EP2608952B1 - Method of operating a press with a bottom drive and press operated according to this method - Google Patents
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- EP2608952B1 EP2608952B1 EP11785300.2A EP11785300A EP2608952B1 EP 2608952 B1 EP2608952 B1 EP 2608952B1 EP 11785300 A EP11785300 A EP 11785300A EP 2608952 B1 EP2608952 B1 EP 2608952B1
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Definitions
- the invention relates to a method for operating a press with sub-drive. Furthermore, the invention relates to a subsequently operated press, the at least one arranged in a substructure and connected to drive elements, at least one motor or servomotor having drive means, a hub exporting, at least one tool top receiving plunger, a plurality of attacking on the plunger tie rods or Glaspleuel for transmission the drive for the stroke of the plunger, at least one associated with the plunger and the corresponding tool upper part arranged in the base tool lower part and a control and regulating device, wherein the stroke of the plunger operated above or before a top dead center to or above a bottom dead center becomes.
- the press should be used for forming, compacting and packaging as well as for cutting materials of any kind and also be used as a transfer press or in press lines.
- the prior art generally teaches that the ram is regularly driven by a combination of drawbars / drawbars from a compact drive unit in a substructure of the press.
- presses with sub-drive are mainly designed as presses with low nominal force and high stroke rate and less for so-called large presses.
- the tie rods / Ceipleuel are performed in uprights - at least above the substructure - which are connected to a located above the stand, the ram forming cross-beam, so that thus quasi a press frame for the occurring and male forces is formed.
- a punch press was made according to EP 2 008 799 A1 with a Unteranrieb known, in which the plunger is driven by tension columns with a arranged below the processing plane drive mechanism with crankshaft and connecting rod.
- In view of the requirements to be developed presses with sub-drive is disadvantageous here, that can be changed by adjusting the vertical position of the articulation point on the structure of the press work-related adjustments only.
- This solution is unable to detect and control the complex acting forces according to the processing requirements for the respective workpiece from the plunger over a larger effective range.
- the local servomotor-driven division of the ram forces would be limited to pure stamping presses realize.
- EP 1 880 837 A2 discloses a press system with energy management of a servo drive, which on the one hand sufficient capacity for receiving additional energy and on the other hand at any time sufficient energy is available to meet the respective press cycle.
- the EP 1 612 037 A2 describes a servomotor control unit for a press-forming machine having at least one press-forming unit reciprocating by a predetermined stroke, the press-forming machine including a speed detector for detecting the speed of the servomotor, a pressure detector for detecting a pressure actually applied to a workpiece, and a pressure control processing part for generating a speed command from a print command formed of a difference between a print command and the actual print.
- EP 1 1321 285 A2 in the EP 1 1321 285 A2 is disclosed in a press machine with an engine connected to and rotatably drivable with a crankshaft and with a motor drive control section for controlling drive of the motor based on output from the control section, the control section including a position control system, a control mode shift control section, and a press force control system; and the pressing force is calculated from the motor driving current.
- the invention has as its object to conceive as summarized at the outset press with sub-drive, according to the method ensures an optimized force and path of the tappet and its stroke by means of a control and regulating device and in particular the operating method is developed so that the forces acting accordingly
- the processing requirements for the respective workpiece from the ram differentiated act on the one hand, but on the other hand also capture a larger effective range.
- This task aims in a constructive sense to be able to build the press with optimized performance data more compact compared to conventional presses with sub-drive.
- the object is achieved with the method according to the features of claims 1 to 36 and with a press with control and regulating device according to the features of claims 37 to 50.
- the operation of the plunger can thus - as is familiar to the expert - done alternately as reversing from top dead center to bottom dead center and back or cyclically from and above the top dead center to and above the bottom dead center.
- At least values are recorded and processed as data of a force and path course and of at least one element of the drive device, a change of a Beriebshongs in the system of the press or the workpiece to be machined, which influence the stroke of the plunger.
- the total acting forces according to the processing requirements for the respective workpiece from the plunger act differentiated on the one hand , but also on the other hand to cover a larger effective range than before.
- control and regulating device is therefore designed in the inventive sense with the first to fifth means for the exercise of the method.
- At least one of the first through fourth acquired data and evaluated fifth data may also be used to influence press force responses in the press system for impact damping or deflections of the ram for changed force distribution.
- the force in terms of their position, position and their amount can be actively changed as a function of eg "Umformverlaufes" so that taken over as a function merging with the main function even sub-functions of a so-called die cushion device or can be actively supported.
- the inventive principle is also suitable for presses with sub-drive using elements of a die cushion device, for which purpose further functions according to the invention are specified, but structural details of a die cushion device are to be assumed to be known.
- the data for the overload protection, emergency operation or the shutdown of the press should advantageously be triggered before reaching a set value of at least one of the first to fourth recorded data and evaluated fifth data of an action or reaction force.
- the data from at least one of the first to fourth detected and evaluated fifth values are particularly suitably measured as a gradient of an increasing dimension or a position of at least one of the drive elements, evaluated and redefined in deviation from the target values for the changed distribution for an action or reaction force ,
- the invention makes it possible not only to measure and evaluate the data of at least one of the first through fourth detected and evaluated fifth values as a gradient of an increasing dimension or position of at least one of the driving elements as previously intended, but even for a predictive learning stroke of the plunger to be able to.
- the press can be operated in such a relationship of the stroke of the plunger to a length of Buchpleuels following a calculation according to a Fourier series.
- the press is expediently operated by the drive device to the plunger via at least two drive trains.
- Each drive train is powered by its own motor or servomotor.
- Each drive train with motor or servomotor and pull rod is operated via the connecting control and regulating device.
- the die cushion device is operated while maintaining a free space provided in the substructure.
- a free space can also be used and configured for the logistics of a removal of waste from the machining process of the respective workpiece.
- At least one drive train can be operated mechanically or electrically or coupled or decoupled by means of a detachable rotary or translational operative connection between at least one of the drive elements of the drive train in the change of the respective stroke of the plunger.
- the mechanical coupling / decoupling takes place positively or frictionally or non-positively.
- At least one drive train is operated in principle coupled to achieve a synchronous or compensating movements of the plunger during at least a partial path of the downward stroke.
- the drive train can be operated decoupled.
- the operative connection is closed or released or influenced by force or position.
- the plunger After reshaping of the workpiece, the plunger can be moved to top dead center or to the upper end position with supportive introduction of force.
- the method is particularly formed by the fact that occur asymmetric forces occurring in the die cushion device on the separately operated drive trains independent force into the plunger, which ensure the original movement of the plunger and parallel movement of the upper die to the tool base guiding, which force inputs both an inclination avoid the plunger and different impact impacts of the plunger.
- asymmetrically acting forces of the ram can also be advantageously applied and thereby produced by moving the ram in parallel to the e.g. Pulling cushion device impinges, or in the absence of a die cushion device, the plunger is moved with the tool upper part parallel to the lower tool part placing. Accordingly, the two drive trains are moved to different degrees in the direction of bottom dead center, but without reaching this. Thereafter, a reversal (reversal of direction of the drive) and the raising of the plunger.
- interfaces for at least one of these program functions are provided for the respective classification into the program operation of both a transfer press or press line and in its peripheral functions, preferably the program operation for the functions of a die cushion device and / or a transfer device.
- the press is by the combination of at least one of the first to fourth means for receiving at least one date (in the sense of a file) of the first to fourth data with the fifth means for evaluating fifth data for influencing compressive force reactions in the system of the press for a Impact damping or for power distribution at deflections of the plunger according to largely practical requirements efficiently operable.
- the press is designed so that the plunger by means of at least one attacking pull rod or a Werneruel or a pull rod and a Switzerlandpleuel is acted upon by the action of the fifth means of the control and regulating device with differentiated acting forces.
- the press can be formed with the following combinable features: From the drive device to the plunger, at least two drive trains are arranged.
- Each drivetrain is connected to at least one of its own motors or servomotors.
- Each drive train with motor or servomotor and pull rod is connected to the control and regulating device.
- a space usable as a scrap chute or for a die cushion device is provided.
- At least one drive train has an electrically acting detachable rotary or translational operative connection, which can be designed to be coupled or decoupled in the change of the respective stroke of the plunger.
- the mechanical operative connection is designed positively or frictionally or force-locking.
- At least one drive train may be designed to be coupled or decoupled to achieve a synchronous or compensating movements of the plunger during at least a partial path of the stroke.
- Fig. 1 shows as an example a press 1 with a arranged in a base 3 and connected to drive elements 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 drive device 2.
- a stroke h between a top dead center OT and bottom dead center UT executing plunger 1.1 has a tool shell 1.2.
- the plunger 1.1 with the upper tool part 1.2 corresponds to a arranged on the base 3 lower tool part 3.2, wherein the upper tool part 1.2 acts on a lying on the lower tool part 3.2 workpiece 5 for shaping.
- Said drive elements 2.1 have two motors or servomotors 2.1.1 and the tie rods 2.1.2, each with a Switzerlandpleuel 2.1.3, each forming a drive train 2.1.4.
- the lower tool part 3.2 is arranged on a belonging to the base 3 table 3.1.
- the press 1 acts on the plunger 1.1, mediates on the attacking tie rods 2.1.2 and Werpleuel 2.1.3 and as a result of the action of the fifth means 4.5 of the control and regulating device 4, the differentiated between the upper die 1.2 and 3.2 tool base workpiece 5 with acting forces, as shown schematically in Fig. 2 , Picture a) and picture b).
- Fig. 2 b thus illustrates the overall achieved over the previously acting forces F 1Lo and F 2Lo inventive effect of the forces F 1 and F 2 in a range L E > L 0 .
- first data 4.1.1 are recorded from values of the course of travel or a position from the stroke h of the tappet 1.1 by the first means 4.1.
- second data 4.2.1 from the detection of actual values of a force or a force equivalent value in the drive elements 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 of the drive device 2 are detected by the second means 4.2, the second Data 4.2.1 are advantageously obtained from the detection of actual values of forces in the tie rods 2.1.2 and are applied to the points to be detected a force conventional strain gauges or piezo elements.
- third data 4.3.1 of actual values of the current of the motors or servomotors 2.1.1 of the drive device 2 are detected by the third means 4.3.
- the forces acting on the upper tool part 1.2 and lower tool part 3.2 forces are differentiated locally or variably according to the conditions of the workpiece to be machined 5 and in an optimally extended area L E - as in Fig. 2 b) shown - controlled.
- the evaluated fifth data are also used for influencing compressive force reactions in the system of the press 1 for impact damping or deflections of the plunger 1.1 to the changed force distribution.
- the force in its position, position and their amount can be actively changed, so that as part of the main function merging effect even partial functions of a die cushion, not shown, can be taken or actively supported.
- the data for the overload protection, emergency operation or shutdown of the press 1 shall be read before reaching a set value of the first to fourth recorded data 4.1.1, 4.2.1, 4.3.1, 4.4.1 and evaluated fifth data 4.5.1 of the required action data. or reaction force is triggered and measured as a gradient of an increasing force in one of the drive elements 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3, evaluated and in deviation from the target specifications for the changed distribution for an action or reaction force, in particular for a predictive learning stroke h of the plunger 1.1 predetermined.
- the press 1 is operated in such a relationship of the stroke h of the tappet 1.1 to a length of Switzerlandpleuels 2.1.3, which corresponds to a calculation of the Fourier series.
- the operative connection 2.2 of the drive train 2.1.4 can be closed and released in a form-fitting or frictional or force-locking or alternating manner as a mechanical coupling.
- the drive trains 2.1.4 are coupled during at least one partial path of the downward stroke h and the drive trains 2.1.4 are decoupled during at least one partial path of the upward stroke h.
- the drive elements 2.1 or the positions of the plunger 1.1, the active compounds 2.2 are closed or released or influenced by force or position.
- a speed of the tappet 1.1 moving downwards from or before or after a top dead center TDC is delayed immediately before the impact of the tappet 1.1 connected to the tool upper part 1.2 on the tool bottom part 3.2, in order to reduce an impact load, and after striking the tool top part 1.2 the plunger 1.1 controlled or regulated to the bottom dead center UT down and then moved upwards.
- Fig. 3 is shown graphically, as in a variant of the plunger 1.1 before or from its top dead center TDC until just before hitting on, for example, an element of the die cushion device is moved down by its own gravity, in which case he to reduce the impact of the plunger 1.1 on the not illustrated element of the die cushion device, such as a conventional bracket or a conventional pressure cheek, by means of a regenerative operation of the engine 2.1 ( Fig. 1 ) is slowed down, then the element of the die cushion device moves downwards at a controlled speed and the workpiece 5 (FIG. Fig. 1 ) and then the plunger 1.1 is moved to top dead center or to the upper end position OT.
- an element of the die cushion device is moved down by its own gravity, in which case he to reduce the impact of the plunger 1.1 on the not illustrated element of the die cushion device, such as a conventional bracket or a conventional pressure cheek, by means of a regenerative operation of the engine 2.1 ( Fig. 1 ) is slowed down
- FIG. 3 is a graph showing how the tappet 1.1 is moved downwardly from its top dead center OT in the controlled drive, and all the required values or gradients of velocity upon impact with the die cushion device and a forming speed element (as discussed above) may be determined the forming of the workpiece 5 of the plunger 1.1 is moved to top dead center or to the upper end position OT.
- the plunger 1.1 is moved to top dead center OT or to the upper end position with supporting force introduction.
- the embodiment also allows asymmetrically acting forces of the plunger 1.1 advantageously apply and thereby selectively generate by the plunger 1.1 impinges parallel to the die cushion device, or drive in the absence of a die cushion device, the plunger parallel to the lower tool on the lower tool.
- the two drive trains 2.1.4 are moved to different degrees in the direction of bottom dead center UT, but without reaching them. Thereafter, a reversal (reversal of the direction of rotation of the drive) and the raising of the plunger 1.1.
- the generation of the actual effective force is derived from the respective position of the respective drive train 2.1.4 or eg an eccentric element of the drive device 2 taking into account the rigidity of the press (Hooke's Law).
- the press 1 can be executed as follows: In principle, in the case of asymmetrically acting forces, the tappet 1.1 is initially movable parallel to the bottom dead center UT from the top dead center TDC and after the tool upper part 1.2 has hit the tool bottom part 3.2, a resulting unequal movement of the two drive trains 2.1.4 can be continued. The upper tool part 1.2 and the lower tool part 3.2 are now closed in parallel. As a result of the uneven further movement, asymmetrical as well as unequal forces can be selectively generated via the spring stiffness of the press.
- the plunger 1.1 and the drive trains are 2.1.4 before reaching the bottom dead center UT and when reaching the asymmetric as unequal forces in the reversing (direction of rotation reversal of the drive device) in the direction of top dead center (TDC) movable, the upper tool 1.2 of Tool lower part (3.2) is movable away.
- the press 1 can also be operated so that each acting in a drive train 2.1.4 greater force is considered the leading value and said drive train 2.1.4 without reversing through the bottom dead center UT and then to top dead center OT is mobile ,
- the other drive train 2.1.4 with the lower-acting force is coming to a stop before the bottom dead center UT and reversible configured and reversible.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Presse mit Unterantrieb. Ferner betrifft die Erfindung eine danach betriebene Presse, die mindestens eine in einem Unterbau angeordnete und mit Antriebselementen verbundene, mindestens einen Motor oder Servomotor aufweisende Antriebseinrichtung, einen einen Hub ausführenden, mindestens ein Werkzeugoberteil aufnehmenden Stößel, mehrere an dem Stößel angreifende Zugstangen oder Zugpleuel zur Übertragung des Antriebs für den Hub des Stößels, mindestens ein dem Stößel und dem korrespondierenden Werkzeugoberteil zugeordnetes in dem Unterbau angeordnetes Werkzeugunterteil und eine Steuer-und Regeleinrichtung umfasst, wobei der Hub des Stößels über einen oder vor einem oberen Totpunkt zu einem oder über einen unteren Totpunkt betrieben wird.The invention relates to a method for operating a press with sub-drive. Furthermore, the invention relates to a subsequently operated press, the at least one arranged in a substructure and connected to drive elements, at least one motor or servomotor having drive means, a hub exporting, at least one tool top receiving plunger, a plurality of attacking on the plunger tie rods or Zugpleuel for transmission the drive for the stroke of the plunger, at least one associated with the plunger and the corresponding tool upper part arranged in the base tool lower part and a control and regulating device, wherein the stroke of the plunger operated above or before a top dead center to or above a bottom dead center becomes.
Im Sinne der Erfindung soll die Presse zum Umformen, Verdichten wie Paketieren und auch zum Schneiden von Materialien jeglicher Art verwendbar und auch als Transferpresse oder in Pressenstraßen anwendbar sein.For the purposes of the invention, the press should be used for forming, compacting and packaging as well as for cutting materials of any kind and also be used as a transfer press or in press lines.
Eine derartig konzipierte Presse mit Unterantrieb kann sich der Fachmann aus der Zusammenschau des Standes der Technik ohne weiteres zusammenstellen, obwohl sie als Gattung in dieser Komplexität einzeln in einem veröffentlichten Dokument für sich nicht offenbart ist.Such a conceived press with sub-drive, the expert from the synopsis of the prior art readily put together, although it is not disclosed as a genus in this complexity individually in a published document by itself.
Der Stand der Technik lehrt allgemein, daß regelmäßig der Stößel über eine Kombination von Zugstangen/Zugpleuel von einer kompakten Antriebseinheit in einem Unterbau der Presse angetrieben wird.The prior art generally teaches that the ram is regularly driven by a combination of drawbars / drawbars from a compact drive unit in a substructure of the press.
Aus der lehrmäßigen Fachliteratur ist bekannt, daß Pressen mit Unterantrieb überwiegend als Pressen mit kleiner Nennkraft und hoher Hubzahl und weniger für so genannte Großpressen ausgeführt werden.From the teaching literature it is known that presses with sub-drive are mainly designed as presses with low nominal force and high stroke rate and less for so-called large presses.
Weiter wird aufgezeigt, daß die seitlich am Stößel angreifenden Zugstangen/Zugpleuel zu einer größeren Biegebeanspruchung und einer entsprechend großen Durchbiegung des Stößels führen, dafür aber die Wirklinie auch außermittig am Stößel angreifender Kräfte stets zwischen den Anlenkpunkten der Zugstangen/Zugpleuel liegt.It is further shown that the laterally engaging on the plunger tie rods / Zugpleuel lead to greater bending stress and a correspondingly large deflection of the plunger, but the action line also off-center on the plunger attacking forces is always between the articulation points of Zugstangen / Zugpleuel.
Regelmäßig werden auch die Zugstangen/Zugpleuel in Ständern geführt - zumindest oberhalb des Unterbaus -, die mit einer oberhalb der Ständer befindlichen, den Stößel bildenden Quertraverse verbunden sind, so daß damit quasi ein Pressengestell für die auftretenden und aufzunehmenden Kräfte gebildet ist.Regularly, the tie rods / Zugpleuel are performed in uprights - at least above the substructure - which are connected to a located above the stand, the ram forming cross-beam, so that thus quasi a press frame for the occurring and male forces is formed.
Für den Fachmann gilt, die Presse hinsichtlich der auftretenden Kräfte nach den Aktionen zur Bearbeitung der Werkstücke und auch den Reaktionen auf Pressenschläge oder Durchbiegungen auszulegen, so daß regelmäßig ein Ständeraufbau im besagten Pressengestell gewählt wird.For the expert applies the press with regard to the forces occurring after the actions for machining the workpieces and also to interpret the reactions to press beats or deflections, so that a stand structure is regularly selected in said press frame.
Im Ergebnis dieser fachmännischen Zusammenschau wird nach wirtschaftlichen Lösungen gesucht, gattungsgemäße Pressen mit Unterantrieb - auch als Großpressen - ohne die nachstehend an Einzelbeispielen erkennbaren Nachteile - wie z.B. als Ständeraufbau - auszubilden und zu betreiben.As a result of this expert summary is looking for economic solutions, generic presses with sub-drive - even as large presses - without the recognizable by individual examples disadvantages - such. as a stand structure - to train and operate.
Die Analyse der als Einzellösungen bekannten beispielsweisen Ausführungen von Pressen mit Unterantrieb zeigt auf:
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AT 215 257 -
DE 25 07 098 -
DD 119 014
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DE 25 07 098 -
DD 119 014
Darüber hinaus wurde eine Stanzpresse gemäß
Ursprünglich wurden die Pressen über Elektromotor und energiespeicherndem Schwungrad angetrieben. Inzwischen hat sich zunehmend ein energieeffizienter Antrieb unter Zuhilfenahme servoelektrischer Antriebe durchgesetzt. So ist z.B. in
Im Zusammenhang mit einer vorteilhaften Steuerung und Regelung der Stößelbewegung für servoelektrisch betriebene Pressen ist schließlich aus der
Eingedenk der obigen Feststellungen, dass
- Pressen mit Unterantrieb als so genannte Großpressen ausgeführt werden sollen,
- die Wirklinie außermittig am Stößel angreifender Kräfte stets zwischen den Anlenkpunkten der Zugstangen/Zugpleuel liegt,
- bei Pressen mit Unterantrieb regelmäßig auch die Zugstangen/Zugpleuel in Ständern geführt werden, so dass damit quasi ein Pressengestell für die auftretenden und aufzunehmenden Kräfte zu bilden, weil hinsichtlich der auftretenden Kräfte nach den Aktionen zur Bearbeitung der Werkstücke und auch den Reaktionen auf Pressenschläge oder Durchbiegungen regelmäßig ein Ständeraufbau im besagten Pressengestell gewählt wird,
- servoelekrische Antriebe im Unterantrieb zu realisieren sind und
- komplex wirkende Einflüsse den Stößelberieb weitgehend nicht stören sollen,
- Presses with sub drive are to be designed as so-called large presses,
- the action line is off-center on the ram of attacking forces always between the articulation points of the tie rods / Zugpleuel,
- in presses with sub drive regularly also the tie rods / Zugpleuel be performed in uprights, so that so to speak form a press frame for the occurring and male forces, because of the forces occurring after the actions for machining the workpieces and also the reactions to press beats or deflections a stand structure is regularly selected in said press frame,
- servo-electric drives are to be realized in the lower drive and
- complex-acting influences should not interfere with the ram obsession,
Die
In der
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine wie eingangs zusammengestellte Presse mit Unterantrieb zu konzipieren, die verfahrensgemäß einen optimierten Kraft- und Wegeverlauf des Stößels und dessen Hub mittels einer Steuer-und Regeleinrichtung gewährleistet und insbesondere das Betriebsverfahren so weiterentwickelt wird, daß die wirkenden Kräfte entsprechend den Bearbeitungserfordernissen für das jeweilige Werkstück vom Stößel einerseits differenziert agieren, aber andererseits auch einen größeren Wirkbereich erfassen.The invention has as its object to conceive as summarized at the outset press with sub-drive, according to the method ensures an optimized force and path of the tappet and its stroke by means of a control and regulating device and in particular the operating method is developed so that the forces acting accordingly The processing requirements for the respective workpiece from the ram differentiated act on the one hand, but on the other hand also capture a larger effective range.
Dafür reicht es nicht aus, die Kräfte allein - wie z.B. nach der
Dabei soll die verfahrensgemäß betriebene Presse auch als Großpresse in Pressenstraßen wirtschaftlich einsetzbar sein und ein Kräftepotential für einen Verzicht auf übliche Ständerausbildungen mit verbindender Traverse begründen.The process operated according to press should be used economically as a large press in press lines and justify a potential for a waiver of conventional stator training with connecting crosshead.
Diese Aufgabe zielt im konstruktiven Sinne darauf ab, die Presse bei optimierten Leistungsdaten kompakter gegenüber konventionellen Pressen mit Unterantrieb bauen zu können.This task aims in a constructive sense to be able to build the press with optimized performance data more compact compared to conventional presses with sub-drive.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit dem Verfahren nach den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 36 und mit einer Presse mit Steuer-und Regeleinrichtung nach den Merkmalen der Ansprüche 37 bis 50 gelöst.According to the invention the object is achieved with the method according to the features of
Das Verfahren geht von einer Presse mit Unterantrieb aus, welche
- mindestens eine in einem Unterbau angeordnete und mit Antriebselementen verbundene, einen Antriebsstrang bildende und mindestens einen Motor oder Servomotor umfassende Antriebseinrichtung,
- einen einen Hub über oder vor einem oberen Totpunkt zu oder über einem unteren Totpunkt ausführenden, mindestens ein Werkzeugoberteil aufnehmenden Stößel,
- mindestens eine an dem Stößel angreifende Zugstange, auch mit oder als Zugpleuel ausgebildet, zur Übertragung des Antriebs für den Hub des Stößels,
- mindestens ein dem Stößel und dem korrespondierenden Werkzeugoberteil zugeordnetes auf dem Unterbau angeordnetes Werkzeugunterteil, wobei das Werkzeugoberteil auf ein auf dem Werkzeugunterteil liegendes und zu bearbeitendes Werkstück einwirkt,
- at least one drive unit arranged in a substructure and connected to drive elements, forming a drive train and comprising at least one motor or servo motor,
- a plunger which carries a stroke above or in front of a top dead center or above a bottom dead center and which receives at least one tool top part,
- at least one pull rod acting on the plunger, also with or as Zugpleuel, for transmitting the drive for the stroke of the plunger,
- at least one tool lower part, which is arranged on the substructure and is associated with the plunger and the corresponding tool upper part, the tool upper part acting on a workpiece lying on the tool lower part and being machined,
Der Betrieb des Stößels kann also - wie dem Fachmann geläufig - alternierend wie reversierend vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt und zurück oder zyklisch vom und über den oberen Totpunkt zum und über den unteren Totpunkt erfolgen.The operation of the plunger can thus - as is familiar to the expert - done alternately as reversing from top dead center to bottom dead center and back or cyclically from and above the top dead center to and above the bottom dead center.
Erfindungsgemäß wird nach dem Verfahren eine Steuer-und Regeleinrichtung verwendet, die Werte aus Zuständen im System der Presse bei der Bearbeitung des Werkstücks aufnimmt und entsprechend der Funktion
- ∘ F(x) eine funktionsgemäß gesteuerte Kraft,
- ∘ F2 eine örtlich wirkende Kraft,
- ∘ x einen Bereich einer variierbar wirkenden Kraft und
- ∘ L einen variierbaren Bereich wirkender Kräfte.
- ∘ F (x) a functionally controlled force,
- ∘ F 2 is a local force,
- ∘ x a range of a variable acting force and
- ∘ L a variable range of acting forces.
Dazu werden mindestens Werte als Daten eines Kraft- und Wegeverlaufs und von mindestens einem Element der Antriebseinrichtung, einer Veränderung eines Beriebswertes im System der Presse oder des zu bearbeitenden Werkstücks aufgenommen und verarbeitet, die den Hub des Stößels beeinflussen.For this purpose, at least values are recorded and processed as data of a force and path course and of at least one element of the drive device, a change of a Beriebswertes in the system of the press or the workpiece to be machined, which influence the stroke of the plunger.
Diese Funktion und die definierten Parameter ermöglichen es, den variierbaren Bereich der wirkenden Kräfte im erfinderisch überraschenden Sinn zu vergrößern, wie es in der
Nach weiterer Ausbildung dieses Lösungsprinzips werden die Werte als Daten
- a) eines Kraft- und Wegeverlaufs des Stößels entsprechend der Funktion f(x) = a(0)/2 + a(1)*cos(1*x) + ... + und
- b) auf Grund von mindestens einem Element der Antriebseinrichtung, einer Veränderung eines Beriebswertes im System der Presse oder eines Prozesses des zu bearbeitenden Werkstücks als beeinflussbare Bedingungen des Hubs des Stößels entsprechend der Formel f(x) = a(0)/2 + a(1)*cos(1*x) + a(2)*cos(2*x) + ... + b(1)*sin(1*x) + b(2)*sin(2*x) + ......
- a) a force and path course of the plunger according to the function f (x) = a (0) / 2 + a (1) * cos (1 * x) + ... + and
- b) on the basis of at least one element of the drive device, a change in a Beriebswertes in the system of the press or a process of the workpiece to be machined as modifiable conditions of the stroke of the plunger according to the formula f (x) = a (0) / 2 + a ( 1) * cos (1 * x) + a (2) * cos (2 * x) + ... + b (1) * sin (1 * x) + b (2) * sin (2 * x) + ......
Mit diesen Funktionen sowohl für die Daten des Kraft- und Wegeverlaufs des Stößels als auch die weiteren auf den Hub des Stößels einwirkenden Bedingungen erfolgt der erfinderische Schluss zur Aufgabenstellung, die insgesamt wirkenden Kräfte entsprechend den Bearbeitungserfordernissen für das jeweilige Werkstück vom Stößel einerseits differenziert agieren zu lassen, aber auch andererseits einen größeren Wirkbereich als bisher zu erfassen.With these functions both for the data of the force and path course of the plunger and the other acting on the stroke of the plunger conditions of the inventive conclusion to the task, the total acting forces according to the processing requirements for the respective workpiece from the plunger act differentiated on the one hand , but also on the other hand to cover a larger effective range than before.
Erfindungsgemäß werden besagte Daten wie folgt für den Verfahrensablauf verwendet:
- Erfassung von ersten Daten aus Werten eines Wegeverlaufs oder einer Position aus dem Hub des Stößels durch die Verwendung mindestens eines ersten Mittels.
- Erfassung von zweiten Daten mindestens eines Ist-Wertes einer Kraft oder eines kraftäquivalenten Wertes in mindestens einem der Antriebselemente der Antriebseinrichtung durch die Verwendung mindestens eines zweiten Mittels, wobei diese mindestens einen Ist-Wert der Kraft in mindestens einer der Zugstangen oder mindestens in einem Zugpleuel oder in mindestens einer der Zugstangen und mindestens in einem Zugpleuel umfassen, wobei an den zu erfassenden Stellen einer Kraft Dehnmessstreifen oder Piezoelemente verwendet werden können.
- Erfassung von dritten Daten mindestens eines Ist-Wertes mindestens eines Motors der Antriebseinrichtung durch die Verwendung mindestens eines dritten Mittels, wobei diese Daten aus Werten einer Leistungsaufnahme, eines Drehmoments, eines Stromes, einer Drehzahl oder eines Drehwinkels mindestens eines Antriebselements wie Motors oder Servomotors herrühren können.
- Erfassung von vierten Daten mindestens eines Ist-Wertes einer Leistung oder eines Leistungsanstiegs im System der Presse durch die Verwendung mindestens eines vierten Mittels.
- Auswertung und/oder Regelung von mindestens einem der Werte von mindestens den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Daten zu fünften Daten durch die Verwendung mindestens eines fünften Mittels.
- Acquiring first data from values of a course of travel or a position from the stroke of the plunger through the use of at least one first means.
- Detecting second data of at least one actual value of a force or a force equivalent value in at least one of the drive elements of the drive device by the use of at least one second means, said at least one actual value of the force in at least one of the tie rods or at least in a Zugpleuel or comprise in at least one of the tie rods and at least in a Zugpleuel, wherein at the points to be detected a force strain gauges or piezo elements can be used.
- Acquiring third data of at least one actual value of at least one motor of the drive device through the use of at least one third means, which data may be derived from values of power consumption, torque, current, speed or angle of rotation of at least one drive element such as motor or servomotor ,
- Acquiring fourth data of at least one of an actual value of a power or a power increase in the system of the press by using at least a fourth means.
- Evaluation and / or regulation of at least one of the values of at least the first, second, third and / or fourth data on fifth data by the use of at least one fifth means.
Die Steuer-und Regeleinrichtung ist demnach im erfinderischeren Sinne mit den ersten bis fünften Mitteln für die Ausübung des Verfahrens ausgebildet.The control and regulating device is therefore designed in the inventive sense with the first to fifth means for the exercise of the method.
Somit können mit dem Verfahren
- a) mindestens ein Datum (im Sinne einer Datei) von den ersten bis vierten Daten aufgenommen und zu fünften Daten verarbeitet, ausgewertet oder geregelt werden,
- b) durch die fünften Mittel diese Daten verarbeitet und zu für das Werkstück geltenden Werten von Daten verglichen oder geregelt und über die Antriebseinrichtung und den Stößel auf das Werkzeugoberteil und das Werkzeugunterteil als quasi Steuersignale übertragen werden, wonach
- c) die auf das Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil wirkenden Kräfte entsprechend den Bedingungen des zu bearbeitenden Werkstücks auf dieses örtlich differenziert oder variierbar eingesteuert oder geregelt und die Kräfte für einen größeren Wirkbereich gesteuert werden.
- a) at least one date (in the sense of a file) is recorded from the first to the fourth data and processed, evaluated or regulated into fifth data,
- b) by the fifth means, these data are processed and compared to values of data valid for the workpiece and transmitted via the drive device and the plunger to the upper tool part and the lower tool part as quasi control signals, according to which
- c) the forces acting on the tool upper part and lower tool part are controlled or regulated in a locally differentiated or variable manner in accordance with the conditions of the workpiece to be machined, and the forces are controlled for a larger effective range.
Mit dem Verfahren können die verarbeiteten fünften Daten für die Auslösung von mindestens einer der Aktionen, wie
- zur Veränderung einzuregelnder oder einzusteuernder Werte zum Betreiben der Presse,
- zum Überlastschutz, Notbetrieb oder zur Stillsetzung der Presse und/oder
- zum Synchron- oder Asynchronlauf von Antriebselementen der Antriebseinrichtung (2)
- for changing the values to be regulated or controlled for the operation of the press,
- for overload protection, emergency operation or to shut down the press and / or
- for synchronous or asynchronous operation of drive elements of the drive device (2)
Mindestens ein Wert der ersten bis vierten erfassten Daten und ausgewerteten fünften Daten kann auch für eine Beeinflussung von Preßkraftreaktionen im System der Presse zur Schlagdämpfung oder bei Durchbiegungen des Stößels zur veränderten Kraftverteilung verwendet werden.At least one of the first through fourth acquired data and evaluated fifth data may also be used to influence press force responses in the press system for impact damping or deflections of the ram for changed force distribution.
Damit kann in Abhängigkeit des z.B. "Umformverlaufes" die Kraft in ihrer Lage, Position und ihrem Betrag aktiv verändert werden, so dass als mit der Hauptfunktion verschmelzender Effekt sogar Teilfunktionen einer so genannten Ziehkisseneinrichtung übernommen oder aktiv unterstützt werden können. In dieser Hinsicht ist das erfinderische Prinzip auch für Pressen mit Unterantrieb unter Verwendung von Elementen einer Ziehkisseneinrichtung geeignet, wozu im Weiteren erfindungsgemäße Funktionen angegeben werden, jedoch konstruktive Einzelheiten einer Ziehkisseneinrichtung als bekannt vorauszusetzen sind.Thus, the force in terms of their position, position and their amount can be actively changed as a function of eg "Umformverlaufes" so that taken over as a function merging with the main function even sub-functions of a so-called die cushion device or can be actively supported. In this regard, the inventive principle is also suitable for presses with sub-drive using elements of a die cushion device, for which purpose further functions according to the invention are specified, but structural details of a die cushion device are to be assumed to be known.
Die Daten für den Überlastschutz, Notbetrieb oder die Stillsetzung der Presse sollen vorteilhaft vor Erreichung eines eingestellten Wertes von mindestens einem der ersten bis vierten erfassten Daten und ausgewerteten fünften Daten einer Aktions- oder Reaktionskraft ausgelöst werden.The data for the overload protection, emergency operation or the shutdown of the press should advantageously be triggered before reaching a set value of at least one of the first to fourth recorded data and evaluated fifth data of an action or reaction force.
Die Daten von mindestens einem der ersten bis vierten erfassten und ausgewerteten fünften Werte werden besonders zweckmäßig als Gradient einer ansteigenden Dimension oder einer Position von mindestens einem der Antriebselemente gemessen, ausgewertet und bei Abweichung von den Sollvorgaben zur veränderten Verteilung für eine Aktions- oder Reaktionskraft neu vorgegeben.The data from at least one of the first to fourth detected and evaluated fifth values are particularly suitably measured as a gradient of an increasing dimension or a position of at least one of the drive elements, evaluated and redefined in deviation from the target values for the changed distribution for an action or reaction force ,
Somit ermöglicht die Erfindung, die Daten von mindestens einem der ersten bis vierten erfassten und ausgewerteten fünften Werte als Gradient einer ansteigenden Dimension oder einer Position von mindestens einem der Antriebselemente nicht nur wie zuvor zweckbestimmt messen und auswerten, sondern sogar für einen vorausschauenden Lernhub des Stößels vorgeben zu können.Thus, the invention makes it possible not only to measure and evaluate the data of at least one of the first through fourth detected and evaluated fifth values as a gradient of an increasing dimension or position of at least one of the driving elements as previously intended, but even for a predictive learning stroke of the plunger to be able to.
Das Verfahren ist mit den im Folgenden angegebenen - auch wahlweise kombinierbaren - Verfahrensmerkmalen weiter ausbaufähig:
Vorteilhaft kann die Presse in einer derartigen Beziehung des Hubes des Stößels zu einer Länge des Zugpleuels betrieben werden, die einer Berechnung gemäß einer Fourier-Reihe folgt.The method is further expandable with the following - also optionally combinable - process features:
Advantageously, the press can be operated in such a relationship of the stroke of the plunger to a length of Zugpleuels following a calculation according to a Fourier series.
Die Presse soll zweckmäßig von der Antriebseinrichtung zu dem Stößel über mindestens zwei Antriebsstränge betrieben werden.The press is expediently operated by the drive device to the plunger via at least two drive trains.
Jeder Antriebsstrang wird von einem eigenen Motor oder Servomotor betrieben.Each drive train is powered by its own motor or servomotor.
Jeder Antriebsstrang mit Motor oder Servomotor und Zugstange wird über die verbindende Steuer-und Regeleinrichtung betrieben.Each drive train with motor or servomotor and pull rod is operated via the connecting control and regulating device.
Die Ziehkisseneinrichtung wird unter Einhaltung eines im Unterbau vorgesehenen Freiraumes betrieben. Vorteilhaft kann ein derartiger Freiraum auch für die Logistik einer Abfuhr von Abfällen des Bearbeitungsprozesses des jeweiligen Werkstückes genutzt und ausgestaltet werden.The die cushion device is operated while maintaining a free space provided in the substructure. Advantageously, such a free space can also be used and configured for the logistics of a removal of waste from the machining process of the respective workpiece.
Mindestens ein Antriebsstrang kann mittels einer lösbaren rotatorischen oder translatorischen Wirkverbindung zwischen mindestens einem der Antriebselemente des Antriebsstrangs im Wechsel des jeweiligen Hubes des Stößels mechanisch oder elektrisch oder gekoppelt oder entkoppelt betrieben werden.At least one drive train can be operated mechanically or electrically or coupled or decoupled by means of a detachable rotary or translational operative connection between at least one of the drive elements of the drive train in the change of the respective stroke of the plunger.
Die mechanische Koppelung/ Entkoppelung erfolgt formschlüssig oder reibschlüssig oder kraftschlüssig.The mechanical coupling / decoupling takes place positively or frictionally or non-positively.
Der Betrieb der Presse entsprechend der Berechnung nach einer Fourier-Reihe kann als elektrische Koppelung/ Entkoppelung mit dem Servomotor erfolgen, wobei die Wirkverbindung mindestens eine der Antriebscharakeristiken
- a) einer Momenten- oder Lageregelung,
- b) einer Steuerung/Regelung im Kraft- und Geschwindigkeitsverlauf,
- c) einer kraft- und momentenfreien Schaltung,
- d) eines Selbstlaufs der Presse,
- e) einer externen Ausbalancierung oder
- f) eines Schwerkrafteinflusses
- a) a torque or position control,
- b) a control / regulation in the force and speed course,
- c) a force and torque-free circuit,
- d) a self-running of the press,
- e) external balancing or
- f) a gravitational influence
Den Anforderungen eines praktischen Betriebes gerecht werdend wird zur Erzielung eines Gleichlaufes oder von Ausgleichbewegungen des Stößels während mindestens eines Teilweges des Abwärtshubes mindestens ein Antriebsstrang grundsätzlich gekoppelt betrieben. Während mindestens eines Teilweges des Aufwärtshubes kann der Antriebsstrang entkoppelt betrieben werden.To meet the requirements of a practical operation at least one drive train is operated in principle coupled to achieve a synchronous or compensating movements of the plunger during at least a partial path of the downward stroke. During at least one partial path of the upward stroke, the drive train can be operated decoupled.
In Abhängigkeit von mindestens einem von Werten oder Gradienten der zu übertragenden Umformkräfte, Geschwindigkeit oder Wege oder einer der Positionen der Arbeitsstufen der Umformung, der Antriebselemente oder der Stellungen des Stößels wird die Wirkverbindung geschlossen oder gelöst oder kraft- oder lageabhängig beeinflusst.Depending on at least one of values or gradients of the forming forces, speed or paths to be transmitted or one of the positions of the working stages of the forming, the drive elements or the positions of the plunger, the operative connection is closed or released or influenced by force or position.
Das Verfahren soll weiterhin dadurch komplettiert werden, dass
- a) eine Geschwindigkeit des sich von oder vor oder nach einem oberen Totpunkt abwärts bewegenden Stößels unmittelbar vor dem Auftreffen des mit dem Werkzeugoberteil verbundenen Stößels auf das Werkzeugunterteil verzögert wird, um eine stoßartige Belastung zu reduzieren, und
- b) nach Auftreffen des Werkzeugoberteils der Stößel gesteuert oder geregelt bis zum unteren Totpunkt abwärts und danach aufwärts bewegt wird.
- a) a speed of the moving from or before or after a top dead center downwards plunger is delayed immediately before the impact of the upper tool connected to the tappet on the lower tool part to reduce a shock-like load, and
- b) controlled or regulated by the top of the tool, the plunger down to bottom dead center and then moved upward.
Des Weiteren kann das Verfahren realisieren, dass
- a) der Stößel vor oder aus seinem oberen Totpunkt bis kurz vor dem Auftreffen auf ein Element der Ziehkisseneinrichtung mittels eigener Schwerkraft nach unten bewegt wird,
- b) dabei zur Verringerung des Auftreffschlags des Stößels auf das Element der Ziehkisseneinrichtung mittels eines generatorischen Betriebs des Motors der Stößel abgebremst wird,
- c) sodann mit kontrollierter Geschwindigkeit ein Element der oder die Ziehkisseneinrichtung nach unten bewegt und das Werkstück umgeformt wird und
- d) danach der Stößel zum oberen Totpunkt oder zur oberen Endlage gefahren wird.
- a) the plunger is moved downwards before or from its top dead center until shortly before hitting an element of the die cushion device by means of its own gravitational force,
- b) is slowed down to reduce the impact of the ram on the element of the die cushion device by means of a regenerative operation of the motor, the plunger,
- c) then moves at an controlled speed, an element or the die cushion device down and the workpiece is formed and
- d) then the ram is moved to top dead center or to the upper end position.
Darüber hinaus wird nach dem Verfahren
- a) der Stößel aus seinem oberen Totpunkt im geregelten Antrieb nach unten bewegt,
- b) wobei alle erforderlichen Werte oder Gradienten einer Geschwindigkeit beim Auftreffen auf ein Element der Ziehkisseneinrichtung und einer Umformgeschwindigkeit festgelegt werden können, und
- c) nach dem Umformen des Werkstücks der Stößel zum oberen Totpunkt oder zur oberen Endlage gefahren.
- a) the plunger moves downwards from its top dead center in the controlled drive,
- b) where all the required values or gradients of a velocity when hitting an element of the Die cushion device and a forming speed can be set, and
- c) moved to the upper dead center or the upper end position after forming the workpiece, the plunger.
Nach dem Umformen des Werkstücks kann der Stößel zum oberen Totpunkt oder zur oberen Endlage mit unterstützender Krafteinleitung gefahren werden.After reshaping of the workpiece, the plunger can be moved to top dead center or to the upper end position with supportive introduction of force.
Das Verfahren ist besonders dadurch ausgebildet, dass bei auftretenden asymmetrischen Kräften in der Ziehkisseneinrichtung über die getrennt betriebenen Antriebsstränge unabhängige Krafteinleitungen in den Stößel erfolgen, die eine die originäre Bewegung des Stößels sowie parallele Bewegung des Werkzeugoberteils zum Werkzeugunterteil bewirkende Führung sichern, welche Krafteinleitungen sowohl eine Schrägstellung des Stößels als auch unterschiedliche Auftreffschläge des Stößels vermeiden.The method is particularly formed by the fact that occur asymmetric forces occurring in the die cushion device on the separately operated drive trains independent force into the plunger, which ensure the original movement of the plunger and parallel movement of the upper die to the tool base guiding, which force inputs both an inclination avoid the plunger and different impact impacts of the plunger.
Es wurde herausgefunden, dass asymmetrisch wirkende Kräfte des Stößels aber auch vorteilhaft angewendet und dadurch erzeugt werden können, indem der Stößel parallel auf die z.B. Ziehkisseneinrichtung auftrifft, bzw. bei Nichtvorhandensein einer Ziehkisseneinrichtung der Stößel mit dem Werkzeugoberteil parallel auf das Werkzeugunterteil aufsetzend gefahren wird. Demnach werden die zwei Antriebsstränge unterschiedlich weit in Richtung unterer Totpunkt bewegt, ohne diesen jedoch zu erreichen. Danach erfolgt eine Reversierung (Drehrichtungsumkehr des Antriebes) und das Hochfahren des Stößels.However, it has been found that asymmetrically acting forces of the ram can also be advantageously applied and thereby produced by moving the ram in parallel to the e.g. Pulling cushion device impinges, or in the absence of a die cushion device, the plunger is moved with the tool upper part parallel to the lower tool part placing. Accordingly, the two drive trains are moved to different degrees in the direction of bottom dead center, but without reaching this. Thereafter, a reversal (reversal of direction of the drive) and the raising of the plunger.
Alternativ dazu kann sogar ein Antriebsstrang durch den unteren Totpunkt durchfahren und ohne Reversierung wieder zum oberen Totpunkt gefahren werden, wohingegen der andere Antriebsstrang vor Erreichen des unteren Totpunkts mit Reversierung wieder zum oberen Totpunkt fährt. Für die Erzeugung der tatsächlich wirksam werdenden Kraft ist dann die jeweilige Stellung des jeweiligen Antriebsstranges oder z.B. eines exzentrischen Elements der Antriebseinrichtung unter Berücksichtigung der Steifigkeit der Maschine (Hookesches Gesetz) entscheidend. Durch die ungleiche Weiterbewegung (Drehwinkel) wird über die Federsteifigkeit der Maschine eine unterschiedlich, d.h. asymmetrisch wirkende Press kraft erzeugt.Alternatively, even a drive train through the bottom dead center and driven without reversing back to top dead center, whereas the other drive train moves to top dead center before reaching bottom dead center with reversing. The respective position of the respective drive train or, for example, an eccentric element of the drive device, taking into account the rigidity of the machine (Hooke's law), is then decisive for the generation of the actually effective force. Due to the uneven further movement (angle of rotation) is on the spring stiffness of the machine a different, ie asymmetrically acting pressing force generated.
Die verwendete Steuer- und Regeleinrichtung gestattet für den Betrieb der Presse die Aufnahme, Auswertung und Einsteuerung/Einregelung von mindestens einem der Werte oder Parameter für mindestens eine der Dimensionen oder Gradienten
- von zu übertragenden Umformkräften, Gegenkräften oder einer Geschwindigkeit oder
- einer der Positionen der Arbeitsstufen der Umformung, der Antriebselemente oder der Stellungen des Stößels.
- of transforming forces, counterforces or a speed to be transmitted or
- one of the positions of the working stages of the forming, the drive elements or the positions of the plunger.
Das Verfahren zum Betreiben der Presse wird durch die Verwendung eines Programms mit mindestens einer der folgenden Programmfunktionen vervollkommnet:
- a) Bearbeitung der ersten bis fünften Daten entsprechend der Funktion
- b) Bearbeitung der ersten bis fünften Daten entsprechend eines Kraft- und Wegeverlaufs des Stößels gemäß der Funktion f(x) = a(0)/2 + a(1)*cos(1*x) + ... + und unter den eingangs definierten Bedingungen des Hubs (h) des Stößels (1.1) entsprechend der Formel a(0)/2 + a(1)*cos(1*x) + a(2)*cos(2*x) + ... + b(1)*sin(1*x) + b(2)*sin(2*x) + ......,
- c) Bearbeitung der aufgenommenen ersten bis vierten und ausgewerteten fünften Daten als steuer- und regelbare Soll-Vorgaben für die Antriebseinrichtung und Bewegung des Stößels, so dass die vom Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil zu übertragenden Kräfte örtlich differenziert, aber in einer größeren Breite auf das Werkstück wirken können,
- d) Aktivierung von Befehlen zur Auslösung von Aktionen
- ∘ zur Veränderung einzuregelnder oder einzusteuernder Werte zum Betreiben der Presse,
- ∘ zum Überlastschutz, Notbetrieb oder zur Stillsetzung der Presse oder
- ∘ zum Synchron- oder Asynchronlauf von Antriebselementen der Antriebseinrichtung und
- e) Vorgabe eines Bedienungsalgorithmus' für eine Pressenführung nach den obligatorisch erforderlichen und optional möglichen Arbeitsabläufen der Presse gemäß den erfindungsrelevanten Merkmalen,
- f) visuelle Bereitstellung pressenrelevanter Informationen auf einem Display aus dem Bedienungsalgorithmus, insbesondere über Arbeitsfolgen, Betriebssituationen und erforderliche Eingriffe.
- a) processing the first to fifth data according to the function
- b) processing the first to fifth data according to a force and path curve of the plunger according to the function f (x) = a (0) / 2 + a (1) * cos (1 * x) + ... + and under the defined at the outset conditions of the stroke (h) of the plunger (1.1) according to the formula a (0) / 2 + a (1) * cos (1 * x) + a (2) * cos (2 * x) + ... + b (1) * sin (1 * x) + b (2) * sin (2 * x) + ......,
- c) processing of the recorded first to fourth and evaluated fifth data as controllable and controllable target specifications for the drive device and movement of the plunger, so that the forces to be transmitted from the upper tool and tool lower part locally differentiated, but act on the workpiece in a greater width can,
- d) activation of commands to trigger actions
- ∘ values to be adjusted or controlled for the operation of the press,
- ∘ for overload protection, emergency operation or for stopping the press or
- ∘ for synchronous or asynchronous operation of drive elements of the drive device and
- e) specification of an operating algorithm for a press guide according to the obligatory and optionally possible working sequences of the press according to the features relevant to the invention,
- f) visual provision of press-relevant information on a display from the operating algorithm, in particular about work sequences, operating situations and necessary interventions.
Dafür sind Schnittstellen für mindestens eine dieser Programmfunktionen zur jeweiligen Einordnung in den Programmbetrieb sowohl einer Transferpresse oder Pressenstraße als auch in deren periphere Funktionen, vorzugsweise dem Programmbetrieb für die Funktionen einer Ziehkisseneinrichtung und/oder einer Transfereinrichtung vorgesehen.For this purpose, interfaces for at least one of these program functions are provided for the respective classification into the program operation of both a transfer press or press line and in its peripheral functions, preferably the program operation for the functions of a die cushion device and / or a transfer device.
Die Presse mit Unterantrieb zur Durchführung des Verfahrens weist über herkömmliche Ausführungen hinausgehend
- mindestens eine in einem Unterbau angeordnete Antriebseinrichtung , deren Antriebselemente mit mindestens einem Motor oder Servomotor und mindestens einer Zugstange einen Antriebsstrang zu mindestens einen Hub ausführenden , ein Werkzeugunterteil aufnehmenden Stößel bilden,
- mindestens einen einen Hub ausführenden, mindestens ein Werkzeugoberteil aufnehmenden Stößel,
- mehrere an dem Stößel angreifende Zugstangen oder Zugpleuel oder Zugstangen und Zugpleuel zur Übertragung des Antriebs für den Hub des Stößels und
- mindestens ein dem Stößel und dem korrespondierenden Werkzeugoberteil zugeordnetes, an dem Unterbau angeordnetes Werkzeugunterteil sowie
- die erfindungsgemäß Daten aus Zuständen des Betriebsverhaltens der Presse aufnehmende oder regelnde sowie die Antriebseinrichtung und Bewegung des Stößels steuernde oder regelnde oder regelnde und steuernde Steuer-und Regeleinrichtung auf.
- at least one drive device arranged in a substructure, the drive elements of which, with at least one motor or servomotor and at least one pull rod, form a drive train for at least one lift-carrying ram, receiving a tool lower part,
- at least one ram-carrying, at least one tool upper part receiving ram,
- several on the plunger attacking tie rods or Zugpleuel or tie rods and Zugpleuel for transmitting the drive for the stroke of the plunger and
- at least one of the plunger and the corresponding tool upper part associated, arranged on the base tool base and
- The control and regulating device according to the invention receives and controls data from states of the operating behavior of the press and also controls and regulates or controls and controls the drive device and movement of the plunger on.
Diese Steuer-und Regeleinrichtung umfasst mindestens
- a) ein erstes Mittel für die Erfassung der ersten Daten eines Wegeverlaufs sowie einer Position aus dem Hub des Stößels,
- b) ein zweites Mittel für die Erfassung der zweiten Daten einer Kraft in mindestens einer Zugstange oder einem Zugpleuel oder einer Zugstange und einem,
- c) ein drittes Mittel für die Erfassung der dritten Daten von Werten einer Leistungsaufnahme, eines Drehmoments, eines Stromes, einer Drehzahl oder eines Drehwinkels mindestens eines Antriebselements (2.1), vorzugsweise eines Motors,
- d) ein viertes Mittel für die Erfassung der vierten Daten mindestens eines Ist-Wertes einer Leistung oder Leistungsanstiegs im System der Presse oder die Kombination mehrerer dieser Mittel und
- e) ein fünftes Mittel für die Auswertung von fünften Daten zur Auslösung von mindestens eine der Aktionen
- ∘ zur Veränderung einzuregelnder oder einzusteuernder Werte zum Betreiben der Presse,
- ∘ zum Überlastschutz, Notbetrieb oder zur Stillsetzung der Presse oder
- ∘ zum Synchron- oder Asynchronlauf von Antriebselementen der Antriebseinrichtung.
- a) a first means for detecting the first data of a course of travel and a position from the stroke of the plunger,
- b) a second means for detecting the second data of a force in at least one tie rod or a Zugpleuel or a tie rod and a,
- c) a third means for acquiring the third data of values of a power consumption, a torque, a current, a rotational speed or a rotational angle of at least one drive element (2.1), preferably an engine,
- (d) a fourth means for collecting the fourth data of at least one actual value of a performance increase in the system of the press or the combination of several of these means and
- e) a fifth means for the evaluation of fifth data to trigger at least one of the actions
- ∘ values to be adjusted or controlled for the operation of the press,
- ∘ for overload protection, emergency operation or for stopping the press or
- ∘ for synchronous or asynchronous operation of drive elements of the drive device.
Die Presse ist durch die Kombination mindestens eines der ersten bis vierten Mittel zur Aufnahme von mindestens eines Datums (im Sinne einer Datei) der ersten bis vierten Daten mit den fünften Mitteln zur Auswertung von fünften Daten für eine Beeinflussung von Preßkraftreaktionen im System der Presse für eine Schlagdämpfung oder zur Kraftverteilung bei Durchbiegungen des Stößels nach weitgehend der Praxis entsprechenden Anforderungen effizient betreibbar.The press is by the combination of at least one of the first to fourth means for receiving at least one date (in the sense of a file) of the first to fourth data with the fifth means for evaluating fifth data for influencing compressive force reactions in the system of the press for a Impact damping or for power distribution at deflections of the plunger according to largely practical requirements efficiently operable.
Insgesamt ist somit die Presse derart ausgeführt, daß der Stößel mittels mindestens einer angreifenden Zugstange oder einem Zugpleuel oder einer Zugstange und einem Zugpleuel infolge der Wirkung der fünften Mittel der Steuer- und Regeleinrichtung mit differenziert wirkenden Kräften beaufschlagt wird.Overall, therefore, the press is designed so that the plunger by means of at least one attacking pull rod or a Zugpleuel or a pull rod and a Zugpleuel is acted upon by the action of the fifth means of the control and regulating device with differentiated acting forces.
Weiterhin kann die Presse mit folgenden kombinierbaren Merkmalen ausgebildet werden:
Von der Antriebseinrichtung zu dem Stößel werden mindestens zwei Antriebsstränge angeordnet.Furthermore, the press can be formed with the following combinable features:
From the drive device to the plunger, at least two drive trains are arranged.
Jeder Antriebsstrang ist mit mindestens einem eigenen Motor oder Servomotor verbunden.Each drivetrain is connected to at least one of its own motors or servomotors.
Jeder Antriebsstrang mit Motor oder Servomotor und Zugstange ist mit der Steuer-und Regeleinrichtung verbunden.Each drive train with motor or servomotor and pull rod is connected to the control and regulating device.
Im Unterbau ist ein als Schrottschacht oder für eine Ziehkisseneinrichtung nutzbarer Freiraum vorgesehen.In the substructure, a space usable as a scrap chute or for a die cushion device is provided.
Mindestens ein Antriebsstrang weist eine elektrisch wirkende lösbare rotatorische oder translatorische Wirkverbindung auf, die im Wechsel des jeweiligen Hubes des Stößels koppelbar oder entkoppelbar ausgestaltet sein kann.At least one drive train has an electrically acting detachable rotary or translational operative connection, which can be designed to be coupled or decoupled in the change of the respective stroke of the plunger.
Die mechanische Wirkverbindung ist formschlüssig oder reibschlüssig oder kraftschlüssig ausgestaltet.The mechanical operative connection is designed positively or frictionally or force-locking.
Die elektrische Wirkverbindung umfasst den Servomotor, der nach einer Fourier-Reihe als elektrische Koppelung/ Entkoppelung betrieben werden kann, wobei diese Wirkverbindung mindestens eine der Antriebscharakeristiken
- a) einer Momenten- oder Lageregelung,
- b) einer Steuerung/Regelung im Kraft- und Geschwindigkeitsverlauf,
- c) einer kraft- und momentenfreien Schaltung,
- d) eines Selbstlaufs der Presse,
- e) einer externen Ausbalancierung oder
- f) eines Schwerkrafteinflusses
- a) a torque or position control,
- b) a control / regulation in the force and speed course,
- c) a force and torque-free circuit,
- d) a self-running of the press,
- e) external balancing or
- f) a gravitational influence
Mindestens ein Antriebsstrang kann zur Erzielung eines Gleichlaufes oder von Ausgleichbewegungen des Stößels während mindestens eines Teilweges des Hubes koppelbar oder entkoppelbar ausgestaltet sein.At least one drive train may be designed to be coupled or decoupled to achieve a synchronous or compensating movements of the plunger during at least a partial path of the stroke.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel an Hand von Zeichnungen erläutert.The invention will be explained with reference to an embodiment with reference to drawings.
In den Zeichnungen zeigen
- Fig. 1
- die vereinfachte Darstellung der
Presse 1 mit Unterantrieb und das schematische Prinzip des erfindungsgemäßen Betriebs mittels der Steuer-und Regeleinrichtung 4, - Fig. 2
-
- a) eine grafische Darstellung des erfindungsgemäßen Funktionsprinzips und
- b) eine schematische Grafik der Bereiche wirkender Kräfte gemäß der Erfindung in Gegenüberstellung zum bisherigen Stand der Technik,
- Fig. 3
- eine grafische Darstellung der Kurve des Stößels in der Variante seiner Bewegung nach OT mittels eigener Schwerkraft bei Verwendung einer nicht näher dargestellten Ziehkisseneinrichtung und
- Fig.4
- eine grafische Darstellung der Kurve des Stößels in der Variante seines geregelten Antriebs nach OT bei Verwendung einer nicht näher dargestellten Ziehkisseneinrichtung .
- Fig. 1
- the simplified representation of the
press 1 with sub drive and the schematic principle of the operation according to the invention by means of the control and regulatingdevice 4, - Fig. 2
-
- a) a graphic representation of the functional principle according to the invention and
- b) a schematic diagram of the regions of acting forces according to the invention in comparison to the prior art,
- Fig. 3
- a graphical representation of the curve of the plunger in the variant of its movement to TDC by means of its own gravity when using a die cushion device, not shown, and
- Figure 4
- a graphical representation of the curve of the plunger in the variant of its controlled drive to TDC when using a die cushion device, not shown.
In diesem Beispiel ist das Werkzeugunterteil 3.2 auf einem zum Unterbau 3 gehörenden Tisch 3.1 angeordnet.In this example, the lower tool part 3.2 is arranged on a belonging to the base 3 table 3.1.
Eine für den Betrieb der Presse 1 zuständige Steuer-und Regeleinrichtung 4 umfasst
- 1. erste Mittel 4.1 für die Erfassung von ersten Daten 4.1.1 eines Wegeverlaufs sowie einer Position aus dem Hub h des Stößels 1.1,
- 2. zweite Mittel 4.2 für die Erfassung von zweiten Daten 4.2.1 von Kräften in den Zugstangen 2.1.2 oder den Zugpleueln 2.1.3,
- 3. dritte Mittel 4.3 für die Erfassung von dritten Daten 4.3.1 von Werten einer Leistungsaufnahme, eines Drehmoments, eines Stromes, einer Drehzahl oder eines Drehwinkels mindestens in einem der Antriebselemente 2.1, in diesem Fall ein Motorstrom,
- 4. vierte Mittel 4.4 für die Erfassung von vierten Daten 4.4.1 eines Ist-Wertes einer Leistung oder Leistungsanstiegs im System der
Presse 1 und - 5. ein fünftes Mittel 4.5 für die Auswertung von fünften Daten 4.5.1 zur Auslösung von Aktionen
- zur Veränderung einzuregelnder oder einzusteuernder Werte zum Betreiben der
Presse 1, - zum Überlastschutz, Notbetrieb oder zur Stillsetzung der
Presse 1 und - zum Synchron- oder Asynchronlauf der Antriebselemente 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 der Antriebseinrichtung 2.
- zur Veränderung einzuregelnder oder einzusteuernder Werte zum Betreiben der
- 1. first means 4.1 for acquiring first data 4.1.1 of a course of travel and a position from the stroke h of the plunger 1.1,
- 2. second means 4.2 for recording second data 4.2.1 of forces in tie rods 2.1.2 or towers 2.1.3,
- 3. Third means 4.3 for the acquisition of third data 4.3.1 of values of a power consumption, a torque, a current, a rotational speed or a rotation angle in at least one of the drive elements 2.1, in this case a motor current,
- 4. fourth means 4.4 for the collection of fourth data 4.4.1 an actual value of a performance or increase in performance in the system of
press 1 and - 5. a fifth means 4.5 for the evaluation of fifth data 4.5.1 to trigger actions
- for changing the values to be adjusted or controlled for operating the
press 1, - for overload protection, emergency operation or for stopping the
press 1 and - for synchronous or asynchronous operation of the drive elements 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 of the drive device 2.
- for changing the values to be adjusted or controlled for operating the
Die Presse 1 beaufschlagt mit dem Stößel 1.1, vermittelt über die angreifenden Zugstangen 2.1.2 und Zugpleuel 2.1.3 und infolge der Wirkung der fünften Mittel 4.5 der Steuer- und Regeleinrichtung 4, das zwischen Werkzeugoberteil 1.2 und Werkzeugunterteil 3.2 zu formende Werkstück 5 mit differenziert wirkenden Kräften, wie es schematisch in
Dafür werden Werte aus Zuständen im System der Presse 1 bei der Bearbeitung des Werkstücks 5 aufgenommen und gemäß
In der Kurve nach
Diese erfindungsgemäße Wirkung ist in
Das Verfahren ermöglicht es, die Werte als Daten
- a) eines Kraft- und Wegeverlaufs des Stößels 1.1 entsprechend der Funktion f(x) = a(0)/2 + a(1)*cos(1*x) + ... + und
- b) unter den Bedingungen des Hubs h des Stößels 1.1 entsprechend der Formel a(0)/2 + a(1)*cos(1*x) + a(2)*cos(2*x) + ... + b(1)*sin(1*x) + b(2)*sin(2*x) + ......
- a) a force and path course of the plunger 1.1 according to the function f (x) = a (0) / 2 + a (1) * cos (1 * x) + ... + and
- b) under the conditions of the stroke h of the tappet 1.1 according to the formula a (0) / 2 + a (1) * cos (1 * x) + a (2) * cos (2 * x) + ... + b (1) * sin (1 * x) + b (2) * sin (2 * x) + ......
In der
Es werden zunächst erste Daten 4.1.1 aus Werten des Wegeverlaufs oder einer Position aus dem Hub h des Stößels 1.1 durch die ersten Mittel 4.1 erfasst.First, first data 4.1.1 are recorded from values of the course of travel or a position from the stroke h of the tappet 1.1 by the first means 4.1.
Sodann werden zweite Daten 4.2.1 aus der Erfassung von Ist-Werten je einer Kraft oder eines kraftäquivalenten Wertes in den Antriebselementen 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 der Antriebseinrichtung 2 durch die zweiten Mittels 4.2 erfasst, wobei die zweiten Daten 4.2.1 vorteilhaft aus der Erfassung von Ist-Werten von Kräften in den Zugstangen 2.1.2 gewonnen werden und an den zu erfassenden Stellen einer Kraft herkömmliche Dehnmessstreifen oder Piezoelemente angebracht werden.Then, second data 4.2.1 from the detection of actual values of a force or a force equivalent value in the drive elements 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 of the drive device 2 are detected by the second means 4.2, the second Data 4.2.1 are advantageously obtained from the detection of actual values of forces in the tie rods 2.1.2 and are applied to the points to be detected a force conventional strain gauges or piezo elements.
Im weiteren Ablauf werden dritte Daten 4.3.1 von Ist-Werten des Stromes der Motoren oder Servomotoren 2.1.1 der Antriebseinrichtung 2 durch die dritten Mittel 4.3 erfasst.In the further course, third data 4.3.1 of actual values of the current of the motors or servomotors 2.1.1 of the drive device 2 are detected by the third means 4.3.
Schließlich werden vierte Daten aus der Erfassung von Ist-Werten von Leistungsanstiegen im System der Presse 1 durch die vierten Mittel 4.4 aufgenommen.Finally, fourth data from the detection of actual values of power increases in the system of the
Diese Daten werden zu fünften Daten 4.5.1 durch das fünfte Mittel 4.5 verarbeitet und nun - eingeregelt auf die für das Werkstück 5 geltenden Werte von Daten als quasi Steuersignale - über die Antriebseinrichtung 2 und den Stößel 1.1 auf das Werkzeugoberteil 1.2 und das Werkzeugunterteil 3.2 zur Formung des Werkstücks 5 übertragen.These data are processed to fifth data 4.5.1 by the fifth means 4.5 and now - adjusted to the valid for the
Damit werden die auf das Werkzeugoberteil 1.2 und Werkzeugunterteil 3.2 wirkenden Kräfte entsprechend den Bedingungen des zu bearbeitenden Werkstücks 5 auf dieses örtlich differenziert oder variierbar und in einem optimal erweiterten Bereich LE - wie in
Insgesamt werden die verarbeiteten fünften Daten 4.5.1 für die Auslösung der Aktionen
- zur Veränderung einzuregelnder oder einzusteuernder Werte zum Betreiben der
Presse 1, - zum Überlastschutz, Notbetrieb oder zur Stillsetzung der Presse,
- zum Synchron- oder Asynchronlauf von Antriebselementen 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 der Antriebseinrichtung 2
- for changing the values to be adjusted or controlled for operating the
press 1, - for overload protection, emergency operation or to shut down the press,
- for synchronous or asynchronous operation of drive elements 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 of the drive device 2
Die ausgewerteten fünften Daten werden auch für eine Beeinflussung von Preßkraftreaktionen im System der Presse 1 zur Schlagdämpfung oder bei Durchbiegungen des Stößels 1.1 zur veränderten Kraftverteilung verwendet.The evaluated fifth data are also used for influencing compressive force reactions in the system of the
In Abhängigkeit des "Umformverlaufes" kann die Kraft in ihrer Lage, Position und ihrem Betrag aktiv verändert werden, so dass als mit der Hauptfunktion verschmelzender Effekt sogar Teilfunktionen eines nicht dargestellten Ziehkissens übernommen oder aktiv unterstützt werden können.Depending on the "deformation process", the force in its position, position and their amount can be actively changed, so that as part of the main function merging effect even partial functions of a die cushion, not shown, can be taken or actively supported.
Die Daten für den Überlastschutz, Notbetrieb oder Stillsetzung der Presse 1 werden vor Erreichung eines eingestellten Wertes der ersten bis vierten erfassten Daten 4.1.1, 4.2.1, 4.3.1, 4.4.1 und ausgewerteten fünften Daten 4.5.1 der erforderlichen Aktions- oder Reaktionskraft ausgelöst und als Gradient einer ansteigenden Kraft in einem der Antriebselemente 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 gemessen, ausgewertet und bei Abweichung von den Sollvorgaben zur veränderten Verteilung für eine Aktions- oder Reaktionskraft, insbesondere für einen vorausschauenden Lernhub h des Stößels 1.1 vorgegeben.The data for the overload protection, emergency operation or shutdown of the
Verfahrensgemäß wird die Presse 1 in einer derartigen Beziehung des Hubes h des Stößels 1.1 zu einer Länge des Zugpleuels 2.1.3 betrieben, die einer Berechnung der Fourier-Reihe entspricht.According to the method, the
In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
- die
Presse 1 von der Antriebseinrichtung 2 zu dem Stößel 1.1 über zwei Antriebsstränge 2.1.4, - jeder Antriebsstrang 2.1.4 von einem eigenen Motor oder Servomotor 2.1,
- jeder Antriebsstrang mit Motor oder Servomotor 1.1 und Zugstangen 2.1.2 über die verbindende Steuer-
und Regeleinrichtung 4, - die nicht dargestellte Ziehkisseneinrichtung unter Einhaltung eines im Unterbau 3 vorgesehenen Freiraumes 3.3,
- jeder Antriebsstrang 2.1.4 mittels je einer lösbaren rotatorischen oder translatorischen Wirkverbindung 2.2 zwischen dem Antriebsstrang 2.1.4 im Wechsel des jeweiligen Hubes h des Stößels 1.1 elektrisch oder mechanisch gekoppelt oder entkoppelt
- the
press 1 from the drive device 2 to the plunger 1.1 via two drive trains 2.1.4, - each powertrain 2.1.4 from its own engine or servomotor 2.1,
- each drive train with motor or servomotor 1.1 and tie rods 2.1.2 via the connecting control and regulating
device 4, - the die cushion device, not shown, while maintaining a clearance 3 provided in the substructure 3,
- each drive train 2.1.4 electrically or mechanically coupled or decoupled by means of a respective detachable rotary or translational active connection 2.2 between the drive train 2.1.4 in the change of the respective stroke h of the plunger 1.1
In einer Variante kann der Antriebsstrang 2.1.4 mit dem Servomotor 2.1.1 elektrisch gekoppelt oder entkoppelt betrieben werden, wobei dann die Wirkverbindung 2.2 mindestens eine der Antriebscharakeristiken
- d) einer Momenten- oder Lageregelung,
- e) einer Steuerung/Regelung im Kraft- und Geschwindigkeitsverlauf,
- f) einer kraft- und momentenfreien Schaltung,
- g) eines Selbstlaufs der
Presse 1, - h) einer externen Ausbalancierung oder
- i) eines Schwerkrafteinflusses
- d) a moment or position control,
- e) a control / regulation in the force and speed course,
- f) a force and torque free circuit,
- g) a self-running of the
press 1, - h) external balancing or
- i) a gravitational influence
Somit heißt das, dass die Antriebsstränge 2.1.4 bewusst mit Servomotoren 2.1.1 angetrieben und in den Betriebsmodi Momenten- oder Lageregelung betrieben werden. Damit kann die Presse 1 im Kraft- und Geschwindigkeitsverlauf beeinflusst bzw. gesteuert und geregelt werden. Als weiterer (mehr unüblicher) Modus kann ein derartiger Servoantrieb auch kraft- und momentenfrei geschaltet werden. Damit wird die Presse 1 quasi "sich selbst überlassen". Je nach Einsatz von ergänzenden Komponenten, wie z. B. einer externen "Ausbalancierung" oder auch Schwerkrafteinflüssen wird dann in dem momentenfreien Betriebsmodus der Servomotoren trotzdem eine Stößelbewegung stattfinden, und zwar so wie es die noch zu erläuternden
In einer anderen Variante kann die Wirkverbindung 2.2 des Antriebsstrangs 2.1.4 als mechanische Koppelung formschlüssig oder reibschlüssig oder kraftschlüssig oder im Wechsel geschlossen und gelöst werden.In another variant, the operative connection 2.2 of the drive train 2.1.4 can be closed and released in a form-fitting or frictional or force-locking or alternating manner as a mechanical coupling.
Zur Erzielung eines Gleichlaufes oder von Ausgleichbewegungen des Stößels 1.1 werden während mindestens eines Teilweges des Abwärtshubes h die Antriebsstränge 2.1.4 gekoppelt und während mindestens eines Teilweges des Aufwärtshubes h die Antriebsstränge 2.1.4 entkoppelt betrieben.To achieve a synchronous operation or compensating movements of the plunger 1.1, the drive trains 2.1.4 are coupled during at least one partial path of the downward stroke h and the drive trains 2.1.4 are decoupled during at least one partial path of the upward stroke h.
In Abhängigkeit von mindestens einem von Werten oder Gradienten der zu übertragenden Umformkräfte, Geschwindigkeit oder Wege oder einer der Positionen der Arbeitsstufen der Umformung, der Antriebselemente 2.1 oder der Stellungen des Stößels 1.1 werden die Wirkverbindungen 2.2 geschlossen oder gelöst oder kraft- oder lageabhängig beeinflusst.Depending on at least one of values or gradients of the forming forces to be transmitted, speed or path or one of the positions of the working stages of forming, the drive elements 2.1 or the positions of the plunger 1.1, the active compounds 2.2 are closed or released or influenced by force or position.
Eine Geschwindigkeit des sich von oder vor oder nach einem oberen Totpunkt OT abwärts bewegenden Stößels 1.1 wird unmittelbar vor dem Auftreffen des mit dem Werkzeugoberteil 1.2 verbundenen Stößels 1.1 auf das Werkzeugunterteil 3.2 verzögert, um eine stoßartige Belastung zu reduzieren, und nach Auftreffen des Werkzeugoberteils 1.2 wird der Stößel 1.1 gesteuert oder geregelt bis zum unteren Totpunkt UT abwärts und danach aufwärts bewegt.A speed of the tappet 1.1 moving downwards from or before or after a top dead center TDC is delayed immediately before the impact of the tappet 1.1 connected to the tool upper part 1.2 on the tool bottom part 3.2, in order to reduce an impact load, and after striking the tool top part 1.2 the plunger 1.1 controlled or regulated to the bottom dead center UT down and then moved upwards.
In der
In der
Nach dem Umformen des Werkstücks 5 wird der Stößel 1.1 zum oberen Totpunkt OT oder zur oberen Endlage mit unterstützender Krafteinleitung gefahren.After the forming of the
Bei auftretenden asymmetrisch wirkenden Kräften z.B. in der Ziehkisseneinrichtung erfolgen über die getrennt betriebenen Antriebsstränge 2.1.4 unabhängige Krafteinleitungen in den Stößel 1.1, die eine die originäre, d.h. die beabsichtigte Bewegung des Stößels 1.1 sowie parallele Bewegung des Werkzeugoberteils 1.2 zum Werkzeugunterteil 3.2 bewirkende Führung sichern, welche Krafteinleitungen sowohl eine Schrägstellung des Stößels 1.1 als auch unterschiedliche Auftreffschläge des Stößels 1.1 vermeiden.When asymmetric forces occur, e.g. In the die cushion device via the separately operated drive trains 2.1.4 independent force applications in the plunger 1.1, the one the original, i. the intended movement of the plunger 1.1 as well as parallel movement of the upper tool part 1.2 to the tool base 3.2 effecting guiding ensure which force inputs avoid both an inclination of the plunger 1.1 and different impact of the plunger 1.1.
Andererseits gestattet das Ausführungsbeispiel auch, asymmetrisch wirkende Kräfte des Stößels 1.1 vorteilhaft anzuwenden und dadurch gezielt zu erzeugen, indem der Stößel 1.1 parallel auf die Ziehkisseneinrichtung auftrifft, bzw. bei Nichtvorhandensein einer Ziehkisseneinrichtung den Stößel parallel zum Unterwerkzeug auf das Unterwerkzeug aufsetzend zu fahren. Dazu werden die zwei Antriebsstränge 2.1.4 unterschiedlich weit in Richtung unterer Totpunkt UT bewegt, ohne diesen jedoch zu erreichen. Danach erfolgt eine Reversierung (Drehrichtungsumkehr des Antriebes) und das Hochfahren des Stößels 1.1.On the other hand, the embodiment also allows asymmetrically acting forces of the plunger 1.1 advantageously apply and thereby selectively generate by the plunger 1.1 impinges parallel to the die cushion device, or drive in the absence of a die cushion device, the plunger parallel to the lower tool on the lower tool. For this purpose, the two drive trains 2.1.4 are moved to different degrees in the direction of bottom dead center UT, but without reaching them. Thereafter, a reversal (reversal of the direction of rotation of the drive) and the raising of the plunger 1.1.
Alternativ dazu kann sogar ein Antriebsstrang 2.1.4 durch den unteren Totpunkt UT und ohne Reversierung wieder zum oberen Totpunkt OT gefahren werden, wohingegen der andere Antriebsstrang 2.1.4 vor Erreichen des unteren Totpunkts UT mit Reversierung wieder zum oberen Totpunkt fährt.Alternatively, even a drive train 2.1.4 can be driven back to the top dead center OT by the bottom dead center UT and without reversing, whereas the other drive train 2.1.4 before reversing the bottom dead center UT moves back to top dead center.
Die Erzeugung der tatsächlich wirksam werdenden Kraft wird aus der jeweiligen Stellung des jeweiligen Antriebsstranges 2.1.4 oder z.B. eines exzentrischen Elements der Antriebseinrichtung 2 unter Berücksichtigung der Steifigkeit der Presse (Hookesches Gesetz) abgeleitet.The generation of the actual effective force is derived from the respective position of the respective drive train 2.1.4 or eg an eccentric element of the drive device 2 taking into account the rigidity of the press (Hooke's Law).
Aus dieser Lehre schöpfend ist die Presse 1 wie folgt ausführbar:
Grundsätzlich ist bei asymmetrisch wirkenden Kräften der Stößel 1.1 zunächst parallel vom oberen Totpunkt OT in Richtung zum unteren Totpunkt UT bewegbar und nach Auftreffen des Werkzeugoberteils 1.2 auf das Werkzeugunterteil 3.2 eine resultierende ungleiche Bewegung der zwei Antriebsstränge 2.1.4 fortführbar. Das Werkzeugoberteil 1.2 und das Werkzeugunterteil 3.2 sind nun parallel schließbar. Durch die ungleiche Weiterbewegung werden über die Federsteifigkeit der Presse 1 asymmetrisch wie ungleich wirkende Kräfte gezielt erzeugbar.Drawing on this teaching, the
In principle, in the case of asymmetrically acting forces, the tappet 1.1 is initially movable parallel to the bottom dead center UT from the top dead center TDC and after the tool upper part 1.2 has hit the tool bottom part 3.2, a resulting unequal movement of the two drive trains 2.1.4 can be continued. The upper tool part 1.2 and the lower tool part 3.2 are now closed in parallel. As a result of the uneven further movement, asymmetrical as well as unequal forces can be selectively generated via the spring stiffness of the press.
Nach einer Variante sind der Stößel 1.1 und die Antriebsstränge 2.1.4 vor Erreichen des unteren Totpunktes UT und bei Erreichen der asymmetrisch wie ungleich wirkenden Kräfte in dem Reversierbetrieb (Drehrichtungsumkehr der Antriebseinrichtung) in Richtung oberer Totpunkt (OT) bewegbar, wobei das Werkzeugoberteil 1.2 vom Werkzeugunterteil (3.2) weg bewegbar ist.According to a variant, the plunger 1.1 and the drive trains are 2.1.4 before reaching the bottom dead center UT and when reaching the asymmetric as unequal forces in the reversing (direction of rotation reversal of the drive device) in the direction of top dead center (TDC) movable, the upper tool 1.2 of Tool lower part (3.2) is movable away.
Nach einer anderen Variante kann die Presse 1 auch so betrieben werden, dass die jeweils in einem Antriebsstrang 2.1.4 wirkende größere Kraft als führender Wert gilt und besagter Antriebsstrang 2.1.4 ohne Reversierbetrieb durch den unteren Totpunkt UT und dann zum oberen Totpunkt OT fahrbar wird. Der andere Antriebsstrang 2.1.4 mit der geringer wirkenden Kraft ist vor dem unteren Totpunkt UT zum Stillstand kommend und umsteuerbar und reversierbar ausgestaltet. Gemeinsam mit dem erstgenannten Antriebsstrang 2.1.4 wird der Stößel 1.1 mit dem Werkzeugoberteil 1.2 in einer Parallelbewegung zum Werkzeugunterteil 3.2 dann wieder zum oberen Totpunkt OT fahrbar.According to another variant, the
Für das im Ausführungsbeispiel beschriebene Verfahren zum Betreiben der Presse wird ein in die Steuer-und Regeleinrichtung 4 integrierbares Programm verwendet, in welchem die Programmfunktionen
- a) Bearbeitung der ersten bis fünften Daten entsprechend der Funktion F
für das Werkstück 5 erforderlichen Kräftesystem entsprechend den Bedingungen des zu bearbeitenden Werkstücks 5 geregelt und gesteuert betrieben werden kann, - b) Bearbeitung der ersten bis fünften Daten entsprechend eines Kraft- und Wegeverlaufs des Stößels (1.1) gemäß der Funktion f(x) = a(0)/2 + a(1)*cos(1*x) + ... + und unter den Bedingungen des Hubs (h) des Stößels (1.1) entsprechend der Formel a(0)/2 + a(1)*cos(1*x) + a(2)*cos(2*x) + ... + b(1)*sin(1*x) + b(2)*sin(2*x) + ......,
- c) Bearbeitung der aufgenommenen ersten bis vierten und ausgewerteten fünften Daten als steuer- und regelbare Soll-Vorgaben für die Antriebseinrichtung 2 und Bewegung des Stößels 1.1, so dass die vom Werkzeugoberteil 1.2 und Werkzeugunterteil 3.2 zu übertragenden Kräfte örtlich differenziert auf
das Werkstück 5 wirken können, - d) Aktivierung von Befehlen zur Auslösung von Aktionen
- ∘ zur Veränderung einzuregelnder oder einzusteuernder Werte zum Betreiben der
Presse 1, - ∘ zum Überlastschutz, Notbetrieb oder zur Stillsetzung der
Presse 1 und - ∘ zum wahlweisen Synchron- oder Asynchronlauf von Antriebselementen 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 der Antriebseinrichtung 2 und
Presse 1 für eine Schlagdämpfung oder zur Kraftverteilung bei Durchbiegungen des Stößels 1.1, - ∘ zur Veränderung einzuregelnder oder einzusteuernder Werte zum Betreiben der
- e) eines Bedienungsalgorithmus' für die Pressenführung nach den erforderlichen und möglichen Arbeitsabläufen der
Presse 1 und - f) Anzeige pressenrelevanter Informationen auf einem Display aus dem Bedienungsalgorithmus, inbesondere über Arbeitsfolgen, Betriebssituationen angezeigt werden und erforderliche Eingriffe mit Schnittstellen für besagte Programmfunktionen zur jeweiligen Einordnung in den Programmbetrieb sowohl in eine Transferpresse oder Pressenstraße als auch in periphere Funktionen, wie dem Programmbetrieb eines Ziehkissens oder einer Transfereinrichtung,
- a) processing the first to fifth data according to the function F
workpiece 5 in accordance with the conditions of theworkpiece 5 to be machined, - b) processing of the first to fifth data according to a force and path course of the plunger (1.1) according to the function f (x) = a (0) / 2 + a (1) * cos (1 * x) + ... + and under the conditions of the stroke (h) of the plunger (1.1) according to the formula a (0) / 2 + a (1) * cos (1 * x) + a (2) * cos (2 * x) +. . + b (1) * sin (1 * x) + b (2) * sin (2 * x) +.
- c) processing of the recorded first to fourth and evaluated fifth data as controllable and controllable target specifications for the drive device 2 and movement of the plunger 1.1, so that the forces to be transmitted from the tool upper part 1.2 and lower tool part 3.2 can act locally differentiated on the
workpiece 5 . - d) activation of commands to trigger actions
- ∘ values to be adjusted or controlled for the operation of the
press 1, - ∘ for overload protection, emergency operation or for stopping the
press 1 and - ∘ for selectively synchronous or asynchronous running of drive elements 2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 of the drive device 2 and
press 1 for a shock absorption or for the force distribution in deflections of the plunger 1.1, - ∘ values to be adjusted or controlled for the operation of the
- e) an operating algorithm for the press guide according to the required and possible operations of the
press 1 and - f) display of press-relevant information on a display from the operating algorithm, in particular about work sequences, operating situations are displayed and necessary interventions with interfaces for said program functions for respective placement in the program operation in both a transfer press or press line and in peripheral functions, such as the program operation of a die cushion or a transfer device,
Die verfahrensgemäß mittels einer Steuer-und Regeleinrichtung mit einem optimierten Kraft- und Wegeverlauf des Stößels und dessen Hub betriebene Presse mit Unterantrieb gewährleistet durch die effizienter ausgenutzten und wirkenden Kräfte einen energiesparenden Betrieb beim Anwender und schafft zugleich die Voraussetzung, die Presse bei optimierten Leistungsdaten kompakter gegenüber konventionellen Pressen mit Unterantrieb bauen zu können.The process according to a control and regulating device with an optimized force and path of the ram and its hub operated press with sub-drive ensured by the efficient exploited and acting forces an energy-saving operation at the user and at the same time creates the prerequisite, the press with optimized performance data more compact To be able to build conventional presses with sub drive.
- 11
- = Presse= Press
- 1.11.1
- = Stößel= Plunger
- 1.21.2
- = Werkzeugoberteil= Tool shell
- 22
- = Antriebseinrichtung= Drive device
- 2.12.1
- = Antriebselement= Drive element
- 2.1.12.1.1
- = Motor oder Servomotor= Motor or servomotor
- 2.1.22.1.2
- = Zugstange= Drawbar
- 2.1.32.1.3
- = Zugpleuel= Zugpleuel
- 2.1.42.1.4
- = Antriebsstrang= Powertrain
- 2.22.2
- = translatorische oder rotatorische Wirkverbindung= translational or rotational active compound
- 33
- = Unterbau= Substructure
- 3.13.1
- = Tisch= Table
- 3.23.2
- = Werkzeugunterteil= Lower tool part
- 3.33.3
- = Freiraum= Free space
- 44
- = Steuer- und Regeleinrichtung= Control and regulating device
- 4.14.1
- = erste Mittel für die Erfassung von ersten Daten= first means for collecting first data
- 4.1.14.1.1
- = erste Daten eines Wegeverlaufs sowie einer Position aus dem Hub h des Stößels (1.1)= first data of a course of travel as well as a position from the stroke h of the plunger (1.1)
- 4.24.2
- = zweite Mittel für die Erfassung von zweiten Daten= second means for acquiring second data
- 4.2.14.2.1
- = zweite Daten einer Kraft in mindestens einer Zugstange 2.1.2 oder einem Zugpleuel 2.1.3= second data of a force in at least one tie rod 2.1.2 or one Zugpleuel 2.1.3
- 4.34.3
- = dritte Mittel für die Erfassung von dritten Daten= third means for collecting third data
- 4.3.14.3.1
- = dritte Daten von Werten einer Leistungsaufnahme, eines Drehmoments, einer Drehzahl, eines Stroms oder eines Drehwinkels mindestens eines Antriebselements 2.1 wie Motors 2.1.1= third data of values of a power consumption, a torque, a rotational speed, a current or a rotation angle of at least one drive element 2.1 as engine 2.1.1
- 4.44.4
- = vierte Mittel für die Erfassung von vierten Daten= fourth means for collecting fourth data
- 4.4.14.4.1
-
= vierte Daten mindestens eines Ist-Wertes einer Leistung oder eines Leistungsanstiegs im System der Presse 1= fourth data of at least one actual value of a power or a power increase in the system of the
press 1 - 4.54.5
- = fünfte Mittel für die Auswertung, Regelung und Steuerung von fünften Daten= fifth means for the evaluation, regulation and control of fifth data
- 4.5.14.5.1
- = fünfte Daten zur Auslösung von mindestens eine der Aktionen und Reaktionen= fifth data to trigger at least one of the actions and responses
- 55
- = Werkstück= Workpiece
- hH
- = Hub, Lern-Hub= Stroke, learning stroke
- F(x)F (x)
- = Kraft funktionsgemäß gesteuert nach der Erfindung= Force functionally controlled according to the invention
- F1 F 1
- = Kraft örtlich wirkend nach der Erfindung= Force acting locally according to the invention
- F1Lo F 1Lo
- = Kraft nach dem Stand der Technik wirkend= Acting force according to the prior art
- F2 F 2
- = Kraft örtlich wirkend nach der Erfindung= Force acting locally according to the invention
- F2Lo F 2Lo
- = Kraft nach dem Stand der Technik wirkend= Acting force according to the prior art
- Fmax F max
- = Kraft maximal nach der Erfindung= Maximum force according to the invention
- xx
- = Bereich einer variierbar wirkenden Kraft nach der Erfindung= Range of a variable acting force according to the invention
- LE L E
- = variierbarer Bereich wirkender Kräfte nach der Erfindung (LE > L0)= variable range of forces acting according to the invention (L E > L 0 )
- L0 L 0
- = starrer Bereich wirkender Kräfte nach dem Stand der Technik= rigid area of acting forces according to the prior art
- OTOT
- = oberer Totpunkt= top dead center
- UTUT
- = unterer Totpunkt= bottom dead center
Claims (50)
- A method for operating a press (1) with a bottom drive by using- at least one drive device (2) disposed in a sub-structure (3), the drive elements (2.1) of which form, with at least one motor or servo-motor (2.1.1) and at least one tie rod (2.1.2), at least one drive train (2.1.4) for at least one plunger (1.1) executing a stroke (h) and receiving at least one upper tool part (1.2), and- at least one bottom tool part (3.2) disposed on the sub-structure (3),
wherein the plunger (1.1) acts with the upper tool part (1.2) onto a work piece (5) to be processed lying on the bottom tool part (3.2) and the stroke of the plunger (1.1) is operated via or ahead of a top dead center (OT) to or via a bottom dead center (UT), characterized in that values from operation conditions in the system of the press (1) during the processing of the work piece (5) are received by means of a control and regulation device (4) and processed into data according to the function∘ F(x) represents a force controlled according to the function∘ F2 represents a locally acting force∘ x represents an area of a variably acting force and∘ L represents a variable area of acting forces between a locally acting force F1 and the locally acting force F2, wherein the locally acting forces F1 and F2 transferred from the upper tool part (1.2) act on the work piece (5) to be processed and are detected by means of a second, means (4.2) in at least one element of the drive device (2)and values are collected and processed as data of at least- one force and travel progression and- the at least one element of the drive device (2), a change of an operational value in the system of the press (1) or the process of the work piece (5) to be processed, which influence the stroke (h) of the plunger (1.1). - The method according to claim 1, characterized in that the values are collected and processed as dataa) of the force and travel progression of the plunger (1.1) according to the function f(x) = a(0)/2 + a(1) * cos(1 * x) + ... + andb) based on the conditions of the stroke (h) of the plunger (1.1) influenced by at least one element of the drive device (2), a change of an operating value in the system of the press (1) or of the work piece (5) to be processed, according to the formula: a(0)/2 + a(1) * cos(1 * x) + a(2) * cos(2 * x) + ··· + b(1) * sin(1 * x) + b(2) * sin(2 * x) + ··· .
- The method according to claim 1 to 2, characterized in that the second data (4.2.1) is collected from the collection of at least one actual value of a force or of a force-equivalent value in at least one of the drive elements (2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3) of the drive device (2) by use of at least one second means (4.2).
- The method according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the second data (4.2.1) are collected from the collection of at least one actual value of a force in at least one of the tie rods (2.1.2) or at least one of the connecting rods (2.1.3) or in at least one of the tie rods (2.1.2) and at least one of the connecting rods (2.1.3) by use of the second means (4.2).
- The method according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the values of forces for the second data (4.2.1) are collected by means of strain gauges or piezo elements attached to the tie rods (2.1.2) or connecting rods (2.1.3).
- The method according to one of the claims 1 to 5, characterized in that third data (4.3.1) of at least one actual value of at least one motor or servo-motor (2.1.1) of the drive device (2) are collected by use of a third means (4.3).
- The method according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the third data (4.3.1) are collected from values of a power consumption, a torque, a motor current, a rotational speed or a rotational angle of at least one of the drive elements (2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3) such as motors or servo-motors (2.1.1) by use of a third means (4.3).
- The method according to one of the claims 1 to 7, characterized in that fourth data (4.4.1) are recorded from the collection of at least one change of a collected actual value or a change of an operating value in the system of the press (1) by use of a fourth means (4.4).
- The method according to one of the claims 1 to 8, characterized in that at least one of the values of first (4.1.1), second (4.2.1), third (4.3.1) and fourth (4.4.1) data is analyzed or regulated into fifth data (4.5.1) by use of fifth means (4.5).
- The method according to one of the claims 1 to 9, characterized by the following steps:a) at least one data (a data file) of the first to fourth data (4.1.1, 4.2.1, 4.3.1, 4.4.1) is recorded and analyzed, processed or regulated into fifth data (4.5.1),b) the recorded data is compared or regulated by the fifth means (4.5) into values of data applying to the work piece (5) and transmitted as virtual control signals via the drive device (2) and the plunger (1.1) to the upper tool part (1.2) and the bottom tool part (3.2), wherebyc) the forces acting onto the upper tool part (1.2) and the bottom tool part (3.2) are applied or regulated and applied onto the work piece, according to the conditions of the work piece (5) to be processed, in a locally differentiated or dimensionally varied manner, i.e. in their quantitative amounts.
- The method according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the processed fifth data (4.5.1) is processed in at least one target/actual comparison of at least one of the first to fourth collected data (4.1.1, 4.2.1, 4.3.1, 4.4.1) and fed, or regulated and fed as target values by use of the fifth means (4.5) in order to trigger at least one of the following actions:• modification of values to be adjusted for or fed into the operation of the press (1),• overload protection, emergency operation or for shutdown of the press (1) and/or• synchronous or asynchronous run of drive elements (2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3) of the drive device (2).
- The method according to one of the claims 1 to 11, characterized in that at least one value of the first to fourth collected data (4.1.1, 4.2.1, 4.3.1, 4.4.1) and analyzed fifth data (4.5.1) is used to influence reactions to the press force in the system of the press (1) for shock absorption or in case of bending of the plunger (1.1) for a modified force distribution.
- The method according to one of the claims 1 to 12, characterized in that by triggering the actions or reactions, at least partial functions of a die cushion apparatus can be assumed or actively supported.
- The method according to one of the claims 1 to 13, characterized in that the data for the overload protection, emergency operation or shutdown of the press (1) is triggered before reaching a set value of at least one of the first to fourth collected data (4.1.1, 4.2.1, 4.3.1, 4.4.1) and fifth analyzed data (4.5.1) of an action or reaction force.
- The method according to one of the claims 1 to 14, characterized in that data of at least one of the first to fourth collected and fifth analyzed values is measured and analyzed as a gradient of a dimension or a position of at least one of the drive elements (2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3) and, in case of a deviation from the target specification, newly specified for modification of the distribution for an action or reaction force.
- The method according to one of the claims 1 to 15, characterized in that data of at least one of the first to fourth collected and fifth analyzed values is measured, analyzed and specified for an anticipated learning stroke (h) of the plunger (1.1) as a gradient of a dimension or a position of at least one of the drive elements (2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3).
- The method according to one of the claims 1 to 16, characterized in that the press (1) is operated with a relation between the stroke (h) of the plunger (1.1) and the length of the connecting rod (2.1.3) that is calculated according to a Fourier series.
- The method according to one of the claims 1 to 17, characterized in that the press (1) is operated from the drive device (2) to the plunger (1.1) via at least two drive trains (2.1.4).
- The method according to one of the claims 1 to 18, characterized in that each drive train (2.1.4) is operated by its own motor or servo-motor (2.1.1).
- The method according to one of the claims 1 to 19, characterized in that each drive train (2.1.4) with motor or servo-motor (2.1.1) and tie rod (2.1.2) is operated via the connecting control and regulation device (4).
- The method according to one of the claims 13 to 20, characterized in that the die cushion apparatus is operated with a free space (3.3) provided in the sub-structure (3).
- The method according to one of the claims 1 to 21, characterized in that at least one drive train (2.1.4) is operated electrically or mechanically in a coupled or decoupled manner in the round trip of the respective stroke (h) of the plunger (1.1) by means of a detachable rotational or translational active connection (2.2) between at least one of the drive elements (2.1) of the drive train (2.1.4).
- The method according to one of the claims 1 to 22, characterized in that the drive train (2.1.4) with the servo-motor (2.1.1) is operated electrically in a coupled or decoupled manner, wherein the active connection (2.2) comprises at least one of the following drive characteristics:d) a torque or orientation regulation,e) a control/regulation of the force and speed progression,f) a force and torque free operation,g) an automatic operation of the press (1),h) an external balance ori) an influence of gravity,wherein the plunger can be moved in a torque free operating mode of the servo-motor (2.1.1) and this operating mode can be used for secure operational availability of the press (1).
- The method according to one of the claims 1 to 22, characterized in that the active connection (2.2) of the drive train (2.1.4) can be alternately closed and opened as a mechanical coupling in a positive-fitting, force fitting or frictional engagement.
- The method according to one of the claims 1 to 24, characterized in that in order to achieve synchronization or compensation movements of the plunger (1.1), at least one drive train (2.1.4) is operated in a coupled manner during at least part of the downward stroke (h) and the drive train (2.1.4) is operated in a decoupled manner during at least part of the upward stroke (h).
- The method according to one of the claims 1 to 24, characterized in that in case of asymmetrically acting forces of the plunger (1.1), it is first moved in parallel from the top dead center (OT) in the direction of the bottom dead center (UT) and a resulting unequal movement of the two drive trains (2.1.4) continues after the upper tool part (1.2) has impacted on the bottom tool part (3.2), wherein the upper tool part (1.2) and the bottom tool part (3.2) are now closed in parallel and, due to the unequal continuing movement, asymmetrically and unequally acting forces are specifically produced via the spring rigidity of the press 1.
- The method according to one of the claims 1 to 24 and 26, characterized in that the plunger (1.1) and the drive trains (2.1.4) are moved in the direction of the top dead center (OT) before reaching the bottom dead center (UT) and upon achieving the asymmetrically and unequally acting forces in the reversing operation, wherein the upper tool part (1.2) is moved away from the bottom tool part (3.2).
- The method according to one of the claims 1 to 24 and 26, characterized in that the greater force acting respectively in a drive train (2.1.4) is used as a guiding value for the operation of the press (1) and said drive train (2.1.4) is driven through the bottom dead center UT and then to the top dead center (OT) without reversing operation, wherein the other drive train (2.1.4) with the lesser acting force is stopped and reversed before the bottom dead center (UT) and together with the first mentioned drive train (2.1.4), the plunger (1.1) is driven along with the upper tool part (1.2) in a parallel movement to the bottom tool part (3.2) back to the top dead center (OT).
- The method according to one of the claims 1 to 28, characterized in that depending on at least one of the values or gradients of the forming forces, speed or travel to be transmitted or one of the positions of the work steps of forming, the drive elements (2.1) or the positions of the plunger (1.1), the active connection (2.2) is closed or released or influenced depending on the force and orientation.
- The method according to one of the claims 1 to 28, characterized in thata) a speed of the plunger (1.1) moving downward from or ahead of or after a top dead center (OT) is slowed down just before the plunger (1.1) connected to the upper tool part (1.2) impacts on the bottom tool part (3.2), in order to reduce a percussion-type stress, andb) after the impact of the upper tool part (1.2), the plunger (1.1) is moved in a controlled or regulated manner downwards to the bottom dead center (UT) and then upwards.
- The method according to one of the claims 13 to 28, characterized in thata) ahead of or from its upper dead center (OT) until shortly before impacting on an element of the die cushion apparatus, the plunger (1.1) is moved downward by means of its own gravity,b) the plunger (1.1) is thereby slowed down by means of a generator operation of the motor (2.1.1), in order to reduce the impact of the plunger (1.1) on the element of the die cushion apparatus,c) an element of the die cushion apparatus is moved downward with controlled speed and the work piece (5) is formed andd) the plunger (1.1) is then moved to the upper dead center or to the upper end position (OT).
- The method according to one of the claims 13 to 31, characterized in thata) the plunger (1.1) is moved downward from its upper dead center (OT) in controlled drive,b) wherein all the required values or gradients of a speed upon impacting on an element (3.3) of the die cushion apparatus and of a forming speed can be determined, andc) the plunger (1.1) is moved to the upper dead center or to the upper end position (OT) after forming the work piece (5).
- The method according to one of the claims 1 to 32, characterized in that after forming the work piece (5), the plunger (1.1) is driven to the upper dead center (OT) or to the upper end position by application of a supporting force.
- The method according to one of the claims 13 to 33, characterized in that in case of asymmetrically acting forces in the die cushion apparatus, independent force applications onto the plunger (1.1) occur via the separately operated drive trains (2.1.4), which ensure a guidance of the original movement of the plunger (1.1) as well as a parallel movement of the upper tool part (1.2) relative to the bottom tool part (3.2), said force applications preventing a skew of the plunger (1.1) as well as different impact blows of the plunger (1.1).
- The method according to one of the claims 1 to 34, characterized by the use of the control and regulation device (4) for collecting, analyzing, and inputting/adjusting of at least one of the values or parameters for at least one of the dimensions or gradients- of forming forces, counterforces or a speed to be transmitted or- of one of the positions of the work steps of the forming process, the drive elements (2.1) or the positions of the plunger (1.1),for the operation of the press (1).
- The method for operation the press (1) according to one of the claims 1 to 35, characterized by the use of a program with at least one of the following program functions:a) Processing of the first to fifth data according to the functionb) Processing of the first to fifth data according to a force and travel progression of the plunger (1.1) according to the function f(x) = a(0)/2 + a(1) * cos(1 * x) + ··· + and under the conditions of the stroke (h) of the plunger (1.1) according to the formula a(0)/2 + a(1) * cos(1 * x) + a(2) * cos(2 * x) + ··· + b(1) * sin(1 * x) + b(2) * sin(2 * x) + ···,c) Processing the collected first to fourth and analyzed fifth data as controllable and adjustable target specifications for the drive device (2) and the movement of the plunger (1.1), so that the forces to be transmitted by the upper tool part (1.2) and the bottom tool part (3.2) can act in a locally differentiated manner onto the work piece (5),d) activation of commands for triggering actionso for modifying values to be adjusted or put in for the operation of the press (1),o for overload protection, emergency operation or shutdown of the press (1) oro for the synchronous or asynchronous run of drive elements (2.1, 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3) of the drive device (2) andactivation of commands for influencing reactions to the press force in the system of the press (1) for shock absorption or, in case of bending of the plunger (1.1), for a modified force distribution.e) specification of an operation algorithm for press guidance according to the mandatorily required and possible work processes of the press (1) andf) visual presentation on a display of information relevant to the press from the operation algorithm, more specifically regarding operation sequences, operation situations and required interventions, whereininterfaces are provided for at least one of these program functions for respective integration into a programmed operation of a transfer press or press line as well as in their peripheral functions, preferably the programmed operation for the functions of a die cushion apparatus and a transfer device.
- A press (1) with a bottom drive for implementing the method according to one of the claims 1 to 36, comprising• at least one drive device (2) disposed in a sub-structure (3), the drive elements (2.1) of which form, together with at least one motor or servo-motor (2.1.1) and at least one tie rod (2.1.2), at least one drive train (2.1.4) for at least one plunger (1.1) executing a stroke (h) and accommodating an upper tool part (1.2),• at least one bottom tool part (3.2) disposed on the sub-structure (3), wherein the plunger (1.1) with the upper tool part (1.2) acts onto a work piece (5) to be formed lying on the bottom tool part (3.2), and• a control and regulation device (4) collecting or regulating data from conditions of an operational behavior of the press (1) and controlling or regulating or regulating and controlling the drive device (2) and the movement of the plunger (1.1),characterized in that the control and regulation device (4) comprises at leasta) a first means (4.1) for collection of first data (4.1.1) of a travel progression as well as of a position from the stroke (h) of the plunger (1.1),b) a second means (4.2) for collection of second data (4.2.1) of a force in at least one tie rod (2.1.2) or one connecting rod (2.1.3) or one tie rod (2.1.2) and one connecting rod (2.1.3),c) a third means (4.3) for collection of third data (4.3.1) of values of a power consumption, a torque, a motor current, a rotational speed or a rotational angle of at least one drive element (2.1), preferably of a motor (2.1.1),d) a fourth means (4.4) for collection of fourth data (4.4.1) of at least one actual value of a power output or of an increase in power output in the system of the press (1) ore) a fifth means (4.5) for analysis of fifth data (4.5.1) for triggering at least one of the actionswherein the control and regulation device is programmed to carry out the method according to one of the claims 1 to 36.∘ for modifying values to be adjusted or put in for the operation of the press (1),∘ for overload protection, emergency operation or shutdown of the press (1) or∘ for the synchronous or asynchronous run of drive elements (2.1) of the drive device (2),
- The press (1) according to claim 37, characterized by the combination of at least one of the first to fourth means (4.1, 4.2, 4.3, 4.4) for recording at least one data of the first to fourth data (4.1.1, 4.2.1, 4.3.1, 4.4.1) with the fifth means (4.5) for analysis of fifth data (4.5.1) for influencing reactions to press forces in the system of the press (1) for shock absorption or in case of bending of the plunger (1.1) for a modified force distribution.
- The press (1) according to claim 37 or 38, characterized in that the plunger (1.1) is subjectable to differentially acting forces by means of at least one tie rod (2.1.2) or one connecting rod (2.1.3) or a tie rod (2.1.2) and a connecting rod (2.1.3) as a consequence of the effect of the fifth means (4.5) of the control and regulation device (4).
- The press (1) according to one of the claims 37 to 39, characterized in that at least two drive trains (2.1.4) are disposed between the drive train (2) and the plunger (1.1).
- The press (1) according to one of the claims 37 to 40, characterized in that each drive train (2.1.4) is connected to at least one own motor (2.1.1).
- The press (1) according to one of the claims 37 to 41, characterized in that each drive train (2.1.4) with a motor (2.1.1) (2.1.1.1) and a tie rod (2.1.2) is connected with the control and regulation device (4).
- The press (1) according to one of the claims 37 to 42, characterized in that a free space (3.3), which is usable as a scrap chute or for a die cushion apparatus, is provided in the sub-structure (3).
- The press (1) according to one of the claims 37 to 43, characterized in that at least one drive train (2.1.4) has an electrically or mechanically acting detachable rotational or translational active connection (2.2) that is adapted to be coupled or decoupled in the round trip of the respective stroke (h) of the plunger (1.1).
- The press (1) according to one of the claims 37 to 44, characterized in that the electrical active connection comprises the servo-motor (2.1.1).
- The press (1) according to one of the claims 37 to 45, characterized in that the mechanical active connection (2.2) is a positive connection, force connection or frictional connection.
- The press (1) according to one of the claims 37 to 46, characterized in that at least one drive train (2.1.4) is adapted to be coupled or decoupled during at least part of the stroke (h) in order to achieve synchronization or compensation movements of the plunger (1.1).
- The press (1) according to one of the claims 37 to 47, characterized in that in case of asymmetrically acting forces of the plunger (1.1), it is configured to be movable in parallel from the top dead center (OT) in the direction of the bottom dead center (UT) and to continue a resulting unequal movement of the two drive trains (2.1.4) after the upper tool part (1.2) has impacted on the bottom tool part (3.2), wherein the upper tool part (1.2) and the bottom tool part (3.2) are now parallel and asymmetrically and unequally acting forces are thereby specifically produced.
- The method according to one of the claims 37 to 47, characterized in that the plunger (1.1) and the drive trains (2.1.4) are movable in the direction of the top dead center (OT) before reaching the bottom dead center (UT) and upon achieving the asymmetrically and unequally acting forces in the reversing operation (inversion of the rotational direction of the drive device), wherein the upper tool part 1.2 is movable away from the bottom tool part (3.2).
- The method according to one of the claims 37 to 47, characterized in that the greater force acting respectively in a drive train (2.1.4) is usable as a guiding value for the operation of the press (1) and said drive train (2.1.4) is drivable through the bottom dead center UT and then to the top dead center OT without reversing operation (inversion of the rotational direction of the drive device), wherein the other drive train (2.1.4) with the lesser acting force is configured so as to be stoppable and reversible before the bottom dead center (UT) and together with the first mentioned drive train (2.1.4), the plunger (1.1) is configured to be drivable along with the upper tool part (1.2) in a parallel movement to the bottom tool part (3.2) back to the top dead center (OT).
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