DE19910802A1

DE19910802A1 - System zur Überwachung der dynamischen Biegeaktivitäten an der Werkzeugausrichtung/Schließhöhe innerhalb einer Preßmaschine

Info

Publication number: DE19910802A1
Application number: DE19910802A
Authority: DE
Inventors: Daniel Anthony Schoch
Original assignee: MINSTER MACHINE CO; Minster Machine Co
Current assignee: MINSTER MACHINE CO; Nidec Minster Corp
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 1999-09-30
Also published as: GB2335740B; GB2335740A; JPH11320198A; US6114965A; CA2260595A1; GB9905534D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dynamischen Echtzeit-Überwachung des Betriebs einer Preßmaschine und der Werkzeugausrichtung während konkreter Herstellungsoperationen, um die wirkliche Wechselwirkung zwischen an mehreren Orten innerhalb der Preßmaschinengeometrie auftretender konkreter Schwingungsaktivität auszuwerten. Eine Konfiguration von Beschleunigungsmessern wird verwendet, um Meßdaten, die für die Beschleunigung der Preßmaschine bezeichnend sind, und für die Werkzeugausrichtung an einer Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine, aufzunehmen. Eine Integrationsvorrichtung wandelt die Beschleunigungsdaten in Verschiebungsdaten um, welche die Verschiebungsaktivität der Preßmaschine an den bezeichneten Stellen an der Maschine darstellen. Das Filtern der Verschiebungsdaten liefert Biegemessungen, welche die Schwingungsaktivität darstellen, die an der relevanten Stelle an der Maschine oder der Werkzeugausstattung auftritt. Messungen der relativen Pressen-Bewegungsaktivität zwischen ausgewählten Stellen an der Maschine liefern einen Hinweis auf den Einfluß, den die an jeweiligen Stellen an der Preßmaschine auftretende Biegeaktivität aufeinander hat.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Meßsysteme für die Verwendung in Preßmaschinen, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung für das dynamische Überwachen des Betriebs einer Preßmaschine während Herstellungszyklen eines Werkstücks, um die dynamische Biegeaktivität der Presse und der Werkzeugausrüstung zu ermitteln.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Eine Preßmaschine bringt eine Kraft auf ein Werkstück auf, so daß das Material eine gewünschte Formgebung annimmt, indem die Gesenkanordnung als Reaktion auf die aufgebrachte Kraft mit dem Material in Kontakt gebracht wird. Verschiede Pressentypen führen Herstellungsprozesse aus, wie etwa Formen, Stanzen, Formschließen, Verdichtung, Biegen, Ziehen oder Spritzgießen. Systeme für die Überwachung des Betriebs der Presse spielen eine kritische Rolle bei Anwendungen in der Produktion, indem sie bestimmte Leistungsparameter, welche die Stabilität und die Optimierung des Betriebs zeigen, messen.

Herkömmliche Anordnungen wenden eine Reihe von Sensoren an, die an der Preßmaschine an bestimmten Stellen befestigt sind, um die Belastung zu messen, die sich innerhalb der Hauptkomponenten der Preßmaschine entwickelt. Die Belastungsmessungen werden gegenüber bestimmten Schwellenwerten beurteilt, um zu bestimmen, ob die momentanen Belastungszustände die Tragfähigkeitskapazität überschreiten. Ein anderer Ansatz erkennt, daß die in der Preßmaschine entwickelten Belastungen zu Veränderungen in der baulichen Einheit der Pressenkomponenten wie etwa der Maschinenständerelemente führen können. Eine Reihe von Spannungs- Dehnungs-Meßinstrumenten, die an ausgewählten Bereichen der Preßmaschine befestigt sind, liefern Messungen, welche die in diesen Bereichen vorkommenden Belastungswerte angeben.

Ein Aspekt des Betriebs der Presse, der eine besondere Beachtung rechtfertigt, umfaßt die genaue Messung und Identifizierung der im Pressenaufbau entwickelten Schwingungsaktivität. Die US-PS 5,094,107 beschreibt eine Vielfalt von dynamischen Einflüssen, die zur Erzeugung und Stärke von Pressenschwingungen beitragen. Besonders bemerkenswert ist die Tatsache, daß Schwingungsaktivität die Erzeugungsaktivität an benachbarten Gesenkaufnahmen dadurch beeinflussen kann, daß sie durch den Pressenaufbau hindurch auf eine Weise übertragen wird, die der charakteristischen Ausbreitung einer Stoßwelle von ihrem Epizentrum aus nicht unähnlich ist. Es ist deshalb kritisch, ein Überwachungssystem zu schaffen, das die Schwingungsaktivität genau messen kann.

Die zusammen mit diesen herkömmlichen Überwachungssystemen verwendete Testvorrichtung für normale Belastung hat typischerweise die Form statischer Pressenbelastung und dynamischer Pressenbelastung aufgenommen. Jedoch dient kein Aufbau der Demonstration dafür, wie die Preßmaschine und die Werkzeugausstattung unter konkreten Belastungsbedingungen funktionieren. Diese Belastungskalibrierungs- Mechanismen funktionieren im Prinzip als Modelle, anhand derer Voraussagen der konkreten Funktionsdaten auf der Grundlage von aus Ergebnissen der Kalibrierung entwickelten Simulationen vorgenommen werden. Eine statische Pressenbelastung umfaßt, daß der Pressenaufbau unter statischen Bedingungen (d. h. ohne Bewegung) ein oder zwei Belastungen durch Hydraulikzylinder ausgesetzt wird, um normale Biegewerte zu erhalten, die nur zum Durchführen eines allgemeinen statischen Vergleichs einer Presse gegenüber einer anderen anwendbar sind. Eine dynamische Pressenbelastung über eine Kraftmeßdose unterscheidet sich gegenüber einer statischen Testvorrichtung, weil dieses Verfahren Meßdaten auf einer dynamischen Grundlage liefert jedoch stellt der Belastungsmechanismus immer noch nur eine Simulation der konkreten Belastungsbedingungen dar. Kraftmeßdosen werden normalerweise in der Preßmaschine installiert, um das Ansprechvermögen der Presse auf bestimmte bekannte Testbelastungen zu messen, die nur eine Simulation der Belastungszustände darstellen, die konkret in dem Fall auftreten, in dem Anfertigungstyp-Preßstempelaufbauten in einem konkreten Teilprozeß verwendet werden. Das Betreiben der Preßmaschine mit der positionierten Kraftmeßdose erlaubt es, daß Daten kontinuierlich aufgenommen werden, anhand derer ein Simulationsmodell konstruiert werden und dazu verwendet werden kann, die dynamische Durchführung unter Gesenk-Belastungszuständen vorauszusagen. Diese herkömmlichen Systeme zeugen jedoch nicht von einem Vermögen, Meßdaten auf einer kontinuierlichen Grundlage zu liefern, die im Zusammenhang mit der konkreten Schwingungsbewegung stehen, die innerhalb der Preßmaschine während eines konkreten Herstellungsprozesses auftritt, wenn die Gesenkaufnahmen verwendet werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung die vorstehend genannten Nachteile und Probleme zu überwinden. Diese Aufgabe wird durch das Überwachungssystem gemäß der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des Überwachungssystems.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung umfaßt gemäß einem Grundgedanken ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dynamischen Echtzeit-Überwachung des Betriebs einer Preßmaschine während konkreter Produktionsausrichtung mit konkreter Werkzeugausrüstung, um die wirkliche Wechselwirkung zwischen konkreter Schwingungsaktivität, die an mehreren Stellen innerhalb der Preßmaschinengeometrie auftritt, zu beurteilen. Eine Konfiguration von Beschleunigungsmessern wird verwendet, um Meßdaten aufzunehmen, welche die Beschleunigung der Preßmaschine an einer Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine angeben. Bevorzugte Stellen im Pressenaufbau entsprechen den Gesenkaufnahmen und speziell Positionen innerhalb des Stößelelements und des Pressentischelements in einem definierten "Schließhöhen"-Bereich. Eine Integriervorrichtung wandelt die Beschleunigungsdaten in Verschiebungsdaten um, welche die Verschiebungsaktivität der Preßmaschine an jeder der bezeichneten Stellen an der Maschine darstellen. Das Filtern der Verschiebungsdaten liefert Biegemessungen, welche die Schwingungsaktivität (d. h. Durchbiegungen) darstellen, die an den relevanten Stellen an der Maschine auftreten. Messungen der relativen Pressen-Bewegungsaktivität zwischen ausgewählten Stellen der Maschine und der Werkzeugausstattung liefern eine dynamische Angabe des wechselseitigen Einflusses, den die an jeweiligen Stellen an der Preßmaschine auftretende Biegeaktivität aufeinander hat. Das System kann eine separate Einheit oder an einer Konsole montierte Einheit sein, die betriebsbereit an einer Preßmaschine befestigt ist.

Die Erfindung weist gemäß einem weiteren Grundgedanken ein System zur Überwachung des Betriebs einer Preßmaschine auf. Das System umfaßt eine Meßeinrichtung zum Liefern einer Messung der an einer Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine oder der Werkzeugausstattung auftretenden Pressen- Bewegungsaktivität, und eine Analyseeinrichtung zum Analysieren der relativen Bewegungsaktivitäten der Preßmaschine zwischen irgendwelchen der mehreren Stellen an der Preßmaschine, basierend auf den von der Meßeinrichtung gelieferten Messungen der Pressen-Bewegungsaktivität. Die an jeder der Stellen an der Preßmaschine gemessenen Pressen- Bewegungsaktivität umfaßt eine Darstellung der dort auftretenden Schwingungsbewegung. Der Betrieb der Preßmaschine umfaßt vorzugsweise die Produktionsaktivität für die Bearbeitung eines Werkstücks. Das Überwachen des Betriebs der Preßmaschine wird in einer bevorzugten Ausführungsform dynamisch durchgeführt.

Die Meßeinrichtung umfaßt gemäß einem Grundgedanken eine Mehrzahl von Beschleunigungsmessern, die an den Stellen an der Preßmaschine angeordnet sind und jeweilige Beschleunigungsmeßsignale erzeugen. Die Analyseeinrichtung umfaßt weiterhin gemäß einem Grundgedanken eine Bewegungsdaten-Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln der durch die Mehrzahl der Beschleunigungsmesser erzeugten Beschleunigungsmeßsignale in eine Reihe von jeweiligen Verschiebungsmeßsignalen, die für die Verschiebung der Preßmaschine an den Stellen an der Preßmaschine bezeichnend sind. Jedes der Verschiebungsmeßsignale ist bezeichnend für die Verschiebungsaktivität der Preßmaschine an einer jeweiligen Stelle an der Preßmaschine relativ zur Verschiebungsaktivität an einer Referenzposition. Die Referenzposition ist vorzugsweise der gemeinsame untere Totpunkt-Bereich der Preßmaschine. Die Bewegungsdaten-Umwandlungseinrichtung umfaßt gemäß einer Ausführungsform eine Integriervorrichtung.

Das Überwachungssystem umfaßt weiterhin eine Signalumwandlungseinrichtung zur Umwandlung von Beschleunigungsmeßsignalen, die in einem analogen Format in ein dafür bezeichnend es digitales Format überführt werden. Die Signalumwandlungseinrichtung umfaßt gemäß einer Ausführungsform einen Analog-Digital-Wandler.

Die Analyseeinrichtung umfaßt weiterhin gemäß einem Grundgedanken eine Filtereinrichtung zum Filtern jedes Signals der Reihe von Verschiebungsmeßsignalen, um aus diesen im wesentlichen einen jeweiligen Signalbestandteil zu entfernen, der für die relative Translationsbewegung der Preßmaschine an der speziellen gemessenen Stelle bezeichnend ist. Die Analyseeinrichtung umfaßt weiterhin gemäß noch einem weiteren Grundgedanken eine Vergleichseinrichtung zur Entwicklung von Beziehungen betreffend der Verschiebungsaktivität der Preßmaschine in Verbindung mit irgendeiner der Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine oder der Werkzeugausstattung, und welche die Wechselwirkung zwischen diesen beschreibt. Die Vergleichseinrichtung umfaßt gemäß einem Grundgedanken einen Komparator, um einen differentiellen Vergleich zwischen der jeweiligen Verschiebungsaktivität der Preßmaschine an zwei der Stellen an der Preßmaschine zu liefern. Die Stellen der Preßmaschine umfassen vorzugsweise Positionen, die einer Mehrzahl von Gesenkaufnahmen zugeordnet sind, wobei die den Gesenkaufnahmen zugeordneten Positionen Stellen für ein Stößelelement und ein diesem zugeordnetes Pressentischelement umfassen. Der differentielle Vergleich, der von dem Komparator geliefert wird, umfaßt gemäß einem Grundgedanken mindestens eine relative Messung betreffend die jeweilige Verschiebungsaktivität von zwei Stellen am Pressentisch entsprechend jeweiliger Gesenkaufnahmen und eine relative Messung betreffend die jeweilige Verschiebungsaktivität der Stelle am Stößelelement und einer Stelle am Pressentisch entsprechend derselben Gesenkaufnahme.

Die durch die Vergleichseinrichtung entwickelten Beziehungen beschreiben gemäß einem Grundgedanken den wechselseitigen Einfluß der Verschiebungsaktivität, die an einer der mehreren Gesenkaufnahmen wegen der Möglichkeit eines Kreuzeffekts, der die Verschiebungsaktivität kennzeichnet, auftritt. Die Verschiebungsaktivität, die jeder der Gesenkaufnahmen zugeordnet ist, umfaßt eine Darstellung der Schwingungsbewegung, die an einer entsprechenden Gesenkaufnahme auftritt.

Die Erfindung umfaßt gemäß einem weiteren Grundgedanken ein System zur Überwachung eines Betriebs einer Presse zur Verwendung mit einer Mehrzahl von Gesenkaufnahmen, die von einer Preßmaschine betrieben werden, einschließlich eines Pressenstößelelements und eines Pressentischelements. Das System umfaßt eine Pressenstößel-Meßeinrichtung zum Liefern der Verschiebung des Pressenstößelelements an einer jeweiligen Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine, um eine Mehrzahl von dafür bezeichnenden Messungen der Verschiebung des Pressenstößelelements zu erzeugen, und eine Pressentisch-Meßeinrichtung zum Liefern der Verschiebung des Pressentischelements an einer jeweiligen Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine, um eine Mehrzahl von dafür bezeichnenden Messungen der Verschiebung des Pressentischelements zu erzeugen. Eine Prozessoreinrichtung ist vorgesehen, um Beziehungen herzuleiten, welche die relative Bewegungsaktivität der Preßmaschine zwischen irgendwelchen der Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine auf der Grundlage der Verschiebungsmessungen des Pressenstößelelements und der Verschiebungsmessungen des Pressentischelements zu gewinnen. Die Stellen der Preßmaschine umfassen vorzugsweise Positionen, die der Mehrzahl von Gesenkaufnahmen zugeordnet sind.

Das Überwachungssystem ist gemäß einem Grundgedanken dadurch gekennzeichnet, daß einige der mehreren Messungen der Verschiebung des Pressenstößelelements registriert werden und/oder mit einigen der mehreren Messungen der Verschiebung des Pressentischelements für die Auswertung der relativen Bewegungsaktivität zwischen der Stelle am Pressenstößelelement und an der dementsprechenden Stelle am Pressentischelement durch die Prozessoreinrichtung zeitlich angepaßt werden, wobei jede Pressenstößel-Pressentisch-Registrierung einer jeweiligen der Gesenkaufnahmen zugeordnet ist.

Sowohl die Meßeinrichtung für das Pressenstößelelement als auch die Meßeinrichtung für das Pressentischelement umfaßt gemäß einem Grundgedanken eine Mehrzahl von Beschleunigungsmessern, die an der jeweiligen Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine angeordnet sind und jeweilige Beschleunigungsmeßsignale erzeugen, die für eine dort auftretende Beschleunigungsaktivität der Preßmaschine bezeichnend sind, und eine Integriereinrichtung zum Integrieren der Beschleunigungsmeßsignale, die von den Beschleunigungsmessern erzeugt werden, um eine jeweilige Mehrzahl von Integrationssignalen zu liefern, die jeweils für die Verschiebungsaktivität entsprechend der jeweiligen Beschleunigungsaktivität bezeichnend sind. Jede der Messungen der Verschiebung des Pressenstößelelements, die durch die Meßeinrichtung für das Pressenstößelelement geliefert werden, und jede der Messungen der Verschiebung des Pressentischelements, die durch die Meßeinrichtung für das Pressentischelement geliefert werden, umfassen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine jeweilige Darstellung der Biegeaktivität, die an der jeweiligen dazu entsprechenden Stelle an der Preßmaschine auftritt.

Die Prozessoreinrichtung umfaßt gemäß einem Grundgedanken eine Analyseeinrichtung zum Liefern einer Messung der Wechselwirkung zwischen der Pressen-Bewegungsaktivität, die an irgendwelchen der Mehrzahl der Stellen an der Preßmaschine auftritt, wobei die Wechselwirkung zumindest teilweise der Durchlässigkeit der jeweiligen dort auftretenden Biegeaktivität zuzuschreiben ist.

Die Analyseeinrichtung umfaßt gemäß einem Grundgedanken eine Einrichtung für relative Messung zur selektiven Lieferung relativer Messungen, die zumindest entweder eine Differenzmessung zwischen Verschiebungen des Pressenstößelelements an jeweiligen Stellen an der Preßmaschine, oder eine Differenzmessung zwischen Verschiebungen des Pressentischelements an jeweiligen Stellen an der Preßmaschine, oder eine Differenzmessung zwischen einer Verschiebung des Pressenstößelelements und einer Verschiebung des Pressentischelements an derselben Stelle der Preßmaschine umfaßt. Die Einrichtung für relative Messungen umfaßt gemäß einer Ausführungsform einen Komparator.

Das Überwachungssystem weist weiterhin gemäß einem weiteren Grundgedanken eine Filtereinrichtung zur Filterung jeder der Messungen der Verschiebung des Pressenstößelelements auf, die durch die Meßeinrichtung für den Pressenstößel erzeugt wird, um eine jeweilige Signalkomponente davon zu entfernen, die für die Translationsbewegung der Preßmaschine bezeichnend ist. Die Signalkomponente, die für die Translationsbewegung der Preßmaschine bezeichnend ist, belegt ein unteres Frequenzspektrum relativ zur Schwingungsaktivität, die in der jeweiligen Messung der Verschiebung des Pressenstößelelements durch eine hochfrequente Spektralkomponente dargestellt wird.

Die Erfindung weist gemäß noch einem weiteren Grundgedanken ein System zur Überwachung des Betriebs einer Preßmaschine auf, das eine Meßeinrichtung zur Lieferung einer Messung der Pressen-Bewegungsaktivität umfaßt, die an einer Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine auftritt, und eine Analyseeinrichtung zur Analyse der Wechselwirkung zwischen jeweiligen Pressen-Bewegungsaktivitäten, die an irgendeiner der Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine auftreten, basierend auf den Messungen der Pressen- Bewegungsaktivität, die durch die Meßeinrichtung geliefert werden.

Die Analyseeinrichtung weist weiterhin gemäß einem Grundgedanken eine Vergleichseinrichtung auf, die auf die Messungen der Pressen- Bewegungsaktivität anspricht, die von der Meßeinrichtung geliefert werden, zur Entwicklung von Vergleichsbeziehungen, welche die Bewegungsaktivität der Preßmaschine umfassen, die jeder der Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine zugeordnet ist und welche die Wechselbeziehung zwischen diesen beschreibt.

Die Meßeinrichtung umfaßt gemäß einem Grundgedanken eine Mehrzahl von Beschleunigungsmessern, die an den Stellen der Preßmaschine angeordnet sind und jeweilige Beschleunigungsmeßsignale erzeugen, die für die dort auftretende Beschleunigungsaktivität der Preßmaschine bezeichnend sind, und eine Integriereinrichtung zum Integrieren der Beschleunigungsmeßsignale, die von den Beschleunigungsmessern erzeugt werden, um eine jeweilige Mehrzahl von Integrationssignalen zu liefern, die jeweils für die Verschiebungsaktivität bezeichnend ist, die der jeweiligen Beschleunigungsaktivität entspricht. Die Pressen-Bewegungsaktivität, die an jeder der mehreren Stellen der Preßmaschine gemessen wird, umfaßt vorzugsweise eine Darstellung der dort auftretenden Schwingungsbewegung.

Der Betrieb der Preßmaschine umfaßt vorzugsweise die Produktionsaktivität für die Bearbeitung eines Werkstückes. Das System ist gemäß einem Grundgedanken dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachen des Betriebs der Preßmaschine dynamisch durchgeführt wird. Das System umfaßt weiterhin gemäß einem anderen Grundgedanken eine Filtereinrichtung zum Filtern eines jeden der Integrationssignale, die von der Integriereinrichtung geliefert werden, um im wesentlichen eine jeweilige für die Translationsbewegung der Preßmaschine bezeichnende Signalkomponente aus diesen zu entfernen.

Die Erfindung weist gemäß noch einem weiteren Grundgedanken ein System zur Überwachung des Betriebs einer Preßmaschine auf, das eine Meßeinrichtung zur Bestimmung der Beschleunigung der Preßmaschine an einer Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine umfaßt, und eine Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln der durch die Meßeinrichtung bestimmten Beschleunigung in eine Verschiebungsmessung, die für diese bezeichnend ist und für die Bewegungsaktivität der Preßmaschine bezeichnend ist, die an der jeweiligen Stelle an der Preßmaschine auftritt, welche dieser entspricht. Eine Auswerteeinrichtung ist weiterhin für die Auswertung der Wechselbeziehung der Bewegungsaktivität der Preßmaschine zwischen irgendwelchen der Mehrzahl der Stellen an der Preßmaschine vorgesehen, basierend auf den Verschiebungsmessungen, die durch die Umwandlungseinrichtung geliefert werden.

Die Meßeinrichtung umfaßt weiterhin gemäß einem Grundgedanken eine Mehrzahl von Beschleunigungsmessern. Die Umwandlungseinrichtung umfaßt in einer Ausführungsform eine Integriereinrichtung. Die Auswerteeinrichtung umfaßt weiterhin gemäß einer Ausführungsform eine Vergleichseinrichtung zum Entwickeln von Differentialbeziehungen betreffend die Verschiebungsmessungen, die irgendeiner der Mehrzahl der Stellen an der Preßmaschine zugeordnet sind und welche eine Wechselwirkung zwischen diesen beschreiben, die zumindest teilweise der Durchlässigkeit der jeweiligen dort auftretenden Biegeaktivität zuzuschreiben ist. Die jeweilige Bewegungsaktivität der Preßmaschine, die an jeder der Stellen an der Preßmaschine auftritt, umfaßt eine Darstellung der dort auftretenden Biegeaktivität. Der Betrieb der Preßmaschine umfaßt vorzugsweise die Produktionsaktivität für das Bearbeiten eines Werkstücks. Das Überwachungssystem umfaßt weiterhin gemäß einem Grundgedanken eine Filtereinrichtung zum Filtern einer jeden der Verschiebungsmessungen, die von der Umwandlungseinrichtung geliefert werden, um im wesentlichen eine jeweilige für die Transversalbewegung der Preßmaschine an jeder Stelle bezeichnende Signalkomponente aus diesen zu entfernen.

Die Erfindung umfaßt gemäß noch einem weiteren Grundgedanken ein System zum Überwachen des Betriebs einer Preßmaschine, umfassend eine Mehrzahl von Beschleunigungsmessern, die jeweils an einer jeweiligen einer Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine angeordnet sind und ein jeweiliges Beschleunigungsmeßsignal erzeugen, das für die dort auftretende Beschleunigungsaktivität der Preßmaschine bezeichnend ist, und eine Integriereinrichtung zum Integrieren der Beschleunigungsmeßsignale, die von den Beschleunigungsmessern erzeugt werden, um eine jeweilige Mehrzahl von Integrationssignalen zu liefern, die jeweils für die Verschiebungsaktivität entsprechend der jeweiligen Beschleunigungsaktivität bezeichnend sind. Eine Analyseeinrichtung dient der Analyse der relativen Bewegungsaktivität der Preßmaschine zwischen irgendwelchen der Mehrzahl von Stellen der Preßmaschine, basierend auf den die Verschiebung angebenden Integrationssignalen, welche von der Integriereinrichtung geliefert werden. Die Analyseeinrichtung umfaßt weiterhin gemäß einem Grundgedanken eine Einrichtung, die funktionsmäßig mit der Integriereinrichtung gekoppelt ist, für die Entwicklung von Vergleichsbeziehungen, welche die Verschiebungsaktivität umfassen, die durch die Mehrzahl von Integrationssignalen bezeichnet ist.

Der Betrieb der Preßmaschine umfaßt vorzugsweise die Produktionsaktivität für das Bearbeiten eines Werkstücks. Das Überwachungssystem ist gemäß einem Grundgedanken dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsaktivität, die durch jedes der Integrationssignale bezeichnet ist und einer jeweiligen der Stellen an der Preßmaschine zugeordnet ist, eine Darstellung der dort auftretenden Schwingungsbewegung umfaßt.

Die Erfindung weist gemäß noch einem weiteren Grundgedanken ein Verfahren zur Überwachung des Betriebs einer Preßmaschine auf, umfassend die Schritte der Messung der Pressen-Bewegungsaktivität, die an einer Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine auftritt, und Analysieren der relativen Bewegungsaktivität der Preßmaschine zwischen irgendwelchen der Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine, basierend auf den Messungen der Pressen-Bewegungsaktivität die diesen zugeordnet sind.

Die Meßschritte umfassen gemäß einem weiteren Grundgedanken den Schritt des Bestimmens der Beschleunigung der Preßmaschine an der Mehrzahl von Stellen der Preßmaschine, und Umwandeln der Beschleunigung der Preßmaschine, die an der Mehrzahl der Stellen der Preßmaschine bestimmt wird, in eine jeweilige Verschiebungsmessung, die für die Verschiebungsaktivität der Preßmaschine entsprechend der Beschleunigung bezeichnend ist. Der Beschleunigungsbestimmungsschritt umfaßt gemäß einem Grundgedanken den Schritt des Vorsehens einer Vielzahl von Beschleunigungsmessern, die an der Mehrzahl der Stellen an der Preßmaschine angeordnet sind. Der Analysierungsschritt umfaßt weiterhin gemäß einem Grundgedanken den Schritt des Vergleichens der Verschiebungsaktivität der Preßmaschine zwischen irgendwelchen der Mehrzahl von Stellen der Preßmaschine. Die Verschiebungsaktivität, die jeder der Stellen der Preßmaschine zugeordnet ist, umfaßt eine Darstellung der Schwingungsbewegung, die dort auftritt. Der Betrieb der Preßmaschine umfaßt vorzugsweise die Herstellungsaktivität für die Bearbeitung eines Werkstückes.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Schwingungsaktivität des Betriebs der Presse während konkreter Gesenkbelastungsbedingungen überwacht werden kann, welche die Herstellung des Werkstücks umfassen.

Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Betrieb der Presse kontinuierlich in Echtzeit überwacht werden kann (d. h. dynamisch), so daß die gemessenen Daten, wie etwa die Beschleunigungs- und Verschiebungsmessungen konkrete Pressenmerkmale wiedergeben, die sich momentan innerhalb der Maschine entwickeln.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Überwachungssystem Meßdaten auswertet, die als ein Ergebnis der konkreten Gesenkbelastungszustände erzeugt werden und von Stellen an der Preßmaschine aufgenommen werden, an denen sich werkstückbedingte Belastungen entwickeln.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Überwachungssystem eine Einrichtung für die dynamische Auswertung der Wechselwirkung zwischen einzeln gemessenen Biegeaktivitäten angibt, die an jeder Stelle an der Preßmaschine gemessen werden.

Noch ein weitere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Überwachungssystem die komplette Definition jeglicher und aller Biegeaktivität berücksichtigt, die an jeder Gesenkaufnahme auftritt und mit einer Matrix von unabhängigen Gesenkherstellungszustände korreliert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen werden die vorstehend beschriebenen und andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, und die Art und Weise, diese zu erreichen, deutlicher und die Erfindung verständlicher.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines typischen Pressenaufbaus, der mit einer beispielhaften Anordnung von Beschleunigungsmessern für die Verwendung in dem Überwachungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 2 eine Blockdiagrammdarstellung eines Überwachungssystems, das für die Verwendung mit einem in der Fig. 1 gezeigten Pressenaufbau gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angepaßt ist;

Fig. 3 eine Blockdiagramm-Teilansicht des in der Fig. 2 gezeigten Überwachungssystems, um die Meßvorrichtung für die relative Durchbiegung gemäß der Erfindung zu verdeutlichen, wobei ein Paar von Stößelmessungen und Pressentischmessungen verwendet werden, die von zwei separaten Positionen von Gesenkaufnahmen aufgenommen werden;

Fig. 4A-D eine Reihe graphischer Darstellungen, die einen typischen Satz von Signalen für dynamische Verschiebung entsprechend der in Fig. 3 offenbarten Messungen zeigen;

Fig. 5A-D eine Reihe graphischer Darstellungen, die eine gefilterte Version jeder der in den Fig. 4A-D gezeigten Signale für dynamische Verschiebung zeigt; und

Fig. 6A-D einen Reihe graphischer Darstellungen, die einen Satz von Messungen der relativen Durchbiegung, die auf den in den Fig. 5A-D gezeigten Signalen für dynamische Verschiebung basieren, zeigen.

Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile in allen der mehreren Ansichten. Die in dieser Beschreibung dargelegte Exemplifizierung verdeutlicht eine Ausführungsform der Erfindung in einer einzigen Form, und eine derartige Exemplifizierung soll nicht als den Schutzumfang der Erfindung auf irgendeine Weise einschränkend aufgefaßt werden.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine schematische Vorderansicht eines typischen Pressenaufbaus 10, der mit einer beispielhaften Anordnung von Beschleunigungsmessern aufgebaut ist, die schematisch gezeigt und mit 12, 14, 16 und 18 bezeichnet sind, für die Verwendung in dem Überwachungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Pressenaufbau 10 weist eine herkömmliche Konstruktion auf, die Fachleuten bekannt ist, und umfaßt eine Preßmaschine 20 mit einem Stößel- oder Preßkolbenelement 22, einer oberen Grundplatte 24, die durch eine insgesamt mit 26 bezeichnete Reihe von Preßstempelformelementen aufgebaut ist, einem Einspannplattenelement 28 und einer unteren Grundplatte 30, die darauf angeordnet ist und das Werkstück 32 sicher hält. Während des Betriebs bewegt sich der Stößel 22 abwärts, so daß bestimmte Gesenkelemente innerhalb der Reihe 26, die für den momentan laufenden Herstellungsprozeß geeignet sind, in das Werkstück 32 eingreifen und die beabsichtigte Werkzeuggestaltung erzeugen.

Die besondere Architektur des Pressenaufbaus 10, der zusammen mit dem in dieser Beschreibung beschriebenen Überwachungssystem verwendet wird, bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung und kann jeden beliebigen Aufbau umfassen. Die Paßgenauigkeit eines diskreten Gesenkelements der Reihe 26 mit einem entsprechenden Teil der unteren Grundplatte 30 bildet eine Gesenkaufnahme. Demgemäß ist in Fig. 1 eine Vielzahl von Gesenkaufnahmen gezeigt, wobei zwei derartige Gesenkaufnahmen zu Erklärungszwecken mit A und B bezeichnet sind. Die Stelle B wird als inaktiv betrachtet, da sie in der dargestellten Weise so positioniert ist, daß sie während des Preßhubs nicht mit dem Werkstück 32 in Eingriff kommt.

Fig. 2 zeigt eine Blockdiagrammdarstellung eines Überwachungssystems 40, das für die Verwendung mit einem in der Fig. 1 gezeigten Pressenaufbau 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angepaßt ist. Das Überwachungssystem 40 dient ganz allgemein dazu, den Betrieb eines Pressenaufbaus 10 während eines konkreten Herstellungsprozesses in Echtzeit zu überwachen, und dient insbesondere dazu, die Biegeaktivität zu ermitteln, die überall in der Preßmaschine 20 auftritt. Es ist angebracht, den Ursprung und die Auswirkung der Schwingungsaktivität in der Pressenanordnung zu diskutieren, ehe man mit der detaillierten Beschreibung der Komponenten der Fig. 2 fortfährt. Wie in dieser Beschreibung verwendet, werden Biege- und Schwingungsaktivität miteinander austauschbar verwendet.

Im Zusammenhang mit der in dieser Beschreibung beschriebenen Erfindung hat man ein Phänomen erkannt, das Überlastungseffekte mit sich bringt und durch die nach außen gerichtete Fortpflanzung der durch Belastung hervorgerufenen Biegeaktivität von ihrem Bereich des ersten Auftretens (d. h. von ihrem Ursprungspunkt) zu anderen Stellen innerhalb der Preßmaschinengeometrie gekennzeichnet ist. Was den Schall betrifft, dient die Biegeaktivität durch Überwinden jeglichen inneren strukturellen Widerstands als eine Stoßwelle, die versucht, ihren Stoß auf einen lokalisierten Bereich, der ihren Ursprung umgibt, einzuschränken, anstatt sich auszuweiten und auf andere Umgebungsbereiche zu verbreiten. Die Existenz eines derartigen Phänomens in einer Preßmaschine mit mehreren Gesenkaufnahmen im simultanen oder simultannahen Betrieb bedeutet, daß die Belastungszustände an jeder Gesenkaufnahme die Pressenaktivität beeinflussen, die wegen der Ausbreitung der induzierten Schwingungsaktivität über die Grenzen, die durch den Aufbau ihrer entsprechenden Gesenkaufnahme definiert sind, hinaus an anderen Gesenkaufnahmen auftreten. Der Effekt der Schwingungen ist deshalb nicht auf die Vorrichtung (d. h. die Gesenkaufnahme) beschränkt, die darauf anspricht, die Schwingungsenergie in den Pressenaufbau hinein zu leiten. Vielmehr wechselwirkt die Schwingungsaktivität mit belastungsinduzierten Schwingungen, die an anderen Stellen an der Preßmaschine erzeugt werden und die konkrete effektive Biegeaktivität, die an diesen Stellen gemessen wird, beeinflussen. Es ist ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung, eine Messung zu liefern, die eine Darstellung des Überlastungseffekts umfaßt, und die eine Auswertung der Wechselwirkung zwischen Biegeaktivitäten, die an irgendeiner der Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine auftreten, ermöglicht.

Wie speziell die Fig. 2 zeigt, umfaßt das Überwachungssystem 40 eine Beschleunigungsmesser-Konfiguration 42, einen Analog-Digital-Wandler 44, eine Integrationsvorrichtung 46, ein Filternetz 48, einen Multiplexer 50 und einen Prozessor 52. Die Beschleunigungsmesser-Konfiguration 42 umfaßt eine Mehrzahl von diskreten Beschleunigungsmesser-Einheiten, die jeweils an einer jeweiligen der mehreren Stellen an der Preßmaschine angeordnet sind, an denen die Biegemeßdaten gesammelt werden sollen. Der Beschleunigungsmesser, oder irgendeine andere geeignete Abfühlvorrichtung mit vergleichbarer Funktion liefert eine Messung der Beschleunigung des Aufbaus, an dem sie in beschleunigungsabfühlender Beziehung eingreift. Obwohl die Beschleunigungsmesser irgendwo in der Preßmaschine 20 angeordnet sein können, sind gemäß einer bevorzugten Verteilung die Beschleunigungsmesser innerhalb der Gesenkaufnahmen anordnen, vorzugsweise mit einem Beschleunigungsmesser, der an dem Pressenstößelelement, und einem anderen, der an dem Pressentischelement angebracht ist. Insbesondere sind die Beschleunigungsmesser innerhalb der Gesenkaufnahmen passend angeordnet, um die konkrete Durchbiegung aufgrund der innerhalb der Aufnahme entwickelten Belastung so genau wie möglich zu messen. Die Beschleunigungsmesser-Konfiguration 42 erzeugt eine Reihe von Beschleunigungssignalen 54, die jeweils für die durch den jeweiligen Beschleunigungsmesser abgefühlte Beschleunigung bezeichnend sind, und schickt diese Signale an den Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 44, in dem die gemessenen Beschleunigungssignale 54 von ihrem analogen Format in eine digitale Version umgewandelt werden, die für diese bezeichnend ist. Wegen des dynamischen Betriebs des Überwachungssystems, werden die Beschleunigungsdaten kontinuierlich geliefert, um daraus eine Zeitreihe zu bilden. Demgemäß nehmen alle von diesem gewonnen Signale und Messungen die Form einer Zeitreihe an.

Die Integrationsvorrichtung 46 empfängt die digitalen Beschleunigungssignale 56, die von dem A/D-Wandler 44 geliefert werden, und führt eine Doppelintegrations-Operation an jedem Signal durch, die es zuerst in ein Geschwindigkeitssignal und dann in ein Verschiebungssignal umwandelt. Das Ergebnis ist eine Reihe von Verschiebungsmessungen 58, die von der Integrationsvorrichtung 46 geliefert werden und die Verschiebungsaktivität darstellen, die an der Reihe von Stellen an der Preßmaschine auftreten, an denen man die Original-Beschleunigungsmessungen erhält.

Die Verschiebungsmessungen 58, die von der Integrationsvorrichtung 46 geliefert werden, beschreiben die Verschiebungsaktivität der diesen zugeordneten Preßmaschinenkomponenten (d. h. des jeweiligen Pressenaufbaus, an dem der entsprechende Beschleunigungsmesser angebracht ist). Demgemäß umfassen unter Berücksichtigung jener Beschleunigungsmesser, die innerhalb des Pressenstößelelements der Preßmaschine 20 angeordnet sind, die von diesen erzeugten Verschiebungsmessungen eine Darstellung der beabsichtigten Transla tions- (d. h. Vertikal-) Bewegung, die so beschaffen ist, die auf das Werkstück 32 aufgebrachte Kraft zu erzeugen, und eine Darstellung der im Pressenaufbau (Gesenkaufnahme) von der sich entwickelnden Belastung induzierten Schwingungsaktivität. Das Filternetz 48 ist zum Zwecke der Trennung der Spektralkomponente vorgesehen, welche die Schwingungsaktivität durch Ausfiltern der Spektralkomponente darstellt, welche wiederum die vertikale Bewegung des Pressenstößels darstellt. Das Frequenzsignal entsprechend der Vertikalbewegung des Stößels besetzt eine allgemein niedrigere Bandbreite als das relativ höhere die Schwingung darstellende Frequenzsignal. Demgemäß führt das Filternetz 48 vorzugsweise eine Hochpaß-Filterfunktion durch. Das Filtern der Verschiebungsmeßsignale, die von relativ stationären Pressenkomponenten wie etwa dem Pressentisch gewonnen werden, ist optional, da dort im allgemeinen kein für die Translationsbewegung bezeichnend es Niederfrequenzsignal vorhanden ist.

Ein Referenzmeßsignal wird an das Filternetz 48 angelegt, so daß die Verschiebungsmessung, die durch das gefilterte Hochfrequenzsignal dargestellt ist, wird zu einem Basiswert in Beziehung gesetzt. Dieses Referenzsignal wird vorzugsweise von einer Verschiebungsmessung geliefert, die von der gemeinsamen Stelle des unteren Totpunkts (BDC) der Preßmaschine 20 gewonnen wird. Das Ausgangssignal vom Filternetz 48 entspricht deshalb einer Reihe von Biegemessungen, die zum gemeinsamen BDC in Beziehung gesetzt werden. Die Biegemessung ist bezeichnend für die Schwingungsaktivität, die den Belastungszuständen zuzuschreiben ist, die sich innerhalb ihrer jeweiligen Stelle an der Preßmaschine entwickeln, und noch wichtiger Beiträgen zuzuschreiben ist, die von der Biegeaktivität angenommen werden, die an anderen Stellen an der Preßmaschine auftreten, und die in der Stärke und der Ausbreitungsrichtung geeignet sind, mit der existierenden, lokal entwickelten Schwingungsaktivität wechselzuwirken und diese zu beeinflussen.

Das Überwachungssystem 40 schafft einen Mechanismus zur Untersuchung der Natur und des Ausmaßes dieser Wechselwirkung durch Analysieren der relativen Bewegungsaktivität der Preßmaschine zwischen irgendwelchen der mehreren Stellen an der Preßmaschine basierend auf den Biegemessungen, die von dem Filternetz 48 geliefert werden. Der Prozessor 52 dient dazu, Beziehungen zu gewinnen, welche die relative Bewegungsaktivität der Preßmaschine zwischen irgendwelchen der mehreren Stelle an der Preßmaschine definieren. Diese Beziehungen werden unter Verwendung einer Komparatorvorrichtung entwickelt, die in dem Prozessor 52 integriert ist, der selektiv einen Differentialvergleich zwischen den Biegemessungen liefert, die irgendwelchen der Stellen der Preßmaschine entsprechen. Die Selektivität wird durch Verwenden eines steuerbaren Multiplexers 50 implementiert, welcher die Biegemessungen an einem Eingangsanschluß empfängt und ausgewählte Biegemessungen an einem Ausgabeanschluß gemäß einem von einem Benutzer gelieferten variablen Schlüssel ausgibt, der auf die Stellen an der Preßmaschine indiziert ist. In Wirklichkeit macht der Multiplexer die Auswahl eines Satzes von durch Stellen indizierten Eingabesignalen (Biegedaten) verfügbar, um eine Beziehung zwischen diesen zu entwickeln. In anderen Ausführungsformen können die Messungen auch im wesentlichen gleichzeitig verglichen werden, wenn computerunterstützte Ausrüstung mit geeigneter Kapazität verwendet wird. Der Differentialvergleich, der durch die Komparatorvorrichtung durchgeführt wird, umfaßt vorzugsweise zumindest eine Relativmessung, welche die jeweilige Verschiebungsaktivität zweier Pressenstößelelemente entsprechend jeweiliger Gesenkaufnahmen enthält, eine Relativmessung, welche die jeweilige Verschiebungsaktivität zweier Pressentischelemente entsprechend jeweiliger Gesenkaufnahmen enthält, und eine Relativmessung, welche die jeweilige Verschiebungsaktivität eines Pressenstößelelements und eines Pressentischelements entsprechend derselben Gesenkaufnahme enthält. Fig. 3 bietet eine Darstellung davon, wie diese vorstehend erwähnte Reihe von Relativmessungen gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert wird.

Obwohl in dieser Beschreibung beschrieben worden ist, daß der Prozessor 52 einen Differentialvergleich liefert, sollte dieser besondere Betriebsmodus nicht als einschränkendes Merkmal des Überwachungssystems ausgelegt werden da der Prozessor 52 gemäß der Erfindung jede Form von Signalverarbeitung umfaßt, die geeignet ist, die relative Bewegungsaktivität zwischen Stellen an der Preßmaschine zu analysieren. Der Prozessor 52 sollte allgemein als jede Art von Signalumformung schaffend betrachtet werden, die Beziehungen zwischen den Beschleunigungsmessungen (und daraus gewonnen Signalen) herstellt oder versucht herzustellen, welche ein Verständnis darüber ermöglichen, wie die Bewegungsaktivität der Preßmaschine (und im besonderen die Biegeaktivität), die an verschiedenen Stellen im gesamten Pressenaufbau auftritt, miteinander wechselwirkt und/oder einander beeinflußt. Beispielhafte Ausführungsformen des Prozessors 52 umfassen einen geeigneten Signalumformer, Prozessor oder eine andere vergleichbare Konfiguration oder eine Kombination daraus. Zusätzlich kann die Umformungsoperation in Software ausgeführt werden. Der Prozessor 52 kann eine Hilfsschaltungsanordnung umfassen, um die Beschleunigungs- oder Verschiebungssignale zu einem späteren Zeitpunkt aufzunehmen und (detailliert) auszuwerten.

Die Fig. 3 zeigt in einer Blockdiagrammdarstellung teilweise das Überwachungssystem 40 der Fig. 2, um eine Darstellung des Betriebs der in dem Prozessor 52 enthaltenen Komparatorvorrichtung zu schaffen. Insbesondere ist hierdurch eine typische Schaltungskonfiguration 60 zum Bestimmen der relativen Biegeaktivität offenbart, die zwischen zwei separaten, jeweils innerhalb einer jeweiligen Gesenkaufnahme angeordneten Stellen an der Preßmaschine auftreten. Die Anordnung der Beschleunigungsmesser in Fig. 1 ist dazu geeignet, die Beschleunigungsmeßsignale zu liefern, die von der Schaltungskonfiguration der Fig. 3 verwendet werden, wobei die angegebenen Variablen folgendermaßen definiert sind: S_A steht für die Verschiebungsmessung des Pressenstößels an der Stelle A (d. h. innerhalb der Aufnahme A); S_B steht für die Verschiebungsmessung des Pressenstößels an der Stelle B (d. h. innerhalb der Aufnahme B); B_A steht für die Verschiebungsmessung des Pressentischs an der Stelle A; und B_B steht für die Verschiebungsmessung des Pressentischs an der Stelle B. Darüber hinaus sind als Ergebnis des Filterns folgende Signale vorgesehen: S_A' steht für die Durchbiegung des Pressenstößels an der Stelle A; S_B' steht für steht für die Durchbiegung des Pressenstößels an der Stelle B; B_A' steht für die Durchbiegung des Pressentischs an der Stelle A; und B_B' steht für die Durchbiegung des Pressentischs an der Stelle B. Die Schaltungskonfiguration 60 umfaßt eine Reihenanordnung von Komparatoren, welche die angegebene Eingabe-Ausgabe-Differentialberechnung ausführt. Insbesondere liefert der Komparator 62 für den Pressenstößel eine relative Biegemessung (S_A'-S_B') die für die relative Durchbiegung des Pressenstößels zwischen den Stellen A und B steht. Der Komparator 66 liefert für den Pressentisch eine relative Durchbiegemessung (B_A'-B_B'), die für die relative Durchbiegung des Pressentischs zwischen den Stellen A und B steht. Und der Komparator 64 liefert ein Paar von relativen Pressenstößel-zu-Pressenstisch Durchbiegemessungen (S_A'-B_A' und S_M'-S_B'), die für die relative Durchbiegung des Pressenstößels gegenüber dem Pressentisch an denselben Stellen A bzw. B stehen.

Die Fig. 4-6 zeigen eine Reihe graphischer Darstellungen, welche ein verdeutlichendes Beispiele der in der Fig. 3 angegeben Signale darstellen. Insbesondere sind die Fig. 4A-D eine Reihe graphischer Darstellungen, die einen typischen Satz dynamischer Verschiebungssignale zeigen. Die Fig. 5A-D sind eine Reihe graphischer Darstellungen, die eine gefilterte Version jeder der in den Fig. 4A-D gezeigten dynamischen Verschiebungssignalen zeigen. Die Fig. 6A-D sind eine Reihe graphischer Darstellungen, die einen Satz von relativen Biegemessungen auf der Grundlage der in den Fig. 5A-D gezeigten gefilterten Verschiebungssignalen zeigen. In der Fig. 4A ist die spektrale Zusammensetzung des ungefilterten Verschiebungsmeßsignals S_A für den Pressenstößel gezeigt (d. h. des von der Integrationsvorrichtung 46 gelieferten Signals), nämlich eine hochfrequente Komponente 70 (typisch für die Verschiebungsaktivität), die über eine niederfrequente Komponente 72 (entsprechend der Vertikalbewegung der Presse) gelegt ist. Eine ähnliche Kombination von hoch- und niederfrequenten Komponenten 74 bzw. 76 ist in der Fig. 4B für ein Pressenstößel-Signal S_B gezeigt. Die Fig. 5A und 5B geben an, wie die Filteroperation das niederfrequente Signal entfernt und nur das hochfrequente Spektrum übrig läßt. Derartige relative Biegemessungen sind für die Bestimmung der möglicherweise vorhandenen Existenz einer Wechselwirkung zwischen Biegeaktivität, die an bestimmten Stellen an der Maschine auftritt, nützlich. Diese Wechselwirkung ist insbesondere wichtig, wenn mehrere Gesenkaufnahmen in Betrieb sind. Zum Beispiel, wenn eine Auswertung der Meßdaten einen hohen Wert der relativen Biegeaktivität zwischen bestimmten Gesenkaufnahmen zeigen, würde dies wahrscheinlich als ein Anzeichen dafür interpretiert werden, daß die Ausgabequalität des an einer der Aufnahmen hergestellten Teils durch die Belastungsbedingungen an der anderen Aufnahme negativ beeinflußt wird, weil unerwünschte Werte der Biegeaktivität (wie gemessen) wegen der Belastungsbedingungen außerhalb der Aufnahme in eine Teileherstellungsaufnahme eingeführt werden.

Das Überwachungssystem der vorliegenden Erfindung bietet mehrere wichtige Vorteile im Unterschied zu herkömmlichen Überwachungsvorrichtungen. Die mehrfach positionierten Beschleunigungsmessungen werden gleichzeitig erhalten und sofort parallel verarbeitet, wobei ein unmittelbares Profil geliefert wird, das die Bewegungscharakteristiken der ganzen Preßmaschine in Echtzeit beschreibt. Die von dem Überwachungssystem erzeugten Meßdaten berücksichtigen die Tatsache, daß es dort eine Mehrfachbelastung gibt, die an mehreren Stellen auftritt, und daß an jeder Stelle auftretende Belastung in der Tat einen Einfluß auf die Biegeaktivität an allen oder einigen der Gesenkaufnahmen hat. Das Überwachungssystem ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung dynamisch und während eines konkreten Werkstückbearbeitungsprogramms durchgeführt wird, wobei eine Messung der konkreten Durchbiegungen, die über einen interessierenden Zeitraum (z. B. einen ganzen Preßtakt) wegen konkreter Stoß- (d. h. Belastungs-) Zustände auftraten, geliefert wird. Die Meßdaten haben eine charakteristische Robustheit, indem sie eine Vielfalt von signifikanten Zuständen und Auswirkungen umfassen, die innerhalb der Preßmaschine während der Teileherstellung auftreten. Zum Beispiel umfassen die Meßdaten Darstellungen der Druck- und Dehneffekte konkreter Belastungen, alle nicht die Gesenkaufnahmen betreffenden Effekte (z. B. Belastungen von Abstreifplatten, Ausgleichszylindern oder anderer Vorrichtungen innerhalb der Bearbeitung) und alle zwischen den Aufnahmen wirksame Überlastungseffekte. Die dynamische Natur des Überwachungsbetriebs erlaubt weiterhin die Auswertung der Pressenstößel-zu-Pressentisch-Zustände an jedem Punkt in dem Preßweg (oder zwischen irgendwelchen anderen Stellen an der Maschine), wobei eine umfassende Untersuchung des Herstellungsprozesses durchgeführt wird, um seine Integrität sicherzustellen. Eine Auswertung basierend auf Biegemessungen betreffend Stellen an der Maschine, die über den gesamtes Pressenaufbau verteilt sind, erleichtern die Identifikation der Gesenkaufnahmen, an denen übermäßige Werte von Schwingungsstörung erzeugt werden. Die dynamischen Biegedaten sind vorzugsweise mit dem zugrundeliegenden Herstellungsprozeß korreliert, um ein Profil der von dem Prozeß abhängigen Biegezustände zu erzeugen, die zu jeweiligen Gesenkaufnahmestellen indiziert sind.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das Überwachungssystem dazu verwendet werden, den Betriebsmodus der Preßmaschine auf der Grundlage der Beschleunigungsmeßdaten zu bestimmen. Die zeitabhängigen Beschleunigungsdaten können mit zugeordneten Positionsdaten kombiniert werden, um ein Modell zu erstellen, das zeigt, wie die Preßmaschine sich durchbiegt, wenn sie ihren Preßzyklus durchläuft. Ein derartiges Modell ist in dem Fall nützlich, daß die genaueste Positionierung des Beschleunigungsmessers nicht möglich ist, da eine Konfiguration von nah aneinander angeordneten Beschleunigungsmessern verwendet werden kann, die Beschleunigungsdaten zu entwickeln, die den konkreten Beschleunigungswert simulieren. Die Simulation kann gewichtetes Mitteln der Meßdaten anwenden, wobei die Wichtung proportional zur Nähe des Beschleunigungsmessers zur konkreten Gesenkaufnahmestelle ist.

Die Komponenten und Untersysteme, die in den in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen bezeichnet sind, dienen nur der Verdeutlichung, so daß es Fachleuten klar ist, daß andere Vorrichtungen und Strukturen gegen diese ausgetauscht werden können, um gleiche Funktionalität zu erreichen. Der Prozessor 52 kann auf jede herkömmliche Weise implementiert werden unter Verwendung einer Mikroprozessor- Schaltungsanordnung einer fest verdrahteten Konfiguration und/oder von Softwaremodulen. Vorzugsweise die Komponenten 42-44-46-48-50-52 bilden eine integrierte Schaltung, die für den Anschluß an jede Reihe von Beschleunigungsmessern angepaßt ist, die in Verbindung mit jedem Preßmaschinentyp 20 verwendet werden, wodurch eine allgemeine Eignung für einen weiten Bereich von übertragbaren Anwendungen geschaffen wird.

Während diese Erfindung so beschrieben worden ist, daß sie einen bevorzugten Aufbau besitzt, kann die vorliegende Erfindung innerhalb des Erfindungsgedankens und des Schutzbereichs dieser Offenbarung weiter modifiziert werden. Diese Anmeldung ist deshalb darauf gerichtet, jegliche Veränderungen, Verwendungen oder Anpassungen der Erfindung abzudecken, die ihre allgemeinen Grundgedanken verwenden. Weiterhin ist diese Anmeldung darauf gerichtet, derartige Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abzudecken, die in die bekannte oder übliche hergebrachte Praxis eindringen, die diese Erfindung betrifft und die in die Grenzen der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. System zur Überwachung des Betriebs einer Preßmaschine, wobei das System folgendes aufweist:
eine Meßeinrichtung zum Liefern einer Messung der an einer Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine auftretenden Pressen-Bewegungsaktivität, und eine Analyseeinrichtung zum Analysieren der Wechselwirkung zwischen jeweiligen an jeder der mehreren Stellen an der Preßmaschine auftretenden Pressen-Bewegungsaktivitäten, basierend auf den von der Meßeinrichtung gelieferten Messungen der Pressen-Bewegungsaktivität.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyseeinrichtung weiterhin eine Vergleichseinrichtung aufweist, die auf die von der Meßeinrichtung gelieferten Messungen der Pressen- Bewegungsaktivität anspricht, um Vergleichsbeziehungen betreffend die Bewegungsaktivität der Preßmaschine, die jeder der mehreren Stellen der Preßmaschine zugeordnet sind, zu entwickeln, und welche die Wechselwirkung zwischen diesen beschreibt.

3. System nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung weiterhin eine Mehrzahl von Beschleunigungsmessern aufweist, die an mehreren Stellen an der Preßmaschine angeordnet sind und jeweilige für die an diesen auftretende Beschleunigungsaktivität der Preßmaschine typische Beschleunigungsmessungssignale erzeugt; und eine Integrationseinrichtung zum Integrieren der von der Mehrzahl der Beschleunigungsmesser erzeugten Beschleunigungsmeßsignale, um eine jeweilige Mehrzahl von Integrationssignalen zu liefern, die für die Verschiebungsaktivität entsprechend der jeweiligen Beschleunigungsaktivität bezeichnend ist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb die Preßmaschine die Produktionsaktivität für das Bearbeiten eines Werkstückes umfaßt.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige an jedem der mehreren Stellen an der Preßmaschine gemessene Pressen-Bewegungsaktivität eine Darstellung der dort auftretenden Schwingungsbewegung umfaßt.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung des Betriebs der Preßmaschine dynamisch durchgeführt wird.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Filtereinrichtung zum Filtern eines jeden der von der Integrationseinrichtung gelieferten Integrationssignale, um aus diesen im wesentlichen einen jeweiligen für die Translationsbewegung der Preßmaschine bezeichnenden Signalbestandteil zu entfernen.

8. System zur Überwachung des Betriebs einer Preßmaschine, wobei das System folgendes aufweist:
eine Meßeinrichtung zum Bestimmen der Beschleunigung der Preßmaschine an einer Mehrzahl von Stellen an der Preßmaschine;
eine Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln der durch die Meßeinrichtung bestimmten Beschleunigung in eine Verschiebungsmessung, die für diese typisch und für die an den jeweiligen diesen entsprechenden Stellen an der Preßmaschine auftretende Bewegungsaktivität der Preßmaschine bezeichnend ist; und
eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Wechselbeziehung der Bewegungsaktivität der Preßmaschine zwischen irgendwelchen der Mehrzahl der Stellen an der Preßmaschine, basierend auf den von der Umwandlungseinrichtung gelieferten Verschiebungsmessungen.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung weiterhin eine Mehrzahl von Beschleunigungsmessern aufweist.