ES2244749T3 - Procedimiento de regulacion de la carrera de una prensa plegadora. - Google Patents
Procedimiento de regulacion de la carrera de una prensa plegadora.Info
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Abstract
Procedimiento de regulación de la carrera de una prensa plegadora que comprende un tablero móvil (1) que soporta un punzón (2), un tablero fijo (3) soporta una matriz (4), unos medios de desplazamiento (5, 5'') del tablero móvil, apoyándose dichos medios de desplazamiento sobre unos montantes (6, 6'') solidarios del tablero fijo, unas reglas de medición (9, 9'') para la medición del desplazamiento (d) del tablero móvil con respecto a los montantes, por lo menos un captador (8, 8'') que mide un parámetro físico (p) que varía en función de la fuerza ejercida por dicho punzón sobre una pieza a plegar dispuesta sobre dicha matriz, y un dispositivo electrónico de mando (7) que manda el desplazamiento del tablero móvil entre un punto muerto alto y un punto muerto bajo (BDC), provisto de medios de adquisición de las mediciones de desplazamiento (d) y del parámetro físico (p) y de medios de cálculo para corregir el valor de dicho punto muerto bajo en función de las medidas de dicho desplazamiento y dedicho parámetro físico, caracterizado porque la diferencia de espesor entre el espesor real de la pieza y el espesor nominal (e) de la pieza es calculada comparando la posición real del desplazamiento del punzón en la cual se produce una variación predeterminada de dicho parámetro físico (p) con la posición teórica de dicho desplazamiento en la que esta variación debería producirse, porque el dispositivo electrónico de mando trata las medidas de dicho desplazamiento (d) y de dicho parámetro físico (p), durante la fase de deformación plástica de la pieza en curso de plegado, de manera que las compara y determina sus diferencias con los datos registrados cuando tiene lugar una operación de plegado de referencia que ha permitido obtener el valor de consigna del ángulo de plegado después de relajado de la fuerza ejercida por el punzón y determinar un valor de referencia de la corrección de efecto de resorte, y porque el dispositivo electrónico de mando calcula una corrección del punto muerto bajo en función de dicha corrección de referencia del efecto de resorte y dichas diferencias con los datos del registro de referencia.
Description
Procedimiento de regulación de la carrera de una
prensa plegadora.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de regulación de la carrera de una prensa plegadora
que comprende un tablero fijo que soporta una matriz, un tablero
móvil que soporta un punzón, unos medios de desplazamiento del
tablero móvil, apoyándose dichos medios de desplazamiento sobre unos
montantes solidarios del tablero fijo, unas reglas de medición para
medir el desplazamiento (d) del tablero móvil con respecto a los
montantes, por lo menos un captador que mide un parámetro físico
(p) que varía en función de la fuerza ejercida por dicho punzón
sobre una pieza de espesor nominal (e) que debe ser plegada con un
ángulo de consigna \alpha_{c}, dispuesta sobre dicha matriz, y
un dispositivo electrónico de mando que manda el desplazamiento del
tablero móvil entre un punto muerto alto y un punto muerto bajo
(BDC), provisto de medios de adquisición de las medidas del
desplazamiento (d) y del parámetro físico (p), y de medios de
cálculo para corregir el valor de dicho punto muerto bajo en
función de las mediciones de dicho desplazamiento (d) y de dicho
parámetro físico (p).
La patente CH 686119 del solicitante describe una
prensa plegadora de este tipo. Cuando tiene lugar el plegado de una
chapa, la fuerza sufrida por los montantes de una prensa bajo el
efecto del empuje de los gatos provoca una flexión de los montantes
que puede traducirse por una deformación del marco, de hasta
1-2 mm. Esta flexión modifica la profundidad de
penetración del punzón en la matriz, lo que crea un error del
ángulo de plegado obtenido en la pieza a plegar. En el procedimiento
de regulación según el documento CH 686119, se determina, con la
ayuda de captadores de presión, la fuerza sufrida por cada uno de
los montantes bajo la acción de los medios de desplazamiento del
tablero móvil, se compara cada uno de los valores obtenidos con un
diagrama predeterminado que establece la relación entre la fuerza
sufrida por el montante respectivo y la flexión del montante, y se
aumenta la carrera de la maza de la prensa, de manera que compense
las deformaciones de la prensa.
Otro parámetro susceptible de generar un error
del ángulo de plegado es la variabilidad del espesor de la pieza
tratada. El espesor nominal de la pieza es uno de los parámetros
introducidos en la electrónica de mando de la prensa plegadora
cuando tiene lugar la regulación inicial de la prensa.
Para que el valor real \alpha_{r} del ángulo
de plegado no se separe del valor de consigna \alpha_{c}, el
espesor real e_{r} de la chapa debe ser tomado en cuenta en cada
operación de plegado. En efecto, los fabricantes de chapa de acero
proporcionan unas chapas cuyo espesor real presenta variaciones que
pueden ir hasta \pm 10% del valor nominal (e) del espesor. Si una
chapa de espesor nominal de 2 mm debe, por ejemplo, ser plegada a
90º en una abertura en V de 12 mm, una variación del espesor del 10%
inducida, si no es corregida, una variación del ángulo de plegado
de 2º; sin corrección apropiada, el ángulo de plegado podría variar
entre 88º y 92º.
La solicitud de patente JP 02030327 propone
determinar el espesor real de la pieza a plegar por la detección
concomitante del aumento de la presión hidráulica por un primer
captador y de la posición del punzón por un segundo captador.
Las solicitudes de patente JP 051138254, JP
10052800 y JP 09136116 proponen determinar el espesor de la pieza a
plegar detectando una variación de velocidad del descenso del
tablero móvil que se produce en el momento en que el punzón entra
en contacto con esta pieza.
La patente US 4.550.586 propone determinar el
espesor de la pieza a plegar detectando la pérdida de contacto de
esta pieza con unos captadores dispuestos en la superficie del
tablero fijo, teniendo lugar la pérdida de contacto desde el inicio
del proceso de plegado.
Otro problema que se plantea cuando tiene lugar
un proceso de plegado es la compensación del efecto de resorte, es
decir el retorno elástico de la pieza plegada a un ángulo de
plegado ligeramente inferior, cuando la presión del punzón es
aflojada. A causa de este efecto, el valor máximo del ángulo
instantáneo de plegado bajo carga \alpha_{max} debe ser
superior al valor de consigna \alpha_{c} del ángulo de plegado
deseado después de aflojado de la pieza plegada. Es conocido en el
estado de la técnica determinar empíricamente una diferencia media
(\alpha_{max} - \alpha_{c}) y aplicar la corrección
correspondiente de la carrera de manera constante en el curso de una
serie de plegados repetitivos. Sin embargo, este tipo de
procedimiento no tiene en cuenta la variabilidad del material a
tratar, en particular las variaciones de espesor de la chapa y de su
módulo de elasticidad, el cual puede variar en función del sentido
de laminado. Las variaciones de estos parámetros modifican la
amplitud del efecto de resorte de una pieza a la otra, de manera
que una corrección constante no es suficiente.
Para tener en cuenta unas variaciones de estos
parámetros, la patente US 4.408.471 propone registrar la variación
de la fuerza ejercida por el punzón sobre la pieza en función de su
desplazamiento, deducir el módulo de elasticidad de la pieza de la
pendiente de la porción rectilínea inicial de la curva
fuerza/desplazamiento y, sobre la base de una modelización del
comportamiento de la pieza en la zona de deformación plástica,
deducir por extrapolación de esta curva el punto de desplazamiento
máximo del punzón que inducirá, después de retorno elástico, un
ángulo de plegado que tiene el valor de consigna \alpha_{c}.
Este procedimiento presenta la ventaja de tener en cuenta el módulo
de elasticidad real de la pieza en vía de ser plegada. Sin embargo,
según el valor del ángulo de consigna, el modelo a utilizar para
calcular el desplazamiento máximo del punzón no es el mismo. El
ajuste de la corrección del punto muerto bajo depende por tanto de
la adecuación del modelo elegido como aproximación del
comportamiento de la pieza real.
La patente US 4.511.976 describe un procedimiento
en el cual un dispositivo electrónico de mando registra la variación
del ángulo \theta entre la chapa y la parte superior de la
matriz, medido por un captador de posición que sigue la deformación
de la chapa, dispuesto sobre el tablero fijo, y la variación de la
fuerza de apoyo del punzón. La parte inicial lineal de la curva
F/\theta permite calcular el módulo de elasticidad de la muestra
y, por extrapolación de la curva en la zona de deformación
plástica, el dispositivo de mando calcula el ángulo máximo de
plegado necesario para obtener el valor de consigna del ángulo de
plegado en ausencia de carga. Sin embargo, la experiencia demuestra
que la medición del ángulo \theta es poco precisa y poco fiable,
los captadores corrientemente utilizados para este tipo de medición
se desajustan poco a poco, y deben ser recalibrados para cada
matriz.
El objetivo de la presente invención es proponer
un procedimiento de regulación de la carrera de una prensa plegadora
que compensa el efecto de retorno elástico de la pieza, sin
presentar los inconvenientes de los procedimientos anteriores.
Este objetivo se alcanza con un procedimiento del
tipo definido de entrada en el cual la diferencia de espesor entre
el espesor real (e_{r}) de la pieza y el espesor nominal (e) de
la pieza es calculada comparando la posición real del desplazamiento
del punzón en la cual se produce una variación predeterminada
\Deltap del parámetro físico (p) con la posición teórica de dicho
desplazamiento en la que esta variación \Deltap debería
producirse, en el cual el dispositivo electrónico de mando trata las
mediciones de dicho desplazamiento (d) y de dicho parámetro físico
(p), durante la fase de deformación plástica de la pieza en curso
de plegado, de manera que los compara y determina sus diferencias
con los datos registrados cuando tiene lugar una operación de
plegado de referencia que haya permitido obtener el valor de
consigna \alpha_{c} del ángulo de plegado después de aflojado
de la fuerza ejercida por el punzón y determinar un valor de
referencia de la corrección de efecto de resorte, y en el cual el
dispositivo electrónico de mando calcula una corrección del punto
muerto bajo en función de dicha corrección de referencia del efecto
de resorte y de dichas diferencias con los datos del registro de
referencia.
Más particularmente, según la invención, la
comparación con el registro de referencia se efectúa calculando el
ángulo instantáneo de plegado \alpha bajo carga de la pieza, en
función de la variación de dicho desplazamiento (d) que sigue a
dicha variación \Deltap del parámetro físico, teniendo en cuenta
dicha diferencia de espesor (e_{r} - e) y los parámetros
geométricos del punzón y de la matriz. La fuerza de apoyo (F) del
punzón sobre la pieza es calculada por medio del valor del parámetro
físico (p), la sucesión de valores del par ángulo instantáneo de
plegado/fuerza de apoyo (\alpha, F) es adquirida y comparada con
una curva de referencia (\alpha, F)_{ref} previamente
registrada cuando tiene lugar una operación de plegado de referencia
que haya permitido obtener el valor de consigna \alpha_{c} del
ángulo de plegado después de aflojado de la fuerza ejercida por el
punzón, y el dispositivo electrónico de mando calcula una
corrección del punto muerto bajo en función de la diferencia entre
los pares (\alpha, F) y la curva de referencia (\alpha,
F)_{ref}.
Las señales representativas del desplazamiento
(d) y del parámetro físico (p) son medidas, digitalizadas y
adquiridas como series de valores puntuales de dos parámetros (p,
d) o (\alpha, F). Sin embargo, para facilitar la comprensión de la
descripción de la invención, serán representados a continuación
gráficamente en forma de curvas continuas según los procedimientos
habituales de la geometría analítica. El experto en la materia
comprenderá fácilmente que la expresión "curva de referencia"
se emplea aquí para facilidad de lenguaje para designar una
sucesión de valores de parámetros registrados en forma digitalizada.
Los procedimientos numéricos de cálculo que equivalen a la
determinación gráfica de la diferencia entre dos curvas trazadas en
un sistema de ejes de coordenadas son también suficientemente
familiares al experto en la materia para que no sea necesario
recordarlos aquí.
Utilizando como parámetros registrados en vista a
unos cálculos de corrección el desplazamiento del tablero móvil y un
parámetro directamente representativo de la fuerza de apoyo del
punzón sobre la pieza, el procedimiento según la invención evita el
empleo de dispositivos de medición de ángulos poco fiables.
Utilizando como datos para efectuar la corrección
del punto muerto bajo un registro anterior del plegado de una
muestra real de la misma pieza, el procedimiento según la invención
evita los errores debido al empleo de modelos teóricos
inapropiados.
Preferentemente, en la comparación de las fuerzas
de apoyo (F), se tiene en cuenta la longitud real sobre la cual la
pieza es plegada.
Permitiendo las mediciones simultáneas del
desplazamiento del tablero móvil y de la variación del parámetro
físico (p) determinar la diferencia entre el espesor real de la
pieza en curso de plegado y el valor nominal de este espesor, el
dispositivo de mando efectúa preferentemente una segunda corrección
del punto muerto bajo teniendo en cuenta la diferencia de espesor
así determinada.
Según una variante de realización de esta segunda
corrección, para mejorar la precisión, la velocidad del movimiento
de desplazamiento es reducida a una velocidad de adquisición de
medición (vam), inferior a la velocidad de plegado (VP)
predeterminada, cuando el punzón está a una distancia predeterminada
del nivel teórico de pinzado de la chapa, siendo esta distancia
superior a la tolerancia de espesor \Deltae de fabricación de
dicha chapa, y la velocidad del movimiento de desplazamiento aumenta
de nuevo hasta dicha velocidad de plegado después de detección de
la variación predeterminada \Deltap de dicho parámetro físico
(p).
Finalmente, la variación del parámetro físico (p)
permite determinar los esfuerzos mecánicos a los cuales es sometido
el bastidor de la prensa, y por tanto su deformación, y esto sobre
la base de datos relativos a la misma herramienta, almacenados en
memoria. Esta medición de los esfuerzos puede ser utilizada para
calcular una tercera corrección, representativa de la deformación
de la prensa bajo el efecto de estos esfuerzos.
Otras particularidades y ventajas de la presente
invención aparecerán en la descripción siguiente de un modo de
realización, con referencia a las figuras que la acompañan, entre
las cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática que
ilustra el efecto de una variación de espesor de una chapa en el
punto de contacto punzón-chapa;
- la figura 2 es una vista esquemática frontal de
una prensa plegadora provista de captadores de presión y de una
electrónica de mando;
- la figura 3 muestra dos curvas, que ilustran
simultáneamente el descenso del punzón y la variación del parámetro
(p) en función del desplazamiento de este punzón;
- la figura 4 muestra dos curvas que representan
la variación de la fuerza de apoyo F del punzón en función del
ángulo de plegado, en un sistema de ejes de coordenadas (\alpha,
F);
- la figura 5 es una vista parcial de dos curvas
que representan la variación de la fuerza de apoyo del punzón en
función del ángulo de plegado en un sistema de ejes de coordenadas
(\alpha, F).
La prensa plegadora representada en la figura 2
comprende un tablero móvil 1 que soporta un punzón 2 y un tablero
fijo 3 que soporta una matriz 4. El desplazamiento del tablero
móvil se efectúa con la ayuda de dos gatos hidráulicos 5, 5',
montados sobre dos montantes respectivos 6, 6' solidarios del
tablero inferior. La máquina está equipada con dos reglas de
medición 9 y 9', montadas en cada unos de sus lados, en el eje de
plegado, que permiten medir el desplazamiento del tablero móvil con
respecto a los montantes respectivos 6 y 6'. El movimiento de
plegado es mandado por un dispositivo electrónico de mando 7. Dos
captadores de presión 8 y 8' están montados respectivamente sobre
cada uno de los gatos 5, 5' de manera que detecten la presión en la
parte superior de cada uno de ellos. El dispositivo de mando
electrónico está dispuesto de manera que trate las señales a1 y a2
salidas respectivamente de cada uno de los captadores de presión y
tratar también dos señales b1 y b2 salidas de las reglas de medición
9 y 9' y representativas de los desplazamientos del tablero móvil
con respecto a cada uno de los montantes 6 y 6'. Se puede utilizar
como medida del desplazamiento (d) la mediana de las señales b1 y
b2 y como medida del parámetro (p) la mediana de las señales a1 y
a2. Para mayor precisión, es sin embargo preferible tratar
separadamente las señales b1 y a1 por una parte, las señales b2 y
a2 por otra parte, en particular para tener en cuenta eventuales
defectos de homogeneidad de la pieza a plegar, y efectuar unos
cálculos de corrección y unas compensaciones de carrera del tablero
móvil separadamente a nivel del montante izquierdo y del montante
derecho. El experto en la materia comprenderá fácilmente que la
descripción que sigue ilustra tanto los cálculos y compensaciones de
carrera para cada uno de los dos montantes tomados separadamente,
constituyendo sus señales respectivas el objeto de tratamientos
separados, como los cálculos y compensaciones para unas señales
medianas entre el montante izquierdo y el montante derecho.
Durante el descenso del tablero móvil, en tanto
el punzón no ha entrado en contacto con la chapa destinada a ser
plegada, la fuerza de apoyo es nula. La misma puede ser
representada por la presión (p) medida por los captadores 8, 8', la
cual presenta un valor inicial que puede ser medido y puesto a cero
por cálculo. Después de la entrada en contacto del punzón con la
chapa, la variación de la fuerza de apoyo es lineal, durante la
deformación elástica de la chapa. La pendiente de la parte lineal de
la curva p/d o de la curva F/\alpha, de la cual se deriva por
transformación matemática, permite calcular el módulo de
elasticidad. La posición del tablero móvil a la cual corresponde el
inicio de la variación del parámetro físico (p) permite calcular el
espesor real e_{r} de la chapa. Para determinar este espesor real
de manera más precisa, el descenso del tablero puede ser mandado
por el dispositivo electrónico de mando según una variante expuesta
a continuación e ilustrada por la figura 3.
La figura 3 muestra, sobre un mismo diagrama, por
una parte la velocidad de descenso V del tablero móvil, que es
previamente programada, y, al mismo tiempo, la variación de la
presión hidráulica P medida a nivel de los captadores de presión 8,
8', en función del desplazamiento (d). El descenso se efectúa en un
primer tiempo a una velocidad de aproximación elevada V1, hasta
alcanzar una distancia predeterminada con respecto al nivel en el
que el punzón pasa teóricamente a pinzar la chapa, llamada
distancia de seguridad ds. En este momento, la velocidad es
disminuida, por ejemplo hasta una velocidad próxima a la velocidad
de plegado VP, siendo esta última impuesta por la composición y el
espesor nominal de la chapa así como por las características del
plegado deseado, ángulo de plegado y perfil de la herramienta. Esta
velocidad puede ser típicamente del orden de 10 mm/s. Si se designa
el espesor nominal de la chapa por e, la tolerancia sobre el
espesor por \Deltae, el espesor real e_{r} de la chapa estará
comprendido en el intervalo e \pm \Deltae. Cuando el punzón se
encuentra a una distancia del nivel teórico de pinzado, llamada
distancia de adquisición de medición, dam, ligeramente superior a
\Deltae, la velocidad de descenso es reducida a una velocidad de
adquisición de medición, vam, que es del orden de 1/2 a 1/10 de la
velocidad de plegado VP, o sea típicamente 1 mm/s – 5 mm/s.
Durante todo el descenso, los captadores de
presión 8 y 8' miden la presión hidráulica P a nivel de cada uno de
los gatos 5 y 5' y el dispositivo de mando 7 la registra y la
trata. La variación de la presión está representada (en unidades
arbitrarias) en la figura 3. La reducción de la velocidad de
descenso del tablero móvil, de la velocidad de aproximación V1 a la
velocidad de plegado VP, se acompaña de un ligero aumento de
presión concomitante dp1, no significativo en lo que concierne al
plegado. El valor de la presión pr alcanzada entonces, durante la
fase de descenso a la velocidad de plegado y antes de la entrada en
contacto con la chapa, es considerada como valor de referencia de
este parámetro. Un ciclo de medición del conjunto captadores +
dispositivo electrónico de mando dura aproximadamente 10 ms: de esa
manera, mientras el tablero desciende a una velocidad de plegado VP
del orden de 10 mm/s, se efectúa una medición de la presión cada
0,1 mm; cuando la velocidad de descenso es reducida a una velocidad
de adquisición de medición vam de 1 mm/s, se efectúa una medición de
la presión cada 0,01 mm. El dispositivo es por tanto capaz de
determinar de forma muy precisa el momento en que la presión P
aumenta de nuevo en un valor \Deltap, representativo de la
entrada en contacto del punzón con la cara superior de la chapa. Se
puede elegir un valor de \Deltap del orden de 1 bar. Esta entrada
en contacto puede producirse en cualquier punto situado entre los
puntos representativos respectivamente de chapas de espesor e +
\Deltae y e - \Deltae. La comparación del nivel de entrada en
contacto con el nivel teórico de pinzado determina la diferencia
entre espesor real y nominal de la chapa y el dispositivo de mando
7 recalcula inmediatamente un punto muerto bajo.
Una vez que el nivel del punto real de entrada en
contacto del punzón con la chapa es adquirido, el descenso del
tablero móvil puede ser proseguido a la velocidad de plegado
VP.
Después de la entrada en contacto, la presión
medida a nivel de los captadores 8, 8' aumenta casi linealmente
hasta alcanzar un valor PP, presión de plegado, que puede alcanzar
el orden de magnitud de 300 bars; más allá se produce la deformación
plástica de la pieza, la curva (d, P) se curva hacia abajo, y
después la presión P disminuye ligeramente y linealmente. El valor
de la presión en esta fase de deformación plástica determina la
deformación de los montantes y otras partes fijas de la prensa. El
dispositivo electrónico de mando 7 compara el valor de la presión
durante la deformación plástica con un ábaco específico para esta
prensa plegadora, registrado en memoria, que establece la relación
entre este valor, la deformación de las partes fijas de la prensa y
el error de penetración del punzón que de ello resultaría en
ausencia de corrección. La carrera del punzón, es decir la posición
del punto muerto bajo (BDC) es corregida en consecuencia.
A partir de los valores medidos del
desplazamiento d y de los valores concomitantes del parámetro p, y
teniendo en cuenta unos datos geométricos de las herramientas, es
decir del punzón y de la matriz, puestos en memoria, así como el
valor del espesor real de la chapa determinado al inicio del proceso
de plegado, el dispositivo electrónico de mando calcula los valores
sucesivos (\alpha, F) del ángulo de plegado instantáneo y de la
fuerza de apoyo. Esta transformación puede ser efectuada con la
ayuda de las relaciones matemáticas siguientes, en las cuales, con
referencia a la figura
1:
1:
- V1
- designa la abertura de la matriz
- A_{m}
- designa el ángulo de la matriz
- R_{m}
- designa el radio de curvatura de la matriz
- Rp
- designa el radio de punzón
- e_{r}
- designa el espesor real de la pieza a plegar
- d_{0}
- designa el desplazamiento del tablero en el momento de la entrada en contacto del punzón con la pieza
- P
- designa la penetración del punzón en la matriz
V2 = V1 +
2\cdot R_{m}\cdot tg
((180-A_{m})/4)
\beta = (180 -
\alpha)/2
V_{e} = V2 -
2\cdot R_{m}\cdot
sen\beta
RNH =
V_{e}/6,18
R_{i} = RNH o
Rp, siendo considerado el valor
mayor
P = d - d_{0}
-
e_{r}
P = (V2/2)
\cdot tg\beta-(R_{m}+ R_{i}+ e_{r})
(1-cos\beta)/cos\beta
La sucesión de los valores (\alpha, F) puede
ser representada en forma analógica por la curva 10 representada en
trazos seguidos en la figura 4.
La experiencia demuestra que, en la zona de
deformación plástica, la curva 10 resulta casi lineal más allá de su
zona de curvatura máxima 11, 12. El procedimiento de cálculo de la
compensación del efecto de resorte descansa en la comparación de la
curva 10, que representa los valores (\alpha, F) calculados a
medida que tiene lugar el avance de la operación de plegado, con una
curva de referencia 20, que representa los valores (\alpha,
F)_{ref} almacenados en memoria cuando tiene lugar un
plegado de una chapa de espesor nominal e y de longitud L_{ref}.
Esta curva de referencia 20, representada en trazos en la figura 4,
da en particular el valor máximo del ángulo instantáneo bajo carga
(\alpha)_{max \ ref}, que ha permitido la obtención del
valor de consigna (\alpha)_{c} después de la fase de
relajado de la fuerza de apoyo ejercida por el punzón sobre la
pieza, ilustrada por el segmento de recta 21.
La experiencia demuestra también que unas curvas
(\alpha, F) registradas cuando tienen lugar plegados repetitivos
son prácticamente paralelas unas a las otras en la parte casi
lineal de la zona de deformación plástica; en otros términos, las
mismas presentan una diferencia \Deltaf que no varía prácticamente
en función de \alpha entre los puntos P_{3} y P_{4}. La
posición de las curvas (\alpha, F) en esta zona, por encima o por
debajo de la curva de referencia 20, depende en particular de las
diferencias de la longitud real L de las piezas plegadas con la
longitud L_{ref}, del espesor real y del módulo de elasticidad
real M de la muestra plegada. Se puede observar que por unidad de
longitud de pieza plegada, la fuerza y el módulo de elasticidad
están ligados por la relación
F=e_{r}{}^{2}\cdot M\cdot
1,75/V_{e}
El módulo de elasticidad podría también ser
determinado a partir de la pendiente entre dos puntos P1 y P2 de la
parte lineal de la curva (\alpha, F) correspondiente a la
deformación elástica.
La figura 4 muestra también que si se extrapolara
la curva 10, su intersección con la recta 21, representativa del
efecto de resorte, da el ángulo de plegado \alpha_{max} bajo
esfuerzo para la muestra en curso de plegado que permite obtener el
valor de consigna \alpha_{c} en ausencia de esfuerzo.
\alpha_{max} es superior a (\alpha_{max})_{ref} si
la curva de plegado está por encima de la curva de referencia;
\alpha_{max} es inferior a (\alpha_{max})_{ref} en
el caso contrario.
En el procedimiento según la invención, las
medidas (p, d) son adquiridas, digitalizadas y transformadas en
pares (\alpha, F) por el dispositivo electrónico de mando (7). El
cálculo de la corrección de (\alpha_{max})_{ref} es
decir (\alpha_{max})_{ref} - \alpha_{max}, se
efectúa sin extrapolación gráfica: una pluralidad de valores de F
entre los puntos P_{3} y P_{4} obtenidos como se ha indicado
anteriormente son en principio corregidos por un factor L/L_{ref}.
Después, la diferencia \Deltaf entre la porción de curva 10
situada entre P_{3} y P_{4} y la curva 20 es determinada a
partir de los valores así corregidos por un procedimiento de
menores cuadrados. A continuación, el dispositivo electrónico de
mando calcula el valor corregido de \alpha_{max} a partir de
(\alpha_{max})_{ref} y de \Deltaf. Se puede emplear
la relación:
(\alpha_{max})_{ref} -
\alpha_{max} = \Delta
f/tg\gamma
El ángulo \gamma entre la recta 21 y el eje de
las abcisas se obtiene gracias al registro de la curva de referencia
20 y previamente programado para la operación de plegado.
Finalmente, el dispositivo electrónico de mando
calcula el valor corregido del punto muerto bajo a partir de las
relaciones indicadas más arriba entre \alpha, d y P.
El experto en la materia observará que este
cálculo de corrección del punto muerto bajo se efectúa durante el
plegado, mucho antes de que el punzón se aproxime al punto muerto
bajo, sobre la base de mediciones de pares (p, d) efectuadas en una
zona del desplazamiento, a saber entre los puntos P_{3} y
P_{4}, que es fácil de determinar. La corrección del punto muerto
bajo que compensa la deformación de la prensa se efectúa
simultáneamente. La corrección que compensa las variaciones de
espesor de la pieza ha sido ya efectuada en este momento.
La curva de referencia puede ser obtenida gracias
a un primer ensayo de plegado tal como el ilustrado por la figura 5.
La figura 5 representa la zona de deformación plástica del ensayo
destinado a proporcionar los valores de referencia de la corrección
del efecto de resorte. El plegado representado por la curva 200 es
llevado hasta alcanzar el valor de consigna del ángulo de plegado
\alpha_{c} pero esto bajo esfuerzo. El punzón es entonces
ligeramente elevado, de manera que el ángulo de plegado de la pieza
disminuye de nuevo bajo el efecto de resorte. Este proceso está
representado por el segmento 201 que corta el eje de las abcisas en
un punto \alpha 1. La corrección de referencia del efecto de
resorte es por tanto A = \alpha_{c} - \alpha_{1}. Se hace
bajar de nuevo entonces el punzón de manera que prosiga el plegado
de la pieza hasta un ángulo de plegado bajo esfuerzo \alpha_{c}
+ A. La fuerza de apoyo aumenta siguiendo la curva 202, en
principio linealmente, y después según un arco de curva que
corresponde al final de la deformación plástica. Después el punzón
es de nuevo elevado y la fuerza de apoyo disminuye según el segmento
de recta 203; se verifica que ángulo de plegado vuelve al valor
\alpha_{c} en ausencia de esfuerzo y que el segmento 203 es
paralelo al segmento 201.
La figura 5 muestra también un plegado ulterior
que utiliza los datos extraídos del plegado de referencia. En un
momento de la fase de deformación plástica de este plegado,
representado por el punto P_{5} de la curva 100, se determina la
ordenada correspondiente B de la curva de referencia 200 y la
diferencia B' entre la ordenada del punto P_{5} y la ordenada
correspondiente B en la curva de referencia. Como muestra la
construcción geométrica de la figura 5, el suplemento de corrección
de efectuar resorte A', debido a la diferencia B', se calcula por
la expresión A' =
(A/B) \cdot B'. El conjunto de la corrección angular de efecto resorte aplicable a la operación de plegado ilustrada por la curva 100 es por tanto A + A'. La electrónica de mando convierte este valor en una corrección del punto muerto bajo por medio de las expresiones algebraicas indicadas más arriba.
(A/B) \cdot B'. El conjunto de la corrección angular de efecto resorte aplicable a la operación de plegado ilustrada por la curva 100 es por tanto A + A'. La electrónica de mando convierte este valor en una corrección del punto muerto bajo por medio de las expresiones algebraicas indicadas más arriba.
Si los plegados subsiguientes al plegado de
referencia se efectúan en la misma máquina y con las mismas
herramientas, el conjunto del tratamiento de la señal puede ser
efectuado comparando los pares (d, p)con una curva
(d, p)_{ref} registrada cuando tiene lugar un primer plegado, es decir una curva similar a la mitad derecha de la curva (d, P) de la figura 3, sin realizar la transformación matemática (d, p) \leftrightarrow (\alpha, F). Por el contrario, si la curva de referencia es registrada en una primera máquina, y los plegados siguientes se efectúan en otra máquina, esta transformación es necesaria para poder efectuar las comparaciones y correcciones descritas anteriormente.
(d, p)_{ref} registrada cuando tiene lugar un primer plegado, es decir una curva similar a la mitad derecha de la curva (d, P) de la figura 3, sin realizar la transformación matemática (d, p) \leftrightarrow (\alpha, F). Por el contrario, si la curva de referencia es registrada en una primera máquina, y los plegados siguientes se efectúan en otra máquina, esta transformación es necesaria para poder efectuar las comparaciones y correcciones descritas anteriormente.
La curva de referencia puede ser un dato
almacenado en memoria, obtenido cuando ha tenido lugar un trabajo
anterior. En este caso, cuando tiene lugar la programación inicial
del plegado, el dispositivo electrónico de mando busca en la
memoria la existencia de una curva de referencia para unos
parámetros de plegado y un material idénticos. La búsqueda en
memoria se refiere en particular al ángulo de consigna
\alpha_{c}, la combinación de herramientas y los parámetros
físicos del material (espesor, resistencia del material).
Un conjunto de curvas de referencia puede
constituir una base de datos. Ésta puede ser accesible en línea para
una pluralidad de usuarios, o bien en forma de una base de datos de
acceso público, o bien en el marco de una red privada.
La autorización de una curva de referencia
extraída de una base de datos economiza un ensayo sobre una primera
pieza, lo que es una ventaja considerable en el caso de pequeñas
series onerosas.
Claims (9)
1. Procedimiento de regulación de la carrera de
una prensa plegadora que comprende un tablero móvil (1) que soporta
un punzón (2), un tablero fijo (3) soporta una matriz (4), unos
medios de desplazamiento (5, 5') del tablero móvil, apoyándose
dichos medios de desplazamiento sobre unos montantes (6, 6')
solidarios del tablero fijo, unas reglas de medición (9, 9') para la
medición del desplazamiento (d) del tablero móvil con respecto a
los montantes, por lo menos un captador (8, 8') que mide un
parámetro físico (p) que varía en función de la fuerza ejercida por
dicho punzón sobre una pieza a plegar dispuesta sobre dicha matriz,
y un dispositivo electrónico de mando (7) que manda el
desplazamiento del tablero móvil entre un punto muerto alto y un
punto muerto bajo (BDC), provisto de medios de adquisición de las
mediciones de desplazamiento (d) y del parámetro físico (p) y de
medios de cálculo para corregir el valor de dicho punto muerto bajo
en función de las medidas de dicho desplazamiento y de dicho
parámetro físico, caracterizado porque la diferencia de
espesor entre el espesor real de la pieza y el espesor nominal (e)
de la pieza es calculada comparando la posición real del
desplazamiento del punzón en la cual se produce una variación
predeterminada \Deltap de dicho parámetro físico (p) con la
posición teórica de dicho desplazamiento en la que esta variación
\Deltap debería producirse, porque el dispositivo electrónico de
mando trata las medidas de dicho desplazamiento (d) y de dicho
parámetro físico (p), durante la fase de deformación plástica de la
pieza en curso de plegado, de manera que las compara y determina sus
diferencias con los datos registrados cuando tiene lugar una
operación de plegado de referencia que ha permitido obtener el valor
de consigna \alpha_{c} del ángulo de plegado después de relajado
de la fuerza ejercida por el punzón y determinar un valor de
referencia de la corrección de efecto de resorte, y porque el
dispositivo electrónico de mando calcula una corrección del punto
muerto bajo en función de dicha corrección de referencia del efecto
de resorte y dichas diferencias con los datos del registro de
referencia.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el ángulo instantáneo de plegado
\alpha bajo carga de la pieza es calculado en función de la
variación de dicho desplazamiento d, teniendo en cuenta dicha
diferencia de espesor (e_{r} - e) y unos parámetros geométricos
del punzón y de la matriz, que la fuerza de apoyo (F) del punzón
sobre la pieza es calculada por medio del valor del parámetro físico
(p), y que la sucesión de los valores del par de parámetros ángulo
instantáneo de plegado/fuerza de apoyo (\alpha, F) es adquirido y
comparado con una curva de referencia
(\alpha, F)_{ref} previamente registrada cuando tiene lugar una operación de plegado del mismo material que permite la obtención del valor de consigna \alpha_{c} del ángulo de plegado después de aflojado de la fuerza ejercida por el punzón, y que dicho dispositivo electrónico de mando (7) calcula una corrección (A') del valor máximo del ángulo instantáneo bajo carga (\alpha_{max})_{ref} determinado cuando ha tenido lugar el plegado de referencia en función de la diferencia entre el par (\alpha, f) salido de la medición y la curva de referencia (\alpha, f)_{ref} en la zona de deformación plástica.
(\alpha, F)_{ref} previamente registrada cuando tiene lugar una operación de plegado del mismo material que permite la obtención del valor de consigna \alpha_{c} del ángulo de plegado después de aflojado de la fuerza ejercida por el punzón, y que dicho dispositivo electrónico de mando (7) calcula una corrección (A') del valor máximo del ángulo instantáneo bajo carga (\alpha_{max})_{ref} determinado cuando ha tenido lugar el plegado de referencia en función de la diferencia entre el par (\alpha, f) salido de la medición y la curva de referencia (\alpha, f)_{ref} en la zona de deformación plástica.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque el dispositivo electrónico de mando (7)
calcula una corrección del punto muerto bajo (BDC) en función de
dicha corrección (A') del valor máximo del ángulo instantáneo bajo
carga (\alpha_{max})_{ref}.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque el dispositivo electrónico de mando
7 calcula una segunda corrección del punto muerto bajo (BDC)
teniendo en cuenta dicha diferencia de espesor entre el espesor real
de la pieza y el espesor nominal (e) de la pieza.
5. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque la velocidad del movimiento de
desplazamiento del tablero móvil es reducida a una velocidad de
adquisición de medida (vam), inferior a una velocidad de plegado
(VP) predeterminada, cuando el punzón está a una distancia
predeterminada del nivel teórico de pinzado de la chapa superior a
la tolerancia de espesor \Deltae de fabricación de dicha
chapa, y que la velocidad del movimiento de desplazamiento aumenta
hasta dicha velocidad de plegado después de detección de dicha
variación predeterminada \Deltap de dicho parámetro físico
(p).
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo
electrónico de mando (7) compara los valores medidos de dicho
parámetro físico (p) con un ábaco previamente registrado que
establece la relación entre dicho parámetro físico y la deformación
de las partes fijas de la prensa y calcula una tercera corrección
del punto muerto bajo (BDC) teniendo en cuenta dicha
deformación.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho parámetro
físico es el esfuerzo mecánico que un gato ejerce sobre el tablero
móvil medido a este nivel por una galga de esfuerzo.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 realizado en una prensa plegadora cuyos
medios de desplazamiento comprenden dos gatos hidráulicos asociados
respectivamente a uno de los dos montantes y un captador (8, 8') de
presión asociado a cada gato, caracterizado porque dicho
parámetro físico es la mediana entre las presiones hidráulicas
medidas por dichos captores (8, 8').
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 realizado en una prensa plegadora cuyos
medios de desplazamiento comprenden dos gatos hidráulicos asociados
respectivamente a uno de los dos montantes y un captador (8, 8') de
presión asociado a cada gato, caracterizado porque la
regulación de la carrera se efectúa para cada montante,
independientemente del otro, y porque dicho parámetro físico es la
presión medida respectivamente para cada uno de dichos captadores
(8, 8').
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| CH49020/01 | 2001-03-16 | ||
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