DE102009043729A1

DE102009043729A1 - Method for moving a processing unit of a machine

Info

Publication number: DE102009043729A1
Application number: DE200910043729
Authority: DE
Inventors: Bernard De Muynck
Original assignee: HACO NV
Current assignee: HACO NV
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2011-04-21
Also published as: EP2483065A1; WO2011038921A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewegen einer Bearbeitungseinheit (2) einer Maschine, insbesondere Presse, wobei das Bewegen zumindest einer Annäherungsphase sowie eine sich daran anschließende Bearbeitungsphase umfasst, wobei die Bearbeitungseinheit (2) während der Annäherungsphase an ein zu bearbeitendes Werkstück angenähert oder mit diesem in Kontakt gebracht wird, und wobei die Bearbeitungseinheit (2) während der Bearbeitungsphase Kraft auf das Werkstück ausübt, indem die Bearbeitungseinheit (2) bewegt wird, während sie in ständigem Kontakt mit dem Werkstück steht. Um ein neuartiges Verfahren zum Bewegen einer Bearbeitungseinheit (2) einer Maschine bereitzustellen, mit dem Vorteile von herkömmlichen Maschinen miteinander verbunden werden und das gleichzeitig eine exakt steuerbare, schnelle und anwendungsflexible Bearbeitung eines Werkstücks erlaubt, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass das Bewegen der Bearbeitungseinheit (2) während der Annäherungsphase mittels einer servomechanischen Antriebseinheit und während der Bearbeitungsphase mittels einer hydraulischen Antriebseinheit erfolgt.The invention relates to a method for moving a processing unit (2) of a machine, in particular a press, the movement comprising at least one approach phase and a subsequent processing phase, the processing unit (2) approaching or with a workpiece to be processed during the approach phase is brought into contact, and wherein the machining unit (2) exerts force on the workpiece during the machining phase by moving the machining unit (2) while it is in constant contact with the workpiece. In order to provide a novel method for moving a machining unit (2) of a machine, with which the advantages of conventional machines are combined and at the same time allows precisely controllable, fast and flexible machining of a workpiece, the invention proposes that moving the machining unit (2) takes place during the approach phase by means of a servomechanical drive unit and during the machining phase by means of a hydraulic drive unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewegen einer Bearbeitungseinheit einer Maschine, insbesondere Presse, wobei das Bewegen zumindest eine Annäherungsphase sowie eine sich daran anschließende Bearbeitungsphase umfasst, wobei die Bearbeitungseinheit während der Annäherungsphase an ein zu bearbeitendes Werkstück angenähert oder mit diesem in Kontakt gebracht wird, und wobei die Bearbeitungseinheit während der Bearbeitungsphase Kraft auf das Werkstück ausübt, indem die Bearbeitungseinheit bewegt wird, während die in ständigem Kontakt mit dem Werkstück steht.The invention relates to a method for moving a processing unit of a machine, in particular press, wherein the moving comprises at least one approach phase and an adjoining processing phase, wherein the processing unit is approached or brought into contact with a workpiece to be machined during the approach phase, and wherein the processing unit applies force to the workpiece during the processing phase by moving the processing unit while in constant contact with the workpiece.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bewegen einer Bearbeitungseinheit einer Maschine sowie eine entsprechend ausgestaltete Maschine.Furthermore, the invention relates to a device for moving a processing unit of a machine and a correspondingly configured machine.

Verfahren der oben genannten Art werden üblicherweise bei Maschinen wie beispielsweise Pressen oder dergleichen eingesetzt. Mit ihnen erfolgt eine Bearbeitung eines Werkstücks. Als Bearbeitungseinheit ist beispielsweise eine Ramme vorgesehen, welche während einer Annäherungsphase zunächst an das zu bearbeitende Werkstück angenähert oder mit diesem in Kontakt gebracht wird. Anschließend folgt eine Bearbeitungsphase, während der die Bearbeitungseinheit beziehungsweise Ramme Kraft auf das Werkstück ausübt, um dieses auf eine gewünschte Art und Weise zu bearbeiten. Hierbei steht die Bearbeitungseinheit in ständigem Kontakt mit dem Werkstück, um die zur Bearbeitung des Werkstücks erforderliche Kraftübertragung realisieren zu können.Methods of the above type are commonly used in machines such as presses or the like. They are used to process a workpiece. As a processing unit, for example, a ram is provided, which is initially approximated or brought into contact with the workpiece to be machined during an approach phase. This is followed by a processing phase during which the processing unit or ram exerts force on the workpiece in order to machine it in a desired manner. In this case, the processing unit is in constant contact with the workpiece in order to realize the power transmission necessary for machining the workpiece.

Zur Verdeutlichung der herkömmlichen Verfahren zum Bewegen einer Bearbeitungseinheit einer Maschine werden im Folgenden bekannte Ausgestaltungen von Pressen beschrieben. Dabei wird zwischen hydraulischen, mechanischen und servo-mechanischen Pressen unterschieden.To clarify the conventional method for moving a processing unit of a machine, known configurations of presses will be described below. A distinction is made between hydraulic, mechanical and servo-mechanical presses.

Eine hydraulische Presse ist herkömmlich mit wenigstens einer hydraulischen Antriebeinheit ausgestattet, die einen Hydraulikzylinder und eine diesen antreibende Hydraulikeinheit aufweist. Die Hydraulikeinheit weist für gewöhnlich einen Elektromotor und mehrere steuerbare Ventile auf. Die abtriebseitig mit dem Hydraulikzylinder verbundene Bearbeitungseinheit wird sowohl während der Annäherungsphase, als auch während der Bearbeitungsphase ausschließlich mittels der hydraulischen Antriebeinheit bewegt. Hydraulische Pressen können manuell bedient oder über einen Computer gesteuert werden. Vorteilhaft bei hydraulischen Pressen ist, dass eine exakte Steuerung der Bewegung des Hydraulikzylinders und somit der damit bewegten Bearbeitungseinheit in jeder beliebigen Bewegungsphase erfolgen kann. Des Weiteren können auch große Kräfte bei jeder beliebigen Hydraulikzylinderstellung erzeugt und übertragen werden. Hydraulische Pressen sind daher sehr flexibel einsetzbar und an den jeweiligen Einsatzzweck anpassbar. Nachteilig ist hingegen, dass die Bearbeitungseinheit mittels des Hydraulikzylinders nur relativ langsam bewegt werden kann beziehungsweise dass der Bedarf an einer kostspieligen Hochleistungshydraulikeinheit oder anderen speziellen Einrichtungen besteht, um ausreichende Bewegungsgeschwindigkeiten für die Bearbeitungseinheit zu erhalten.A hydraulic press is conventionally equipped with at least one hydraulic drive unit having a hydraulic cylinder and a hydraulic unit driving it. The hydraulic unit usually has an electric motor and a plurality of controllable valves. The output side connected to the hydraulic cylinder processing unit is moved both during the approach phase, as well as during the processing phase exclusively by means of the hydraulic drive unit. Hydraulic presses can be operated manually or controlled by a computer. An advantage of hydraulic presses is that an exact control of the movement of the hydraulic cylinder and thus the processing unit moved therewith can take place in any phase of movement. Furthermore, even large forces can be generated and transmitted at any hydraulic cylinder position. Hydraulic presses are therefore very flexible and adaptable to the particular application. On the other hand, it is disadvantageous that the processing unit can only be moved relatively slowly by means of the hydraulic cylinder or that there is a need for a costly high-performance hydraulic unit or other special devices in order to obtain sufficient movement speeds for the processing unit.

Eine mechanische Presse weist ein mechanisches Antriebssystem auf, an dem abtriebseitig die Bearbeitungseinheit angeordnet ist und das über ein Schwungrad angetrieben wird. Dieses wird wiederum von einem Elektromotor angetrieben. Mit mechanischen Pressen sind im Gegensatz zu hydraulischen Pressen relativ hohe Bewegungsgeschwindigkeiten für die Bearbeitungseinheit realisierbar. Von Vorteil ist weiter die hohe Starrheit von mechanischen Pressen, so dass auch beim Auftreten von großen Bearbeitungskräften sichergestellt ist, dass eine ideale Bearbeitung eines Werkstücks erfolgen kann. Nachteilig ist hingegen, dass der das Schwungrad und somit auch das mechanische Antriebssystem antreibende Elektromotor ständig eingeschaltet sein muss, was mit einem hohen Energieverbrauch verbunden ist. Zudem ist der Bewegungsablauf der Bearbeitungseinheit durch die jeweilige Ausgestaltung des mechanischen Antriebsystems festgelegt und nicht an anderweitige Einsatzzwecke anpassbar, wodurch eine mechanische Presse nicht flexibel einsetzbar ist. Weiter ist nachteilig, dass eine große Kraft lediglich in den letzten wenigen Millimetern des Hubs der Bearbeitungseinheit aufgebracht werden kann. Die mechanischen Antriebssysteme von mechanischen Pressen sind zudem meist relativ kompliziert und kostenintensiv aufgebaut.A mechanical press has a mechanical drive system, on the output side, the processing unit is arranged and which is driven by a flywheel. This is in turn driven by an electric motor. With mechanical presses, in contrast to hydraulic presses, relatively high speeds of movement can be achieved for the processing unit. Another advantage is the high rigidity of mechanical presses, so that even when large machining forces occur, it is ensured that ideal machining of a workpiece can take place. A disadvantage, however, is that the flywheel and thus also the mechanical drive system driving electric motor must be constantly turned on, which is associated with high energy consumption. In addition, the movement of the processing unit is determined by the particular design of the mechanical drive system and not adaptable to other purposes, whereby a mechanical press is not flexible. Next disadvantage is that a large force can be applied only in the last few millimeters of the stroke of the processing unit. The mechanical drive systems of mechanical presses are also usually relatively complicated and expensive.

Servo-mechanische Pressen haben ebenfalls ein mechanisches Antriebsystem, wie es von den mechanischen Pressen bekannt ist. Dieses wird jedoch nicht mittels eines Schwungrades sondern über einen Servoantrieb angetrieben. Der Servoantrieb ist beispielsweise als „elektrisches Schwungrad”, insbesondere in Form einer großen Batterie aus Kapazitäten gegeben. Mit servo-mechanischen Pressen können somit ebenfalls hohe Bewegungsgeschwindigkeiten für die Bearbeitungseinheit realisiert werden. Durch die Verwendung des Servoantriebs ist der Bewegungsablauf der Bearbeitungseinheit exakt steuerbar, programmierbar und an den jeweiligen Einsatzzweck der Presse anpassbar. Servo-mechanische Pressen weisen zudem einen relativ niedrigeren Energieverbrauch auf, da Energie nur bei Bedarf aus einem Energieversorgungsnetz bezogen wird und überschüssige Energie gespeichert werden kann. Nachteilig ist auch bei ihnen, dass Kraft lediglich in den letzten wenigen Millimetern des Hubs der Bearbeitungseinheit aufgebracht werden kann.Servo-mechanical presses also have a mechanical drive system, as known from mechanical presses. However, this is not driven by a flywheel but via a servo drive. The servo drive is given for example as "electric flywheel", especially in the form of a large battery of capacity. With servo-mechanical presses thus also high speeds of movement for the processing unit can be realized. By using the servo drive, the movement of the processing unit is precisely controlled, programmable and adaptable to the particular application of the press. In addition, servo-mechanical presses have a relatively lower energy consumption since energy can only be obtained from a power supply network when required and excess energy can be stored. A disadvantage is also with them that force can be applied only in the last few millimeters of the stroke of the processing unit.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bewegen einer Bearbeitungseinheit einer Maschine, insbesondere Presse, bereitzustellen, welches die von herkömmlichen Verfahren bekannten Vorteile miteinander verbindet und gleichzeitig eine exakt steuerbare, schnelle und anwendungsflexible Bearbeitung eines Werkstücks erlaubt.Based on this prior art, it is the object of the invention to provide a method for moving a processing unit of a machine, in particular press, which combines the advantages known from conventional methods and at the same time allows a precisely controllable, fast and flexible application of a workpiece.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Bewegen der Bearbeitungseinheit während der Annäherungsphase mittels einer servo-mechanischen Antriebeinheit und während der Bearbeitungsphase mittels einer hydraulischen Antriebeinheit erfolgt.This object is achieved by the method of the type mentioned fact that the movement of the processing unit during the approach phase by means of a servo-mechanical drive unit and during the processing phase by means of a hydraulic drive unit.

Erfindungsgemäß wird somit eine servo-mechanische Antriebeinheit mit einer hydraulischen Antriebeinheit derart kombiniert, dass die Vorteile dieser Antriebsarten erhalten bleiben. Die servo-mechanische Antriebeinheit wird hierbei während der Annäherungsphase und die hydraulische Antriebeinheit während der Bearbeitungsphase eingesetzt. Beide Antriebsarten lassen eine sehr exakte und gleichzeitig anwendungsspezifische Steuerung einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Maschine. Somit lässt sich eine solche Maschine sehr variabel einsetzen. Von Vorteil ist weiter, dass eine große Kraft nicht nur in den letzten wenigen Millimetern der Bewegung der Bearbeitungseinheit aufgebracht werden kann, wie es von den herkömmlichen mechanischen und servo-mechanischen Pressen bekannt ist. Gerade diese Schwäche bekannter Pressen wird dadurch umgangen, dass die Kraftübertragung mittels der hydraulischen Antriebeinheit bewirkt wird. Diese lässt neben einer sehr individuellen Kraftübertragung eine sehr exakte und anwendungsspezifische Steuerung der Bewegungen der Bearbeitungseinheit zu.According to the invention, a servo-mechanical drive unit is thus combined with a hydraulic drive unit such that the advantages of these drive types are maintained. The servo-mechanical drive unit is used during the approach phase and the hydraulic drive unit during the processing phase. Both drive types allow a very exact and at the same time application-specific control of a machine operated according to the method according to the invention. Thus, such a machine can be used very variable. Another advantage is that a large force can be applied not only in the last few millimeters of movement of the processing unit, as it is known from the conventional mechanical and servo-mechanical presses. Just this weakness of known presses is circumvented by the fact that the power transmission is effected by means of the hydraulic drive unit. This allows, in addition to a very individual power transmission, a very exact and application-specific control of the movements of the processing unit.

Vorzugsweise wird der größte Teil der gesamten Bewegung der Bearbeitungseinheit mittels der servo-mechanischen Antriebeinheit während der Annäherungsphase zurückgelegt. Hierdurch ist der auf die Bearbeitungsphase entfallende Bewegungsanteil der gesamten Bewegung relativ klein. Folglich können sowohl der Hydraulikzylinder als auch die damit zusammenwirkende Hydraulikeinheit relativ klein dimensioniert werden, was sich günstig auf den Energieverbrauch einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Maschine auswirkt. Zudem können hierdurch relativ schnelle Bewegungen der Bearbeitungseinheit realisiert werden, was mit der servo-mechanischen Antriebeinheit, wie oben beschrieben, ohnehin möglich ist. Folglich kann die Bearbeitungseinheit über ihren gesamten Hub relativ schnell bewegt werden. Gleichzeitig ist der gewünschte Bewegungsablauf der Bearbeitungseinheit und die dabei bewirkte Kraftübertragung auf ein zu bearbeitendes Werkstück sehr exakt steuerbar und an den jeweiligen Einsatzzweck optimal anpassbar, wie aus einer Zusammenschau der obigen Beschreibungen von hydraulischen und servo-mechanischen Pressen hervorgeht. Eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebene Maschine weist folglich eine sehr hohe Einsatzflexibilität auf.Preferably, most of the total movement of the processing unit is covered by the servo-mechanical drive unit during the approach phase. As a result, the amount of movement attributable to the processing phase of the entire movement is relatively small. Consequently, both the hydraulic cylinder and the cooperating hydraulic unit can be made relatively small, which has a favorable effect on the energy consumption of a machine operated according to the method according to the invention. In addition, this relatively fast movements of the processing unit can be realized, which is anyway possible with the servo-mechanical drive unit, as described above. Consequently, the processing unit can be moved relatively quickly over its entire stroke. At the same time, the desired movement sequence of the machining unit and the resulting force transmission to a workpiece to be machined is very precisely controlled and optimally adapted to the particular application, as is apparent from a comparison of the above descriptions of hydraulic and servo-mechanical presses. A machine operated according to the method of the invention consequently has a very high flexibility of use.

Die servo-mechanische Antriebeinheit kann auf herkömmliche Art und Weise ausgebildet sein. Jedoch kann aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenso eine weniger komplex ausgestaltete servo-mechanische Antriebeinheit eingesetzt werden, indem ein einfacher und kostengünstiger Ausgebildete mechanische Teil und/oder Servoantrieb eingesetzt wird.The servo-mechanical drive unit can be designed in a conventional manner. However, as a result of the method according to the invention, a less complex servo-mechanical drive unit can also be used by using a simple and cost-effective designed mechanical part and / or servo drive.

Von Vorteil ist weiter, dass kein Schwungrad und kein Kupplungs-/Bremssystem wie bei mechanischen Pressen erforderlich sind. Des Weiteren ist der Energiebedarf einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Maschine relativ gering, insbesondere da Energie in das Versorgernetz zurückgespeist werden kann. Auch sind beispielsweise pendelartige Bewegungen der Bearbeitungseinheit möglich.Another advantage is that no flywheel and no clutch / brake system as mechanical presses are required. Furthermore, the energy requirement of a machine operated according to the method according to the invention is relatively low, in particular since energy can be fed back into the utility grid. Also, for example, pendulum-like movements of the processing unit are possible.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können unterschiedlich ausgestaltete Maschinen betrieben werden. Insbesondere können Pressen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden. Im Grunde ist jedoch jede Art einer Maschine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar, bei der eine Annäherungsphase sowie eine sich daran anschließende Bearbeitungsphase gegeben sind. Beispiele für derartige Maschinen sind Stanzpressen, Tiefziehpressen, Schneidpressen, Schmiedepressen, Prägepressen, Transferpressen, Lochpressen, Abkantpressen, Scheren und dergleichen.With the method according to the invention differently configured machines can be operated. In particular, presses can be operated according to the inventive method. In principle, however, any type of machine is operable by the method according to the invention, in which an approach phase and an adjoining processing phase are given. Examples of such machines are stamping presses, deep drawing presses, blanking presses, forging presses, stamping presses, transfer presses, punch presses, press brakes, shears and the like.

Bevorzugt wird die Bearbeitungseinheit zyklisch bewegt, wobei sich an die Bearbeitungsphase eine Rückzugphase anschließt, während der die Bearbeitungseinheit beispielsweise entgegengesetzt zu ihrer Bewegungsrichtung während der Annäherungsphase und der Bearbeitungsphase bewegt wird. Ein Bewegungszyklus endet mit dem Abschluss der Rückzugphase. Anschließend kann ein weiterer Bewegungszyklus erfolgen. Die Bewegungszyklen der Bearbeitungseinheit sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren exakt und individuell steuerbar, um das Verfahren optimal an den jeweiligen Einsatzzweck einer danach betriebenen Maschine anpassen zu können.The processing unit is preferably moved cyclically, with a retraction phase following the processing phase during which the processing unit is moved, for example, counter to its direction of movement during the approach phase and the processing phase. A movement cycle ends with the completion of the withdrawal phase. Subsequently, another cycle of movement can take place. In the method according to the invention, the movement cycles of the processing unit can be controlled exactly and individually in order to be able to optimally adapt the method to the respective intended use of a machine operated thereafter.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Bearbeitungseinheit während der Annäherungsphase über eine Annäherungsstrecke und während der Bearbeitungsphase über eine Bearbeitungsstrecke linear bewegt, wobei die Längen und Endpunkte dieser Strecken individuell einstellbar und aneinander anpassbar sind. Auch diese Ausgestaltung der Erfindung dient der Schaffung einer großen Einsatzflexibilität einer gemäß dem Verfahren betriebenen Maschine. Eine solche lineare Bewegung erfolgt beispielsweise bei Schmiedepressen. Der Übergang zwischen der Annäherungsstrecke und der Bearbeitungsstrecke ist frei und gemäß den jeweiligen Gegebenheiten wählbar, um das Verfahren beziehungsweise eine danach betriebene Maschine optimal an den jeweiligen Einsatzzweck anpassen zu können.According to an advantageous embodiment of the invention, the processing unit during the Approach phase linearly moved over an approach path and during the processing phase over a processing path, the lengths and endpoints of these routes are individually adjustable and can be adapted to each other. This embodiment of the invention serves to provide a great versatility of a machine operated according to the method. Such a linear movement takes place, for example, in forging presses. The transition between the approach route and the processing route is free and selectable in accordance with the particular circumstances in order to be able to optimally adapt the method or a machine operated thereafter to the respective intended use.

Mit der Erfindung wird weiter eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die eine servo-mechanische Antriebeinheit und eine abtriebseitig hieran angeordnete hydraulische Antriebeinheit aufweist, an der abtriebseitig die Bearbeitungseinheit angeordnet ist.With the invention, a device of the aforementioned type is further proposed, which has a servo-mechanical drive unit and a drive side arranged thereon hydraulic drive unit, on the output side, the processing unit is arranged.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorzugsweise das Verfahren nach einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen oder deren beliebiger Kombination realisierbar. Hierbei erfolgt zunächst eine Bewegung der Bearbeitungseinheit mittels der servo-mechanischen Antriebeinheit während der Annäherungsphase, woran sich die Bearbeitungsphase anschließt, in der die Bearbeitungseinheit mittels der hydraulischen Antriebeinheit bewegt wird.With the device according to the invention, the method according to one of the above-described embodiments or their arbitrary combination is preferably feasible. Here, first of all, a movement of the processing unit takes place by means of the servo-mechanical drive unit during the approach phase, followed by the processing phase in which the processing unit is moved by means of the hydraulic drive unit.

Vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung derart eingerichtet, dass die Bearbeitungseinheit mittels der servo-mechanischen Antriebeinheit zunächst bis zu einem vorgebbaren Abstand an ein zu bearbeitendes Werkstück angenähert oder mit diesem in Kontakt gebracht wird, und dass die Bearbeitungseinheit anschließend mittels der hydraulischen Antriebeinheit zur Bearbeitung des Werkstücks bewegt wird, wobei die Bearbeitungseinheit während sie in Kontakt mit dem Werkstück steht Kraft auf dieses ausübt.Advantageously, the device is set up such that the processing unit is initially approximated or brought into contact with a workpiece to be machined by the servo-mechanical drive unit up to a predeterminable distance, and that the processing unit is subsequently moved by means of the hydraulic drive unit for processing the workpiece is moved, wherein the processing unit while it is in contact with the workpiece is force exerted on this.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die servo-mechanische Antriebeinheit wenigstens einen über einen Exzenter angetriebenen Pleuel umfasst, an dem abtriebseitig die hydraulische Antriebeinheit angeordnet ist. Dieses stellt eine einfache und anwendungsspezifische Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Der Exzenter kann als separates Bauelement ausgebildet oder ein Teil einer exzentrischen Welle sein, welche von dem Servoantrieb angetrieben wird.A further advantageous embodiment of the invention provides that the servo-mechanical drive unit comprises at least one connecting rod driven via an eccentric, on the output side of which the hydraulic drive unit is arranged. This represents a simple and application-specific realization of the device according to the invention. The eccentric may be formed as a separate component or be part of an eccentric shaft, which is driven by the servo drive.

Mit der Erfindung wird ferner eine Maschine, insbesondere Presse, der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei der die Bearbeitungseinheit gemäß dem Verfahren nach einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen beziehungsweise deren beliebiger Kombination bewegt wird.The invention further proposes a machine, in particular a press, of the aforementioned type, in which the processing unit is moved according to the method according to one of the previously described embodiments or any combination thereof.

Es wird mit der Erfindung weiter eine Maschine, insbesondere Presse, der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die durch eine Vorrichtung gemäß einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben gekennzeichnet ist. Vorteilhafterweise wird diese Maschine gemäß dem Verfahren nach einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben bewegt.It is further proposed by the invention, a machine, in particular press, of the aforementioned type, which is characterized by a device according to one of the above-described embodiments or any combination thereof. Advantageously, this machine is moved according to the method of any of the above-described embodiments or any combination thereof.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigenFurther advantages and features of the present invention will be explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the figures. Show

1: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Vorrichtung, 1 : a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention,

2: einen beispielhaften sinusförmigen Bewegungspfad einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bewegten Bearbeitungseinheit, 2 : an exemplary sinusoidal movement path of a processing unit moved by means of the method according to the invention,

3 bis 7: alternative beispielhafte Bewegungspfade der Bearbeitungseinheit. 3 to 7 : alternative exemplary motion paths of the processing unit.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 beziehungsweise einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Maschine, welche mit einer entsprechenden Vorrichtung 1 ausgestattet ist. Die Vorrichtung 1 weist eine servo-mechanische Antriebeinheit auf, mit der die Bearbeitungseinheit 2, welche als Rammenplatte ausgebildet ist, während der Annäherungsphase an ein nicht dargestelltes, zu bearbeitendes Werkstück herangeführt oder in Kontakt mit diesem gebracht werden kann. 1 schematically shows an embodiment of the device according to the invention 1 or a section of an embodiment of the machine according to the invention, which with a corresponding device 1 Is provided. The device 1 has a servo-mechanical drive unit with which the processing unit 2 , which is designed as a ram plate, during the approach phase can be brought to an unillustrated, machined workpiece or brought into contact with this.

Die servo-mechanische Antriebeinheit umfasst einen Pleuel 3, welcher über eine exzentrische Welle 4 von einem nicht dargestellten Servoantrieb angetrieben wird. Hierbei kann die Geschwindigkeit sowie die jeweilige Position des Servoantriebs beispielsweise über eine Sensoreinrichtung am Getriebe des Servoantriebs erfasst werden. Auf Basis dieser erfassten Geschwindigkeits- und/oder Positionsdaten kann mittels einer nicht näher dargestellten Steuereinrichtung die Bewegung der servo-mechanischen Antriebeinheit und somit der Bearbeitungseinheit 2 exakt und anwendungsspezifisch gesteuert werden. Um die servo-mechanische Antriebeinheit an den jeweiligen Einsatzzweck der Vorrichtung 1 beziehungsweise einer damit ausgestatteten Maschine anpassen zu können, kann beispielsweise die Länge des Pleuels 3 über einen Stellmechanismus variiert werden.The servo-mechanical drive unit comprises a connecting rod 3 , which has an eccentric shaft 4 is driven by a servo drive, not shown. In this case, the speed and the respective position of the servo drive can be detected, for example via a sensor device on the transmission of the servo drive. On the basis of this detected speed and / or position data, the movement of the servo-mechanical drive unit and thus of the processing unit can be effected by means of a control device not shown in detail 2 be controlled exactly and application-specific. To the servo-mechanical drive unit to the particular application of the device 1 or to adapt to a machine equipped with it, for example, the length of the connecting rod 3 be varied via an adjusting mechanism.

Die exzentrische Welle 4 ist in einer oberen und einer unteren Stellung gezeigt, wobei die obere Stellung der maximalen unteren Annäherungsstellung und die untere Stellung der Welle 4 dem oberen Todpunkt der Bewegung der Bearbeitungseinheit 2 entspricht. Durch den Pfeil 5 ist der maximale Hub der Bearbeitungseinheit 2 während der Annäherungsphase gekennzeichnet. Die maximale untere Annäherungsstellung entspricht derjenigen Stellung der Bearbeitungseinheit 2, in der die Bearbeitungseinheit 2 während der Annäherungsphase auf einen vorgebbaren geeigneten Abstand an ein zu bearbeitendes Werkstück angenähert oder in Kontakt mit diesem gebracht worden ist. In dieser Stellung sollte die servo-mechanische Antriebeinheit eine Blockierstellung eingenommen haben, aus der die Antriebeinheit nicht gedrängt werden kann, wenn mittels der Bearbeitungseinheit 2 in der anschließenden Bearbeitungsphase Kraft auf ein zu bearbeitende Werkstück ausgeübt wird. Ab Erreichen der maximalen unteren Annäherungsstellung beginnt vorzugsweise die Bearbeitungsphase direkt oder nach einer zeitlichen Verzögerung. The eccentric shaft 4 is shown in an upper and a lower position, wherein the upper position of the maximum lower approach position and the lower position of the shaft 4 the upper dead center of the movement of the processing unit 2 equivalent. By the arrow 5 is the maximum stroke of the machining unit 2 marked during the approach phase. The maximum lower approach position corresponds to that position of the processing unit 2 in which the processing unit 2 has been approached or brought into contact with a workpiece to be machined during the approach phase to a predeterminable suitable distance. In this position, the servo-mechanical drive unit should have taken a blocking position, from which the drive unit can not be crowded when using the processing unit 2 In the subsequent processing phase force is exerted on a workpiece to be machined. From reaching the maximum lower approach position, the processing phase preferably begins directly or after a time delay.

Abtriebseitig ist an dem Pleuel 3 gelenkig ein Kolben 6 angeordnet, welcher gleitend in einer Führung 7 geführt ist und somit eine lineare Bewegung ausführen kann. Abtriebseitig an dem Kolben 6 ist wiederum die hydraulische Antriebeinheit angeordnet. Diese weist einen Hydraulikzylinder 8 auf, in dem der untere Abschnitt des Kolbens 6 gleitend geführt ist. Der untere Teil des Kolbens 6 ist über eine Dichtung 9 gegenüber dem Hydraulikzylinder 8 abgedichtet. Der Hydraulikzylinder 8 ist in Richtung des Pfeils 10 relativ zu der Führung 7 bewegbar angeordnet.On the output side is on the connecting rod 3 articulated a piston 6 arranged, which sliding in a guide 7 is guided and thus can perform a linear movement. On the output side on the piston 6 in turn, the hydraulic drive unit is arranged. This has a hydraulic cylinder 8th on, in which the lower section of the piston 6 is guided in a sliding manner. The lower part of the piston 6 is about a seal 9 opposite the hydraulic cylinder 8th sealed. The hydraulic cylinder 8th is in the direction of the arrow 10 relative to the leadership 7 movably arranged.

An dem Hydraulikzylinder 8 ist abtriebseitig eine Halteplatte 11 angeordnet, an der wiederum abtriebseitig die als Rammenplatte ausgebildete Bearbeitungseinheit 2 befestigt ist. Der Pfeil 10 zeigt hierbei den maximalen Hub der Bearbeitungseinheit 2 während der Bearbeitungsphase an, der durch Aktivierung der hydraulischen Antriebeinheit erreicht werden kann. Zur exakten Steuerung der Bewegung der Bearbeitungseinheit 2 während der Bearbeitungsphase wird die jeweilige Position der Ramme über einen Positionssensor 12 erfasst und an die nicht gezeigte Steuereinrichtung weitergegeben. Die Ramme ist dabei in einem Rahmen 13 beweglich geführt, welcher eine ausreichende Starrheit aufweist.On the hydraulic cylinder 8th is a holding plate on the output side 11 arranged on the turn on the output side designed as a ram plate processing unit 2 is attached. The arrow 10 shows the maximum stroke of the processing unit 2 during the processing phase, which can be achieved by activating the hydraulic drive unit. For exact control of the movement of the processing unit 2 during the processing phase, the respective position of the ram via a position sensor 12 detected and passed to the control device, not shown. The ram is in a frame 13 movably guided, which has a sufficient rigidity.

2 zeigt einen sinusartigen Bewegungspfad der Bearbeitungseinheit einer Maschine. Die Annäherungsphase erfolgt von dem oberen Todpunkt OT, also dem Beginn der Annäherungsphase, bis zu einem vorgebbaren maximalen Annäherungspunkt AP, welchem eine Stellung Bearbeitungseinheit entspricht, in der die Bearbeitungseinheit bis zu einem vorgebbaren Abstand an ein zu bearbeitendes Werkstück angenähert ist oder mit diesem in Kontakt steht. Ab dem maximalen Annäherungspunkt AP, welcher dem Ende der mit der servo-mechanischen Antriebeinheit durchgeführten Annäherungsphase entspricht, beginnt die Bearbeitungsphase, während der die Bearbeitungseinheit 2 mittels der hydraulischen Antriebeinheit bis zu einem unteren Todpunkt UT bewegt wird, um eine gewünschte Bearbeitung des zu bearbeitenden Werkstücks herbeizuführen. Nach Erreichen des unteren Todpunktes UT beginnt die Rückzugphase, während der sowohl die servo-mechanische Antriebeinheit als auch die hydraulische Antriebeinheit eine Rückzugbewegung der Bearbeitungseinheit bis zu dem oberen Todpunkt OT bewirken. Der in 1 gezeigte Bewegungsablauf der Bearbeitungseinheit entspricht einem Bewegungszyklus. 2 shows a sinusoidal movement path of the processing unit of a machine. The approach phase takes place from the top dead center OT, that is to say the beginning of the approach phase, to a prescribable maximum approach point AP, which corresponds to a position machining unit in which the machining unit approaches or is in contact with a workpiece to be machined up to a predefinable distance stands. From the maximum approach point AP, which corresponds to the end of the approach phase carried out with the servo-mechanical drive unit, the processing phase begins during which the processing unit 2 is moved by the hydraulic drive unit to a bottom dead center UT, to bring about a desired machining of the workpiece to be machined. After reaching the bottom dead center UT, the retraction phase begins, during which both the servo-mechanical drive unit and the hydraulic drive unit cause a retraction movement of the processing unit up to the top dead center TDC. The in 1 shown movement sequence of the processing unit corresponds to a movement cycle.

3 zeigt einen zu 2 alternativen Bewegungspfad der Bearbeitungseinheit, wobei drei Bewegungszyklen dargestellt sind. Dabei erfolgt zunächst eine relativ schnelle Annäherung der Bearbeitungseinheit an ein zu bearbeitendes Werkstück vom oberen Todpunkt OT bis zum maximalen Annäherungspunkt AP mittels der servo-mechanischen Antriebeinheit. Anschließend erfolgt eine langsamere Bewegung der Bearbeitungseinheit mittels der hydraulischen Antriebeinheit während der Bearbeitungsphase von dem maximalen Annäherungspunkt AP bis zum unteren Todpunkt UT. Zuletzt erfolgt die Rückzugphase. 3 shows you one 2 alternative motion path of the processing unit, where three motion cycles are shown. In this case, a relatively rapid approach of the processing unit to a workpiece to be machined initially takes place from the top dead center OT to the maximum approach point AP by means of the servo-mechanical drive unit. Subsequently, a slower movement of the processing unit by means of the hydraulic drive unit during the processing phase from the maximum approach point AP to the bottom dead center UT. Finally, the withdrawal phase takes place.

4 zeigt einen weiteren alternativen Bewegungspfad der Bearbeitungseinheit, wobei zwei Bewegungszyklen dargestellt sind. Zunächst erfolgt eine relativ schnelle Annäherung der Bearbeitungseinheit an ein zu bearbeitendes Werkstück während der Annäherungsphase von dem oberen Todpunkt OT bis zu dem maximalen Annäherungspunkt AP. Anschließend folgt bis zum Beginn der Bearbeitungsphase eine zeitliche Verzögerung der Bewegung bis zum Punkt X, der anwendungsspezifisch vorgebbar ist. Ab Erreichen des Punktes X erfolgt die Bearbeitungsphase mittels der hydraulischen Antriebeinheit, während der die Bearbeitungseinheit bis zu dem unteren Todpunkt UT bewegt wird, um das Werkstück auf eine gewünschte Art und Weise zu bearbeiten. Ab Erreichen des unteren Todpunktes UT beginnt die Rückzugphase, während der die Bearbeitungseinheit zunächst bis zum Punkt Y schnell mittels der hydraulischen Antriebeinheit und anschließend etwas langsamer mittels der servo-mechanischen Antriebeinheit bis zum oberen Todpunkt OT bewegt wird. 4 shows a further alternative movement path of the processing unit, wherein two movement cycles are shown. First, a relatively fast approach of the processing unit to a workpiece to be machined during the approach phase from the top dead center TDC to the maximum approach point AP. This is followed by a time delay of the movement up to the point X, which can be specified in accordance with the application, until the beginning of the processing phase. When the point X is reached, the machining phase takes place by means of the hydraulic drive unit, during which the machining unit is moved to the lower dead center UT in order to machine the workpiece in a desired manner. From reaching the bottom dead center UT, the retraction phase begins during which the processing unit is first moved to the point Y quickly by means of the hydraulic drive unit and then slightly slower by means of the servo-mechanical drive unit to the top dead center OT.

5 zeigt einen weiteren alternativen Bewegungspfad der Bearbeitungseinheit, wobei drei vollständige Bewegungszyklen dargestellt sind. Derartige Bewegungszyklen können beispielsweise bei einer Tiefziehpresse zum Einsatz kommen. Im Unterschied zu dem in 4 gezeigten Bewegungsablauf erfolgt gemäß 5 keine zeitliche Verzögerung der Bewegung und es findet eine relativ schnelle Bewegung während der Bearbeitungsphase statt. Anschließend erfolgt wieder die Rückzugphase. 5 shows a further alternative movement path of the processing unit, wherein three complete movement cycles are shown. Such movement cycles can be used, for example, in a deep-drawing press. Unlike the in 4 shown movement takes place according to 5 no time delay of the movement and there is a relatively fast movement during the processing phase. Subsequently, the retraction phase takes place again.

6 zeigt einen weiteren alternativen Bewegungspfad der Bearbeitungseinheit, wobei drei Bewegungszyklen dargestellt sind. Auch diese Bewegungsart kommt vorzugsweise bei einer Tiefziehpresse zum Einsatz. Im Unterschied zu dem in 5 gezeigten Bewegungsablauf erfolgt eine zeitliche Verzögerung der Bewegung in dem unteren Todpunkt UT vom Punkt UT1 bis zum Punkt UT2, bevor die Rückzugphase beginnt. 6 shows a further alternative movement path of the processing unit, wherein three movement cycles are shown. This type of movement is preferably used in a deep-drawing press. Unlike the in 5 shown movement takes place a time delay of the movement in the lower dead center UT from the point UT1 to the point UT2 before the retraction phase begins.

7 zeigt einen weiteren alternativen Bewegungspfad der Bearbeitungseinheit, wobei ein vollständiger Bewegungszyklus dargestellt ist. Ein solcher Bewegungszyklus findet beispielsweise Einsatz bei einer Stanzpresse. Ab Erreichen des maximalen Annäherungspunktes AP erfolgt eine Bearbeitungsphase, während der die Bearbeitungseinheit mittels der hydraulischen Antriebeinheit eine pendelnde Bewegung ausführt. Um die Übersichtlichkeit der 7 zu wahren, wird auf eine detailliertere Kennzeichnung des dargestellten Bewegungsablaufs verzichtet. 7 shows a further alternative path of movement of the processing unit, wherein a complete cycle of movement is shown. Such a movement cycle is used, for example, in a stamping press. From reaching the maximum approach point AP is a processing phase, during which the processing unit by means of the hydraulic drive unit executes a pendulum motion. For the clarity of the 7 to preserve, is waived a more detailed identification of the motion sequence shown.

Alle in den 2 bis 7 gezeigten Punkte zwischen unterschiedlichen Bewegungsphasen können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren anwendungsspezifisch vorgegeben werden, so dass eine nach diesem Verfahren betriebene Maschine sehr energieeffizient arbeiten kann und sehr flexibel einsetzbar ist. Gleichzeitig können schnelle Bewegungsabläufe der Bearbeitungseinheit realisiert werden. Zudem sind die Geschwindigkeiten der Bearbeitungseinrichtung vielfältig variierbar und an den jeweiligen Anwendungsfall anpassbar.All in the 2 to 7 points shown between different phases of motion can be specified application specific according to the inventive method, so that a machine operated by this method can operate very energy efficient and is very flexible. At the same time, fast movement sequences of the processing unit can be realized. In addition, the speeds of the processing device can be varied in many ways and adapted to the particular application.

Die anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung und sind nicht beschränkend.The embodiments described with reference to the figures are illustrative and not restrictive.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens können zum Walzen, Tiefziehen, Schneiden, Schmieden, Stanzen und dergleichen eingesetzt werden. Entsprechend bezieht sich die Erfindung auch auf Stanzpressen, Tiefziehpressen, Schneidpressen, Schmiedepressen, Gesenkpressen, Stufenpressen, Lochstanzen, Abkantpressen, hydraulische Scheren und dergleichen, sowie andere Einrichtungen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden.The method according to the invention and the device for carrying out the method can be used for rolling, deep drawing, cutting, forging, punching and the like. Accordingly, the invention also relates to stamping presses, deep drawing presses, cutting presses, forging presses, swaging presses, step presses, hole punches, press brakes, hydraulic shears and the like, as well as other devices which are operated by the method according to the invention.

Claims

Method for moving a processing unit ( 2 ) of a machine, in particular a press, wherein the movement comprises at least one approach phase and an adjoining processing phase, wherein the processing unit ( 2 ) is approached or brought into contact with a workpiece to be machined during the approach phase, and wherein the processing unit ( 2 ) exerts force on the workpiece during the machining phase by the machining unit ( 2 ), while being in constant contact with the workpiece, characterized in that the movement of the processing unit ( 2 ) takes place during the approach phase by means of a servo-mechanical drive unit and during the processing phase by means of a hydraulic drive unit.

A method according to claim 1, characterized in that the major part of the total movement of the processing unit is covered by the servo-mechanical drive unit during the approach phase.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the processing unit ( 2 ) is cyclically moved, wherein the processing phase followed by a retraction phase during which the processing unit ( 2 ) is moved opposite to its direction of movement during the approach phase and the processing phase.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the processing unit ( 2 ) is moved linearly over an approach path during the approach phase and during the processing phase over a processing path, the lengths and end points of these routes being individually adjustable and adaptable to one another.

Contraption ( 1 ) for moving a processing unit ( 2 ) a machine, in particular press, comprising a servo-mechanical drive unit and a drive side arranged thereon hydraulic drive unit, on the output side, the processing unit ( 2 ) is arranged.

Contraption ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the hydraulic drive unit comprises a hydraulic cylinder with which the processing unit ( 2 ) is movable relative to the servo-mechanical drive unit.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 or 6, characterized in that the servo-mechanical drive unit at least one driven via an eccentric connecting rod ( 3 ), on which the output side, the hydraulic drive unit is arranged.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that it is arranged such that the processing unit ( 2 ) by means of Servo-mechanical drive unit is first approximated or brought into contact with a workpiece to be machined up to a predetermined distance, and that the processing unit ( 2 ) is subsequently moved by means of the hydraulic drive unit for machining the workpiece, wherein the processing unit ( 2 ) while it is in contact with the workpiece exerts force on this.

Machine, in particular press, for processing a workpiece, comprising a processing unit ( 2 ), characterized in that the processing unit ( 2 ) is moved according to the method of any one of claims 1 to 4.

Machine, in particular press, for processing a workpiece, comprising a processing unit ( 2 ), characterized by a device according to one of claims 5 to 8.

Machine according to claim 10, characterized in that the processing unit ( 2 ) is moved according to the method of any one of claims 1 to 4.