ES2244574T3

ES2244574T3 - PRESS WITH HYDRAULIC CUSHION WITH FORCE AND POSITION CONTROL SYSTEM.

Info

Publication number: ES2244574T3
Application number: ES01500085T
Authority: ES
Inventors: Victoriano Esteban Grande; Ramon Domaica Lopez De Armentia; Aitor Ormaetxea Abad
Original assignee: Fagor Electrodomesticos SCL
Current assignee: Fagor Electrodomesticos SCL
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2005-12-16
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: DE60112154T2; EP1138406B1; ES2190833B1; EP1138406A2; ATE300370T1; DE60112154D1; ES2190833A1; EP1138406A3

Abstract

A press with a hydraulic cushion with a system for controlling the force and pad position thereof, said cushion (2) having at least one hydraulic cylinder (3) with an upper chamber (4) and a lower chamber (5) and said control system comprising a control unit (6) and metering and control elements (7, 8, 9, 10, 11). Both the pad position and force of the cushion (2) are controlled by acting on each cylinder (3), using for this purpose a single control element (7) per cylinder (3), governed by the control unit (6), which regulates the oil input and output of the lower chamber (5) of each cylinder (3), the upper chamber (4) being connected to a pressure generator set (12). <IMAGE>

Description

Prensa con cojín hidráulico con sistema de control de fuerza y posición.Press with hydraulic cushion with system force and position control.

Technical sector

La presente invención se relaciona con una prensa con un cojín hidráulico y un sistema de control para controlar la fuerza de dicho cojín cuando una chapa es embutida o estampada, según el preámbulo de la reivindicación 1 (ver por ejemplo JP-A-63 273
524).The present invention relates to a press with a hydraulic cushion and a control system for controlling the force of said cushion when a sheet is embedded or stamped, according to the preamble of claim 1 (see for example JP-A-63 273
524).

Prior state of the art

US-5746084 divulga una prensa en la que se añade, para el control de la preaceleración, un cilindro con dos cámaras de presión, llevándose a cabo dicho control extrayendo aceite de la cámara inferior utilizando una válvula proporcional y un cilindro de medida.US-5746084 discloses a press in which is added, for the control of pre-acceleration, a cylinder with two pressure chambers, said control being carried out extracting oil from the lower chamber using a valve proportional and a measuring cylinder.

En US-4896594, la preaceleración también se realiza añadiéndose para ello un cilindro de preaceleración.In US-4896594, the pre-acceleration It is also done by adding a cylinder of pre-acceleration

En US-5339665, el cojín comprende un cilindro neumático y un cilindro hidráulico, efectuándose el control de la preaceleración a través del cilindro hidráulico.In US-5339665, the cushion comprises a pneumatic cylinder and a hydraulic cylinder, the Pre-acceleration control through the hydraulic cylinder.

DE-3807683 describe una prensa que comprende una pluralidad de conjuntos de cilindros que incluyen un cilindro de prensado y un cilindro de elevación, dispuestos coaxialmente. Las presiones de los cilindros de prensado son regulables individualmente mediante elementos de control, y hay un sistema de control para el desplazamiento simultáneo de los cilindros de elevación. Los cilindros de prensado se emplean para la sujeción de la chapa durante el embutido y los cilindros de elevación se utilizan para elevar el pisador. Esta configuración hace posible el control del movimiento del cojín durante todo el proceso de prensado, siendo los cilindros de elevación los que contribuyen al control de posición (durante la preaceleración, etc.) y siendo los cilindros de prensado los que contribuyen al control de
fuerza.DE-3807683 describes a press comprising a plurality of cylinder assemblies that include a pressing cylinder and a lifting cylinder, arranged coaxially. The pressures of the pressing cylinders are individually adjustable by means of control elements, and there is a control system for the simultaneous displacement of the lifting cylinders. Pressing cylinders are used to hold the sheet during sausage and the lifting cylinders are used to lift the treadmill. This configuration makes it possible to control the movement of the cushion during the entire pressing process, with the lifting cylinders contributing to the position control (during pre-acceleration, etc.) and the pressing cylinders being the ones contributing to the control of
force.

Exhibition of the invention

El objeto de la invención es una prensa con cojín hidráulico con sistema de control de fuerza y posición, según se define en las reivindicaciones.The object of the invention is a cushion press hydraulic with force and position control system, as defined in the claims.

Este objeto se consigue de acuerdo con la invención mediante una prensa con las características de la reivindicación 1.This object is achieved according to the invention by means of a press with the characteristics of the claim 1.

El sistema de control que incorpora la prensa permite el control de la posición y de la fuerza del cojín a lo largo de todo el proceso de prensado mediante el empleo de un único elemento de control para cada cilindro hidráulico.The control system that incorporates the press allows the control of the position and the strength of the cushion at throughout the entire pressing process by employing a single control element for each hydraulic cylinder.

La función de dicho elemento de control es la de regular la entrada y salida de aceite de la cámara inferior de cada cilindro hidráulico durante el prensado, tanto cuando se requiere control de posición como cuando se requiere control de fuerza.The function of said control element is that of regulate the oil inlet and outlet of the lower chamber of each hydraulic cylinder during pressing, both when required position control as when force control is required.

Las ventajas que se derivan de la invención son las siguientes:The advantages derived from the invention are the following:

--: Dado que se emplea un único elemento de control por cada cilindro, el sistema de control es sencillo.Dice that a single control element is used for each cylinder, the Control system is simple.

--: Hay un único sistema de control para el control de posición y para el control de fuerza, realizándose en el momento adecuado la conmutación entre los lazos de control de fuerza y de posición.There's a only control system for position control and for force control, performing at the right time the switching between the force control and position.

--: Son los mismos cilindros los que actúan tanto cuando hay control de posición como cuando hay control de fuerza, con lo cual se reduce el número de cilindros necesario.They are the same cylinders which act so much when there is control of position as when there is force control, which reduces the number of cylinders needed.

--: Se consigue una regulación en lazo cerrado de fuerza y posición en tiempo real, con alta velocidad de resolución y utilizando lazos de control robustos.Be achieves a closed loop regulation of force and position in real time, with high resolution speed and using loops of robust control.

--: Se consigue una simplicidad hidráulica y electrónica.Be Get a hydraulic and electronic simplicity.

--: Ante sistemas que sólo desempeñan algunas funciones de control, el sistema objeto de la invención desempeña todas las funciones de control necesarias durante el proceso de prensado.Before systems that only perform some control functions, the system object of the invention performs all the functions of necessary control during the pressing process.

Description of the drawings

La Fig. 1 es una vista en alzado de un ejemplo de una prensa según la invención.Fig. 1 is an elevation view of an example of a press according to the invention.

La Fig. 2 es un esquema del cojín junto con los elementos que intervienen en el sistema de control del mismo según la invención.Fig. 2 is a diagram of the cushion together with the elements involved in its control system according to the invention.

La Fig. 3 es una gráfica que muestra ejemplos de distintos recorridos que puede llevar a cabo el cojín de la invención a lo largo del proceso de prensado.Fig. 3 is a graph showing examples of different paths that the cushion of the invention throughout the pressing process.

Detailed Explanation of the Invention

En el ejemplo de la Fig. 1, el cojín 2 de la prensa 1 según la invención comprende un cajón 21 que se apoya sobre una pluralidad de cilindros 3 hidráulicos. Hay una válvula 7 por cada uno de dichos cilindros 3. El carro 29 de la prensa 1, que tiene un movimiento alternativo de subida y bajada, porta la mitad superior del troquel 18a que, junto con la parte inferior del troquel 18b, conforma la chapa 19. Dicha chapa 19 es presionada por la mitad superior del troquel 18a y el pisador 20 durante el proceso de conformado, transmitiéndose el esfuerzo del cojín 2 al pisador 20 a través de una pluralidad de velas 30.In the example of Fig. 1, the cushion 2 of the press 1 according to the invention comprises a drawer 21 that rests on a plurality of hydraulic cylinders 3. A valve 7 each said 3. cylinders The carriage 29 of the press 1, which reciprocates up and down, carrying the upper half of the die 18 which, together with the bottom of the die 18 b, it forms the sheet 19. Said sheet 19 is pressed by the upper half of the die 18 a and the treadmill 20 during the forming process, the stress of the cushion 2 being transmitted to the treadmill 20 through a plurality of sails 30.

Con referencia a la Fig. 2, cada cilindro 3 tiene un vástago 14 sobre el que se apoya el cajón 21 y un émbolo 15 que delimita una cámara superior 4 y una cámara inferior 5. El control de la posición y de la fuerza de cada cilindro 3 a lo largo del proceso de prensado se lleva a cabo a través de un único elemento de control 7 que regula la presión de la cámara inferior 5 de cada cilindro 3.With reference to Fig. 2, each cylinder 3 has a rod 14 on which drawer 21 rests and a plunger 15 which delimits an upper chamber 4 and a lower chamber 5. The control of the position and force of each cylinder 3 along the Pressing process is carried out through a single element of control 7 that regulates the lower chamber pressure 5 of each cylinder 3.

El elemento de control 7 está gobernado por una unidad de control 6, a través de una línea 26. La unidad de control 6 recibe información sobre la presión de las cámaras 4 y 5 de cada cilindro 3, sobre la posición del émbolo 15 de cada cilindro 3 y sobre la posición del carro 29 de la prensa 1. La información sobre la presión de las cámaras 4 y 5 la proporcionan los transductores de presión 8 y 9 a través de las señales 22 y 23 respectivamente. Los transductores de posición 10 y 11 suministran, respectivamente, información sobre la posición del cilindro 3 (señal 24) y de la prensa 1 (señal 25).The control element 7 is governed by a control unit 6, through a line 26. The control unit 6 receives information on the pressure of chambers 4 and 5 of each cylinder 3, on the position of the piston 15 of each cylinder 3 and on the position of press car 29 1. Information on chamber 4 and 5 are provided by the transducers of pressure 8 and 9 through signals 22 and 23 respectively. The position transducers 10 and 11 respectively supply information on the position of cylinder 3 (signal 24) and of the press 1 (signal 25).

El elemento de control 7 es una válvula que regula la entrada y salida de aceite de la cámara 5, ofreciendo una resistencia a su paso. La salida del elemento de control 7 está conectada con la cámara inferior 5 y sus entradas están conectadas con un grupo generador de presión 12 y con un tanque 13. Por otra parte, la cámara superior 4 también está conectada al grupo generador de presión 12.The control element 7 is a valve that regulates the oil inlet and outlet of chamber 5, offering a resistance in its path. The output of the control element 7 is connected to the lower chamber 5 and its inputs are connected with a pressure generating group 12 and with a tank 13. On the other part, the upper chamber 4 is also connected to the group pressure generator 12.

La unidad de control 6, además de emitir la señal 26 de comando al elemento de control 7, intercambia información de status con el controlador 17 de la prensa 1 (línea 28) y está comunicada con una unidad interface usuario 16 (a través de una línea 27). Esto permite al usuario configurar cómodamente los parámetros de funcionamiento y control, así como realizar presentaciones gráficas y almacenar distintos parámetros de trabajo.The control unit 6, in addition to emitting the signal Command 26 to control element 7, exchange information of status with controller 17 of press 1 (line 28) and is communicated with a user interface unit 16 (through a line 27). This allows the user to comfortably configure the operating and control parameters, as well as performing graphical presentations and store different parameters of job.

Aunque en la Fig. 2 se muestra un único cilindro 3, en general se emplea una pluralidad de cilindros 3, con lo cual habrá una válvula 7, un par de transductores de presión 8 y 9 y un transductor de posición 10 por cada cilindro 3.Although a single cylinder is shown in Fig. 2 3, in general a plurality of cylinders 3 is used, whereby there will be a valve 7, a pair of pressure transducers 8 and 9 and a position transducer 10 for each cylinder 3.

La Fig. 3 muestra algunos recorridos R que puede trazar el cojín 2 en relación con el recorrido P del carro 29 de la prensa 1 durante el prensado de la chapa 19. Estos recorridos R son posibles debido a las distintas funciones que puede realizar el sistema de control objeto de la invención. Dichas funciones son, por ejemplo, las siguientes:Fig. 3 shows some paths R that the cushion 2 can draw in relation to the path P of the carriage 29 of the press 1 during pressing of the sheet 19. These paths R are possible due to the different functions that the system can perform of control object of the invention. These functions are, for example, the following:

--: Regulación de altura RA: permite ajustar la altura a la que se va a situar el cojín 2 antes de iniciarse el proceso de prensado. RA height adjustment: allows adjusting the height at which the cushion 2 is to be placed before starting the pressing process.

--: Preaceleración PA: permite reducir el impacto de la mitad superior del troquel 18a con el pisador 20 (representados en la Fig. 1), iniciando un movimiento de descenso del cojín 2 y reduciendo así la velocidad relativa mitad superior del troquel-pisador. PA pre-acceleration: it allows to reduce the impact of the upper half of the die 18 a with the pisador 20 (represented in Fig. 1), initiating a movement of descent of the cushion 2 and thus reducing the relative speed of the upper half of the die-pisador.

--: Control de Fuerza CF: durante el proceso de embutición, y también durante el tramo de subida si se quiere mantener contacto continuo entre el pisador 20 y la mitad superior del troquel 18a. La fuerza de pisado puede ser variable en el tiempo y también en el espacio (haciendo que cada cilindro 3 ejerza una fuerza distinta). CF Force Control: during the drawing process, and also during the ascent section if you want to maintain continuous contact between the treadmill 20 and the upper half of the die 18a. The tread force can be variable in time and also in space (causing each cylinder 3 to exert a different force).

--: Bloqueo Punto Muerto Inferior BPMI: permite detener durante un tiempo predeterminado el cojín 2 en la posición alcanzada durante la embutición, o incluso forzar una bajada y bloquear a un nivel inferior al de embutición. BPMI Lower Dead Point Lock: allows cushion 2 to be stopped for a predetermined time in the position reached during drawing, or even force a descent and lock at a level lower than the drawing.

--: Posiciones de Parada Intermedia PPI: permite realizar, durante el tramo de subida, paradas a alturas programadas y por tiempos programados. PPI Intermediate Stop Positions: allows you to make stops at scheduled heights and for scheduled times during the climb section.

--: Control de velocidad de subida CVS: permite controlar la velocidad del cojín 2 durante la subida. CVS ascent rate control: allows you to control the speed of cushion 2 during ascent

--: Amortiguación en Parada AP: permite detener el cojín 2 en el punto superior de forma controlada, evitando detenciones bruscas.Cushioning in AP Stop: allows cushion 2 to be stopped at the top point in a controlled manner, avoiding sudden stops.

--: Mantenimiento de Fuerza MF: ante cualquier parada de la prensa 1 durante el proceso de embutición se asegura una fuerza mínima de pisado. MF Force Maintenance: before any stop of the press 1 during the drawing process, a minimum tread force is ensured.

Por tanto, hay una serie de funciones que implican un control de posición del cojín 2 (RA, PA, BPMI, PPI, CVS, AP), y otras en la que es necesario el control de fuerzas (CF, MF).Therefore, there are a number of functions that involve a cushion 2 position control ( RA , PA , BPMI , PPI , CVS , AP ), and others in which force control ( CF , MF ) is necessary.

Estas funciones descritas constituyen ejemplos ilustrativos del tipo de funciones que se pueden desempeñar mediante el control de posición y de fuerza, pero no constituyen en absoluto una restricción del alcance de la invención, ya que ésta abarca cualquier función que requiera un control de posición o un control de fuerza del cojín, dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.These described functions are examples illustrative of the type of functions that can be performed by position and force control, but they do not constitute at all a restriction of the scope of the invention, since it encompasses any function that requires a position control or a control pad strength, within the scope of the claims attached.

Claims

1. Press with hydraulic cushion with system force and position control,

said cushion (2) having at least one cylinder (3) hydraulic with an upper chamber (4) and a lower chamber (5) Y

said control system comprising a unit of control (6) and measuring and control elements (7, 8, 9, 10, 11), including said transducer measurement and control elements of pressure (8, 9) associated with each cylinder (3) that provide information on the pressure in the chambers (4, 5), acting on control system in each cylinder (3), being used for this purpose only one control element (7) per cylinder (3), governed by the control unit (6), which regulates the input and oil outlet from the lower chamber (5) of each cylinder (3), the upper chamber (4) being connected to a generator group of pressure (12),

characterized in that each cylinder (3) comprises a position transducer (10), whereby the control unit (6) receives a signal (24) from each position transducer (10) to control the position of each cylinder (3) , such that both the position control and the control of the cushion force (2) are carried out by acting on each cylinder (3).

2. Press according to claim 1, wherein the control element (7) is a valve that regulates the inlet and lower chamber oil outlet (5) offering a resistance to its passage, its output being connected to said camera bottom (5) and its inputs with a pressure generating group (12) and with a tank (13).