DE102008047848A1 - Method for controlling main axle which propels thermoformed stamp for thermoforming of plate, involves determining path of thermoforming axle or path of stamping axle corresponding to deformation of drawn component base - Google Patents
Method for controlling main axle which propels thermoformed stamp for thermoforming of plate, involves determining path of thermoforming axle or path of stamping axle corresponding to deformation of drawn component base Download PDFInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21D22/20—Deep-drawing
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Das Tiefziehen stellt eine rationelle Fertigungsmethode zur Herstellung von Hohlkörpern dar. Hierbei wird eine Blechplatine fest eingespannt und durch Erzeugung einer Relativbewegung von Tiefziehstempel und Tiefziehmatrize zu einem Hohlkörper umgeformt. Hohlkörper dieser Art können sein: Bierfass, Gasflasche, Spüle, Gastronormbehälter, Automobilteile u. s. w.The Deep drawing represents a rational production method for the production of hollow bodies In this case, a sheet metal plate is firmly clamped and by generating a relative movement of thermoforming punch and Tiefziehmatrize too a hollow body reshaped. hollow body of this kind can be: beer keg, gas cylinder, sink, Gastronorm container, automotive parts u. s. w.
Nachteilig beim Tiefziehen ist, dass im Bodenbereich des Hohlkörpers keine oder eine sehr geringe Dehnung der Blechdicke vorherrscht. Korrelierend ist die Verfestigung in diesem Bereich sehr gering.adversely when deep drawing is that in the bottom region of the hollow body no or a very small elongation of the sheet thickness prevails. correlating the solidification in this area is very low.
Bekannte Möglichkeiten den Dehnungsverlauf im Bodenbereich zu beeinflussen sind zum Beispiel eine besondere geometrische Gestaltung des Bodens. Des Weiteren kann durch einen gezielten Reibungsparameter der Oberfläche des Stempels zur Blechoberfläche der Blechfluss und damit die Zielgrößen beeinflusst werden.Known options To influence the strain course in the floor area are, for example a special geometric design of the floor. Furthermore can be determined by a specific friction parameter of the surface of the Stamp to the sheet metal surface the sheet metal flow and thus the target variables are influenced.
Weiterhin sind Verfahren bekannt bei denen in mehreren Arbeitsgängen im Folgeverbund der Zielbereich der Bodenfläche zunächst vorgeformt werden.Farther Methods are known in which in several operations in Follow-on composite of the target area of the bottom surface are first preformed.
Es
ist nun ein Verfahren bekannt bei dem durch mehrfaches Wölben (Deformieren)
(
- – die Einsatzplatine verkleinert werden kann
- – die Zargenhöhe gesteigert werden kann oder
- – die Festigkeit im Boden gesteigert werden kann.
- - The insert board can be downsized
- - The frame height can be increased or
- - The strength in the soil can be increased.
Ein
Arbeitszyklus besteht aus Deformieren (
Der
Ziehteilboden (
Nachteilig ist bei diesem Verfahren nun, dass die erforderlichen Steuerprogramme für die Bewegungskinematik sehr aufwändig in einem heuristischen Verfahren ermittelt werden müssen. Dies reduziert den Einsatzbereich des Prozesses, da bei einer Geometrieänderung zunächst ein neues Programm zur Steuerung des Ablaufs programmiert werden muss.adversely is in this process now that the necessary control programs for the Motion kinematics very complex must be determined in a heuristic procedure. This reduces the area of application of the process, as with a geometry change first a new program must be programmed to control the process.
Nachteilig ist zudem, dass die entstehende gemittelte Zargendehnung und hiermit die Zargenverfestigung bisher nicht auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Wird zudem die Tiefziehachse nicht optimal nachgesteuert, so verbleiben entweder Materialanteile ungenutzt oder der Prozess wird insgesamt undurchführbar. Ziel ist es somit einen Programmablauf zu erstellen, mit dem die gewünschten Dehnwerte gesteuert oder geregelt werden können.adversely is also that the resulting average Zargendehnung and hereby the Zargenverfestigung not yet to a desired value can be adjusted. In addition, the deep drawing axis is not optimal readjusted, either material remains unused or the process becomes totally impracticable. The goal is thus one Create a program sequence that controls the desired stretch values or can be regulated.
Bisher
ist noch nicht bekannt wie der Prozess zu steuern ist, so dass eine
gewünschte
Dehnung im Bodenbereich (
Aufgabenstellungtask
Nachfolgendes Verfahren und Programm erlaubt eine einstellbare Dehnung in den beteiligten Blechzonen, was zu einer einstellbaren Verfestigung des Ziehteiles führt. Werden die Dehnwerte am Ziehteil gleich verteilt, so kann das Dehnvermögen insgesamt maximal genutzt werden, sodass eine höhere Ziehtiefe erreicht werden kann.The following Method and program allows adjustable stretching in the involved in an adjustable hardening of the Pulling part leads. If the expansion values are distributed equally on the drawn part, then the total elongation capacity can be be used to the maximum, so that a higher draw depth can be achieved can.
Die Entwicklung besteht nun darin, ein Verfahrensablaufprogramm bereit zu stellen, mit dem die Bewegungskinematik der beteiligten Achsen augrund weniger Parameter bestimmt werden können. Der Bediener gibt lediglich vor, welche Ziehtiefe gewünscht ist und wie die Dehnungsverhältnisse im Ziehteilboden und in der Ziehteilzarge gewünscht sind. Das Programm ermittelt daraufhin die Anzahl der Penetrationen sowie die Eindringtiefe in das Blech. Kommt es aufgrund veränderter Randbedingungen zu Dehnungsveränderungen während des Prozesses so kann die Steuerung den Bewegungsablauf anpassen und die gewünschten Dehnungswerte einregeln.The Development now consists in having a process flow program ready with which the motion kinematics of the involved axes As a result, fewer parameters can be determined. The operator only gives before, which drawing depth desired is and how the strain ratios in the drawing part floor and in the drawing part frame are desired. The program determines then the number of penetrations as well as the penetration depth in the sheet. Is it due to changed Boundary conditions to strain changes while of the process, the controller can adjust the motion sequence and the desired ones Adjust expansion values.
Die Vorgehensweise hierzu gliedert sich in folgende Unterschritte:
- 1. Schritt: Aus der bekannten Hauptform der Geometrie des Ziehteiles wird die Formänderungsfunktion FH (sT). ermittelt. F bedeutet hier die Formänderung und s den Verfahrweg. Diese Funktion zeigt die Geometrie in Abhängigkeit der Ziehtiefe auf. Diese Funktion kann auf folgende Art und Weise ermittelt werden: A: Im Steuerungsprogramm ist die Geometrie analytisch beschrieben. Das Programm ermittelt die Geometrie als Funktion der Ziehtiefe und gibt die Funktion diskret oder als stetige Funktion aus. B: Diese Funktion wird bei der Konstruktion des Bauteiles im CAD ermittelt. Hierzu wird ein adaptives Geometriemodell konstruiert und über die eindringtiefe sT variiert. Die Geometrie wird an verschiedenen Stützstellen aufgezeichnet und die Funktion kann analytisch angenähert bestimmt werden. Hierzu haben sich Polynome 4 Grades bewährt. C: Durch eine Formänderungsanalyse kann die Funktion praktisch ermittelt und durch eine Näherungsfunktion analytisch formuliert werden.
- 2. Schritt: Im weiteren Schritt wird die Funktion der Prägeform FP in Abhängigkeit der Prägetiefe sP ermittelt. Diese lässt sich ebenso wie im ersten Schritt erreichen.
- 3. Schritt Nun kann der absolute Flächenzugewinn/Penetration errechnet werden.
- 4. Schritt Durch einen Flächenvergleich, kann der Nachregelweg der Tiefziehachse ermittelt werden. Dies gelingt mittels eines mathematischen Näherungsverfahren. Hierbei ist das nichtlineare Gleichungssystem so zu lösen, dass die entstehende Gesamtdehnung genau dem Wert entspricht, welcher erforderlich ist um die gewünschte Zargendehnung einzustellen.
- 5. Schritt Die mehrfache Anwendung von Schritt 4 und Schritt 5 führt nun zu den gewünschten Weginformationen für die Arbeitsachsen.
- 1st step: From the known main form of the geometry of the drawn part is the strain function F H (s T ). determined. F here means the change in shape and s the travel path. This function displays the geometry as a function of the drawing depth. This function can be determined in the following way: A: The geometry is described analytically in the control program. The program determines the geometry as a function of the drawing depth and outputs the function discretely or as a continuous function. B: This function is determined during CAD design of the part. For this purpose, an adaptive geometry model is constructed and varied over the penetration depth s T. The geometry is recorded at various nodes and the function can be determined analytically approximated. For this polynomials of 4 degrees have proven. C: Through a shape change analysis, the function can be practically determined and formulated analytically by an approximation function.
- 2nd step: In the next step, the function of the embossing form F P is determined as a function of the embossing depth s P. This can be achieved just as in the first step.
- Step 3 Now the absolute surface gain / penetration can be calculated.
- Step 4 Through a surface comparison, the Nachregelweg the Tiefziehachse can be determined. This succeeds by means of a mathematical approximation method. Here, the nonlinear equation system is to be solved so that the resulting total strain corresponds exactly to the value that is required to set the desired Zargendehnung.
- 5th step The multiple application of step 4 and step 5 now leads to the desired path information for the working axes.
Ausführungsbeispieleembodiments
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.embodiments The invention are illustrated in the drawings and are in Following closer described.
Es zeigtIt shows
Mit εZ = die gemittelte Dehnung in der Zarge und εP_kumm = die gemittelte Dehnung in der Prägezone also dem Ziehteilboden nach n-Penetrationen. Dies stellen die Zielgrößen des Verfahrens dar. Das Ablaufprogramm soll die Bewegungsachsen so steuern, dass das gewünschte Dehnungsverhältnis sich einstellt.With ε Z = the average strain in the frame and ε P_kumm = the average strain in the embossing zone, ie, the drawing part bottom after n-penetration. These are the target variables of the method. The sequence program is intended to control the axes of motion in such a way that the desired expansion ratio is established.
Das
möglichst
anzustrebende Gradientenverhältnis
G sollte 1 sein. Es gibt aber sicher auch Anwendungen bei denen
ein Teilbereich (
In
- A) ein adaptives CAD Modell wird in der Höhe variiert und die jeweilige Flächenänderung wird aus dem CAD heraus ermittelt.
- B) Das gesamte Bauteil wurde mathematisch im euklidischen affinen Raum beschrieben und die Flächen, oder Blechdickenänderung kann analytisch bestimmt worden sein.
- C) Es wird eine praktische Formänderungsanalyse durchgeführt.
- A) An adaptive CAD model is varied in height and the respective area change is determined from the CAD.
- B) The entire component was mathematically described in the Euclidean affine space and the areas, or sheet thickness change can be determined analytically.
- C) A practical strain analysis is performed.
Die
Formänderung,
in unserem Beispiel die Flächenänderung
kann nun in Form von diskreten Werten vorliegen oder wie im Falle
B) als geschlossener analytischer Ausdruck. Hierbei zeigt sich,
dass schon bei einfachen Geometrien der Hauptform (
In
Aus
der maximalen Dehnung der Prägeform (
Beispiel:
Die gewünschte
Zielgröße beträgt 15% Dehnung
im Ziehteilboden. Aus der Formänderungsfunktion
(
Es
lässt sich
nun ein mathematischer Zusammenhang zwischen der Dehnung der Hauptform (
Aus
diesem Zusammenhang lässt
sich die gesuchte Stellgröße sTn für
alle Penetrationen errechnen. Da die Gleichung im Allgemeinen nicht
nach sTn (
Durch
dieses Verfahren erhalten wir die Stellgrößen (
Aus dieser Gleichung kann nun der letzte Wert für HP bestimmt werden und die gesuchten Größen sind ermittelt.Out This equation can now be used to determine the last value for HP and the are sought sizes determined.
Claims (14)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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| DE102008047848A1 true DE102008047848A1 (en) | 2010-04-01 |
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ID=41719692
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-
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- 2008-09-18 DE DE200810047848 patent/DE102008047848A1/en not_active Withdrawn
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