe Pressenanordnung ist besonders für den Betrieb mit einem Transportsystem mit Roboterkinematik geeignet. Unter einer Roboterkinematik versteht man mehrere durch Gelenke miteinander verbundene Glieder, wobei die Gelenke (zumindest eine Mehrzahl davon) motorisch angetrieben sind und so eine flexible Bewegung eines an einem freien Ende der Kinematik angeordneten Objekts (z. B. eines Greifers) ermöglichen. Verglichen mit herkömmlichen Lösungen, z. B. dedizierten Systemen mit lediglich linearen Achsen, sind Industrieroboter verhältnismässig leicht und kostengünstig sowie flexibel einsetz- und daher umrüstbar. Allerdings ermöglichen dedizierte, spezifisch an den Transportvorgang angepasste Systeme oft höhere Transportgeschwindigkeiten und dadurch eine höhere Perofrmance der Pressenlinie. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Ansatzes kann eine Pressenlinie geschaffen werden, die in der Kopfpresse durch den grösseren Gesamthub und in den nachgeordneten Pressen durch den Einzelhubbetrieb ausreichend grosse Zeitfenster zum Weg- und Heranfördern von Werkstücken auch durch Transportsysteme mit Roboterkinematik bereitstellt. Insgesamt ergibt sich somit ein kostengünstiges und doch leistungsfähiges Gesamtsystem.The inventive press arrangement is particularly suitable for operation with a transport system with robot kinematics. Robot kinematics are understood to mean a plurality of links connected by joints, wherein the joints (at least a majority of them) are motor-driven and thus enable a flexible movement of an object (eg a gripper) arranged at a free end of the kinematics. Compared with conventional solutions, eg. As dedicated systems with only linear axes, industrial robots are relatively easy and inexpensive and flexible use and therefore convertible. However, dedicated systems that are specifically adapted to the transport process often enable higher transport speeds and thus a higher perofrmance of the press line. With the aid of the inventive approach, a press line can be created that provides in the head press by the larger total stroke and in the downstream presses by the Einzelhubbetrieb sufficiently large time window for moving away and conveyance of workpieces by transport systems with robot kinematics. Overall, this results in a cost-effective yet powerful overall system.
Alternativ kann auch die erfindungsgemässe Pressenanordnung mit einem spezifisch dafür ausgelegten Transportsystem (mit z. B. kartesischer Kinematik) betrieben werden.Alternatively, the press arrangement according to the invention can also be operated with a transport system designed specifically for this purpose (with, for example, Cartesian kinematics).
Mit Hilfe der erfindungsgemässen Pressenanordnung lässt sich somit ein Verfahren zum Umformen eines flächigen Werkstücks umsetzen, wobei das Werkstück zunächst in einer im Dauerlauf betriebenen Kopfpresse tiefgezogen und anschliessend in mindestens einer nachgeordneten, im Einzelhub betriebenen Presse weiter verarbeitet wird, z. B. ausgestanzt und/oder weiter verformt.With the aid of the inventive press arrangement can thus implement a method for forming a flat workpiece, the workpiece is first deep-drawn in a run in continuous running head press and then further processed in at least one downstream, operated in single stroke press, z. B. punched and / or further deformed.
Wenn ein flächiges Werkstück in aufeinanderfolgenden Schritten sukzessive verformt wird, ist das erfindungsgemässe Verfahren besonders dann von Vorteil, wenn eine Ziehtiefe auf der Kopfpresse mindestens doppelt so gross ist wie eine Ziehtiefe auf der mindestens einen nachgeordneten Presse. Bei anderen vorteilhaften Anwendungen der Erfindung findet bei den nachgeordneten Pressen keine weitere Umformung statt, sondern ein andersartiger Bearbeitungsschritt, z. B. ein Ausstanzen.If a flat workpiece is successively deformed in successive steps, the method according to the invention is particularly advantageous if a drawing depth on the head press is at least twice as great as a drawing depth on the at least one downstream press. In other advantageous applications of the invention, no further forming takes place in the downstream presses, but a different processing step, for. B. punching.
Die Erfindung ermöglicht auch ein schnelles und kostengünstiges Umrüsten einer vorhandenen Pressenanordnung mit einer im Einzelhub betriebenen Kopfpresse und mindestens einer im Einzelhub betriebenen nachgeordneten Presse. Dazu wird zunächst die vorhandene Kopfpresse durch eine im Dauerlauf betreibbare neue Kopfpresse, insbesondere mit einem grösseren Hub als die vorhandene Kopfpresse, ersetzt. Zudem wird die vorhandene Liniensteuerung neu so konfiguriert, dass im Rahmen desselben Umformprozesses eines flächigen Werkstücks die Kopfpresse im Dauerlauf betreibbar ist und die mindestens eine nachgeordnete Presse im Einzelhub betreibbar ist. Ist dies nicht möglich, wird die vorhandene Liniensteuerung durch eine neue Steuerung ersetzt, welche diese Funktionalität ermöglicht.The invention also enables a quick and inexpensive conversion of an existing press arrangement with a single-stroke head press and at least one downstream press operated in the individual stroke. For this purpose, the existing head press is first replaced by an operable in continuous operation new head press, in particular with a larger stroke than the existing head press. In addition, the existing line control is newly configured so that the head press can be operated in continuous operation within the same forming process of a flat workpiece and the at least one downstream press can be operated in the individual stroke. If this is not possible, the existing line control will be replaced by a new control that enables this functionality.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.From the following detailed description and the totality of the claims, further advantageous embodiments and feature combinations of the invention result.
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- die zeitliche Abhängigkeit der Stösselposition in einer Presse im EinzelhubBetrieb;
- Fig. 2
- die zeitliche Abhängigkeit der Stösselposition in einer Presse im Dauerlauf;
- Fig. 3
- die Stösselgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Stösselposition für eine Presse im Einzelhub-Betrieb und eine Presse im Dauerlauf;
- Fig. 4
- ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Pressenanordnung; und
- Fig. 5
- eine Seitenansicht der Ausführungsform.
- Fig. 1
- the time dependence of the ram position in a press in EinzelhubBetrieb;
- Fig. 2
- the time dependence of the ram position in a press in continuous operation;
- Fig. 3
- the ram speed as a function of the ram position for a press in Einzelhub-operation and a press in continuous operation;
- Fig. 4
- a block diagram of an embodiment of a press assembly according to the invention; and
- Fig. 5
- a side view of the embodiment.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figures.
In der
In der
In der
Das Werkstück wird im Bereich vor dem unteren Totpunkt (0 mm) vom Presswerkzeug kontaktiert und umgeformt. Wie gut aus der Darstellung ersichtlich ist, ist die Geschwindigkeit des Stössels vor dem Kontaktieren des Werkstücks, z. B. bei einem Hub von 350 mm bei der im Einzelhub betriebenen Presse (Kurve 61) deutlich grösser als bei der im Dauerlauf betriebenen Presse (Kurve 62).The workpiece is contacted and deformed in the area before bottom dead center (0 mm) by the pressing tool. As can be seen from the illustration, the speed of the plunger before contacting the workpiece, for. B. at a stroke of 350 mm in the single-stroke operated press (curve 61) significantly larger than in the continuous run press (curve 62).
Die
Die Pressenanordnung 100 umfasst vier Pressen, nämlich eine Kopfpresse 110 sowie drei nachgeordnete Pressen 120, 130, 140. Die Pressen 110, 120, 130, 140 werden durch eine Liniensteuerung 105 gesteuert. Jede der Pressen 110, 120, 130, 140 umfasst ein Pressegestell 111, 121, 131, 141, welches in einem Fundament steht. Am oberen Ende des Pressegestells 111, 121, 131, 141 ist jeweils ein Oberteil 112, 122, 132, 142 mit einem Antrieb und einem durch den Antrieb vertikal bewegbaren Stössel 113, 123, 133, 143 befestigt. Die
Am Eingang der Pressenanordnung 100 sind in Verarbeitungsrichtung nacheinander ein Aufnahmetisch 150, eine Waschstation 160 und eine Zentrierstation 170 angeordnet. Von der Zentrierstation 170 wird das zu bearbeitende Werkstück entnommen und in die Kopfpresse 110 befördert. Dazu wird eine Fördereinrichtung 180 eingesetzt, welche einen Turm 181 und einen daran um eine horizontale, quer zur Verarbeitungsrichtung verlaufende Achse schwenkbaren Balken 182 aufweist. Der Balken 182 ist teleskopisch ausgeführt, so dass ein Greifer 183 in den Bereich der vorangehenden und der nachfolgenden Station bewegt werden kann. Die Fördereinrichtung 180 ist im Detail in der
Der maximale Hub der Kopfpresse 110 ist grösser als der maximale Hub der nachgeordneten Pressen 120, 130, 140. In Kombination mit einer entsprechenden Liniensteuerung ermöglicht dies einen Betrieb, bei welchem die Kopfpresse 110 im Dauerlauf und die nachgeordneten Pressen 120, 130, 140 im Einzelhub betrieben werden:
Der grössere Hub der Kopfpresse 110 ermöglicht zum einen das Be- und Entladen der Kopfpresse 110, indem trotz des kontinuierlichen Betriebs ein genügend grosses Zeitfenster zum Hineinbewegen der Greifer der Förderer geschaffen wird. Gleichzeitig wird auch sichergestellt, dass in der Kopfpresse 110 Bearbeitungsschritte mit grossem Arbeitshub durchführbar sind.The larger stroke of the
Die erste nachgeordnete Presse 120 wird anhand der Position der Kopfpresse 110 synchronisiert, wobei im Wesentlichen der Durchlauf einer vorgegebenen Winkelposition, z. B. eines gewissen Vorlaufs vor dem oberen Totpunkt, als Auslöser für einen Pressvorgang der ersten nachgeordneten Presse 120 herangezogen werden kann. Die weiteren Pressen 130, 140 sind in an sich bekannter Weise auf der Basis der Auslösung der vorangehenden Presse mit einem vorgegebenen Phasenversatz synchronisiert. Die Synchronisation wird mit Vorteil so realisiert, dass eine maximale Abweichung ±5° nicht übersteigt.The first
Eine vorhandene, insbesondere im Einzelhub betriebene Pressenlinie kann auf einfache Weise aufgerüstet werden, indem die vorhandene Kopfpresse durch eine kontinuierlich betreibbare neue Kopfpresse mit vergrössertem Hub ersetzt wird. Ebenfalls wird die Steuerung derart angepasst, dass der erfindungsgemässe kombinierte Dauerlauf/ Einzelhub-Betrieb ermöglicht wird.An existing, in particular single stroke operated press line can be easily upgraded by the existing head press by a continuous operable new head press with enlarged stroke is replaced. Also, the controller is adapted so that the inventive combined continuous / Einzelhub operation is enabled.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Art und Anzahl der Pressen kann sich vom dargestellten Beispiel unterscheiden. Die Kopfpresse muss nicht zwingend einen grösseren Hub aufweisen als die nachgeordneten Pressen. Ebenfalls kann ein anderes Fördersystem zum Einsatz kommen, z. B. ein konventionelles System mit kartesischer Kinematik oder ein andersartiges roboterbasiertes System.The invention is not limited to the illustrated embodiment. The type and number of presses may differ from the example shown. The head press does not necessarily have a larger stroke than the downstream presses. Likewise, another conveyor system can be used, for. B. a conventional system with Cartesian kinematics or a different type of robot-based system.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die Erfindung eine Pressenanordnung geschaffen wird, welche die Nachteile der bekannten Pressenlinien vermeidet.In summary, it should be noted that a press arrangement is created by the invention, which avoids the disadvantages of the known press lines.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11405373.9A EP2607068A1 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | Pressing assembly for reforming flat workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11405373.9A EP2607068A1 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | Pressing assembly for reforming flat workpieces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2607068A1 true EP2607068A1 (en) | 2013-06-26 |
Family
ID=45422032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP11405373.9A Withdrawn EP2607068A1 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | Pressing assembly for reforming flat workpieces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2607068A1 (en) |
Citations (7)
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2011
- 2011-12-20 EP EP11405373.9A patent/EP2607068A1/en not_active Withdrawn
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