ES2930363T3 - Determinación de al menos un índice de un proceso de conformación en una servoprensa - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un método para determinar al menos un número característico del proceso de conformado de una servoprensa, que comprende al menos los siguientes pasos: - Determinar una curva de par de un motor de servoprensa asociado a un primer ciclo de la servoprensa, el primer ciclo describir un proceso de formación sin un artículo para ser procesado por la servoprensa;- Determinar una curva de par del motor de la servoprensa asociada con un segundo ciclo de la servoprensa, describiendo el segundo ciclo un proceso de formación con un artículo para ser procesado por la servoprensa;- Determinar el al menos un número característico del proceso de formación a partir de una comparación de la curva de par asociada con el primer ciclo con la curva de par asociada con el segundo ciclo.La invención también se refiere a una unidad de análisis asociada para determinar un índice de proceso de formación de una servoprensa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Determinación de al menos un índice de un proceso de conformación en una servoprensa
La invención se refiere a un procedimiento para determinar al menos un índice de un proceso de conformación en una servoprensa, así como a una unidad de análisis para averiguar un índice de un proceso de conformación en una servoprensa.
En el campo de la tecnología de la conformación se conocen prensas y en particular servoprensas que conforman una pieza de trabajo o una unidad a mecanizar de un determinado material en un proceso de conformación. El material se prensa entonces por ejemplo en un molde. En ese proceso de conformación actúa una fuerza de conformación o fuerza de proceso sobre la pieza de trabajo. Otros valores característicos de un proceso de conformación son por ejemplo parámetros tecnológicos, como fuerza de conformación a lo largo de una trayectoria de conformación, una energía de conformación, una potencia de conformación a lo largo de una trayectoria de conformación o una precisión de un movimiento de conformación. Hasta ahora, dichos parámetros tecnológicos sólo se han establecido en casos en los que procede una técnica de medición externa adicional a una instalación de prensa. Una tal medición en una prensa en funcionamiento es muy compleja. Además ha de adaptarse una tal medición específicamente a una servoprensa.
El documento de publicación DE102013105468A1 muestra un procedimiento para controlar una prensa con relación de transmisión variable. Un equipo de control compara un par de accionamiento aplicado en cada momento con un par de giro máximo dependiente de la posición. Tan pronto como el par de accionamiento sobrepasa el par de giro máximo dependiente de la posición, se detecta en base a ello el peligro de que la fuerza aplicada por el martillo sobrepase la fuerza máxima de prensado si continúa un movimiento de conformación. El equipo de control reduce entonces el par de accionamiento, para evitar que se dañe la prensa.
Partiendo de esta base, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento mejorado y simplificado para determinar un índice de un proceso de conformación en una servoprensa. Este objetivo se logra mediante los objetos de las reivindicaciones independientes. Ventajosas variantes de configuración se indican en las reivindicaciones dependientes.
La invención se refiere a un procedimiento para determinar al menos un índice de un proceso de conformación de una servoprensa, que incluye al menos las siguientes etapas:
- determinación de una evolución del par de giro de un motor de la servoprensa correspondiente a un primer ciclo de la servoprensa, describiendo el primer ciclo un proceso de conformación sin una unidad a mecanizar mediante la servoprensa;
- determinación de una evolución del par de giro del motor de la servoprensa correspondiente a un segundo ciclo de la servoprensa, describiendo el segundo ciclo un proceso de conformación con una unidad a mecanizar mediante la servoprensa;
- averiguación del al menos un índice de un proceso de conformación a partir de una comparación de la evolución del par de giro correspondiente al primer ciclo con la evolución del par de giro correspondiente al segundo ciclo, averiguándose el índice del proceso de conformación a partir de una desviación que existe entre la evolución del par de giro del primer ciclo y la evolución del par del giro del segundo ciclo,
siendo el
índice del proceso de conformación una función de la trayectoria o del tiempo o bien averiguándose a partir de una evolución de parámetros del proceso de conformación
y comparándose el
índice del proceso de conformación averiguado con al menos un índice de un proceso de conformación de referencia o con una gama de índices de un proceso de conformación de referencia y activándose una indicación óptica cuando la comparación da como resultado una desviación o bien una desviación que llega a un valor de umbral predeterminado.
A partir de la información interna del sistema de control disponible sobre el par de giro del motor de la servoprensa, puede representarse la evolución del par de giro en función del tiempo. Así se describe el par de giro que actúa en un ciclo de la servoprensa. Un ciclo describe entonces por ejemplo una carrera. Como primer ciclo se denomina entonces un ciclo en el cual la servoprensa realiza una carrera sin que a la vez se conforme una unidad o una pieza a mecanizar. La servoprensa está entonces casi vacía o bien no llena con un material a prensar. Como segundo ciclo se denomina una carrera completa o proceso de desplazamiento completo de la servoprensa en el que se conforma mediante la servoprensa una unidad a mecanizar. Los conceptos de primer ciclo y segundo ciclo no tienen que implicar entonces ningún contexto temporal. La secuencia o el instante no tiene que tener ninguna influencia apreciable, al menos en la teoría, sobre la evolución esperada para el par de giro.
Ambas evoluciones del par de giro, es decir, la evolución del par de giro correspondiente al primer ciclo y la evolución del par de giro correspondiente al segundo ciclo, se diferencian a lo largo de un ciclo completo de una servoprensa precisamente en el espacio de tiempo en el que tiene lugar el proceso de conformación. Entonces se presupone en particular que la correspondiente evolución del par de giro se registra a lo largo de un espacio de tiempo comparable, es decir, por ejemplo comenzando y finalizando en cada caso con un ángulo de la manivela idéntico. Así se encuentran registrados uno sobre otro en un diagrama común los espacios de tiempo en los cuales tiene lugar la conformación o bien tendría lugar pero no se lleva a cabo al tratarse de la marcha en vacío. Esto mismo es válido en cuanto a un análisis de los valores de las evoluciones de los pares de giro en otra forma diferente a mediante diagramas, por ejemplo utilizando tablas. Pueden detectarse entonces las correspondientes desviaciones para los valores que describen en cada caso el par de giro en el instante del proceso de conformación que se lleva a cabo real o teóricamente.
La evolución del par de giro en el espacio de tiempo en el cual se lleva a cabo el proceso de conformación discurre en valores claramente superiores para el curso del segundo ciclo con proceso de conformación a los de la evolución del par de giro que puede observarse en el primer ciclo sin proceso de conformación.
La desviación existente entre la evolución del par de giro del primer ciclo y la evolución del par de giro del segundo ciclo es adecuada para al menos averiguar uno o varios índices de un proceso de conformación.
La comparación de la evolución del par de giro correspondiente al primer ciclo con la evolución del par de giro correspondiente al segundo ciclo puede dar como resultado desviaciones que en función de la servoprensa y/o en función de la unidad a mecanizar son diferentes y/o característicos. En particular puede dar información el índice del proceso de conformación averiguado sobre la evolución esperada para la conformación. Por ejemplo, se espera una determinada evolución en el tiempo de la desviación en función de la servoprensa o del tipo de servoprensa y/o en función de la pieza de trabajo.
Bajo el índice de un proceso de conformación ha de entenderse también una evolución de parámetros de un proceso de conformación representado en función de otra magnitud, por ejemplo en función del tiempo o en función de una trayectoria. Por ejemplo se averiguan y representan varios índices de un proceso de conformación o bien el índice de un proceso de conformación es una función de la trayectoria o del tiempo. Además puede averiguarse un índice de un proceso de conformación a partir de una evolución de parámetros de un proceso de conformación, por ejemplo mediante integración u otras etapas de cálculo. El índice de un proceso de conformación o bien su evolución en función del tiempo o del lugar puede denominarse también huella dactilar. Una tal huella dactilar puede enviarse por ejemplo mediante un aparato del borde (edge device) o bien directamente a una nube (cloud), en la que se realiza una comparación con huellas digitales de servoprensas, herramientas o materiales comparables. Por ejemplo, pueden detectarse así en una comparación con datos de la nube correlaciones que indican índices típicos de un proceso de conformación en determinadas condiciones del proceso de conformación.
Así pueden obtenerse ventajosamente conocimientos para optimizar la servoprensa o un proceso de conformación. El índice del proceso de conformación puede utilizarse para vigilar la servoprensa o el proceso de conformación.
Según una variante de configuración, se determina la evolución del par de giro correspondiente al primer ciclo mediante una medición en la servoprensa o bien en una servoprensa de la misma estructura o del mismo tipo. Así operará la servoprensa prácticamente en vacío para registrar la correspondiente evolución del par de giro sin proceso de conformación. Una tal medición puede realizarse por ejemplo una sola vez en una fase de puesta en servicio o de prueba de la servoprensa y del sistema de control de la servoprensa. Para la posterior averiguación del índice del proceso de conformación se utiliza entonces esa medición como medición de referencia. Por ejemplo tras una pluralidad de procesos de conformación puede repetirse el proceso de medida para la evolución del par de giro correspondiente al primer ciclo, en particular para poder tener en cuenta efectos de envejecimiento de la servoprensa o de una herramienta de la servoprensa.
Para la medición en la marcha en vacío hay que tener en cuenta que se ajustará un número de carreras que se desee posteriormente para la conformación, para que sea posible adecuadamente una comparación de los pares de giro. Según una variante de configuración, se determina la evolución del par de giro correspondiente al primer ciclo mediante un cálculo en base a un modelo, en particular a un modelo mecatrónico de la servoprensa. Ventajosamente puede reproducirse una evolución del par de giro de un motor en la servoprensa mediante un modelo con la mayor exactitud posible. En el modelo más sencillo se tiene en cuenta sólo la cinemática de la servoprensa. Por ejemplo, en un enfoque sencillo se desprecia una repercusión de diferencias de regulación sobre la evolución del par de giro. Esta hipótesis es admisible en particular en servoprensas típicas, ya que la dinámica del movimiento o el número de carreras es muy pequeña/o en comparación con la dinámica de regulación. Los errores de regulación son por lo tanto relativamente pequeños. De manera ventajosa es posible así una determinación teórica de la evolución del par de giro en un motor de una servoprensa sin proceso de conformación. En particular puede reproducirse de manera especialmente realista el comportamiento del par de giro de servoprensas mediante modelos mecatrónicos detallados.
Según una variante de configuración, se determina la evolución del par de giro correspondiente al segundo ciclo mediante una medición en la servoprensa. La evolución del par de giro durante un ciclo en el que se realiza un proceso de conformación no puede calcularse precisamente de forma teórica. En particular puede compararse adecuadamente la evolución del par de giro del primer ciclo con la evolución del par de giro del segundo ciclo cuando el par de giro se ha determinado en cada caso en base a una medición. Irregularidades o desviaciones que no se reproducen mediante un modelo, inciden de la misma manera con y sin proceso de conformación cuando se comparan ambas evoluciones de los pares de giro. En una comparación de la evolución del par de giro correspondiente al segundo ciclo con una evolución del par de giro correspondiente al primer ciclo, que se determinó mediante un modelo, no pueden ventajosamente tener ninguna repercusión irregularidades de un proceso de medida sin proceso de conformación.
Según una variante de configuración, se averigua como índice de un proceso de conformación una fuerza de conformación a lo largo de una trayectoria o a lo largo de un tiempo. Así puede averiguarse y por ejemplo almacenarse la evolución de la fuerza como una huella dactilar. Entonces puede convertirse un par de giro necesario para la conformación mediante una conversión cinemática averiguada de la prensa en una fuerza, que corresponde a la fuerza de prensado o a una fuerza del proceso. La conversión cinemática resulta como derivación de la trayectoria de la carrera del martillo en función del ángulo de la manivela de una excéntrica según el ángulo de la manivela. La representación puede realizarse a lo largo de una trayectoria o a lo largo de un tiempo y puede convertirse en particular una en otra. Esto puede hacerse depender en particular ventajosamente de los datos de referencia disponibles.
Según una variante de configuración, se averigua como índice del proceso de conformación una fuerza de conformación máxima. El máximo de una fuerza de proceso averiguada a lo largo de la trayectoria de la carrera corresponde a la fuerza máxima de conformación que en particular actúa en un determinado instante. Así pueden prescribirse ventajosamente umbrales para una máxima fuerza de conformación exigida que se presente y vigilando la fuerza del proceso puede detectarse una superación de un límite superior. Una pieza de trabajo conformada con una fuerza de prensado demasiado alta puede tratarse entonces por ejemplo como desecho.
Según una variante de configuración, se averigua como índice de un proceso de conformación una energía aplicada por cada carrera. Ventajosamente pueden averiguarse a partir de la evaluación de ambas evoluciones del par de giro valores integrados, como la energía aplicada por cada carrera. En particular se averigua así el valor de la energía que ha de aplicarse debido a la conformación. Se trata de una indicación de una energía por cada pieza conformada.
Según una variante de configuración, se averigua como índice de un proceso de conformación una potencia de conformación a lo largo de una trayectoria o a lo largo de un tiempo. Mediante la relación entre la energía aplicada y el tiempo de un ciclo o de una parte del ciclo es posible así ventajosamente dictaminar la potencia que implica la conformación. Ventajosamente son posibles representaciones como una evolución de la potencia de conformación aplicada a lo largo de la trayectoria, en particular la trayectoria de la carrera del martillo, o a lo largo del tiempo, en particular a lo largo del tiempo que transcurre durante un ciclo.
Según una variante de configuración, se averigua como índice del proceso de conformación una potencia máxima de conformación por cada carrera. Precisamente potencias de punta que se presentan en una servoprensa son magnitudes relevantes en un proceso de conformación. Vigilarlas y limitarlas es ventajoso para el funcionamiento de una instalación de servoprensa.
Según una variante de configuración, inciden en el modelo mecatrónico una relación cinemática entre martillo y excéntrica y una relación entre par de giro y corriente eléctrica, así como en particular adicionalmente una inercia de excéntrica y/o cadena de accionamiento, una masa de un martillo, una compensación de pesos, un rozamiento que pueda detectarse o un regulador del accionamiento.
Así es posible calcular en un enfoque basado en un modelo una reproducción lo más fidedigna posible de la evolución del par de giro durante un ciclo de la servoprensa sin que tenga lugar una conformación. En el modelo inciden en particular los factores que son necesarios para el simple movimiento de la prensa sin conformación.
Según una variante de configuración, se corrige la evolución del par de giro correspondiente al primer ciclo de la servoprensa mediante una función de transmisión de perturbaciones teniendo en cuenta diferencias de regulación correspondientes al regulador del accionamiento que puedan medirse. Para ello se miden diferencias de regulación y se averiguan mediante una inversión de una función de transmisión de perturbaciones las fuerzas perturbadoras que actúan a partir de las diferencias de regulación medidas. Tales fuerzas de perturbación repercuten sobre las magnitudes de medida y pueden presentarse por ejemplo en un ciclo sin conformación. Esta corrección se utiliza ventajosamente en una medición de la evolución del par de giro en la marcha en vacío.
Según una variante de configuración, se corrige la evolución del par de giro correspondiente al segundo ciclo de la servoprensa mediante una función de transmisión de perturbaciones teniendo en cuenta diferencias de regulación medibles del regulador del accionamiento. También para la curva de la evolución del par de giro, que puede averiguarse cuando se realiza la conformación, se presentan fuerzas perturbadoras que ha de compensar el regulador del accionamiento. Las diferencias de regulación que de ello resultan pueden permitir conclusiones relativas a la fuerza del proceso, con la ayuda de la inversión de la función de transmisión de perturbaciones. Por lo tanto la fuerza no puede deducirse directamente de las intensidades de corriente, sino que el par de giro medido contiene inexactitudes debidas a los reguladores.
De manera especialmente ventajosa se corrigen ambas evoluciones de los pares de giro que se utilizan para la comparación en cuanto a diferencias de regulación provocadas por fuerzas perturbadoras. De esta manera puede tenerse en cuenta ventajosamente el efecto del regulador que repercute de manera diferente en cuanto a la evolución del par de giro con y sin proceso de conformación y no aparece ningún falseamiento debido a las diferencias. La evolución del par de giro para el caso sin conformación puede tenerse en cuenta mediante las diferencias de regulación medidas y con ayuda de la inversa de la función de transmisión de perturbaciones, tanto para el caso de una medición en la marcha en vacío como también para el caso de una reproducción de la evolución del par de giro mediante un modelo. En este último caso incide la aportación de la perturbación en particular directamente en el modelo.
El índice del proceso de conformación averiguado se compara con al menos un índice de un proceso de conformación de referencia o con una gama de índices de procesos de conformación de referencia y se activa una indicación óptica cuando la comparación da como resultado una desviación o una desviación a partir de un valor de umbral predeterminado. Así puede vigilarse el proceso de conformación recurriendo a valores de referencia conocidos y dictaminados como buenos. Ventajosamente se indica una gama dentro de la cual ha de moverse un índice de un proceso de conformación averiguado. Son posibles desviaciones ventajosamente hasta un valor que puede fijarse o bien no activan en particular ningún evento adicional como por ejemplo una indicación óptica o aviso de falta. En particular se realiza la averiguación del índice del proceso de conformación, la comparación con el índice del proceso de conformación de referencia y caso necesario una indicación óptica en cada proceso de conformación o cada ciclo de carrera, por ejemplo también independientemente de una conformación que tenga lugar.
La invención se refiere además a una unidad de análisis para averiguar un índice de un proceso de conformación de una servoprensa, que tiene:
- una primera unidad para determinar una evolución del par de giro de un motor de la servoprensa correspondiente a un primer ciclo de la servoprensa, describiendo el primer ciclo un proceso de conformación sin una unidad a mecanizar mediante la servoprensa;
- una segunda unidad para determinar una evolución del par de giro del motor de la servoprensa correspondiente a un segundo ciclo de la servoprensa, describiendo el segundo ciclo un proceso de conformación con una unidad a mecanizar mediante la servoprensa;
- una tercera unidad para averiguar el al menos un índice del proceso de conformación a partir de una comparación de la evolución del par de giro correspondiente al primer ciclo con la evolución del par de giro correspondiente al segundo ciclo. Según una variante de configuración, está configurada la unidad de análisis integrada en un equipo de control de la servoprensa, así como para comparar el índice del proceso de conformación averiguado con al menos un índice de un proceso de conformación de referencia o con una gama de índices de un proceso de conformación de referencia y para activar una indicación óptica cuando la comparación da como resultado una desviación o una desviación a partir de un valor de umbral predeterminado.
Según un perfeccionamiento, tiene la unidad de análisis además una unidad de visualización para mostrar una desviación averiguada del índice del proceso de conformación averiguado respecto a un índice del proceso de conformación de referencia o a una gama de índices del proceso de conformación de referencia. Por ejemplo puede estar previsto un monitor mediante el cual puede representarse una situación. Por ejemplo se muestra solamente un aviso de falta, que por ejemplo se señaliza en forma de una lámpara que luce. Alternativamente pueden mostrarse mediante el monitor detalles como el propio índice del proceso de conformación o una historia registrada de índices de procesos de conformación.
La unidad de análisis está dotada además, según una variante de configuración, de una interfaz hacia un aparato de borde (edge device) o un servicio de nube para enviar índices de un proceso de conformación averiguados o bien índices de un proceso de conformación averiguados y los correspondientes índices de servoprensa o de material o de proceso y/o para recibir índices de proceso de conformación de referencia o bien datos de recomendación de tratamiento evaluados en base a índices de proceso de conformación averiguados enviados, evaluados por un servicio de nube.
De manera ventajosa se proporciona así un sistema de control que determina y muestra una huella dactilar característica de un proceso de conformación. Mediante un enlace con un aparato de borde o una nube, resulta posible almacenar huellas dactilares propias averiguadas y realizar ventajosamente también una comparación con huellas dactilares propias anteriores o bien huellas dactilares de procesos de conformación comparables de otros operadores de instalaciones de servoprensas. Por ejemplo se averiguan con ayuda de aplicaciones de nube correlaciones con material o herramienta, etc. e índices de procesos de conformación que se presentan y puede utilizarlos un operador de la servoprensa para mejorar los ajustes o procesos en la prensa propia.
La invención se refiere además a un producto de programa informático con un programa informático que tiene medios para ejecutar el procedimiento según una de las formas de realización antes descritas cuando se ejecuta el programa informático sobre un equipo controlado por programa.
La invención se describirá a continuación más en detalle en base a ejemplos de realización con ayuda de las figuras. Se muestra en:
figura 1 una representación esquemática de una evolución de un par de giro en un ciclo sin proceso de conformación y con proceso de conformación en un diagrama común, según un ejemplo de realización de la invención; figura 2 una representación esquemática de una fuerza de proceso averiguada a lo largo de una trayectoria de conformación;
figura 3 una representación esquemática de la cinemática de una servoprensa;
figura 4 una representación esquemática de la conversión cinemática de la servoprensa.
En un primer ejemplo de realización de la invención, se describe una realización especialmente ventajosa de una vigilancia de proceso de una servoprensa en la cual, para diagnosticar un proceso de conformación mediante una servoprensa, se recurre a datos de un modelo. Para vigilar el proceso de conformación ha de poder recurrirse a un índice de conformación. Este índice de conformación dictamina si un proceso se ejecuta adecuadamente. Para ello se compara el comportamiento de una servoprensa sin realizar una conformación con el comportamiento de la misma servoprensa con proceso de conformación, es decir, con material introducido en la prensa o dado el caso transportado, que se conforma o prensa.
El comportamiento de la servoprensa con proceso de conformación se analiza en base a una evolución medida del par de giro y el de cuando no hay proceso de conformación, sobre la base de una evolución calculada del par de giro y se realiza a continuación un procesamiento subsiguiente de los valores de las correspondientes evoluciones del par de giro.
Primeramente ha de averiguarse para ello una evolución del par de giro para la servoprensa tal como es de esperar sin ningún material alojado, es decir, sin proceso de conformación. Para ello se utiliza el conocimiento de un modelo relativo a la prensa, que tiene en cuenta las inercias de una excéntrica y de una cadena de accionamiento de la servoprensa, la masa del martillo de la servoprensa, una relación cinemática entre martillo y excéntrica, una consideración sobre la compensación de pesos, un rozamiento que ha de suponerse conocido y dado el caso otras magnitudes modelizadas. En función del tipo de servoprensa se introduce por ejemplo una cinemática de la excéntrica o una cinemática tal como puede presuponerse para una servoprensa de manivela de arrastre o una servoprensa de palanca de rodilla o una servoprensa link-drive.
Además de los parámetros que se introducen en el modelo de prensa, han de tenerse en cuenta ventajosamente diferencias de regulación. Sobre un modelo de regulador adicional puede corregirse ventajosamente la evolución calculada para el par de giro. En el modelo de regulador inciden parámetros que reflejan retardos que tienen lugar en la regulación debidos a los reguladores del accionamiento.
Además, en cualquier secuencia en el tiempo respecto a la averiguación de la evolución de un par de giro sin proceso de conformación, ha de averiguarse también una evolución de un par de giro cuando tiene lugar una conformación. Esto se realiza mediante una medición. En una zona de la conformación aparecerá al comparar ambas evoluciones averiguadas para el par de giro una clara diferencia. Esta diferencia se produce debido a la fuerza a aplicar para la conformación.
También en la curva medida para la evolución del par de giro con conformación se corrigen en inexactitudes debidas a diferencias de regulación averiguadas en la medición realizada durante la conformación. Para ello se calcula mediante una inversa de una función de transmisión de perturbaciones la modificación del par de giro debido al regulador del accionamiento montado.
En la figura 1 se representan a modo de ejemplo ambas evoluciones del par de giro. Una curva de trazo continuo muestra la evolución del par de giro 10 correspondiente a un primer ciclo de la servoprensa, en el que no se realiza ninguna conformación. La curva de línea discontinua muestra la evolución del par de giro 20 correspondiente a un segundo cíclo con proceso de conformación en el segmento relevante de la conformación que tiene lugar. Las curvas muestran la evolución de los pares de giro, habiéndose representado en el eje de ordenadas el par de giro n en función del tiempo t, que se representa en el eje de abscisas.
En la zona del tiempo correspondiente al periodo de la conformación T puede observarse una fuerte desviación, que ha de atribuirse a la conformación. Fuera de esta zona puede observarse que ambas curvas discurren aproximadamente de la misma manera. La coincidencia de las formas fuera del tiempo correspondiente a la conformación T depende en particular de la calidad del modelo elegido. Además puede presentarse una desviación cuando la curva modelizada se calculó por ejemplo despreciando determinados parámetros, como por ejemplo rozamiento o diferencias que se presentan en la regulación.
La zona fuera del proceso de conformación sirve por lo tanto también como zona de referencia para estimar la calidad del modelo utilizado.
Para averiguar el índice del proceso de conformación es relevante la zona dentro del tiempo correspondiente a la conformación T. A partir de la comparación de ambas evoluciones de un par de giro 10, 20 puede deducirse un índice del proceso de conformación deseado de distintas formas.
Supongamos que debe representarse por ejemplo la fuerza de prensado en base a la conformación que tiene lugar a lo largo de la trayectoria de conformación. Esto se muestra en la figura 2. Para ello se corrige la evolución medida del par de giro en la zona del tiempo de conformación en la evolución de los pares de giro en los motores que se presenta también sin conformación. Así se considera como relevante para determinar la fuerza del proceso solamente la superficie entre ambas curvas.
Como resultado intermedio existe ahora una evolución del par de giro a lo largo del tiempo provocada por la conformación. Con ayuda de una conversión cinemática válida para la servoprensa, puede realizarse ahora la conversión en una fuerza del proceso o fuerza de prensado. La figura 3 muestra al respecto la interrelación entre ángulo de la manivela de una excéntrica y con ello el valor de la posición real del motor y una trayectoria de la carrera del martillo. La trayectoria de la carrera x está registrada sobre el eje de ordenadas y el ángulo de la manivela w sobre el eje de abscisas. Así se representa aquí la evolución 100 de la carrera a lo largo de un ciclo de carrera. En la figura 3 se representa la evolución 100 a lo largo de una zona de un ángulo de manivela w desde 0° hasta un ángulo de manivela w de 360°.
La figura 4 muestra la conversión cinemática 110, es decir, la derivada de la curva de la carrera representada en la figura 3 en función del ángulo de la manivela w. Sobre el eje de las ordenadas se representa el radio efectivo r y sobre el eje de las abscisas de nuevo el ángulo de la manivela w. El radio efectivo puede denominarse también relación de transformación variable.
Mediante esta conversión cinemática 110 puede realizarse ahora la conversión del par de giro necesario para la transformación en una fuerza necesaria para la conformación. Por ejemplo la división del par de giro de conformación en un ángulo de manivela por la relación de transformación cinemática en el mismo ángulo de manivela, da como resultado la fuerza de prensado buscada. Dicho con fórmula:
F_conformac (phi) = - M_conformac (phi) / (d x (phi) / d phi)
La representación puede realizarse entonces como muestra la figura 2 como evolución de la fuerza del proceso a lo largo de la trayectoria x. A su vez muestra el eje de abscisas la trayectoria de la carrera x. El eje de ordenadas muestra la fuerza del proceso f. Esta información puede incluirse entonces para vigilar la fuerza del proceso. Ventajosamente se suprimen vigilancias tradicionales con una costosa sensórica adicional. Por ejemplo se averigua como índice del proceso de conformación una fuerza de la conformación máxima 11 o un parámetro integrado como la energía de conversión por cada proceso de conformación o por cada pieza de trabajo, para la cual se forma la integral 13 de la evolución de la fuerza del proceso 12 a lo largo de la trayectoria de la carrera x.
Además son concebibles también índices del proceso de conformación que tienen en cuenta la carrera completa y/o el ciclo completo de un proceso de conformación, inclusive los segmentos en los cuales no actúa ninguna fuerza de conformación, por ejemplo una energía total por cada pieza de trabajo.
El parámetro averiguado se compara con un parámetro de referencia. Éste se obtuvo por ejemplo a partir de la conformación de una pieza de referencia o bien lo proporciona un servicio al cliente remoto o un servicio de nube o bien está disponible dentro de la instalación de prensa. Un usuario especifica de manera ventajosa zonas límite de desviaciones admisibles. Si se sobrepasan las mismas, se activa un proceso definido, por ejemplo una indicación de una lámpara en un sistema de control, una alarma o una detención de una mecanización o de una servoprensa.
Los parámetros característicos, así como una historia de índices de un proceso de conformación averiguados, que ventajosamente pueden servir a su vez como valores de referencia, se memorizan por ejemplo dentro del sistema de control. Adicionalmente pueden reunirse estos datos por ejemplo externamente, transmitiéndolos a un servicio de nube. Así resulta ventajosamente un método para vigilar un proceso de conformación. Una huella dactilar característica de un proceso de conformación se determina y en particular se visualiza. Evaluando índices del proceso de conformación averiguados, por ejemplo en base a la calidad de la pieza de trabajo conformada, puede suprimirse la vigilancia en el tiempo cada vez más fina. Mediante el registro de una historia de índices del proceso de conformación y de las correspondientes informaciones de conformación, como por ejemplo el material utilizado o una herramienta utilizada, pueden detectarse ventajosamente correlaciones.
Para poder utilizar el mejor modelo posible de la evolución del par de giro en la servoprensa sin proceso de conformación, se averigua por ejemplo durante la puesta en servicio la influencia de magnitudes como rozamiento o compensación de pesos a diversas velocidades de la prensa. Así se parametriza el modelo y para un posterior proceso de conformación, así como su vigilancia del proceso, se recurre al modelo con los correspondientes parámetros como en la conformación.
Los datos ya existentes en un sistema de control de la servoprensa se procesan y así se llevan a una forma evaluable nuevos parámetros en el proceso de conformación o en la pieza de trabajo. Así se obtienen conocimientos para una posterior optimización de la prensa o del proceso. Además pueden utilizarse los índices del proceso de conformación así procesados para vigilar la prensa o el proceso.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para determinar al menos un índice de un proceso de conformación de una servoprensa, que incluye al menos las siguientes etapas:
- determinación de una evolución del par de giro (10) de un motor de la servoprensa correspondiente a un primer ciclo de la servoprensa, describiendo el primer ciclo un proceso de conformación sin una unidad a mecanizar mediante la servoprensa;
- determinación de una evolución del par de giro (20) del motor de la servoprensa correspondiente a un segundo ciclo de la servoprensa, describiendo el segundo ciclo un proceso de conformación con una unidad a mecanizar mediante la servoprensa;
- averiguación del al menos un índice de un proceso de conformación (11, 12, 13) a partir de una comparación de la evolución del par de giro (10) correspondiente al primer ciclo con la evolución del par de giro (20) correspondiente al segundo ciclo, averiguándose el índice del proceso de conformación (11, 12, 13) a partir de una desviación que existe entre la evolución del par de giro del primer ciclo y la evolución del par del giro del segundo ciclo,
siendo el índice del proceso de conformación (11, 12, 13) una función de la trayectoria o del tiempo o bien averiguándose a partir de una evolución de parámetros del proceso de conformación y
comparándose el índice del proceso de conformación (11, 12, 13) averiguado con al menos un índice de un proceso de conformación de referencia o con una gama de índices de un proceso de conformación de referencia y activándose una indicación óptica cuando la comparación da como resultado una desviación o bien una desviación a partir de un valor de umbral predeterminado.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que se determina la evolución del par de giro (10) correspondiente al primer ciclo mediante una medición en la servoprensa o bien en una servoprensa de la misma estructura o del mismo tipo.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que se determina la evolución del par de giro (10) correspondiente al primer ciclo mediante un cálculo en base a un modelo, en particular a un modelo mecatrónico de la servoprensa.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que se determina la evolución del par de giro (20) correspondiente al segundo ciclo mediante una medición en la servoprensa.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que se averigua como índice de un proceso de conformación (11, 12, 13) una fuerza de conformación a lo largo de una trayectoria o a lo largo de un tiempo.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que se averigua como índice del proceso de conformación (11, 12, 13) una fuerza de conformación máxima.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que se averigua como índice de un proceso de conformación (11, 12, 13) una energía aplicada por cada carrera.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que se averigua como índice de un proceso de conformación (11, 12, 13) una potencia de conformación a lo largo de una trayectoria o a lo largo de un tiempo.
9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que se averigua como índice del proceso de conformación (11, 12, 13) una potencia máxima de conformación por cada carrera.
10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3,
en el que inciden en el modelo mecatrónico una relación cinemática entre martillo y excéntrica y una relación entre par de giro y corriente eléctrica, así como en particular adicionalmente una inercia de excéntrica y/o cadena de accionamiento, una masa de un martillo, una compensación de pesos, un rozamiento que pueda detectarse o un regulador del accionamiento.
11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que se corrige la evolución del par de giro (10) correspondiente al primer ciclo de la servoprensa mediante una función de transmisión de perturbaciones teniendo en cuenta diferencias de regulación del regulador del accionamiento que puedan medirse.
12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que se corrige la evolución del par de giro (20) correspondiente al segundo ciclo de la servoprensa mediante una función de transmisión de perturbaciones teniendo en cuenta diferencias de regulación medibles del regulador del accionamiento.
13. Unidad de análisis para averiguar un índice de un proceso de conformación (11, 12, 13) de una servoprensa, que tiene:
- una primera unidad para determinar una evolución del par de giro (10) de un motor de la servoprensa correspondiente a un primer ciclo de la servoprensa, describiendo el primer ciclo un proceso de conformación sin una unidad a mecanizar mediante la servoprensa;
- una segunda unidad para determinar una evolución del par de giro (20) del motor de la servoprensa correspondiente a un segundo ciclo de la servoprensa, describiendo el segundo ciclo un proceso de conformación con una unidad a mecanizar mediante la servoprensa;
- una tercera unidad para averiguar el al menos un índice del proceso de conformación (11, 12, 13) a partir de una comparación de la evolución del par de giro (10) correspondiente al primer ciclo con la evolución del par de giro (20) correspondiente al segundo ciclo, realizándose la averiguación a partir de una desviación que existe entre la evolución del par de giro del primer ciclo y la evolución del par del giro del segundo ciclo y siendo el índice del proceso de conformación (11, 12, 13) una función de la trayectoria o del tiempo o bien averiguándose a partir de una evolución de parámetros del proceso de conformación, así como para comparar el índice del proceso de conformación (11, 12, 13) averiguado con al menos un índice de un proceso de conformación de referencia o con una gama de índices de un proceso de conformación de referencia y para activar una indicación óptica cuando la comparación da como resultado una desviación o una desviación a partir de un valor de umbral predeterminado.
14. Unidad de análisis de acuerdo con la reivindicación 13,
estando configurada la unidad de análisis integrada en un equipo de control de la servoprensa.
15. Unidad de análisis de acuerdo con la reivindicación 13 ó 14,
configurada además para ejecutar el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 12.
16. Unidad de análisis de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 15,
teniendo la unidad de análisis además una unidad de visualización para mostrar una desviación averiguada del índice del proceso de conformación (11, 12, 13) averiguado respecto a un índice del proceso de conformación de referencia o a una gama de índices del proceso de conformación de referencia.
17. Unidad de análisis de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 16,
con interfaz hacia un aparato de borde (edge device) o un servicio de nube (cloud) para enviar índices de un proceso de conformación (11, 12, 13) averiguados o índices de un proceso de conformación averiguados y los correspondientes índices de servoprensa o de material o de proceso y/o para recibir índices de un proceso de conformación de referencia o bien datos de recomendación de tratamiento evaluados en base a índices de un proceso de conformación averiguados enviados, evaluados por un servicio de nube.
18. Producto de programa informático con un programa informático que tiene medios para ejecutar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, cuando se ejecuta el programa informático sobre un equipo controlado por programa.
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