WO2001094047A1 - Verfahren zum betreiben einer werkstücktransportvorrichtung für eine pressenanlage - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer werkstücktransportvorrichtung für eine pressenanlage Download PDF

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Burkhard Schumann
Kurt Metzger
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Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a workpiece transport device for a press system according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.
  • braking devices used there serve to avoid the risk arising from the positional energy of raised parts of such devices or the energy of the weight compensation due to a possible movement of the parts downwards or upwards at the time when the press system is not working.
  • Such devices also known as holding brakes, have friction linings which are designed in such a way that they can only carry out a limited number of service brakes, ie braking from movement, since they are not designed for this purpose.
  • Can drive stunts such loading for example by clamping ⁇ voltage failure or erroneous switching during the Commissioning may be necessary.
  • mechanical holding devices are also used in a likewise general prior art, which have a positive connection to the respective device part.
  • these are relatively expensive to manufacture, have to be adapted separately for each device and therefore cause relatively high costs.
  • the braking devices normally used, described above, on the other hand, are standard parts, which results in relatively low costs and very low installation costs.
  • a further advantage of the known braking devices is the lower braking torque required, since the drive is usually reduced and the torque is increased after the braking device.
  • the brake device by applying a predetermined torque with the aid of the drive device, it is checked whether the brake device is still functioning, so that it is possible not to start the method for operating the workpiece transport device for the press system when the torque applied by the drive device is the maximum holding torque of the brake device exceeds.
  • the predetermined torque applied by the drive device lies in a range which is slightly lower than the torque to be applied by the brake device, the torque applied by the mass of the workpiece and the workpiece transport device naturally having to be taken into account.
  • Another advantage of the method according to the invention is that no additional hardware is required is required because standard parts can be used. This advantageously does not result in an increase in the moment of inertia.
  • a possibility of carrying out the test procedure of the braking device is when the predetermined torque is applied by the drive device when the press system is switched off. This does not represent any loss of time in the operation of the press system and a safe operation of the braking device is guaranteed each time the press system is switched on again.
  • the predetermined torque can alternatively be applied manually by an operator when the press system is switched on or at any time when the press system is at a standstill.
  • the braking torque of the braking device is too low, appropriate measures for personal safety can be taken, i.e. the workpiece transport device and / or the press system can then be switched off.
  • a device for performing the method according to the invention is specified in claim 9.
  • the single figure shows a schematic representation of a workpiece transport device for a press system with which the method according to the invention can be carried out.
  • a device 1 for transporting workpieces 2 within a press system which is not shown but is known per se, has a belt drive 3 which is driven by a drive device, in the present case by an electric motor 5, via a transmission 4.
  • a drive device in the present case by an electric motor 5, via a transmission 4.
  • the transmission 4 and the electric motor 5, other devices are of course also conceivable, which are used in known workpiece transport devices 1 for press systems.
  • a weight compensation device 6 which is pneumatically operated and known per se, engages the belt drive 3 on.
  • a braking device 8 also acts on an output shaft 7 of the electric motor 5.
  • the braking device 8 engage at any other point within the workpiece transport device 1 at which it is able to prevent unwanted movement of the workpiece 2.
  • the braking device 8 has at least one, in the present case, however, two friction linings 9, but in the present case is designed as a pure holding brake or static brake, ie the friction linings 9 are designed so that they only brake the workpiece 2 in an emergency, that is, braking from the movement of the workpiece 2, can be used and are subject to relatively high wear in such service braking.
  • the holding torque is applied to the braking device 8 by spring force and the braking device 8 can be ventilated electrically or hydraulically.
  • a service brake as a braking device 8 would also be conceivable.
  • An encoder or displacement sensor 10 is connected to the output shaft 7 of the electric motor 5 and transmits the respective position of the output shaft 7 and thus of the workpiece 2 as an electrical pulse to a control device 11.
  • the control device 11 is in turn connected to a current generator or converter 12, which supplies the electric motor 5 with a specific current intensity and thus controls its drive power and thus the distance traveled by the workpiece 2 and its speed.
  • the displacement sensor 10, the control device 11 and the current transmitter 12 are of known construction and mode of operation, which are known to a person skilled in the relevant field, and are therefore not to be explained in more detail below.
  • the braking device 8 Whenever the workpiece transport device 1 comes to a standstill, ie the friction linings 9 engage on the output shaft 7 and prevent movement of the same, and thus movement of the workpiece 2. Since the necessary holding torque from the braking device 8 may not occur if the friction linings 9 wear more can be applied, the function of the braking device 8 is checked by applying a predetermined torque by the electric motor 5. This can be carried out cyclically, for example each time the workpiece transport device 1 or the press system is switched off or on, but of course also manually at any other times at a standstill, for example as part of a service interval, by an operator.
  • the electric motor 5 is thus acted upon by the current transmitter 12 with a specific current I when the braking device 8 is closed, which current I corresponds, for example, to a torque of 80% of the holding torque of the braking device 8.
  • current I corresponds, for example, to a torque of 80% of the holding torque of the braking device 8.
  • the torque applied by the electric motor 5 thus counteracts the weight of the workpiece transport device 1 or the workpiece 2 and lies in a range which is slightly lower than the holding torque which can be applied by the braking device 8.
  • This test procedure ensures at all times during operation of the workpiece transport device 1 that the braking device 8 can apply the necessary holding torque.
  • the torque applied by the drive device 5 exceeds the possible holding torque of the braking device 8
  • the workpiece transport device 1 or the press system is switched off immediately, as described above, and potential accidents by repairing the braking device 8 can be avoided.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung (1) für eine Pressenanlage wird die Vorrichtung mittels wenigstens einer Antriebseinrichtung (5) angetrieben, die durch eine Bremseinrichtung (8) in einer Stillstandsposition gehalten werden kann. Durch Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments durch die Antriebseinrichtung wird die Funktion der Bremseinrichtung geprüft.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .
Gattungsgemäße Verfahren sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Die dort eingesetzten Bremseinrichtungen dienen dazu, zu demjenigen Zeitpunkt, in denen die Pressenanlage nicht arbeitet, die von der Lageenergie von angehobenen Teilen solcher Vorrichtungen oder der Energie des Gewichtsausgleiches durch eine eventuelle Bewegung der Teile nach unten oder oben ausgehende Gefährdung zu vermeiden. Solche auch als Haltebremsen bezeichneten Einrichtungen besitzen Reibbeläge, die so ausgelegt sind, daß sie nur eine begrenzte Anzahl von Betriebsbremsungen, d.h. Bremsungen aus der Bewegung ausführen können, da sie hierfür nicht konstruktiv ausgelegt sind. Solche Be- triebsbremsungen können beispielsweise durch Span¬ nungsausfall oder durch Fehlschaltungen während der Inbetriebnahme notwendig sein.
Mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge der Bremseinrichtungen vermindert sich jedoch das aufbringbare Bremsmoment, wodurch ein sicheres Halten der Vorrichtungsteile nicht mehr gewährleistet ist und die potentielle Energie dieser Teile eine Gefährdung darstellt.
Alternativ hierzu werden bei einem ebenfalls allgemeinen Stand der Technik mechanische Festhaltevorrichtun- gen eingesetzt, die einen Formschluß zu dem jeweiligen Vorrichtungsteil besitzen. Diese sind jedoch relativ aufwendig herzustellen, müssen für jede Vorrichtung separat angepaßt werden und verursachen daher relativ hohe Kosten.
Die normalerweise eingesetzten, oben beschriebenen Bremseinrichtungen sind dagegen Standardteile, wodurch sich relativ geringe Kosten und ein sehr niedriger Montageaufwand ergeben. Ein weiterer Vorteil der bekannten Bremseinrichtungen ist das niedrigere erforderliche Bremsmoment, da meist im Anschluß an die Bremseinrichtung noch eine Untersetzung des Antriebes und somit eine Erhöhung des Drehmoments erfolgt.
Zum allgemeinen Stand der Technik bezüglich Bremseinrichtungen bei Werkstücktransportvorrichtungen für Pressenanlagen sowie bezüglich Verfahren zum Betreiben von Werkstücktransportvorrichtungen für Pressenanlagen wird auf die CH-PS 291 869 und die EP 0 511 028 Bl verwiese .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage zu schaffen, bei welchem in jedem Zustand während des Betriebs der Werkstücktransportvorrichtung sichergestellt ist, daß die Bremseinrichtung das erforderliche Drehmoment aufbringen kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst .
Erfindungsgemäß wird durch Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments mit Hilfe der Antriebseinrichtung geprüft, ob die Bremseinrichtung noch funktioniert, so daß es möglich ist, das Verfahren zum Betreiben der Werkstücktransportvorrichtung für die Pressenanlage nicht zu starten, wenn das von der Antriebseinrichtung aufgebrachte Drehmoment das maximale Haltemoment der Bremseinrichtung überschreitet. Hierdurch ist in jeder Situation eine sichere Funktion der Bremseinrichtung gewährleistet und es können potentielle Unfälle durch Bewegungen der Werkstücktransportvorrichtung bzw. deren Teile verhindert werden. Dies bringt eine enorme Erhöhung der Sicherheit beim Betreiben von Pressenanlagen mit sich und kann sogar Menschenleben retten.
Das vorbestimmte, von der Antriebseinrichtung aufgebrachte Drehmoment liegt dabei in einem Bereich, der geringfügig niedriger ist als das von der Bremseinrichtung aufzubringende Drehmoment, wobei selbstverständlich das durch die Masse des Werkstücks und der Werkstücktransportvorrichtung aufgebrachte Drehmoment berücksichtigt werden müssen.
In weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß kein zusätzlicher Hardwareaufwand erforderlich ist, da Standardteile verwednet werden können. Hierdurch ergibt sich vorteilhafterweise auch keine Erhöhung des Trägheitsmomentes.
Eine in der Praxis besonders sinnvoll einsetzbare Möglichkeit der Durchführung der Prüfprozedur der Bremseinrichtung ist dann gegeben, wenn das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung beim Abschalten der Pressenanlage aufgebracht wird. Dies stellt keinerlei Zeitverlust beim Betrieb der Pressenanlage dar und es ist bei jedem neuerlichen Einschalten der Pressenanlage eine sichere Wirkungsweise der Bremseinrichtung gewährleistet.
Selbstverständlich kann das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung alternativ auch beim Einschalten der Pressenanlage oder zu beliebigen Zeitpunkten beim Stillstand der Pressenanlage manuell durch eine Bedienperson aufgebracht werden.
Bei zu geringem Bremsmoment der Bremseinrichtung können entsprechende Maßnahmen zur Personensicherheit ergriffen werden, d.h. es können dann die Werkstücktransportvorrichtung und/oder die Pressenanlage abgeschaltet werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Anspruch 9 angegeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel . Die einzige Figur zeigt i einer schematischen Darstellung eine Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
Eine Vorrichtung 1 zum Transport von Werkstücken 2 innerhalb einer nicht dargestellten, jedoch an sich bekannten Pressenanlage weist einen Riementrieb 3 auf, der über ein Getriebe 4 von einer Antriebseinrichtung, im vorliegenden Fall von einem Elektromotor 5 angetrieben wird, auf. Statt des Riementriebs 3, des Getriebes 4 sowie des Elektromotors 5 sind selbstverständlich auch andere Einrichtungen denkbar, die bei bekannten Werkstücktransportvorrichtungen 1 für Pressenanlagen Verwendung finden.
Um den Riementrieb 3, das Getriebe 4 sowie den Elektromotor 5 zu entlasten bzw. eine ungewollte Bewegung des Werkstücks 2 nach unten aufgrund der auf dasselbe einwirkenden Schwerkraft zu vermeiden, greift an dem Riementrieb 3 eine im vorliegenden Fall pneumatisch betriebene und an sich bekannte Gewichtsausgleichseinrichtung 6 an. Da die Gewichtsausgleichseinrichtung 6 die Masse des Werkstücks 2 jedoch nicht zu jedem Zeitpunkt sicher in einer beliebigen Stellung halten kann, greift zusätzlich an einer Ausgangswelle 7 des Elektromotors 5 eine Bremseinrichtung 8 an. Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Bremseinrichtung 8 an einem beliebigen anderen Punkt innerhalb der Werkstücktransportvorrichtung 1 angreifen zu lassen, an welcher sie in der Lage ist, eine ungewollte Bewegung des Werkstücks 2 zu verhindern. Die Bremseinrichtung 8 weist wenigstens einen, im vorliegenden Fall jedoch zwei Reibbeläge 9 auf, ist jedoch im vorliegenden Fall als reine Haltebremse bzw. statische Bremse ausgelegt, d.h. die Reibbeläge 9 sind so ausgeführt, daß sie nur im Notfall für eine Betriebsbremsung des Werkstücks 2, d.h. also einer Bremsung aus der Bewegung des Werkstücks 2 heraus, eingesetzt werden können und bei solchen Betriebsbremsungen einem verhältnismäßig hohen Verschleiß ausgesetzt sind. Das Haltemoment wird bei der Bremseinrichtung 8 durch Federkraft aufgebracht und die Bremseinrichtung 8 kann elektrisch oder hydraulisch belüftet werden. Selbstverständlich wäre auch die Verwendung einer Betriebsbremse als Bremseinrichtung 8 denkbar.
An der Ausgangswelle 7 des Elektromotors 5 ist ein Encoder bzw. Weggeber 10 angeschlossen, der die jeweilige Stellung der Ausgangswelle 7 und somit des Werkstücks 2 als elektrischen Impuls an eine Steuereinrichtung 11 weitergibt. Die Steuereinrichtung 11 ist wiederum mit einem Stromgeber bzw. Stromrichter 12 verbunden, der den Elektromotor 5 mit einer bestimmten Stromstärke versorgt und so dessen Antriebsleistung und damit den von dem Werkstück 2 zurückgelegten Weg sowie dessen Geschwindigkeit steuert. Der Weggeber 10, die Steuereinrichtung 11 sowie der Stromgeber 12 sind von an sich bekannter Bau- und Funktionsweise, die einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet bekannt sind, und daher im folgenden nicht näher erläutert werden sollen.
Um eine ungewollte Bewegung des Werkstücks 2 nach unten oder oben zu vermeiden, ist die Bremseinrichtung 8 bei jedem Stillstand der Werkstücktransportvorrichtung 1 im Eingriff, d.h. die Reibbeläge 9 greifen an der Ausgangswelle 7 an und verhindern eine Bewegung derselben und somit eine Bewegung des Werkstücks 2. Da bei einem eventuellen Verschleiß der Reibbeläge 9 das notwendige Haltemoment von der Bremseinrichtung 8 unter Umständen nicht mehr aufgebracht werden kann, wird durch Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments durch den Elektromotor 5 die Funktion der Bremseinrichtung 8 geprüft. Dies kann zyklisch, z.B. bei jedem Abschalten oder Einschalten der Werkstücktransportvorrichtung 1 bzw. der Pressenanlage vorgenommen werden, selbstverständlich jedoch auch zu beliebigen anderen Zeitpunkten im Stillstand, beispielsweise im Rahmen eines Serviceintervalls, manuell durch eine Bedienperson.
Der Elektromotor 5 wird also bei geschlossener Bremseinrichtung 8 von dem Stromgeber 12 mit einem bestimmten Strom I beaufschlagt, der beispielsweise einem Drehmoment von 80% des Haltemoments der Bremseinrichtung 8 entspricht. Daraufhin erfolgt eine Summenbildung der auftretenden Momente, wobei die durch die Gewichtsausgleichseinrichtung 6 aufgebrachte Kraft und das Moment der Bremseinrichtung 8 in eine positive und die Gewichtskra t der Teile der Werkstücktransportvorrichtung 1 in eine negative Richtung wirken. Ist die Haltekraft der Bremseinrichtung 8 größer als die Gewichtskraft, so erfolgt keine Bewegung des Systems. Bei einem Verschleiß der Reibbeläge 9 und einem daraus folgenden Nicht-Vorhandensein des erforderlichen Haltemoments überwiegt das Drehmoment des Elektromotors 5 und es erfolgt ein Durchrutschen der Bremseinrichtung 8. Diese Bewegung kann durch den Weggeber 10 erfaßt werden und bei Überschreiten eines vorgegebenen Dreh- winkeis kann die gesamte Pressenanlage abgeschaltet werden. Des weiteren ist es dann möglich, geeignete Maßnahmen zur Personensicherheit einzuleiten.
Das durch den Elektromotor 5 aufgebrachte Drehmoment wirkt also der Gewichtskraft der Werkstücktransportvorrichtung 1 bzw. des Werkstücks 2 entgegen und liegt in einem Bereich, der geringfügig niedriger ist als das von der Bremseinrichtung 8 aufbringbare Haltemoment. Durch diese Prüfprozedur wird zu jedem Zeitpunkt des Betriebs der Werkstücktransportvorrichtung 1 sichergestellt, daß die Bremseinrichtung 8 das notwendige Haltemoment aufbringen kann. In demjenigen Fall, in dem das von der Antriebseinrichtung 5 aufgebrachte Drehmoment das mögliche Haltemoment der Bremseinrichtung 8 überschreitet, wird, wie oben beschrieben, die Werkstücktransportvorrichtung 1 bzw. die Pressenanlage sofort abgeschaltet und es können potentielle Unfälle durch ein Instandsetzen der Bremseinrichtung 8 vermieden werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Betreiben einer Werkstücktransportvorrichtung für eine Pressenanlage, wobei die Vorrichtung mittels wenigstens einer Antriebseinrichtung angetrieben wird, die durch eine Bremseinrichtung in einer Stillstandsposition gehalten werden kann, d a du r c h g e k e nn z e i c hn e t , daß durch Aufbringen eines vorbestimmten Drehmoments durch die Antriebseinrichtung (5) die Funktion der Bremseinrichtung (8) geprüft wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e nn z e i c hn e t , daß das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung (5) beim Abschalten der Werkstücktransportvorrichtung (1) oder der Pressenanlage aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung (5) beim Einschalten der Werkstücktransportvorrichtung (1) oder der Pressenanlage aufge- bracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß das vorbestimmte Drehmoment durch die Antriebseinrichtung (5) zu beliebigen Zeitpunkten während des Stillstandes der Pressenanlage manuell durch eine Bedienperson aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei einer Bewegung der Antriebseinrichtung (5) während des Prüfvorgangs die Werkstücktransportvorrichtung (1) und/oder die Pressenanlage abgeschaltet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das durch die Antriebseinrichtung (5) aufgebrachte Drehmoment entgegen der Gewichtskraft der Werkstücktransportvorrichtung (1) wirkt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das durch die Antriebseinrichtung (5) aufgebrachte Drehmoment in die Richtung der Gewichtskraft der Werkstücktransportvorrichtung (1) wirkt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a du r c h g e k en n z e i c hn e t , daß durch die Bremseinrichtung (8) eine Ausgangswelle
(7) der Antriebseinrichtung (5) gebremst wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer Werkstücktransportvorrichtung (1), einer für den Antrieb der Werkstücktransportvorrichtung (1) vorgesehenen Antriebseinrichtung (5) und einer an der Antriebseinrichtung (5) angreifenden Bremseinrichtung (5) .
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Steuerung der Bewegung der Antriebseinrichtung (5) ein Weggeber (10), eine Steuereinrichtung (11) und ein Stromgeber (12) vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebseinrichtung als Elektromotor (5) ausgebildet ist.
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