[go: up one dir, main page]

WO2017174077A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der stösselbewegung und der stösselkräfte an mehrpunkt-servo-hybrid-pressen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur regelung der stösselbewegung und der stösselkräfte an mehrpunkt-servo-hybrid-pressen Download PDF

Info

Publication number
WO2017174077A1
WO2017174077A1 PCT/DE2017/100273 DE2017100273W WO2017174077A1 WO 2017174077 A1 WO2017174077 A1 WO 2017174077A1 DE 2017100273 W DE2017100273 W DE 2017100273W WO 2017174077 A1 WO2017174077 A1 WO 2017174077A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plunger
pressure
force
point
dependent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2017/100273
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Darr
Bernd Moritz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
L Schuler GmbH
Original Assignee
L Schuler GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by L Schuler GmbH filed Critical L Schuler GmbH
Priority to CN201780022316.2A priority Critical patent/CN109074042B/zh
Priority to EP17727473.5A priority patent/EP3440520A1/de
Priority to US16/091,525 priority patent/US10870251B2/en
Priority to BR112018067350-1A priority patent/BR112018067350B1/pt
Priority to JP2018552740A priority patent/JP6856664B2/ja
Publication of WO2017174077A1 publication Critical patent/WO2017174077A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0029Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height
    • B30B15/0041Control arrangements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/26Programme control arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/26Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • B30B1/28Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks the cam, crank, or eccentric being disposed below the lower platen or table and operating to pull down the upper platen or slide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0029Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height
    • B30B15/0035Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height using an adjustable connection between the press drive means and the press slide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14Control arrangements for mechanically-driven presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16Control arrangements for fluid-driven presses
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37399Pressure
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41273Hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the
  • the plunger movement is interrupted in time with the upper and lower tool closed at the lower reversal point during a holding time for curing of the molded part.
  • the pressure can be adjusted during the rest so that a faster and optimal heat transfer between the hot-pressed molded part and the closed provided with cooling tools.
  • Controlled time-dependent, disturbances in the sequence of motion can be the risk of asynchronism in particular with
  • each molding-specific tool of the multiple moldings can be acted upon with a separately optimizable contact pressure to a high heat transfer from the moldings in the
  • JP 2012-040568 A method for the production of hot-pressed molded parts is described with a mechanical press, the plunger is driven by a servo motor over several pressure points. During a standstill phase of the upper and lower tool closed at the lower reversal point, the curing of the molded part takes place.
  • Thermoforming press with a crank mechanism for driving the plunger whose lubricating bearings are designed in particular in the area during standstill of the plunger in the lower reversal point under load in a hydrostatic mode.
  • This solution is intended to ensure that the lubrication conditions are maintained in the crank mechanism during the standstill phase under the largest load so as to avoid jamming of the press.
  • a device for moving a plunger of a press in which for movement along a first predetermined path, a first lifting element in the form of a spindle-spindle nut unit and for movement along a second path a hydraulically movable second
  • Lifting element is provided with a rotatably guided in a cylinder piston.
  • WO 2013/026137 AI is a mechanical press for the production of hot-pressed moldings with a center or two juxtaposed pressure points
  • WO 2008/071154 A2 describes a method and a
  • the invention is based on the object with little effort, a method and an apparatus for controlling the
  • thermoforming presses in particular thermoforming presses, in which the
  • thermal influencing variables in particular in the production of partially different multiple moldings for optimum heat transfer from the moldings in the cooled tools improved, increased productivity while reducing energy consumption and the
  • the object is achieved by a method for
  • the method is carried out with a device having the features of the respective claim 10-15.
  • the gist of the invention is that, in a multi-point mechanical hybrid press characterized by high productivity with reduced energy consumption, each pressure point or each pressure point group of the plunger associated servo-electric drive as a main function via a Leitwellenfunktion with the integrated drives in the press as a secondary function in the form of hydraulic pressure pad in the pressure points of the plunger drive and / or as
  • Machine or tool cushion acting process cushion so in combinatorial interaction that on the one hand with reduced drive power, a high closing force of
  • Pressure points of the plunger and / or the process cushion before, during and after the Zuhaltephase the plunger in the range of the lower reversal point away and force-dependent for active immersion depth and tilt control in combination with the servo-electric main drive are independently controllable.
  • these can each be arranged in the table or ram of the press.
  • these can each be arranged in the upper or lower tool.
  • All process cushions have in common that they can each be driven hydraulically or servo-electrically.
  • Forming process directly acting process cushion can be used in an advantageous combinatorial interaction.
  • a "control” is a process in which a variable variable is continuously recorded as a controlled variable, compared with another variable variable as a reference variable and influenced for an adjustment to the reference variable
  • Control variable in the path of action of the control loop is continuously influenced itself, or there is no effect sequence and / or no control loop before.
  • the control is free of a closed action sequence and / or free of a control loop, so that there is no feedback, the control is a control.
  • the control also includes a simple control. The same applies to "regulate” and "regulated”, which accordingly also include “control” and "controlled”.
  • Device are the main drive for the plunger movement respectively the pressure points of the plunger associated servo motors with the hydraulic pressure pad in the pressure points in combinatorial interaction, wherein the active
  • Immersion depth and tilt control of the plunger "controlled, static" expires thermoformed different multiple-pressed parts, it may be advantageous to achieve optimum heat transfer to control each or each pair of tool segments with a separately optimized contact pressure.
  • the differentiated and variable pressure is thereby by the force control of the hydraulic pressure pad in the
  • Presetting of the setpoint position curves "with correction" can be compensated or influenced.
  • the asymmetric suspension paths are either below based on the part-specific eccentric load
  • the first empirically generated in analogy to the first embodiment signal quantities for determining the
  • Pressure point-dependent force setpoints are summed in a first control loop with pressure point-dependent force correction values, on the one hand by means of actual force feedback and on the other hand by means of actual temperature feedback by
  • Hydraulic pressure pad controlled dynamically.
  • Tappet position measuring devices are determined in the hot forming process.
  • a summation is made with the actual temperature feedback determined from dynamic measurements in the hot forming process. From this generated sum value, the positions of the pressure points are dynamically regulated, whereby the tilting of the plunger, which occurs more or less as a result of off-center loading, can be compensated or influenced.
  • Device are the main drive for the plunger movement respectively the pressure points of the plunger associated servomotors with the hydraulic process cushion for variable
  • the differentiated and variable contact pressure is realized by the force control of the hydraulic process cushions in the press or in the tools whose nominal force values can be generated either empirically or by means of measurement.
  • the result of off-center loading more or less entering tilt of the plunger and thus the tools can by means of position control of each pressure point or
  • Presetting the desired position curves "with correction" in analogy to the first embodiment can be compensated or influenced.
  • pad-dependent force correction values the On the one hand be determined by means of actual force feedback and on the other hand by means of actual temperature feedback by dynamic measurements in the hot forming process.
  • the process cushions are dynamically controlled from this generated sum value.
  • dynamic measurements of the ram position measuring devices in the hot forming process can be determined.
  • a summation is made with the actual temperature feedback determined from dynamic measurements in the hot forming process. From this generated sum value, the positions of the pressure points are dynamically controlled.
  • a sixth advantageous embodiment of the method and the device are the pressure points of the plunger associated hydraulic pressure pad in an analogous manner to the fifth embodiment with the hydraulic process cushion in combinatorial interaction, wherein the active
  • a third control loop the calculated desired position profiles of the pressure points of the plunger with the dynamic measurements in the hot forming process summed actual temperature feedback for the time-dependent termination of the guard phase. From this generated sum value, the positions of the pressure points are dynamically controlled.
  • Fig. 6 block diagram of the control technology
  • Fig. 7 Basic structure of a mechanical Multi-point servo-hybrid press of the third and fourth embodiment
  • Fig. 15 block diagram of the control technology
  • Fig. 1 shows the schematic structure of a mechanical
  • Multi-point servo hybrid press according to first and second
  • the drive 3 of the vertically movable plunger 4 for receiving the upper tool 5 is arranged.
  • the drive 3 of the plunger 4 via the arranged in the figure right and left pressure point groups 6, 7 and 8, 9, wherein in the two-dimensional drawing, only the pressure points 6, 8 can be seen.
  • the pressure points 7, 9 not visible in the figure lie three-dimensionally in each case in the depth behind the pressure points 6, 8, so that the multi-point servo-hybrid press in this case consists of four pressure points, each by means of a tie rod 10 with a to an eccentric 11 belonging connecting rod 12 are operatively connected.
  • each connecting rod 12.1, 12.2 and 12.3, 12.4 a central eccentric wheel 11 per side operatively connected via two connecting rods 12.1, 12.2 and 12.3, 12.4 together with the pressure points 6 and 7 and 8 and 9, wherein the eccentric 11 is driven via an intermediate gear by a servo motor 13.1 and 13.2 ,
  • Eccentric 11.1, 11.2 and 11.3, 11.4 assigned, each eccentric 11.1, 11.2 and 11.3, 11.4 is driven in each case via an intermediate gear of a separate servo motor 13.1, 13.3 and 13.2, 13.4.
  • the pressure points 6 to 9, in addition to an adjusting gear 14 for adjusting the height adjustment of the plunger 4 each have a hydraulic pressure pad 15 that according to the device features of claim 10 and 11 in combinatorial interaction with the electric servomotors 13 the
  • Controllable pressure variability a high and variable closing force of the plunger 4 before and during the Standstill and Zuhaltephase for forming and curing the thermoformed pressing member 16 and a low opening force of the plunger 4 are achieved after the Zuhaltephase.
  • the possibility of the variable closing force is used during the closing phase
  • each tool segment 17.1, 17.2 is subjected to a separately optimizable contact pressure to allow a high heat transfer from the moldings in the cooled tools for a short cooling time.
  • the tilting and / or immersion depth of the plunger 4 in the plane can be influenced from right to left.
  • the NC control device 18 generates the guide variable signals 55 for the servo motors 13 with associated inverter 21 to the main drive of the servo-hybrid press and the guide size signals 51 for the hydraulic pressure pad 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 to the pressure point-dependent force control.
  • the position of the plunger 4 is by means of the on the press table. 1
  • first and second ram position measuring device 22.1, (22.2), 22.3, (22.4) detects whose
  • Pressure pad 50 is linked, on the one hand, to the sequence control 46 and, on the other hand, to the functional unit for calculating the pressure-point-dependent force / setpoint value curves 48a. From the functional units 48a, 50, 52b, 54 specific data from the memory 46 associated memory for machine and tool data 47 are retrievable. The functional units 48a and 52b are also coordinated by the sequencer 46 and are additionally linked with each other by signal technology. The empirically or by means of measurement-generated signal quantities for determining the pressure-point-dependent force setpoint values 49 reach the functional unit for calculating the pressure-point-dependent force setpoint curves 48a. The signal quantities for determining the desired position profiles for the pressure points of the plunger 53 arrive in the functional unit 52b.
  • the functional unit for force control of the hydraulic pressure pad 50 respectively supplies the guide variable signals 51 for the control of the hydraulic pressure pads 15.1 to 15.4.
  • the functional unit for positioning control of the pressure points of the plunger 54 respectively supplies the reference variable signals 55 for the converters 21.1 to 21.4 for controlling the
  • the machine-specific stiffness values are stored in the functional unit 47.
  • Preparation phase 25 These can be done by manual
  • optimal contact pressure curve for a high heat transfer from the pressing parts 16 are generated in the cooled tools 17 at a short cooling time.
  • the asymmetrical suspension values of the adjacent pressure points 6, 7 and 8, 9 are calculated on the basis of the parameters stored in steps VI and V3.
  • the asymmetrical suspension paths can be determined by measuring the forces or the suspension during a practical learning stroke.
  • the cyclical sequence begins with the first method step 29, in that the movement of the plunger 4 is prevented from the above-generated pressure-point-specific position cams 57 "with correction" from the upper one
  • Process step 30 serve the force setpoint values generated in the third preparation step 25 for acting upon the hydraulic pressure pads 15. At the end of the closing phase for the tempered cooling of the thermoformed pressed parts 16, in the third method step 31 the control of
  • hydraulic pressure pad 15 switching to the second force setpoint for a pressure relief of the hydraulic pressure pad 15 in order to achieve a reduced opening force before the start of the run-up of the plunger 4.
  • step 32a is by advantageous
  • Pendulum operation with reversal of movement in the lower reversing point reversing run-up of the plunger 4 in the starting position of the upper reversal point allows and controlled in the hydraulic pressure pad 15 switching to a first force setpoint.
  • the position of the pressure points 6, 7 and 8, 9, the force in the hydraulic pressure pad 15.1, 15.2 and 15.3, 15.4 and the tilting position of the plunger 4 in uncompensated and compensated form is as a time or crank angle-dependent course
  • the position control 145 is performed with electronic position cam 57, wherein the position of the pressure points 6, 7 and 8, 9 of the position cam follow 57 and thereby the downward movement of the plunger 4th
  • the hydraulic pressure pad 15 are set to the first force setpoint 39.
  • Force curve for the tempered cooling of the pressed parts 16 is optimally adjusted so that a high heat transfer is made possible by the pressing parts 16 in the cooled mold segments 17 for a short cooling time.
  • Tool segment 17.2 be used advantageously.
  • the from the Force difference resulting asymmetric suspension of the press would have an uncompensated course of the tilting position 43 of the
  • Pestle 4 as a prerequisite for an ideal contact
  • Opening force favors After reaching the upper reversal position of the plunger 4 with deferring to the first force setpoint 39, the process repeats cyclically with the first phase 36 described above.
  • the force control in the hydraulic pressure pad of the Pressure points in combination with the influence of tilting position and depth of immersion of the plunger are each made dynamically.
  • the first four preparation phases 23 to 26 correspond to the sequence of the first embodiment.
  • Method step 71 is the cyclical sequence in which the movement of the plunger 4 follows the previously generated pressure-point-specific position cam discs 57 with correction starting values from the upper reversal point to the lower reversal point.
  • Preparation step 25 generated force setpoints for
  • the process-force-actual course 59 of each tool segment 17 is detected in the third method step 72 on the one hand by means of force sensor 60 and the process temperature-actual course 61 by means of temperature sensor 62. These are used to calculate a force correction value 63 together with the pressure point-dependent force-desired value curve in the fourth
  • Step 73 a force sum 64 is formed. With this sum value 64, in the fifth method step 74, the corrected pressure setpoint values 65 for the servo valves 66 become for controlling the force control loop of the hydraulic
  • Pressure pad 15 is formed.
  • the pressure-point-dependent current-actual curves are detected by means of the plunger-position measuring devices 22 during the closing phase 35 in the sixth method step 75, whose measured-size signals 56 are used to calculate the
  • step 76 is from the pressure point-dependent
  • Position offset 67 and the pressure-point-dependent desired position curve with correction initial value a position sum 68 formed.
  • the sequence repeats cyclically with the first method step 71 described above.
  • Sequence control 46 and on the other hand with the functional unit for calculating the desired position curves for the pressure points of the plunger with correction initial values 80 via the position sum value 68 is linked.
  • the further input variables of the position sum value 68 come from the functional unit 82 for calculating the pressure point-dependent position offset 67 and from the measured variable signals for the process temperature-actual courses 61.
  • hydraulic pressure pad 50.1 is on the one hand with the
  • the further input variable of the force sum value 64a comes from the functional unit 81 for calculating the pressure-point-dependent force correction values 63.
  • the functional units 48a, 50.1, 80, 54 specific data from the memory 46 associated memory for machine and tool data 47 can be retrieved.
  • the functional units 48a and 80 are also coordinated by the sequencer 46 and are additionally linked to one another by signal technology.
  • the initially empirically generated signal quantities for determining the pressure-point-dependent force setpoint values 49 reach the functional unit for calculating the
  • Output variables with the from the actual power feedback 59 and the actual temperature feedback 61 in the functional unit 81 calculated force correction values 63 in the force sum value 64a are summed.
  • the measured variable signals 56 generated by the plunger position measuring devices 22 enter the functional unit 82 for calculating the pressure-point-dependent position offset 67.
  • the functional unit 50.1 for force control of the hydraulic pressure pads 15 supplies the guide variable signals 51 for the control of the hydraulic pressure pads 15, respectively.
  • Fig. 7 shows the schematic structure of a mechanical
  • Multi-point servo hybrid press according to third and fourth
  • the multipoint servo-hybrid press as a secondary drive in the form of a process pad contains the tool 2 directly
  • Claims 12 and 13 each in combinatorial interaction with the electric servomotors 13, the control and
  • the hydraulic table cushions 90 can as
  • Multipoint table cushion be formed, with two adjacent table cushions 90.1, 90.3 or respectively four adjacent and behind each other table cushions 90.1, 90.3 and 90.2, 90.4 can be used.
  • Pressure variability reaches a high and variable closing force of the tools before and during the Zuhaltephase for forming and curing of the thermoformed pressing part 16 and a low opening force of the plunger 4 after the Zuhaltephase.
  • thermoformed pressing parts 16 in combinatorial interaction with the electric servomotors 13 reference is made to the description of the embodiment of FIG.
  • the control-technical device features of the NC control device 18 for the third embodiment according to claim 12 are shown as a block diagram.
  • the first and second preparation phase 23, 24 corresponds to the sequence of the first and second embodiment according to FIG. 3.
  • the generation of the cushion-dependent force values for the hydraulic table cushions 90 specific to the multiple press parts 16. 1, 16. 2 follows.
  • the analogous sequence according to FIG. 3 follows until the second method step 95.
  • the further input variable of the force sum value 64 comes from the functional unit 93 for calculating the cushion-dependent Force correction values 63.
  • the hydraulic table cushion power control unit 92 respectively supplies the guide size signals 51 for the control of the hydraulic table cushions 90.
  • the tilting influenced by asymmetric loading and / or
  • Immersion depth of the plunger is compensated or specifically influenced by acting on the independently controllable and controllable servomotors 13 with a mutually different path profile, is effected in the fifth and sixth embodiment, the influence of the tilting position by the hydraulic pressure pad in the plunger drive.
  • the sequence control 46 coordinates the one hand
  • Fig. 13a, 13b the proposed method for the fifth advantageous embodiment in the form of a sequence of the type "controlled, static" according to claim 8 with pillow-dependent force control of the tool segments 17 and tilt compensation of the plunger 4 by the force control of the hydraulic pressure pad 15 is shown.
  • Pressure pad 15 each done dynamically.
  • Process temperature-actual course 61 detected. These serve to calculate a cushion-dependent force correction value 63, with which a force sum value 64b is formed in the fourth method step 73 together with the cushion-dependent force desired value curve.
  • the corrected pressure set values 102 for the servo valves 103 for controlling the force control loop of the hydraulic table cushions 90 are formed.
  • the pressure-point-dependent suspension-actual curves are detected by means of the plunger position measuring devices 22, the measured variable signals 56 for calculating the
  • pressure point-dependent force correction values 63 serve. After summation of the pressure-point-dependent force, setpoint and force correction values in the seventh method step 73, the calculation and output of desired pressure values 65 for the servo valves 66 for force control of the hydraulic pressure pads 15 takes place in the eighth method step 74.
  • the end of the holding phase 35 is initiated in a time-dependent manner in accordance with the actual temperature 61 measured in the tool segments 17 or pressed parts 16 in the ninth method step 78.
  • step 32b the startup of the plunger 4 is initiated after the catch in the lower reversal point in the starting position of the upper reversal point and controlled in the hydraulic pressure pad 15 switching to a first force setpoint.
  • cushion-dependent force setpoints 90 (90.1,90.2,90.3,90.4) process cushion, (multipoint table cushion)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen, bei welchem der jedem Druckpunkt oder jeder Druckpunktgruppe des Stößels zugeordneten servo-elektrischen Antrieb als Hauptfunktion über eine Leitwellenfunktion mit den in der Presse integrierten Antrieben als Nebenfunktion in Form hydraulischer Druckkissen in den Druckpunkten des Stößelantriebes und/oder als Maschinen- oder Werkzeugkissen wirkende Prozess-Kissen so in kombinatorischer Wechselwirkung stehen, dass einerseits bei reduzierter Antriebsleistung eine hohe Schließkraft des Stößels vor und während dessen Zuhaltephase zum Formen und Aushärten des warmgeformten Pressteils und eine geringe Öffnungskraft des Stößels nach der Zuhaltephase erreicht wird und dass andererseits zur Kompensation auftretender Prozessschwankungen infolge variierender mechanischer und thermischer Einflussgrößen auf die Eigenschaften der warmgepressten Formteile die hydraulischen Kissen in den Druckpunkten des Stößels und/oder die Prozess-Kissen jeweils vor, während und nach der Zuhaltephase des Stößels im Bereich des unteren Umkehrpunktes weg- und kraftabhängig für eine aktive Eintauchtiefen- und Kippungsregelung in Kombination mit dem servo-elektrischen Haupantrieb unabhängig voneinander regelbar sind.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der Stößelkräfte an Mehrpunkt Servo-Hybrid-Pressen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der
Stößelbewegung und der Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid- Pressen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff eines der
Patentansprüche 1, 4 und 7 und eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen aus dem
Oberbegriff eines der Patentansprüche 10 bis 15.
Es sind technische Lösungen zur Herstellung von warmgepressten Formteilen mit Hydraulikpressen bekannt, deren Stößelbewegung bei geschlossenem Ober- und Unterwerkzeug im unteren Umkehrpunkt während einer Haltezeit zum Aushärten des Formteiles zeitlich unterbrochen wird. Der Druck kann während der Rast dabei so eingestellt werden, dass ein schneller und optimaler Wärmeübertrag zwischen dem warmgepressten Formteil und den geschlossenen mit Kühlung versehenen Werkzeugen erfolgt.
Gegenüber mechanischen Pressen weisen hydraulische Pressen einerseits eine geringere Produktivität und andererseits bedingt durch den geringeren Wirkungsgrad einen erhöhten
Energieaufwand auf.
Wenn der Bewegungsablauf einschließlich der Rastphase
zeitabhängig gesteuert wird, können Störgrößen im Bewegungsablauf das Risiko einer Asynchronität insbesondere mit
peripheren Automationseinrichtungen erhöhen.
Aus der Broschüre der Fa. Schuler „Formhärten mit PCH FLEX - schnell, flexibel, effizient", veröffentlicht auf
www . schulergroup . com/maj or/download_center/broschueren_hydraul ic_press/download_hydraulic_press/hydraulic_press_leichtbau_br oschuere_formhaerten_pch_d . pdf am 05.08.2014, ist eine
hydraulische Warmformpresse bekannt, bei der insbesondere zur Fertigung von Mehrfach-Formteilen durch die in die Presse integrierten hydraulischen Kissen im Stößel und Tisch jedes formteilspezifische Werkzeug der Mehrfach-Formteile mit einem separat optimierbaren Anpressdruck beaufschlagt werden kann, um einen hohen Wärmetransfer von den Formteilen in die
gekühlten Werkzeuge für eine kurze Abkühlzeit zu ermöglichen.
In der JP 2012-040568 A wird ein Verfahren zur Herstellung von warmgepressten Formteilen mit einer mechanischen Presse beschrieben, deren Stößel über mehrere Druckpunkte servomotorisch angetrieben wird. Während einer Stillstandsphase des im unteren Umkehrpunkt geschlossenen Ober- und Unterwerkzeuges erfolgt das Aushärten des Formteiles.
Die DE 102012 201 247 AI beschreibt eine mechanische
Warmformpresse mit einem Kurbelmechanismus zum Antrieb des Stößels, dessen Schmierlager insbesondere im Bereich während des Stillstandes des Stößels im unteren Umkehrpunkt unter Last in einem hydrostatischen Modus ausgelegt sind. Mit dieser Lösung soll erreicht werden, dass die Schmierungsverhältnisse im Kurbelmechanismus während der Stillstandsphase unter der größten Last so aufrecht erhalten werden, um ein Festfahren der Presse zu vermeiden.
Der Nachteil der weggebundenen Betriebsart der mechanischen Presse in beiden zuletzt genannten Lösungen besteht darin, dass auftretende Prozessschwankungen infolge variierender mechanischer und thermischer Materialeigenschaften der
Formteile für einen reproduzierbaren Press- und
Aushärtevorgang weder weg- noch kraftabhängig während der Stillstandsphase des Stößels im unteren Umkehrpunkt kompensiert werden können.
Aus der DE 3640507 ist eine mechanische Ziehpresse mit einer Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Blechhaltekraft während des Ziehvorgangs bekannt, bei der mit einem jeweils im Kraftfluss der Antriebspunkte des Blechhalterstößels liegenden Hydraulikelements eine Veränderung der Blechhaltekraft während des Ziehvorgangs mittels Proportional- oder Servoventilen möglich ist .
In der DE 10158861 wird eine Vorrichtung zum Bewegen eines Stößels einer Presse beschrieben, bei der zur Bewegung entlang eine ersten vorgegebenen Weges ein erstes Hubelement in Form einer Spindel-Spindelmutter-Einheit und zur Bewegung entlang eines zweiten Weges ein hydraulisch bewegbares zweites
Hubelement mit einem in einem Zylinder drehfest geführten Kolben vorgesehen ist. Eine Steuerung und Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte bei geschlossenem Ober- und Unterwerkzeug während einer Haltezeit des Stößels im Bereich des unteren Umkehrpunkt zum Aushärten warmgepresster Formteile ist den Lösungen dieser beiden zuletzt genannten Druckschriften nicht vorgesehen.
In der WO 2013/026137 AI wird eine mechanische Presse zur Herstellung von warmgepressten Formteilen mit einem über einen mittig oder zwei nebeneinander angeordnete Druckpunkte
servomotorisch angetriebenen Stößel und einem im Tisch oder Stößel angeordneten Hydraulik-Kissen offenbart. Während der Stößel nach dem Pressvorgang bei geschlossenem Ober- und
Unterwerkzeug im unteren Umkehrpunkt eine Raststellung
einnimmt, wird das Hydraulikkissen so druckbeaufschlagt, dass ein durch Werkzeugkühlung unterstütztes Aushärten des
Formteils erfolgt.
Eine separate, jeweils voneinander unabhängige Drucksteuerung der hydraulischen Kissen im Stößel und / oder Tisch für eine optimierte Fertigung von Mehrfach-Formteilen, wie diese im zuvor erwähnten Stand der Technik nach Broschüre der Fa.
Schuler „Formhärten mit PCH FLEX - schnell, flexibel,
effizient" beschrieben ist, ist nicht offenbart.
Sollte diese bei der Lösung nach WO 2013/026137 AI rein gedanklich zur Anwendung kommen, würde sich im Fall von unterschiedlichen Kräften in den einzelnen Zylindern der hydraulischen Kissen aufgrund der dann eintretenden
außermittigen Belastung in Bezug auf den einen mittig oder die zwei nebeneinander angeordneten Druckpunkte eine nachteilige Kippung des Stößels ergeben.
Dieser Nachteil tritt dann ebenfalls sowohl bei dem eingangs zuerst genannten Stand der Technik als auch bei der Lösung nach Broschüre der Fa. Schuler „Formhärten mit PCH FLEX - schnell, flexibel, effizient" auf, wenn insbesondere bei den verwendeten hydraulischen Pressen die Antriebszylinder in Ein- , Zwei- oder Dreipunktausführung mittig in Reihe angeordnet sind.
Die WO 2008/071154 A2 beschreibt ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Steuerung und Regelung von Stößellageabweichungen mittels Eintauchtiefen- und Kippregelung an servo-elektrischen Pressen, bei dem beim Durchgang des Stößels durch den unteren Umkehrpunkt einerseits die Eintauchtiefe und andererseits die Kipplage des Stößels Steuer- und regelbar ist. Eine Möglichkeit der Kraftregelung insbesondere in einer Stillstandsphase des Stößels im unteren Umkehrpunkt zur
Einflussnahme auf Prozessschwankungen während der Herstellung von warmgepressten Formteilen in Kombination mit hydraulisch beaufschlagbaren Druckkissen ist nicht vorgesehen.
Aufgabe und Vorteil der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der
Stößelbewegung und Stößelkräfte an Servo-Hybrid-Pressen, insbesondere Warmformpressen zu schaffen, bei der die
Reproduzierbarkeit der Qualität der herzustellenden Formteile, trotz Wirkung von prozessbedingten mechanischen und
thermischen Einflussgrößen insbesondere bei der Fertigung von teilweise unterschiedlichen Mehrfach-Formteilen für einen optimalen Wärmetransfer von den Formteilen in die gekühlten Werkzeuge verbessert, die Produktivität bei gleichzeitig reduziertem Energieverbrauch gesteigert und die
Antriebsleistung der Presse reduziert wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur
Regelung der Stößelbewegung und Stößelkräfte an Servo-Hybrid- Pressen, insbesondere Warmformpressen mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 4 und 7 gelöst. Weitere detaillierte
Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2-3, 5- 6, 8-9 beschrieben.
Die Durchführung des Verfahrens erfolgt mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des jeweiligen Anspruchs 10-15.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass in einer mit einer hohen Produktivität bei reduziertem Energieaufwand gekennzeichneten mechanischen Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse der jedem Druckpunkt oder jeder Druckpunktgruppe des Stößels zugeordnete servo-elektrische Antrieb als Hauptfunktion über eine Leitwellenfunktion mit den in der Presse integrierten Antrieben als Nebenfunktion in Form hydraulischer Druckkissen in den Druckpunkten des Stößelantriebes und / oder als
Maschinen- oder Werkzeugkissen wirkende Prozess-Kissen so in kombinatorischer Wechselwirkung stehen, dass einerseits bei reduzierter Antriebsleistung eine hohe Schließkraft des
Stößels vor und während dessen Zuhaltephase zum Formen und Aushärten des warmgeformten Pressteils und eine geringe
Öffnungskraft des Stößels nach der Zuhaltephase erreicht wird und dass andererseits zur Kompensation auftretender
Prozessschwankungen infolge variierender mechanischer und thermischer Einflussgrößen auf die Eigenschaften der
warmgepressten Formteile die hydraulischen Kissen in den
Druckpunkten des Stößels und/oder die Prozess-Kissen jeweils vor, während und nach der Zuhaltephase des Stößels im Bereich des unteren Umkehrpunktes weg- und kraftabhängig für eine aktive Eintauchtiefen- und Kippungsregelung in Kombination mit dem servo-elektrischen Hauptantrieb unabhängig voneinander regelbar sind.
Bei den als Nebenantrieb wirkenden Prozess-Kissen in Form von Maschinenkissen können diese jeweils im Tisch oder Stößel der Presse angeordnet sein. In Form von Werkzeugkissen sind diese jeweils im Ober- oder Unterwerkzeug anordenbar .
Allen Prozess-Kissen ist gemeinsam, dass diese jeweils hydraulisch oder servo-elektrisch antreibbar sind.
Es ist erfindungswesentlich, dass für die Steuerung und
Regelung aller zur Herstellung von warmgepressten Formteilen erforderlichen Bewegungs- und Kraftabläufe zur Vermeidung zusätzlicher Aufwendungen die bereits in servo-elektrischen Pressen vorhandenen Antriebskomponenten, wie der zwischen den Druckpunkten unabhängig voneinander freiprogrammierbare
Hauptantrieb für die Stößelbewegung und die hydraulischen Druckkissen in den Druckpunkten über ihre bekannte Funktion als ÜberlastSicherung hinaus und / oder die auf den
Formgebungsprozess unmittelbar wirkenden Prozess-Kissen in vorteilhafter kombinatorischer Wechselwirkung genutzt werden .
Eine „Regelung" ist insbesondere ein Vorgang, bei welchem fortlaufend eine variable Größe als Regelgröße erfasst, mit einer anderen variablen Größe als Führungsgröße verglichen und für eine Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird. Bei der Regelung liegt insbesondere ein geschlossener
Wirkungsablauf und/oder ein Regelkreis, bei welchem die
Regelgröße im Wirkungsweg des Regelkreises sich fortlaufend selbst beeinflusst, oder es liegt kein Wirkungsablauf und/oder kein Regelkreis vor. In dem Falle, dass die Regelung frei von einem geschlossenen Wirkungsablauf und/oder frei von einem Regelkreis ist, sodass keine Rückkopplung vorliegt, ist die Regelung eine Steuerung. Somit umfasst die Regelung auch eine einfache Steuerung. Analoges gilt für „regeln" und „geregelt", welche entsprechend jeweils auch „steuern" und „gesteuert" umfassen. Diese Begrifflichkeiten und Definitionen zur
Regelung beziehen sich auf dies vorliegende, ganze Dokument und dessen gesamten Inhalt.
In einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens und der
Vorrichtung stehen die zum Hauptantrieb für die Stößelbewegung jeweils den Druckpunkten des Stößels zugeordneten Servomotoren mit den hydraulischen Druckkissen in den Druckpunkten in kombinatorischer Wechselwirkung, wobei die aktive
Eintauchtiefen- und Kippungsregelung des Stößels „gesteuert, statisch" abläuft. Werden gleiche, spiegelbildliche oder unterschiedliche Mehrfach-Pressteile warmgeformt kann es zur Erzielung eines optimalen Wärmetransfers vorteilhaft sein, jedes oder jedes Paar von Werkzeugsegmenten mit einem separat optimierten Anpressdruckes zu steuern.
Der differenzierte und variable Anpressdruck wird dabei durch die Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen in den
Druckpunkten realisiert, deren Kraft-Sollwerte entweder empirisch oder mittels Messung generierbar sind.
Die infolge außermittiger Belastung mehr oder weniger
eintretende Kippung des Stößels und damit der Werkzeuge kann mittels Lageregelung der jedem Druckpunkt oder
Druckpunktgruppe separat zugeordneten Servoantrieb durch
Voreinstellung der Soll-Positionsverläufe „mit Korrektur" kompensiert oder beeinflusst werden.
Die asymmetrischen Federungswege sind entweder anhand der teilespezifischen außermittigen Belastung unter
Berücksichtigung des maschinenspezifischen Steifigkeitsmodells durch Bedienereingabe bestimmbar oder können mittels Messung der Kräfte bzw. der Federung während eines praktischen
Lernhubes ermittelt werden. In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung stehen die zum Hauptantrieb für die
Stößelbewegung jeweils den Druckpunkten des Stößels
zugeordneten Servomotoren in analoger Weise zur ersten
Ausgestaltung mit den hydraulischen Druckkissen in den
Druckpunkten in kombinatorischer Wechselwirkung, wobei die aktive Eintauchtiefen- und Kippungsregelung des Stößels im Gegensatz dazu „geregelt, dynamisch" abläuft. Die zunächst in Analogie zur ersten Ausgestaltung empirisch generierten Signalgrößen zur Ermittlung der
druckpunktabhängigen Kraft-Sollwerte werden in einem ersten Regelkreis mit druckpunktabhängigen Kraft-Korrekturwerten summiert, die einerseits mittels Ist-Kraft-Rückführung und andererseits mittels Ist-Temperatur-Rückführung durch
dynamische Messungen im Warmformgebungs-Prozess ermittelt werden. Aus diesem generierten Summenwert werden die
hydraulischen Druckkissen dynamisch geregelt.
Im Weiteren startet in Analogie zur ersten Ausgestaltung die Lageregelung der jedem Druckpunkt oder Druckpunktgruppe separat zugeordneten Servoantrieb zunächst durch
Voreinstellung der Soll-Positionsverläufe „mit Korrektur- Anfangswerten". Diese werden in einem zweiten Regelkreis mit druckpunktabhängigen Positions-Offsets summiert, die mittels Ist-Federungs-Rückführung durch dynamische Messungen der
Stößel-Positionsmesseinrichtungen im Warmformgebungs-Prozess ermittelt werden. Darüber hinaus erfolgt eine Summierung mit der aus dynamischen Messungen im Warmformgebungs-Prozess ermittelten Ist-Temperatur-Rückführung. Aus diesem generierten Summenwert werden die Positionen der Druckpunkte dynamisch geregelt, wodurch die infolge außermittiger Belastung mehr oder weniger eintretende Kippung des Stößels kompensiert oder beeinflusst werden kann.
Es ist dabei sowohl möglich, lediglich den im Pressenzyklus zu erwartenden Maximalwert der außermittigen Belastung und deren Position zu erfassen, als auch die mögliche veränderliche Größe und Lage der Kraftresultierenden während des Umformweges in der Bewegung oder im Stillstand während der Zuhaltephase zu berücksichtigen . In einer dritten Ausgestaltung des Verfahrens und der
Vorrichtung stehen die zum Hauptantrieb für die Stößelbewegung jeweils den Druckpunkten des Stößels zugeordneten Servomotoren mit den hydraulischen Prozess-Kissen zur variablen
Kraftbeaufschlagung der Werkzeugsegmente in kombinatorischer Wechselwirkung, wobei die aktive Eintauchtiefen- und
Kippungsregelung des Stößels „gesteuert, statisch" abläuft.
Der differenzierte und variable Anpressdruck wird dabei durch die Kraftsteuerung der hydraulischen Prozess-Kissen in der Presse oder in den Werkzeugen realisiert, deren Kraft- Sollwerte entweder empirisch oder mittels Messung generierbar sind. Die infolge außermittiger Belastung mehr oder weniger eintretende Kippung des Stößels und damit der Werkzeuge kann mittels Lageregelung der jedem Druckpunkt oder
Druckpunktgruppe separat zugeordneten Servoantrieb durch
Voreinstellung der Soll-Positionsverläufe „mit Korrektur" in Analogie zur ersten Ausgestaltung kompensiert oder beeinflusst werden .
In einer vierten vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung stehen die zum Hauptantrieb für die
Stößelbewegung jeweils den Druckpunkten des Stößels
zugeordneten Servomotoren in analoger Weise zur dritten
Ausgestaltung mit den hydraulischen Prozess-Kissen in
kombinatorischer Wechselwirkung, wobei die aktive
Eintauchtiefen- und Kippungsregelung des Stößels im Gegensatz dazu „geregelt, dynamisch" abläuft. Die zunächst in Analogie zur dritten Ausgestaltung empirisch generierten Signalgrößen zur Ermittlung der kissenabhängigen Kraft-Sollwerte werden in einem ersten Regelkreis mit
kissenabhängigen Kraft-Korrekturwerten summiert, die einerseits mittels Ist-Kraft-Rückführung und andererseits mittels Ist-Temperatur-Rückführung durch dynamische Messungen im Warmformgebungs-Prozess ermittelt werden. Aus diesem generierten Summenwert werden die Prozess-Kissen dynamisch geregelt.
Im Weiteren startet in Analogie zur zweiten Ausgestaltung die Lageregelung der jedem Druckpunkt oder Druckpunktgruppe separat zugeordneten Servoantrieb zunächst durch
Voreinstellung der Soll-Positionsverläufe „mit Korrektur- Anfangswerten". Diese werden in einem zweiten Regelkreis einerseits mit druckpunktabhängigen Positions-Offsets
summiert, die mittels Ist-Federungs-Rückführung durch
dynamische Messungen der Stößel-Positionsmesseinrichtungen im Warmformgebungs-Prozess ermittelt werden. Darüber hinaus erfolgt eine Summierung mit der aus dynamischen Messungen im Warmformgebungs-Prozess ermittelten Ist-Temperatur- Rückführung. Aus diesem generierten Summenwert werden die Positionen der Druckpunkte dynamisch geregelt.
In einer fünften Ausgestaltung des Verfahrens und der
Vorrichtung stehen die den Druckpunkten des Stößels
zugeordneten hydraulischen Druckkissen mit den hydraulischen Prozess-Kissen zur variablen Kraftbeaufschlagung der
Werkzeugsegmente in kombinatorischer Wechselwirkung, wobei die aktive Eintauchtiefen- und Kippungsregelung des Stößels „gesteuert, statisch" abläuft. Der differenzierte und variable Anpressdruck wird dabei durch die Kraftsteuerung der
hydraulischen Prozess-Kissen in der Presse oder in den
Werkzeugen realisiert, deren Kraft-Sollwerte entweder
empirisch oder mittels Messung generierbar sind. Die infolge außermittiger Belastung mehr oder weniger
eintretende Kippung des Stößels und damit der Werkzeuge kann mittels Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen durch Kraft-Sollwertverläufe „mit Korrektur" kompensiert oder beeinflusst werden.
In einer sechsten vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung stehen die den Druckpunkten des Stößels zugeordneten hydraulischen Druckkissen in analoger Weise zur fünften Ausgestaltung mit den hydraulischen Prozess-Kissen in kombinatorischer Wechselwirkung, wobei die aktive
Eintauchtiefen- und Kippungsregelung des Stößels im Gegensatz dazu „geregelt, dynamisch" abläuft. Die zunächst in Analogie zur fünften Ausgestaltung empirisch generierten Signalgrößen zur Ermittlung der kissenabhängigen Kraft-Sollwerte werden in einem ersten Regelkreis mit
kissenabhängigen Kraft-Korrekturwerten summiert, die
einerseits mittels Ist-Kraft-Rückführung und andererseits mittels Ist-Temperatur-Rückführung durch dynamische Messungen im Warmformgebungs-Prozess ermittelt werden. Aus diesem generierten Summenwert werden die Prozess-Kissen dynamisch geregelt. In einem zweiten Regelkreis werden die berechneten Kraft-Sollverläufe für die hydraulischen Druckkissen mit druckpunktabhängigen Kraft-Korrekturwerten summiert, die mittels Ist-Federungs-Rückführung durch dynamische Messungen der Stößel-Positionsmesseinrichtungen im Warmformgebungs- Prozess ermittelt werden. Aus diesem generierten Summenwert werden die Kräfte der hydraulischen Druckpunkte dynamisch geregelt.
In einem dritten Regelkreis werden die berechneten Soll- Positionsverläufe der Druckpunkte des Stößels mit der aus dynamischen Messungen im Warmformgebungs-Prozess ermittelten Ist-Temperatur-Rückführung für die zeitabhängige Beendigung der Zuhaltephase summiert. Aus diesem generierten Summenwert werden die Positionen der Druckpunkte dynamisch geregelt.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Prinzipieller Aufbau einer mechanischen
Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse nach erster und zweiter Ausgestaltung
Blockschaltbild der steuerungstechnischen
Vorrichtungsmerkmale nach erster Ausgestaltung Schrittfolge des Verfahrens mit Beeinflussung der Kipplage des Stößels in Folge variabler Kraftbeaufschlagung der Werkzeugsegmente nach erster Ausgestaltung nach Typ „gesteuert, statisch"
Typischer Verlauf von Bewegung der Druckpunkte des Stößels, dem Kraftverlauf in den
Druckkissen und der Kipplage des Stößels nach erster Ausgestaltung Fig. 5a, b Schrittfolge des Verfahrens mit Beeinflussung der Kipplage des Stößels in Folge variabler Kraftbeaufschlagung der Werkzeugsegmente nach zweiter Ausgestaltung nach Typ „geregelt dynamisch"
Fig. 6 Blockschaltbild der steuerungstechnischen
Vorrichtungsmerkmale nach zweiter Ausgestaltung
Fig. 7 Prinzipieller Aufbau einer mechanischen Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse nach dritter und vierter Ausgestaltung
Blockschaltbild der steuerungstechnischen
Vorrichtungsmerkmale nach dritter Ausgestaltung
Schrittfolge des Verfahrens mit Beeinflussung der Kipplage des Stößels in Folge variabler Kraftbeaufschlagung der Werkzeugsegmente nach dritter Ausgestaltung nach Typ „gesteuert, statisch"
Schrittfolge des Verfahrens mit Beeinflussung der Kipplage des Stößels in Folge variabler Kraftbeaufschlagung der Werkzeugsegmente nach vierter Ausgestaltung nach Typ „geregelt dynamisch"
Blockschaltbild der steuerungstechnischen
Vorrichtungsmerkmale nach vierter Ausgestaltung
Blockschaltbild der steuerungstechnischen
Vorrichtungsmerkmale nach fünfter Ausgestaltung
Schrittfolge des Verfahrens mit Beeinflussung der Kipplage des Stößels in Folge variabler Kraftbeaufschlagung der Werkzeugsegmente nach fünfter Ausgestaltung nach Typ „gesteuert, statisch"
Schrittfolge des Verfahrens mit Beeinflussung der Kipplage des Stößels in Folge variabler Kraftbeaufschlagung der Werkzeugsegmente nach sechster Ausgestaltung nach Typ „geregelt dynamisch
Fig. 15 Blockschaltbild der steuerungstechnischen
Vorrichtungsmerkmale nach sechster Ausgestaltung
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer mechanischen
Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse gemäß erster und zweiter
Ausgestaltung. Im Pressentisch 1 ist einerseits das
Unterwerkzeug 2 und andererseits der Antrieb 3 des vertikal beweglichen Stößels 4 zur Aufnahme des Oberwerkzeuges 5 angeordnet. Der Antrieb 3 des Stößels 4 erfolgt über die in der Figur rechts und links angeordneten Druckpunktgruppen 6, 7 und 8, 9, wobei in der zweidimensionalen Zeichnung nur die Druckpunkte 6, 8 ersichtlich sind. Die in der Figur nicht sichtbaren Druckpunkte 7, 9 liegen dreidimensional jeweils in der Tiefe hinter den Druckpunkten 6, 8, so dass die Mehrpunkt- Servo-Hybrid-Presse in diesem Fall aus vier Druckpunkten besteht, die jeweils mittels einer Zugstange 10 mit einem zu einem Exzenterrad 11 gehörenden Pleuel 12 wirkverbunden sind. In einem ersten Fall ist ein zentrales Exzenterrad 11 je Seite über zwei Pleuel 12.1, 12.2 sowie 12.3, 12.4 gemeinsam mit den Druckpunkten 6 und 7 sowie 8 und 9 wirkverbunden, wobei das Exzenterrad 11 über ein zwischenliegendes Getriebe von einem Servomotor 13.1 sowie 13.2 angetrieben wird. In einem zweiten Fall ist jedem Pleuel 12.1, 12.2 sowie 12.3, 12.4 ein
Exzenterrad 11.1, 11.2 sowie 11.3, 11.4 zugeordnet, wobei jedes Exzenterrad 11.1, 11.2 sowie 11.3, 11.4 über jeweils ein zwischenliegendes Getriebe von einem separaten Servomotor 13.1, 13.3 sowie 13.2, 13.4 angetrieben wird.
Alternativ zu dem in den Figuren als Unterantrieb im Tisch 1 angeordneten Antrieb 3 ist eine Anwendung als Oberantrieb mit einem, in den Figuren nicht dargestellten im Kopfstück
angeordneten Antrieb möglich.
In allen Fällen wird die vom Servomotor 13 erzeugte
Rotationsbewegung vom Exzenterrad 11 in eine Linearbewegung zum Antrieb des vertikal beweglichen Stößels 4 umgewandelt.
Die Druckpunkte 6 bis 9 enthalten neben einem Verstellgetriebe 14 zur Justage der Höheneinstellung des Stößels 4 jeweils ein hydraulisches Druckkissen 15, dass nach den Vorrichtungsmerkmalen des Anspruchs 10 und 11 jeweils in kombinatorischer Wechselwirkung mit den elektrischen Servomotoren 13 die
Steuerung und Regelung der Bewegung und Kräfte des Stößels 4 übernimmt. Mittels der hydraulischen Druckkissen 15 kann neben der bekannten Funktion der ÜberlastSicherung durch dessen
Steuer- und regelbare Druckvariabilität eine hohe und variable Schließkraft des Stößels 4 vor und während der Stillstandsund Zuhaltephase zum Formen und Aushärten des warmgeformten Pressteils 16 und eine geringe Öffnungskraft des Stößels 4 nach der Zuhaltephase erreicht werden. Die Möglichkeit der variablen Schließkraft dient während der Zuhaltephase
insbesondere zur Kompensation auftretender Prozessschwankungen infolge variierender mechanischer und thermischer
Einflussgrößen auf die Eigenschaften der warmgeformten
Pressteile 16. Beim Einsatz von mehreren im Werkzeugraum der Servo-Hybrid-Presse angeordneten formteilspezifischen
Werkzeugsegmenten 17 zur Fertigung von gleichen,
spiegelbildlichen oder unterschiedlichen Mehrfach-Pressteilen 16.1, 16.2 ist es möglich, dass jedes Werkzeugsegment 17.1, 17.2 mit einem separat optimierbaren Anpressdruck beaufschlagt wird, um einen hohen Wärmetransfer von den Formteilen in die gekühlten Werkzeuge für eine kurze Abkühlzeit zu ermöglichen. Um die Nachteile des Standes der Technik hinsichtlich der bei Beaufschlagung der benachbarten Werkzeugsegmente 17.1, 17.2 mit variablen und unterschiedlichen Kräften hervorgerufene Kippung des Stößels 4 durch eintretende asymmetrische
Belastung zu kompensieren, kann mittels der unabhängig
voneinander Steuer- und regelbaren Servomotoren 13 durch
Beeinflussung der Stößellage entweder die Kippung des Stößels 4 vermieden oder eine definierte Kippung erzeugt werden. Zur Beeinflussung der Kipplage und/oder Eintauchtiefe des Stößels 4, werden die Servomotoren 13 mit einem zueinander
unterschiedlichen Weg-Profil beaufschlagt. Im dem oben
erwähnten ersten Fall mit zentralem Exzenterrad 11 je Seite kann die Kipplage und/oder Eintauchtiefe des Stößels 4 in der Ebene von rechts nach links beeinflusst werden. In den
weiterhin oben erwähnten zweiten Fall mit jedem Druckpunkt 6, 7, 8, 9 separat zugeordneten Exzenterrad 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 kann die Kipplage und/oder Eintauchtiefe des Stößels 4 sowohl in der Ebene von vorn nach hinten als auch in zwei Ebenen von rechts nach links sowie von vorn nach hinten beeinflusst werden.
Die NC-Steuereinrichtung 18 erzeugt die Führungsgrößensignale 55 für die Servomotoren 13 mit zugehörigem Umrichter 21 zum Hauptantrieb der Servo-Hybrid-Presse und die Führungsgrößensignale 51 für die hydraulischen Druckkissen 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 zu deren druckpunktabhängiger Kraftsteuerung. Die Lage des Stößels 4 wird mittels der auf dem Pressentisch 1
angeordneten ersten und zweiten Stößel-Positionsmess- einrichtung 22.1, (22.2), 22.3, (22.4) erfasst, deren
Messgrößensignale 56 in der NC-Steuereinrichtung 18
verarbeitet werden. In Fig. 2 sind die steuerungstechnischen Vorrichtungsmerkmale der NC-Steuereinrichtung 18 entsprechend Anspruch 10 als
Blockschaltbild dargestellt. Diese enthält die Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der Druckpunkte des Stößels 54, die einerseits mit der
Ablaufsteuerung 46 und andererseits mit der Funktionseinheit zur Berechnung der Soll-Positionsverläufe für die Druckpunkte des Stößels "mit Korrektur" 52b verknüpft ist. Die weitere Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen
Druckkissen 50 ist einerseits mit der Ablaufsteuerung 46 und andererseits mit der Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe 48a verknüpft. Von den Funktionseinheiten 48a, 50, 52b, 54 sind spezifische Daten aus dem der Ablaufsteuerung 46 zugeordneten Speicher für Maschinen- und Werkzeugdaten 47 abrufbar . Die Funktionseinheiten 48a und 52b werden ebenso von der Ablaufsteuerung 46 koordiniert und sind zusätzlich untereinander signaltechnisch verknüpft. Die empirisch oder mittels Messung generierten Signalgrößen zur Ermittlung der druckpunktabhängigen Kraft- Sollwerte 49 gelangen in die Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe 48a. In die Funktionseinheit 52b gelangen die Signalgrößen zur Ermittlung der Soll-Positionsverläufe für die Druckpunkte des Stößels 53.
Die Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen 50 liefert jeweils die Führungsgrößensignale 51 für die Steuerung der hydraulischen Druckkissen 15.1 bis 15.4. Die Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der Druckpunkte des Stößels 54 liefert jeweils die Führungsgrößensignale 55 für die Umrichter 21.1 bis 21.4 zur Ansteuerung der
druckpunktspezifischen Servomotoren 13.1 bis 13.4. In Fig. 3 ist das vorgeschlagene Verfahren für eine erste vorteilhafte Ausgestaltung in Form einer Schrittfolge mit druckpunktabhängiger Kraftsteuerung der Werkzeugsegmente 17 und Kippungskompensation durch die servoangetriebenen
Druckpunkte 6, 7 und 8, 9 vom Typ "gesteuert, statisch" entsprechend Anspruch 2 dargestellt.
In der ersten Vorbereitungsphase 23 werden die maschinen- spezifischen Steifigkeitswerte in der Funktionseinheit 47 gespeichert. In der zweiten Vorbereitungsphase 24 erfolgt die Eingabe und Berechnung der Positions-Kurvenscheibe "ohne
Korrektur" für den Hauptantrieb zur Stößelbewegung. Die
Generierung der für die Mehrfach-Pressteile 16.1, 16.2 spezifischen druckpunktabhängigen Kraftwerte für die
hydraulischen Druckkissen 15 erfolgt in der dritten
Vorbereitungsphase 25. Diese können dabei durch manuelle
Eingabe oder durch einen Lernhub mit Ermittlung eines
optimalen Anpressdruck-Verlaufes für einen hohen Wärmetransfer von den Pressteilen 16 in die gekühlten Werkzeuge 17 bei einer kurzen Abkühlzeit erzeugt werden.
In der vierten Vorbereitungsphase 26 erfolgt anhand der im Schritt VI und V3 hinterlegten Parameter die Berechnung der asymmetrischen Federungswerte der benachbarten Druckpunkte 6, 7 und 8, 9. Alternativ sind die asymmetrischen Federungswege mittels Messung der Kräfte bzw. der Federung während eines praktischen Lernhubes bestimmbar.
In der fünften Vorbereitungsphase 27a wird unter
Zugrundelegung der in der Vorbereitungsphase 24, 26
generierten Parameter ein druckpunktabhängiger Soll- Positionsverlauf "mit Korrektur" für die Bewegung des Stößels 4 mit druckpunktspezifischer elektronischer Positionskurvenscheibe 57 berechnet und in der NC-Steuereinrichtung 18 gespeichert. Nach dem Startsignal 28 beginnt mit dem ersten Verfahrensschritt 29 der zyklische Ablauf, indem die Bewegung des Stößels 4 den zuvor generierten druckpunktspezifischen Positions-Kurvenscheiben 57 „mit Korrektur" vom oberen
Umkehrpunkt zum unteren Umkehrpunkt folgt. Die Positions- Kurvenscheiben "mit und ohne Korrektur" unterscheiden sich im Wesentlichen in der Phase der Kraftsteuerung 37 während des geschlossenen Werkzeuges 17, in der in Folge einer elastischen Kippung des Stößels 4, hervorgerufen durch asymmetrische
Kraft-Beaufschlagung der benachbarten Werkzeugsegmente 17.1, 17.2, die zu erwartende Änderung der Kipplage und/oder
Eintauchtiefe zu kompensieren ist. Im zweiten
Verfahrensschritt 30 dienen die im dritten Vorbereitungsschritt 25 generierten Kraft-Sollwerte zur Beaufschlagung der hydraulischen Druckkissen 15. Am Ende der Zuhaltephase für das temperierte Abkühlen der warmgeformten Pressteile 16 bewirkt im dritten Verfahrensschritt 31 die Steuerung der
hydraulischen Druckkissen 15 eine Umschaltung auf den zweiten Kraft-Sollwert für eine Druckentlastung der hydraulischen Druckkissen 15, um vor Beginn des Hochlaufes des Stößels 4 eine reduzierte Öffnungskraft zu erreichen.
Im vierten Verfahrensschritt 32a wird durch vorteilhafte
Nutzung des mittels Exzenterräder 11 erzeugbaren
Pendelbetriebes mit Bewegungsumkehr im unteren Umkehrpunkt ein reversierender Hochlauf des Stößels 4 in die Ausgangsstellung des oberen Umkehrpunktes ermöglicht und in den hydraulischen Druckkissen 15 eine Umschaltung auf einen ersten Kraft- Sollwert gesteuert. Nach Entnahme der fertiggeformten
Pressteile 16 und erneuter Zuführung der erwärmten Rohlinge beginnt der Folge-Zyklus mit analogem Ablauf. Die in Fig. 3 dargestellte Folge der Verfahrensschritte der druckpunktabhängigen Kraftsteuerung der Werkzeugsegmente 17 und einer in der Ebene von rechts nach links orientierten Kippungskompensation durch die servoangetriebenen Druckpunkte 6, 7 und 8, 9 ist für eines im unteren Umkehrpunkt
reversierenden Antriebes aus Fig. 4 grafisch ersichtlich.
Die Position der Druckpunkte 6, 7 und 8, 9, die Kraft in den hydraulischen Druckkissen 15.1, 15.2 und 15.3, 15.4 sowie die Kipplage des Stößels 4 in unkompensierter und kompensierter Form ist als zeit- oder kurbelwinkelabhängiger Verlauf
dargestellt .
In der ersten Phase 36 erfolgt die Lageregelung 145 mit elektronischer Positions-Kurvenscheibe 57, wobei die Position der Druckpunkte 6, 7 und 8, 9 der Positions-Kurvenscheibe 57 folgen und dabei die Abwärtsbewegung des Stößels 4
einschließlich der Geschwindigkeitsreduzierung zu Umformbeginn steuert. In dieser Phase sind die hydraulischen Druckkissen 15 auf den ersten Kraft-Sollwert 39 eingestellt.
Nach Erreichen der geschlossenen Stellung 35 der Werkzeugsegmente 17 erfolgt in der zweiten Phase die Kraftsteuerung 37 mittels der hydraulischen Druckkissen 15, wobei der
Kraftverlauf für das temperierte Abkühlen der Pressteile 16 so optimiert einstellbar ist, dass ein hoher Wärmetransfer von den Pressteilen 16 in die gekühlten Werkzeugsegmente 17 für eine kurze Abkühlzeit ermöglicht wird. Sind den Werkzeugsegmenten 17 insbesondere geometrisch unterschiedliche
Pressteile 16 zugeordnet, kann ein jedem Werkzeugsegment 17 zugeordneter unterschiedlicher Kraftverlauf mit Kraftverlauf 40 für Werkzeugsegment 17.1 und Kraftverlauf 41 für
Werkzeugsegment 17.2 vorteilhaft genutzt werden. Die aus der Kraftdifferenz resultierende asymmetrische Federung der Presse würde einen unkompensierten Verlauf der Kipplage 43 des
Stößels 4 bei wirkender Kraftsteuerung 37 bewirken und den Kontakt zwischen Pressteil 16 und Werkzeugsegment 17
beeinflussen. Um diesen Negativeffekt nicht wirksam werden zulassen, erfolgt in dieser Phase eine Positionsdifferenz 58 zwischen den Druckpunkten 6, 7 und 8, 9 durch Lageregelung 145 mittels elektronischer Positions-Kurvenscheibe 57. Ohne wirkende Kraftsteuerung 37 würde sich zunächst ein
überkompensierter Verlauf der Kipplage 44 des Stößels 4 einstellen. Bei wirkender Kraftsteuerung 37 stellt sich dann der angestrebte kompensierte Verlauf der Kipplage 45 des
Stößels 4 als Voraussetzung für einen idealen Kontakt
zwischen Pressteil 16 und Werkzeugsegment 17 ein.
Vor Beginn der anschließenden dritten Phase 38 erfolgt mit dritten Verfahrensschritt 31 in den hydraulischen Druckkissen 15 mittels Kraftsteuerung 149 eine Druckentlastung auf einen zweiten Kraft-Sollwert 42, die den in der dritten Phase 38 nach vierten Verfahrensschritt 32 aus der Zuhalteposition beginnenden Hochlauf des Stößels 4 für eine reduzierte
Öffnungskraft begünstigt. Nach Erreichen der oberen Umkehrlage des Stößels 4 mit Zurückstellung auf den ersten Kraft-Sollwert 39 wiederholt sich der Ablauf zyklisch mit der eingangs beschriebenen ersten Phase 36.
Aus Fig. 5a, b ist die Schrittfolge des Verfahrens mit
Beeinflussung der Kipplage und Eintauchtiefe des Stößels nach einer zweiten Ausgestaltung mit Typ "geregelt, dynamisch" entsprechend Anspruch 3 ersichtlich.
Gegenüber der zuvor beschriebenen ersten Ausgestaltung kann die Kraftregelung in den hydraulischen Druckkissen der Druckpunkte in Kombination mit der Beeinflussung von Kipplage und Eintauchtiefe des Stößels jeweils dynamisch erfolgen. Die ersten vier Vorbereitungsphasen 23 bis 26 entsprechen dem Ablauf der ersten Ausgestaltung.
In der fünften Vorbereitungsphase 70 wird unter Zugrundelegung der in der Vorbereitungsphase 24, 26 generierten Parameter ein druckpunktabhängiger Soll-Positionsverlauf mit Korrektur- Anfangswerten für die Bewegung des Stößels 4 mit
druckpunktspezifischer elektronischer Positionskurvenscheibe 57 berechnet und in der NC-Steuereinrichtung 18 gespeichert.
Nach dem Startsignal 28 beginnt mit dem ersten
Verfahrensschritt 71 der zyklische Ablauf, indem die Bewegung des Stößels 4 den zuvor generierten druckpunktspezifischen Positions-Kurvenscheiben 57 mit Korrektur-Anfangswerten vom oberen Umkehrpunkt zum unteren Umkehrpunkt folgt.
Im zweiten Verfahrensschritt 30 dienen die im dritten
Vorbereitungsschritt 25 generierten Kraft-Sollwerte zur
Beaufschlagung der hydraulischen Druckkissen 15 zu Beginn der Zuhaltephase 35.
Während der Zuhaltephase 35 des Stößels 4 wird im dritten Verfahrensschritt 72 einerseits mittels Kraft-Sensor 60 der Prozesskraft-Ist-Verlauf 59 jedes Werkzeugsegmentes 17 und andererseits mittels Temperatur-Sensor 62 der Prozess- temperatur-Ist-Verlauf 61 erfasst. Diese dienen zur Berechnung eines Kraft-Korrekturwertes 63 mit dem gemeinsam mit dem druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verlauf im vierten
Verfahrensschritt 73 ein Kraft-Summenwert 64 gebildet wird. Mit diesem Summenwert 64 werden im fünften Verfahrensschritt 74 die korrigierten Druck-Sollwerte 65 für die Servoventile 66 zur Steuerung des Kraft-Regelkreises der hydraulischen
Druckkissen 15 gebildet.
Gleichzeitig werden während der Zuhaltephase 35 im sechsten Verfahrensschritt 75 die druckpunktabhängigen Federungs-Ist- Verläufe mittels der Stößel-Positionsmesseinrichtungen 22 erfasst, deren Messgrößensignale 56 zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Positions-Offsets 67 dienen. Im siebten Verfahrensschritt 76 wird aus dem druckpunktabhängigen
Positions-Offset 67 und dem druckpunktabhängigen Soll- Positionsverlauf mit Korrektur-Anfangswert ein Positions- Summenwert 68 gebildet.
Eine Lageregelung des Stößels 4 mittels der druckpunkt- spezifischen Servomotoren 13 mit Korrektur-Sollwert aus dem entsprechend der virtuellen Leitwelle ausgelesenen
elektronischen Positionskurvenscheibe (57) mit Positions- Summenwert 68 erfolgt im achten Verfahrensschritt 77. Das Ende der Zuhaltephase 35 wird zeitabhängig entsprechend der in den Werkzeugsegmenten 17 oder Pressteilen 16 gemessenen Ist-Temperatur 61 im neunten Verfahrensschritt 78 eingeleitet. Gleichzeitig werden die Druckkissen 15 auf einen zweiten
Kraft-Sollwert 42 zum Freifahren des Stößels 4 unter Last geregelt, um die Voraussetzungen für den beginnenden Hochlauf des Stößels 4 im zehnten Verfahrensschritt 79 zu schaffen. Nach Erreichen der oberen Umkehrlage des Stößels 4 mit
Zurückstellung auf den ersten Kraft-Sollwert 39 wiederholt sich der Ablauf zyklisch mit dem eingangs beschriebenen ersten Verfahrensschritt 71.
In Fig.6 sind die steuerungstechnischen Vorrichtungsmerkmale der NC-Steuereinrichtung 18 entsprechend der zweiten Ausgestaltung als Blockschaltbild gemäß Anspruch 11 dargestellt .
Diese enthält die Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der Druckpunkte des Stößels 54, die einerseits mit der
Ablaufsteuerung 46 und andererseits mit der Funktionseinheit zur Berechnung der Soll-Positionsverläufe für die Druckpunkte des Stößels mit Korrektur-Anfangswerten 80 über den Positions- Summenwert 68 verknüpft ist. Die weiteren Eingangsgrößen des Positions-Summenwertes 68 kommen aus der Funktionseinheit 82 zur Berechnung des druckpunktabhängigen Positions-Offsets 67 und aus den Messgrößensignalen für die Prozesstemperatur-Ist- Verläufe 61. Die weitere Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der
hydraulischen Druckkissen 50.1 ist einerseits mit der
Ablaufsteuerung 46 und andererseits mit der Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe 48a über den Kraft-Summenwert 64a verknüpft. Die weitere Eingangsgröße des Kraft-Summenwertes 64a kommt aus der Funktionseinheit 81 zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft-Korrekturwerte 63.
Von den Funktionseinheiten 48a, 50.1, 80, 54 sind spezifische Daten aus dem der Ablaufsteuerung 46 zugeordneten Speicher für Maschinen- und Werkzeugdaten 47 abrufbar . Die Funktionseinheiten 48a und 80 werden ebenso von der Ablaufsteuerung 46 koordiniert und sind zusätzlich untereinander signaltechnisch verknüpft. Die zunächst empirisch generierten Signalgrößen zur Ermittlung der druckpunktabhängigen Kraft-Sollwerte 49 gelangen in die Funktionseinheit zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe 48a, deren
Ausgangsgrößen mit den aus der Ist-Kraft-Rückführung 59 und der Ist-Temperatur-Rückführung 61 in der Funktionseinheit 81 berechneten Kraft-Korrekturwerte 63 im Kraft-Summenwert 64a summiert werden. Die von den Stößel-Positionsmesseinrichtungen 22 erzeugten Messgrößensignale 56 gelangen in die Funktionseinheit 82 zur Berechnung des druckpunktabhängigen Positions-Offsets 67.
Die Funktionseinheit 50.1 zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen 15 liefert jeweils die Führungsgrößensignale 51 für die Steuerung der hydraulischen Druckkissen 15.
Die Funktionseinheit 54 zur Positioniersteuerung der
Druckpunkte des Stößels 4 liefert jeweils die
Führungsgrößensignale 55 für die Umrichter 21 zur Ansteuerung der druckpunktspezifischen Servomotoren 13.
Fig. 7 zeigt den schematischen Aufbau einer mechanischen
Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse gemäß dritter und vierter
Ausgestaltung.
Gegenüber dem in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält die Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse als Nebenantrieb in Form eines Prozess-Kissens das dem Werkzeug 2 direkt
zugeordnete hydraulische Tischkissen 90, das im Tisch 1 positioniert ist und nach den Vorrichtungsmerkmalen der
Ansprüche 12 und 13 jeweils in kombinatorischer Wechselwirkung mit den elektrischen Servomotoren 13 die Steuerung und
Regelung der Bewegung und Kräfte für das oder die Werkzeuge übernimmt. Die hydraulischen Tischkissen 90 können als
Mehrpunkt-Tischkissen ausgebildet sein, wobei jeweils zwei nebeneinander liegende Tischkissen 90.1, 90.3 oder jeweils vier neben und hintereinander liegende Tischkissen 90.1, 90.3 und 90.2, 90.4 zum Einsatz kommen können.
Es ist ebenso denkbar, die als Nebenantriebe direkt auf das oder die Werkzeuge wirkenden hydraulischen Kissen anstelle im Tisch 1 jeweils im Unterwerkzeug 2 anzuordnen.
Es ist weiterhin denkbar, eine Anordnung des direkt auf das oder die Werkzeuge wirkenden hydraulischen Kissens entweder im Stößel 4 oder in den Oberwerkzeugen 5 vorzunehmen.
In allen Fällen wird durch dessen Steuer- und regelbare
Druckvariabilität eine hohe und variable Schließkraft der Werkzeuge vor und während der Zuhaltephase zum Formen und Aushärten des warmgeformten Pressteils 16 und eine geringe Öffnungskraft des Stößels 4 nach der Zuhaltephase erreicht.
Die hydraulischen Druckkissen 15 in der Kraftkette zum Stößel 4 übernehmen weiterhin die bekannte Funktion der
ÜberlastSicherung .
Bezüglich der Einflussnahme auf die Eigenschaften der
warmgeformten Pressteile 16 in kombinatorischer Wechselwirkung mit den elektrischen Servomotoren 13 wird auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 verwiesen.
In Fig.8 sind die steuerungstechnischen Vorrichtungsmerkmale der NC-Steuereinrichtung 18 für die dritte Ausgestaltung entsprechend Anspruch 12 als Blockschaltbild dargestellt. Gegenüber dem in Fig.2 beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen 50 durch die Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Tischkissen 92 mit den eingangsseitigen Signalgrößen zur Ermittlung der kissenabhängigen Kraft- Sollwerte 83 und die Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe 48 durch die Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen Kraft- Sollwert-Verläufe 91 ersetzt. In Fig. 9 ist das vorgeschlagene Verfahren für eine dritte vorteilhafte Ausgestaltung in Form einer Schrittfolge mit kissenabhängiger Kraftsteuerung der Werkzeugsegmente 17 und Kippungskompensation durch die servoangetriebenen Druckpunkte 6, 7 und 8, 9 vom Typ "gesteuert, statisch" entsprechend
Anspruch 5 dargestellt.
Die erste und zweite Vorbereitungsphase 23, 24 entspricht dem Ablauf der ersten und zweiten Ausgestaltung nach Fig. 3.
Gegenüber dem in Fig. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt in der dritten Vorbereitungsphase 94 die Generierung der für die Mehrfach-Pressteile 16.1, 16.2 spezifischen kissenabhängigen Kraftwerte für die hydraulischen Tischkissen 90. Es folgt bis zum zweiten Verfahrensschritt 95 der analoge Ablauf gemäß Fig. 3.
Im zweiten Verfahrensschritt 95 dienen die in der dritten Vorbereitungsphase 94 generierten Kraft-Sollwerte zur
Beaufschlagung der hydraulischen Tischkissen 90.
Im dritten und vierten Verfahrensschritt 96 und 97 erfolgt die Steuerung der hydraulischen Tischkissen 90 in analoger Weise zur Steuerung der hydraulischen Druckpunkte 15 des Ausführungsbeispiels nach Fig.3.
Aus Fig. 10a, b ist die Schrittfolge des Verfahrens mit
Beeinflussung der Kipplage und Eintauchtiefe des Stößels 4 nach einer vierten Ausgestaltung mit Typ "geregelt, dynamisch" entsprechend Anspruch 6 ersichtlich.
Gegenüber der zuvor beschriebenen dritten Ausgestaltung kann die Kraftregelung in den hydraulischen Tischkissen 90 in
Kombination mit der Beeinflussung von Kipplage und
Eintauchtiefe des Stößels 4 jeweils dynamisch erfolgen.
Die Abläufe entsprechen im Wesentlichen denen der zweiten Ausgestaltung gemäß Fig. 5a, 5b, wobei anstelle der Steuerung und Regelung der dort erwähnten hydraulischen Druckkissen 15 die hydraulischen Tischkissen 90 zum Einsatz kommen.
In Fig. 11 sind die steuerungstechnischen Vorrichtungsmerkmale der NC-Steuereinrichtung 18 entsprechend der vierten
Ausgestaltung als Blockschaltbild gemäß Anspruch 13
dargestellt .
Gegenüber dem in Fig.6 dargestellten Blockschaltbild zur zweiten Ausgestaltung bestehen die Unterschiede darin, dass die Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Tischkissen 92 einerseits mit der Ablaufsteuerung 46 und andererseits mit der Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe 91 über den Kraft- Summenwert 64b verknüpft ist.
Die weitere Eingangsgröße des Kraft-Summenwertes 64 kommt aus der Funktionseinheit 93 zur Berechnung der kissenabhängigen Kraft-Korrekturwerte 63.
Die Funktionseinheit 92 zur Kraftsteuerung der hydraulischen Tischkissen liefert jeweils die Führungsgrößensignale 51 für die Steuerung der hydraulischen Tischkissen 90.
Während in den voran beschriebenen Ausgestaltungen die durch asymmetrische Belastung beeinflusste Kippung und/oder
Eintauchtiefe des Stößels durch Beaufschlagung der unabhängig voneinander Steuer- und regelbaren Servomotoren 13 mit einem zueinander unterschiedlichen Weg-Profil kompensiert oder gezielt beeinflusst wird, erfolgt in der fünften und sechsten Ausgestaltung die Beeinflussung der Kipplage durch die hydraulischen Druckkissen im Stößelantrieb.
Der schematische Aufbau dieser folgenden Ausgestaltungen entspricht der Fig. 7.
In Fig.12 sind die steuerungstechnischen Vorrichtungsmerkmale der NC-Steuereinrichtung 18 für die fünfte Ausgestaltung entsprechend Anspruch 14 als Blockschaltbild dargestellt.
Gegenüber den in Fig.2 und Fig.8 beschriebenen
Ausführungsbeispielen werden die Funktionseinheit zur
Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen 50 und die
Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen
Tischkissen 92 in kombinatorischer Wechselwirkung eingesetzt.
Die Ablaufsteuerung 46 koordiniert einerseits die
Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe „mit Korrektur" 48b und deren
Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen 50 und andererseits die Funktionseinheit zur
Berechnung der kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe 91 und deren Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der
hydraulischen Tischkissen 92 sowie die Funktionseinheit zur Berechnung der Soll-Positionsverläufe für die Druckpunkte des Stößels 52a und deren Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der Druckpunkte des Stößels 54 gemeinsam.
In Fig. 13a, 13b ist das vorgeschlagene Verfahren für die fünfte vorteilhafte Ausgestaltung in Form einer Schrittfolge vom Typ "gesteuert, statisch" entsprechend Anspruch 8 mit kissenabhängiger Kraftsteuerung der Werkzeugsegmente 17 und Kippungskompensation des Stößels 4 durch die Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen 15 dargestellt.
Gegenüber der in Fig. 3 beschriebenen Schrittkette erfolgt ergänzend in der vierten Vorbereitungsphase 94 die Generierung der für die Mehrfach-Pressteile 16.1, 16.2 spezifischen kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe für die hydraulischen Tischkissen 90.
In der folgenden fünften Vorbereitungsphase 26 erfolgt anhand der im Schritt VI und V4 hinterlegten Parameter die Berechnung der asymmetrischen Federungswerte der benachbarten Druckpunkte 6, 7 und 8, 9.
In der sechsten Vorbereitungsphase 27b wird unter
Zugrundelegung der in der Vorbereitungsphase 26 generierten Parameter ein druckpunktabhängiger Kraft-Soll-Verlauf mit Korrektur für die hydraulischen Druckkissen 15 berechnet und in der NC-Steuereinrichtung 18 gespeichert. Nach dem Startsignal 28 unterscheidet sich die Folge der
Verfahrensschritte vom Ablauf nach Fig. 3 dadurch, dass im zweiten Verfahrensschritt 95 die im vierten Vorbereitungsschritt 94 generierten Kraft-Sollwerte zur Beaufschlagung der hydraulischen Tischkissen 90 genutzt werden.
Aus Fig.14a, 14b ist die Schrittfolge des Verfahrens mit
Beeinflussung der Kipplage und Eintauchtiefe des Stößels 4 nach einer sechsten Ausgestaltung mit Typ "geregelt,
dynamisch" entsprechend Anspruch 9 ersichtlich.
Gegenüber der zuvor beschriebenen fünften Ausgestaltung kann die Kraftregelung in den hydraulischen Tischkissen 90 in
Kombination mit der Beeinflussung von Kipplage und
Eintauchtiefe des Stößels 4 durch die hydraulischen
Druckkissen 15 jeweils dynamisch erfolgen.
Bis zum zweiten Verfahrensschritt 95 erfolgt der Ablauf analog der fünften Ausgestaltung nach Fig. 13a, 13b.
Während der Zuhaltephase 35 des Stößels 4 wird im dritten Verfahrensschritt 98 einerseits mittels Kraft-Sensor 60 der Prozesskraft-Ist-Verlauf 59 jedes Werkzeugsegmentes 17 und andererseits mittels Temperatur-Sensor 62 der
Prozesstemperatur-Ist-Verlaufes 61 erfasst. Diese dienen zur Berechnung eines kissenabhängigen Kraft-Korrekturwertes 63, mit dem gemeinsam mit dem kissenabhängigen Kraft-Sollwert- Verlauf im vierten Verfahrensschritt 73 ein Kraft-Summenwert 64b gebildet wird. Im fünften Verfahrensschritt 74 werden die korrigierten Druck-Sollwerte 102 für die Servoventile 103 zur Steuerung des Kraft-Regelkreises der hydraulischen Tischkissen 90 gebildet. Gleichzeitig werden während der Zuhaltephase 35 im sechsten Verfahrensschritt 101 die druckpunktabhängigen Federungs-Ist- Verläufe mittels der Stößel-Positionsmesseinrichtungen 22 erfasst, deren Messgrößensignale 56 zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Korrekturwerte 63 dienen. Nach Summierung der druckpunktabhängigen Kraft-Soll- und Kraft- Korrekturwerte im siebten Verfahrensschritt 73 erfolgt im achten Verfahrensschritt 74 die Berechnung und Ausgabe Druck- Sollwerte 65 für die Servoventile 66 zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen 15.
Das Ende der Zuhaltephase 35 wird zeitabhängig entsprechend der in den Werkzeugsegmenten 17 oder Pressteilen 16 gemessenen Ist-Temperatur 61 im neunten Verfahrensschritt 78 eingeleitet.
Im zehnten Verfahrensschritt 32b wird nach der Rast im unteren Umkehrpunkt der Hochlauf des Stößels 4 in die Ausgangsstellung des oberen Umkehrpunktes eingeleitet und in den hydraulischen Druckkissen 15 eine Umschaltung auf einen ersten Kraft- Sollwert gesteuert.
Nach Entnahme der fertiggeformten Pressteile 16 und erneuter Zuführung der erwärmten Rohlinge beginnt der Folge-Zyklus mit analogem Ablauf.
Bezugs zeichenliste
1 Pressentisch
2 Unterwerkzeug
3 Antrieb
4 Stößel
5 Oberwerkzeug
6, (7) ,8, (9) Druckpunkt
10 Zugstange
11, 11.1, 11.2, (11.3, 11.4) Exzenterrad
12.1, 12.2, (12.3, 12.4) Pleuel
13, 13.1, (13.2) , 13.3, (13.4) Servomotor
14 Verstellgetriebe
15, 15.1, 15.2, (15.3, 15.4) hydraulisches Druckkissen
16 Pressteil
16.1,16.2, (16.3,16.4) Mehrfach-Pressteile
17, 17.1, 17.2, (17.3, 17.4) Werkzeugsegmente
18 NC-Steuerung
21,21.1,21.2, (21.3,21.4) Umrichter
22.1, 22.2, (22.3, 22.4) Stößel-Positionsmesseinrichtung 23 erste Vorbereitungsphase
24 zweite Vorbereitungsphase
25 dritte Vorbereitungsphase der
ersten, zweiten, fünften und sechsten Ausgestaltung
26 vierte Vorbereitungsphase
27a fünfte Vorbereitungsphase der
ersten und dritten Ausgestaltung
27b fünfte Vorbereitungsphase der
fünften und sechsten Ausgestaltung 28 Startsignal
29 erster Verfahrensschritt der
ersten, dritten, fünften und sechsten Ausgestaltung 30 zweiter Verfahrensschritt der
ersten, zweiten und fünften
Ausgestaltung
31 dritter Verfahrensschritt der
ersten und fünften Ausgestaltung
32a vierter Verfahrensschritt der
ersten und fünften Ausgestaltung
32b vierter verfahrensschritt der
sechsten Ausgestaltung
33 Positions-Verlauf der Druckpunkte
6,7
34 Positions-Verlauf der Druckpunkte
8,9
35 Zuhaltephase des Werkzeuges
36 erste Phase mit Lageregelung
37 zweite Phase mit Kraftsteuerung
38 dritte Phase mit Lageregelung
39 erster Kraft-Sollwert in den
Druckkissen 15.1,15.2,15.3,15.4 40 Verlauf der Kraft in den
Druckkissen 15.1,15.2 in der
Zuhaltephase 35
41 Verlauf der Kraft in den
Druckkissen 15.3,15.4 in der
Zuhaltephase 35
42 zweiter Kraft-Sollwert in den
Druckkissen 15.1,15.2,15.3,15.4
43 unkompensierter Verlauf der
Kipplage des Stößels bei wirkender Kraftsteuerung
44 kompensierter Verlauf der Kipplage des Stößels ohne wirkende
Kraftsteuerung
45 kompensierter Verlauf der Kipplage des Stößels mit wirkender
Kraftsteuerung
46 Ablaufsteuerung Speicher für Maschinen- und
Werkzeugdaten
a Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft- Sollwert-Verläufe
b Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft- Sollwert-Verläufe mit Korrektur Signalgrößen zur Ermittlung der druckpunktabhängigen Kraft- Sollwerte
Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen
.1 Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen
(Drucksollwert 65 an Servoventile 66)
Führungsgrößensignale für die
Steuerung der hydraulischen
Druckkissen
a Funktionseinheit zur Berechnung der
Soll-Positionsverläufe für die Druckpunkte des Stößels
b Funktionseinheit zur Berechnung der
Soll-Positionsverläufe für die
Druckpunkte des Stößels mit
Korrektur
Signalgrößen zur Ermittlung der
Soll-Positionsverläufe für die Druckpunkte des Stößels
Funktionseinheit zur
Positioniersteuerung der
Druckpunkte des Stößels
Führungsgrößensignale für die druckpunktspezifischen Servomotoren Messgrößensignale der Stößel- Positionsmesseinrichtungen
elektronische Positions- Kurvenseheibe 58 Positionsdifferenz der Druckpunkte 59 Messgrößensignale für die
Prozesskraft-Ist-Verläufe
60 Kraft-Sensor
61 Messgrößensignale für die
Prozesstemperatur-Ist-Verläufe
62 Temperatur-Sensor
63 Kraft-Korrekturwert
64a, b Kraft-Summenwert
65 Druck-Sollwerte der hydraulischen
Druckkissen
66 Servoventile der hydraulischen
Druckkissen
67 Positions-Offset
68 Positions-Summenwert
70 fünfte Vorbereitungsphase der
zweiten und vierten Ausgestaltung
71 erster Verfahrensschritt der
zweiten und vierten Ausgestaltung 72 dritter Verfahrensschritt der
zweiten Ausgestaltung
73 vierter Verfahrensschritt der
zweiten, vierten und sechsten Ausgestaltung
74 fünfter Verfahrensschritt der
zweiten, vierten und sechsten Ausgestaltung
75 sechster Verfahrensschritt der zweiten und vierten Ausgestaltung 76 siebter Verfahrensschritt der
zweiten und vierten Ausgestaltung
77 achter Verfahrensschritt der
zweiten und vierten Ausgestaltung 78 neunter Verfahrensschritt der
zweiten und sechsten Ausgestaltung 79 zehnter Verfahrensschritt der
zweiten Ausgestaltung
80 Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Soll- Positionsverläufe mit Korrektur- Anfangswerten
81 Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft- Korrekturwerte 63
82 Funktionseinheit zur Berechnung des druckpunktabhängigen Positions- Offset 67
83 Signalgrößen zur Ermittlung der
kissenabhängigen Kraft-Sollwerte 90 (90.1,90.2,90.3,90.4) Prozess-Kissen, (Mehrpunkt- Tischkissen)
91 Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe
92 Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Tischkissen
93 Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen Kraft- Korrekturwerte 63
94 dritte Vorbereitungsphase der
dritten, vierten, fünften und sechsten Ausgestaltung
95 zweiter Verfahrensschritt der
dritten, vierten, fünften und sechsten Ausgestaltung
96 dritter Verfahrensschritt der
dritten Ausgestaltung
97 vierter Verfahrensschritt der
dritten Ausgestaltung
98 dritter Verfahrensschritt der
vierten und sechsten Ausgestaltung
99 neunter Verfahrensschritt der
vierten Ausgestaltung 100 zehnter Verfahrensschritt der
vierten Ausgestaltung
101 sechster Verfahrensschritt der
sechsten Ausgestaltung
102 Druck-Sollwerte der hydraulischen
Tischkissen
103 Servoventile der hydraulischen
Druckkissen
104 Start
105 VI: Speichern der maschinenspezifischen Steifigkeitswerte
106 V2 : Eingabe und Berechnung der
Positions-Kurvenscheiben für die Stößelbewegung
107 V3 : Eingabe oder Lernhub des
druckpunktabhängigen Kraft- Sollwert-Verlaufes für die
hydraulischen Druckkissen
108 V4 : Berechnung aus Schritt VI und
V3 oder Lernhub der asymmetrischen
Federungswerte der benachbarten Druckpunkte
109 V5 : Berechnung der druckpunktabhängigen Soll-Verläufe mit
Korrektur aus Schritt V2 und V4 als druckpunktspezifische Positions- Kurvenscheibe mit Speichern in der NC-Steuerung
110 Start der Presse?
110.1 Ende
111 Sl: Zyklus der Stößelbewegung
(Pendelbetrieb) starten. Oberer Umkehrpunkt ~^ Rast im unteren Umkehrpunkt. Lageregelung der druckpunktspezifischen Servomotoren mit Positionskurvenscheibe mit Korrektur 112 S2: Beginn Zuhaltephase im
unteren Umkehrpunkt
- Steuerung Kraft-Sollwert-Verlauf der hydraulischen Druckkissen aus
5 V3
113 S3:~^ Ende Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt
- Steuerung der hydraulischen
Druckkissen auf zweiten Kraft-
10 Sollwert aus V3
114 S4: Rast im unteren Umkehrpunkt
Oberer Umkehrpunkt (Pendelbetrieb)
- Lageregelung der Servomotoren nach Positionskurvenscheibe mit
15 Korrektur
- Steuerung der hydraulischen
Druckkissen auf ersten Kraft- Sollwert aus V3
115 V5 : Berechnung der druckpunkt-
20 abhängigen Soll-Positionsverläufe mit Korrektur-Anfangswerten aus Schritt V2 und V4 als druckpunktspezifische Positions-Kurvenscheibe mit Speichern in der NC-Steuerung
25 116 Sl: Zyklus der Stößelbewegung
(Pendelbetrieb) starten. Oberer Umkehrpunkt ~^ Rast im unteren Umkehrpunkt; Lageregelung der druckpunktspez ifisehen Servomotoren
30 mit Positionskurvenscheibe mit
Korrektur-Anfangswerten
117 S3 : Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt; Messung des
pressteilabhängigen
35 - Prozesskraft-Ist-Verlaufs
- Temperatur-Ist-Verlaufs
Berechnung des druckpunktabhängigen Kraft-Korrekturwerts 118 S4:~^ Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt; Summierung von Kraft- Soll-Verlauf und Kraft- Korrekturwert
119 S5:~^ Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt
- Berechnung und Ausgabe der Druck- Sollwerte für die Servoventile entsprechend dem Summenwert
120 S6 : ~^ Zuhaltephase im untern
Umkehrpunkt
- Messung des druckpunktabhängigen Federungs-I st-Verlaufes
- Berechnung der druckpunkt- abhängigen Positions-Offsets
121 S7: Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt; Summierung der
druckpunktabhängigen Soll- Positionsverläufe mit Korrektur- Anfangswerten und druckpunktabhängigen Positions-Offsets
122 S8: Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt; Lageregelung der druckpunktspez ifisehen Servomotoren entsprechend dem Summenwert
123 S9: Ende Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt
- zeitabhängig entsprechend der Pressteil-Temperatur aus Istwert- Rückführung
- Steuerung der hydraulischen
Druckkissen auf zweiten Kraft- Sollwert aus V3
124 S10: Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt ~^ Oberer Umkehrpunkt
(Pendelbetrieb)
- Lageregelung der Servomotoren nach Positionskurvenscheibe mit Korrektur-Anfangswert - Steuerung der hydraulischen
Druckkissen auf ersten Kraft- Sollwert auf V3
125 V3 : Eingabe oder Lernhub des
5 kissenabhängigen Kraft-Sollwert-
Verlaufes für die hydraulischen Tischkissen
126 S2: Beginn Zuhaltephase im
unteren Umkehrpunkt
10 - Steuerung Kraft-Sollwert-Verlauf der hydraulischen Tischkissen aus V3
127 S3 Ende Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt
15 - Steuerung der hydraulischen
Tischkissen auf zweiten Kraft- Sollwert aus V3
128 S4: Rast im unteren Umkehrpunkt ~^
Oberer Umkehrpunkt (Pendelbetrieb)
20 - Lageregelung der Servomotoren nach Positionskurvenscheibe mit Korrektur
- Steuerung der hydraulischen Tischkissen auf ersten Kraft-
25 Sollwert aus V3
129 S3 : Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt; Messung des
pressteilabhängigen
- Prozesskraft-Ist-Verlaufes
30 - Tempereatur-Ist-Verlaufes ;
Berechnung des kissenabhängigen Kraft-Korrekturwerts
130 S9: Ende Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt
35 - zeitabhängig entsprechend der
Pressteil-Temperatur aus Istwert- Rückführung - Steuerung der hydraulischen
Tischkissen auf zweiten Kraft- Sollwert auf V3
131 S10: Zuhaltephase im unteren
5 Umkehrpunkt ~^ Oberer Umkehrpunkt
(Pendelbetrieb)
- Lageregelung der Servomotoren nach Positionskurvenscheibe mit Korrektur-Anfangswert
10 - Steuerung der hydraulischen
Tischkissen auf ersten Kraft- Sollwert auf V3
132 V4 : Eingabe oder Lernhub des
kissenabhängigen Kraft-Sollwert-
15 Verlaufes für die hydraulischen
Tischkissen
133 V5 : Berechnung aus Schritt VI und
V3 ; Lernhub der asymmetrischen Federungswerte der benachbarten
20 Druckpunkte
134 V6 : Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Soll- Verläufe mit Korrektur aus Schritt V5 für die hydraulischen
25 Druckkissen mit Speichern in der
NC-Steuerung
135 Sl: Zyklus der Stößelbewegung
starten. Oberer Umkehrpunkt ~^ Rast im unteren Umkehrpunkt;
30 Lageregelung der
druckpunktspez ifisehen Servomotoren mit Positionskurvenscheibe
136 S2: Beginn Zuhaltephase im
unteren Umkehrpunkt
35 - Steuerung Kraft-Sollwert-Verlauf der hydraulischen Tischkissen aus V4
137 S3 : Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt - Steuerung Kraft-Sollwert-Verlauf der hydraulischen Druckkissen aus V3
138 S4: Ende Zuhaltephase im unteren 5 Umkehrpunkt
- Steuerung der hydraulischen
Druckkissen auf zweiten Kraft- Sollwert aus V3
139 S5: Rast im unteren Umkehrpunkt ~^ 10 Oberer Umkehrpunkt
- Lageregelung der Servomotoren nach Positionskurvenscheibe
- Steuerung der hydraulischen
Druckkissen auf ersten Kraft-
15 Sollwert aus V3
140 V6 : Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Soll- Verläufe mit Korrektur- Anfangswerten aus Schritt V5 für
20 die hydraulischen Druckkissen mit
Speichern in der NC-Steuerung
141 S6 : Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt
- Messung des druckpunktabhängigen 25 Federungs-Ist-Verlaufes
- Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft-Korrekturwerte
142 S7: Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt; Summierung der
30 druckpunktabhängigen Kraft-Soll-
Werte und Kraft-Korrekturwerte
143 S8: Zuhaltephase im unteren
Umkehrpunkt; Berechnung und Ausgabe der Druck-Sollwerte für die
35 Servoventile entsprechend dem
Summenwert
144 S10: Rast im untern Umkehrpunkt ~^
Oberer Umkehrpunkt - Lageregelung der Servomotoren nach Positionskurvenscheibe
- Steuerung der hydraulischen Druckkissen auf ersten Kraft- Sollwert auf V3
145 Lageregelung mit elektronischer
Kurvenscheibe 57
146 Verlauf der Kipplage
(unkompensiert , kompensiert) des Stößels
147 I st-Federung
148 Kraftsteuerung der hydraulischen
Tischkissen (Drucksollwert 102 an Servoventile 103)
149 Kraftsteuerung
150 Kraftverlauf in den hydraulischen
Druckkissen
151 Ist-Kraft
152 Ist-Temperatur

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen,
vorzugsweise zur Herstellung von warmgeformten Pressteilen 16, bei denen die Positionen, Geschwindigkeiten und Kräfte zum Antrieb des Stößels (4) durch den jedem Druckpunkt (6, 8) oder jeder Druckpunktgruppe (6, 7 und 8, 9) des Stößels (4) zugeordneten Servomotor (13) des Hauptantriebes für die Stößelbewegung als Hauptfunktion und den den
Druckpunkten (6 bis 9) des Stößels (4) jeweils separat zugeordneten hydraulischen Druckkissen (15) als
Nebenfunktion in kombinatorischer Wechselwirkung zur
Einflussnahme auf prozessbedingte Positions- und
Krafteinstellungen des Stößels (4) für eine aktive
Eintauchtiefen- und Kippungsregelung unabhängig
voneinander regelbar sind.
Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Verfahrensablaufes in der ersten
Vorbereitungsphase (23) die maschinenspezifischen
Steifigkeitswerte in der NC-Steuereinrichtung (18)
gespeichert werden, dass in der zweiten Vorbereitungsphase (24) der
teilespezifische Soll-Verlauf ohne Korrektur für die
Bewegung der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößels (4)
eingegeben, berechnet und als Posit ions-Kurvenscheibe (57) ohne Korrektur in der NC-Steuereinrichtung (18)
gespeichert wird, dass in der dritten Vorbereitungsphase (25) die
teilespezifischen und druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe während der Stößelbewegung und in der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) für die hydraulischen
Druckkissen (15.1 bis 15.4) in den Druckpunkten (6 bis 9) eingegeben oder mittels Lernhub erfasst und in der NC- Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der vierten Vorbereitungsphase (26) aus den
Steifigkeitswerten der ersten Vorbereitungsphase (23) und den druckpunktabhängigen Kraftwerten aus der dritten
Vorbereitungsphase (25) die asymmetrischen Federungswerte der benachbarten Druckpunkte (6 bis 9) berechnet oder mittels Lernhub ermittelt und in der NC-Steuereinrichtung
(18) gespeichert werden, dass in der fünften Vorbereitungsphase (27a) aus den
Werten für den teilespezifischen Soll-Verlauf ohne
Korrektur gemäß der zweiten Vorbereitungsphase (24) und den in der vierten Vorbereitungsphase (26) ermittelten asymmetrischen Federungswerten jeweils der
druckpunktabhängige Soll-Verlauf mit Korrektur für die Bewegung des Stößels (4) berechnet und als die den
Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Positions-
Kurvenscheiben (57) mit Korrektur in der NC- Steuereinrichtung (18) gespeichert werden und dass im ersten Verfahrensschritt (29) die Bewegung des Stößels (4) gestartet sowie eine virtuelle Leitwelle für einen Pressenzyklus generiert wird und die Positionen der den Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Servomotoren (13) durch eine Lageregelung beeinflussbar sind, die jeweils ihren Sollwert aus einer entsprechend der virtuellen Leitwelle ausgelesenen Positions-Kurvenscheibe (57) mit Korrektur erhält und die hydraulischen Druckkissen (15) auf einen ersten Kraft-Sollwert ( 39 ) geregelt sind, dass im zweiten Verfahrensschritt (30) zu Beginn der Zuhaltephase (35) des Stößels (4) auf Kraftsteuerung mittels der hydraulischen Druckkissen (15) in den
Druckpunkten (6 bis 9) entsprechend dem in der dritten Vorbereitungsphase (25) generierten druckpunktabhängigen
Kraft-Sollwert-Verlauf umgeschaltet wird, dass im dritten Verfahrensschritt (31) am Ende der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) der Druck in den hydraulischen Druckkissen (15) der Druckpunkte (6 bis 9) auf einen zweiten Kraft-Sollwert (42) zum Freifahren des Stößels (4) unter Last geregelt wird, dass im vierten Verfahrensschritt (32a) der Hochlauf des Stößels (4) entsprechend der Lageregelung nach Positions-
Kurvenscheibe (57) mit Korrektur eingeleitet wird und mit fortgesetzter Bewegung des Stößels (4) in Richtung des oberen Umkehrpunktes der Druck in den hydraulischen
Druckkissen (15) der Druckpunkte (6 bis 9) auf den ersten Kraft-Sollwert (39) für den nachfolgenden Pressvorgang geregelt wird und der Bewegungsablauf mit dem ersten Verfahrensschritt (29) zyklisch fortgesetzt wird.
3. Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Verfahrensablaufes in der ersten Vorbereitungsphase (23) die maschinenspezifischen
Steifigkeitswerte in der NC-Steuereinrichtung (18)
gespeichert werden, dass in der zweiten Vorbereitungsphase (24) der
teilespezifische Soll-Verlauf ohne Korrektur für die
Bewegung der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößels (4)
eingegeben, berechnet und als Positions-Kurvenscheibe (57) ohne Korrektur in der NC-Steuereinrichtung (18)
gespeichert wird, dass in der dritten Vorbereitungsphase (25) die
teilespezifischen und druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe während der Stößelbewegung und in der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) für die hydraulischen
Druckkissen (15.1 bis 15.4) in den Druckpunkten (6 bis 9) eingegeben oder mittels Lernhub erfasst und in der NC- Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der vierten Vorbereitungsphase (26) aus den
Steifigkeitswerten der ersten Vorbereitungsphase (23) und den druckpunktabhängigen Kraftwerten aus der dritten
Vorbereitungsphase (25) die asymmetrischen Federungswerte der benachbarten Druckpunkte (6 bis 9) berechnet oder mittels Lernhub ermittelt und in der NC-Steuereinrichtung
(18) gespeichert werden, dass in der fünften Vorbereitungsphase (70) aus den Werten für den teilespezifischen Soll-Verlauf ohne Korrektur gemäß der zweiten Vorbereitungsphase (24) und den in der vierten Vorbereitungsphase (26) ermittelten asymmetrischen Federungswerten jeweils der druckpunktabhängige Soll- Verlauf mit Korrektur-Anfangswerten für die Bewegung des Stößels (4) berechnet und als die den Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Positions-Kurvenscheiben (57) mit
Korrektur-Anfangswerten in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden und dass im ersten Verfahrensschritt (71) die Bewegung des Stößels (4) gestartet sowie eine virtuelle Leitwelle für einen Pressenzyklus generiert wird und die Positionen der den Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Servomotoren (13) durch eine Lageregelung beeinflussbar sind, die jeweils ihren Sollwert aus einer entsprechend der virtuellen Leitwelle ausgelesenen Positions-Kurvenscheibe (57) mit Korrektur-Anfangswerten erhält und die hydraulischen Druckkissen (15) auf einen ersten Kraft-Sollwert ( 39 ) geregelt sind, dass im zweiten Verfahrensschritt (30) zu Beginn der Zuhaltephase (35) des Stößels (4) auf Kraftsteuerung mittels der hydraulischen Druckkissen (15) in den
Druckpunkten (6 bis 9) entsprechend dem in der dritten
Vorbereitungsphase (25) generierten druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verlauf umgeschaltet wird, dass im dritten Verfahrensschritt (72) während der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) entsprechend des sensorisch erfassten Prozesskraft-Ist-Verlaufes (59) und Prozesstemperatur-Ist-Verlaufes (61) ein Kraft- Korrekturwert (63) berechnet wird, dass im vierten Verfahrensschritt (73) aus dem
teilespezifischen druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert- Verlauf für die hydraulischen Druckkissen (15) in den Druckpunkten (6 bis 9) mit dem Kraft-Korrekturwert (63) ein Kraft-Summenwert (64a) gebildet wird, dass im fünften Verfahrensschritt (74) aus dem Summenwert (64) die Drucksollwerte (65) berechnet und an die Servo- oder Proportionalventile (66) für die Steuerung der hydraulischen Druckkissen (15) in den Druckpunkten (6 bis 9) ausgegeben werden, dass im sechsten Verfahrensschritt (75) während der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) aus den Messgrößensignalen (56) der Stößel-Positionsmesseinrichtungen (22) ein kraftabhängiger Positions-Offset (67) für jeden
Druckpunkt (6 bis 9) berechnet wird, dass im siebten Verfahrensschritt (76) während der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) aus dem druckpunktabhängigen Soll-Positionsverlauf mit Korrektur-Anfangswert und dem druckpunktabhängigen Positions-Offset (67)
Positions-Summenwert (68) gebildet wird, dass im achten Verfahrensschritt (77) die Position der Druckpunkte (6 bis 9) durch eine Lageregelung
beeinflussbar ist, wobei die Lageregelung ihren Korrektur- Sollwert aus dem entsprechend der virtuellen Leitwelle ausgelesenen Positionskurvenscheibe (57) mit Positions- Summenwert (68) erhält, dass im neunten Verfahrensschritt (78) die Zuhaltephase (35) des Stößels (4) zeitabhängig entsprechend der in den
Werkzeugsegmenten (17) oder Pressteilen (16) gemessenen Ist-Temperatur (61) beendet wird und der Druck in den hydraulischen Druckkissen (15) der Druckpunkte (6 bis 9) auf einen zweiten Kraft-Sollwert (42) zum Freifahren des Stößels (4) unter Last geregelt wird,
dass im zehnten Verfahrensschritt (79) der Hochlauf des Stößels (4) entsprechend der Lageregelung mit Positions- Kurvenscheibe (57) mit Korrektur-Anfangswert eingeleitet wird und mit fortgesetzter Bewegung des Stößels (4) in Richtung des oberen Umkehrpunktes der Druck in den hydraulischen Druckkissen (15) der Druckpunkte (6 bis 9) auf den ersten Kraft-Sollwert (39) für den nachfolgenden Pressvorgang geregelt wird und der Bewegungsablauf mit dem ersten Verfahrensschritt (71) zyklisch fortgesetzt wird.
Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen,
vorzugsweise zur Herstellung von warmgeformten
Pressteilen, bei denen die Positionen, Geschwindigkeiten und Kräfte zum Antrieb des Stößels (4) durch den jedem Druckpunkt (6,8) oder jeder Druckpunktgruppe (6,7 und 8,9) des Stößels (4) zugeordneten Servomotor (13) des
Hauptantriebes für die Bewegung des Stößels (4) als
Hauptfunktion und den in der Presse oder Werkzeugen (2, 5) angeordneten Prozesskissen (90) als Nebenfunktion in kombinatorischer Wechselwirkung zur Einflussnahme auf prozessbedingte Positions- und Krafteinstellungen des Stößels (4) für eine aktive Eintauchtiefen- und
Kippungsregelung unabhängig voneinander regelbar sind.
5. Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach
Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Verfahrensablaufes in der ersten Vorbereitungsphase (23) die maschinenspezifischen Steifigkeitswerte in der NC-Steuereinrichtung (18)
gespeichert werden,
dass in der zweiten Vorbereitungsphase (24) der
teilespezifische Soll-Verlauf ohne Korrektur für die
Bewegung der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößels (4)
eingegeben, berechnet und als Positions-Kurvenscheibe (57) ohne Korrektur in der NC-Steuereinrichtung (18)
gespeichert wird, dass in der dritten Vorbereitungsphase (94) die
teilespezifischen und kissenabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe während der Stößelbewegung und in der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) für die Prozess-Kissen (90) eingegeben oder mittels Lernhub erfasst und in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der vierten Vorbereitungsphase (26) aus den
Steifigkeitswerten der ersten Vorbereitungsphase (23) und den druckpunktabhängigen Kraftwerten aus der dritten
Vorbereitungsphase (25) die asymmetrischen Federungswerte der benachbarten Druckpunkte (6 bis 9) berechnet oder mittels Lernhub ermittelt und in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der fünften Vorbereitungsphase (27a) aus den
Werten für den teilespezifischen Soll-Verlauf ohne
Korrektur gemäß der zweiten Vorbereitungsphase (24) und den in der vierten Vorbereitungsphase (26) ermittelten asymmetrischen Federungswerten jeweils der druckpunkt- abhängige Soll-Verlauf mit Korrektur für die Bewegung des
Stößels (4) berechnet und als die den Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Positions-Kurvenscheiben (57) mit
Korrektur in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden und dass im ersten Verfahrensschritt (29) die Bewegung des Stößels (4) gestartet sowie eine virtuelle Leitwelle für einen Pressenzyklus generiert wird und die Positionen der den Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Servomotoren (13) durch eine Lageregelung beeinflussbar sind, die jeweils ihren Sollwert aus einer entsprechend der virtuellen
Leitwelle ausgelesenen Positions-Kurvenscheibe (57) mit Korrektur erhält und die Prozess-Kissen (90) auf einen ersten Kraft-Sollwert ( 39 ) geregelt sind, dass im zweiten Verfahrensschritt (95) zu Beginn der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) auf Kraftsteuerung mittels der Prozess-Kissen (90) entsprechend dem in der dritten Vorbereitungsphase (25) generierten
kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verlauf umgeschaltet wird, dass im dritten Verfahrensschritt (96) am Ende der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) der Druck in den
Prozess-Kissen (90) auf einen zweiten Kraft-Sollwert (42) zum Freifahren des Stößels (4) unter Last geregelt wird, dass im vierten Verfahrensschritt (97) der Hochlauf des Stößels (4) entsprechend der Lageregelung nach Positions-
Kurvenscheibe (51) mit Korrektur eingeleitet wird und mit fortgesetzter Bewegung des Stößels (4) in Richtung des oberen Umkehrpunktes der Druck in den Prozess-Kissen (90) auf den ersten Kraft-Sollwert (39) für den nachfolgenden Pressvorgang geregelt wird und der Bewegungsablauf mit dem ersten Verfahrensschritt (29) zyklisch fortgesetzt wird.
6. Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach
Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Verfahrensablaufes in der ersten
Vorbereitungsphase (23) die maschinenspezifischen
Steifigkeitswerte in der NC-Steuereinrichtung (18)
gespeichert werden, dass in der zweiten Vorbereitungsphase (24) der
teilespezifische Soll-Verlauf ohne Korrektur für die
Bewegung der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößels (4)
eingegeben, berechnet und als Positions-Kurvenscheibe (57) ohne Korrektur in der NC-Steuereinrichtung (18)
gespeichert wird, dass in der dritten Vorbereitungsphase (94) die
teilespezifischen und kissenabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe während der Stößelbewegung und in der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) für die hydraulischen
Tischkissen (90.1 bis 90.4) eingegeben oder mittels
Lernhub erfasst und in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der vierten Vorbereitungsphase (26) aus den
Steifigkeitswerten der ersten Vorbereitungsphase (23) und den kissenabhängigen Kraftwerten aus der dritten
Vorbereitungsphase (94) die asymmetrischen Federungswerte der benachbarten Druckpunkte (6 bis 9) berechnet oder mittels Lernhub ermittelt und in der NC-Steuereinrichtung
(18) gespeichert werden, dass in der fünften Vorbereitungsphase (70) aus den Werten für den teilespezifischen Soll-Verlauf ohne Korrektur gemäß der zweiten Vorbereitungsphase (24) und den in der vierten Vorbereitungsphase (26) ermittelten asymmetrischen Federungswerten jeweils der druckpunktabhängige Soll- Verlauf mit Korrektur-Anfangswerten für die Bewegung des
Stößels (4) berechnet und als die den Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Positions-Kurvenscheiben (57) mit
Korrektur-Anfangswerten in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden und dass im ersten Verfahrensschritt (71) die Bewegung des Stößels (4) gestartet sowie eine virtuelle Leitwelle für einen Pressenzyklus generiert wird und die Positionen der den Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Servomotoren (13) durch eine Lageregelung beeinflussbar sind, die jeweils ihren Sollwert aus einer entsprechend der virtuellen
Leitwelle ausgelesenen Positions-Kurvenscheibe (57) mit Korrektur-Anfangswerten erhält und die Prozess-Kissen (90) auf einen ersten Kraft-Sollwert ( 39 ) geregelt sind, dass im zweiten Verfahrensschritt (95) zu Beginn der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) auf Kraftsteuerung mittels der Prozess-Kissen (90) entsprechend dem in der dritten Vorbereitungsphase (94) generierten
kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verlauf umgeschaltet wird, dass im dritten Verfahrensschritt (98) während der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) entsprechend des
sensorisch erfassten Prozesskraft-Ist-Verlaufes (59) und Prozesstemperatur-Ist-Verlaufes (61) ein kissenabhängiger
Kraft-Korrekturwert (63) berechnet wird, dass im vierten Verfahrensschritt (73) aus dem teilespezifischen kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verlauf für die Prozess-Kissen (90) mit dem Kraft-Korrekturwert (63) ein Kraft-Summenwert (64b) gebildet wird, dass im fünften Verfahrensschritt (74) aus dem Summenwert
(64) die Drucksollwerte (102) berechnet und an die Servo- oder Proportionalventile (103) für die Prozess-Kissen (90) ausgegeben wird, dass im sechsten Verfahrensschritt (75) während der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) aus den Messgrößensignale (56) der Stößel-Positionsmesseinrichtungen (22) ein druckpunktabhängiger Positions-Offset (67) für jeden
Druckpunkt (6 bis 9) berechnet wird, dass im siebten Verfahrensschritt (76) während der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) aus dem druckpunktabhängigen Soll-Positionsverlauf mit Korrektur-Anfangswert und dem druckpunktabhängigen Positions-Offset (67) ein Positions-Summenwert (68) gebildet wird, dass im achten Verfahrensschritt (77) die Position der Druckpunkte (6 bis 9) durch eine Lageregelung
beeinflussbar ist, die ihren Korrektur-Sollwert aus dem entsprechend der virtuellen Leitwelle ausgelesenen
Positionskurvenscheibe (57) mit Positions-Summenwert (68) erhält , dass im neunten Verfahrensschritt (99) die Zuhaltephase (35) des Stößels (4) zeitabhängig entsprechend der in den
Werkzeugsegmenten (17) oder Pressteilen (16) gemessenen Ist-Temperatur (61) beendet wird und der Druck in den hydraulischen Tischkissen (90) auf einen zweiten Kraft- Sollwert (42) zum Freifahren des Stößels (4) unter Last geregelt wird, dass im zehnten Verfahrensschritt (100) der Hochlauf des Stößels (4) entsprechend der Lageregelung mit Positions- Kurvenscheibe (57) mit Korrektur-Anfangswert eingeleitet wird und mit fortgesetzter Bewegung des Stößels (4) in Richtung des oberen Umkehrpunktes der Druck in den
Prozess-Kissen (90) auf den ersten Kraft-Sollwert (39) für den nachfolgenden Pressvorgang geregelt wird und der
Bewegungsablauf mit dem ersten Verfahrensschritt (71) zyklisch fortgesetzt wird.
Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen,
vorzugsweise zur Herstellung von warmgeformten Pressteilen (16), bei denen die Positionen, Geschwindigkeiten und Kräfte zum Antrieb des Stößels (4) durch den jedem
Druckpunkt (6,8) oder jeder Druckpunktgruppe (6, 7 und 8, 9) des Stößels (4) zugeordneten Servomotor (13 ) des
Hauptantriebes für die Stößelbewegung als Hauptfunktion, den den Druckpunkten (6 bis 9) des Stößels (4) jeweils separat zugeordneten hydraulischen Druckkissen (15) zur ersten Nebenfunktion und den Prozess-Kissen (90) zur zweiten Nebenfunktion in kombinatorischer Wechselwirkung zur Einflussnahme auf prozessbedingte Positions- und
Krafteinstellungen des Stößels (4) für eine aktive
Eintauchtiefen- und Kippungsregelung unabhängig
voneinander regelbar sind.
8. Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach
Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Verfahrensablaufes in der ersten
Vorbereitungsphase (23) die maschinenspezifischen
Steifigkeitswerte in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der zweiten Vorbereitungsphase (24) der
teilespezifische Soll-Verlauf für die Bewegung der
Druckpunkte (6 bis 9) des Stößels (4) eingegeben,
berechnet und als Positions-Kurvenscheibe (57) in der NC- Steuereinrichtung (18) gespeichert wird, dass in der dritten Vorbereitungsphase (25) die
teilespezifischen und druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe während der Stößelbewegung und in der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) für die hydraulischen
Druckkissen (15.1 bis 15.4) in den Druckpunkten (6 bis 9) eingegeben oder mittels Lernhub erfasst und in der NC- Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der vierten Vorbereitungsphase (94) die
teilespezifischen und kissenabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe während der Stößelbewegung und in der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) für die Prozess-Kissen (90) eingegeben oder mittels Lernhub erfasst und in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der fünften Vorbereitungsphase (26) aus den
Steifigkeitswerten der ersten Vorbereitungsphase (23) und den druckpunktabhängigen Kraftwerten aus der dritten
Vorbereitungsphase (25) die asymmetrischen Federungswerte der benachbarten Druckpunkte (6 bis 9) berechnet oder mittels Lernhub ermittelt und in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der sechsten Vorbereitungsphase (27b) aus den in der fünften Vorbereitungsphase (26) ermittelten
asymmetrischen Federungswerten jeweils der druckpunktabhängige Kraft-Soll-Verlauf mit Korrektur für die hydraulischen Druckkissen (15.1 bis 15.4) berechnet und in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass im ersten Verfahrensschritt (29) die Bewegung des Stößels (4) gestartet sowie eine virtuelle Leitwelle für einen Pressenzyklus generiert wird und die Positionen der den Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Servomotoren (13) durch eine Lageregelung beeinflussbar sind, die jeweils ihren Sollwert aus einer entsprechend der virtuellen
Leitwelle ausgelesenen Positions-Kurvenscheibe (57) erhält und die hydraulischen Druckkissen (15) auf einen ersten
Kraft-Sollwert ( 39 ) geregelt sind, dass im zweiten Verfahrensschritt (95) zu Beginn der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) auf Kraftsteuerung mittels der Prozess-Kissen (90) entsprechend dem in der vierten Vorbereitungsphase (94) generierten
kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verlaufes umgeschaltet wird, dass im dritten Verfahrensschritt (30) in der Zuhaltephase
(35) des Stößels (4) auf Kraftsteuerung mittels der hydraulischen Druckkissen (15) in den Druckpunkten (6 bis 9) entsprechend dem in der dritten Vorbereitungsphase (25) generierten druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verlauf umgeschaltet wird, dass im vierten Verfahrensschritt (31) am Ende der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) der Druck in den hydraulischen Druckkissen (15) der Druckpunkte (6 bis 9) auf einen zweiten Kraft-Sollwert (42) zum Freifahren des Stößels (4) unter Last geregelt wird, dass im fünften Verfahrensschritt (32a) der Hochlauf des
Stößels (4) entsprechend der Lageregelung nach Positions- Kurvenscheibe (51) eingeleitet wird und mit fortgesetzter Bewegung des Stößels (4) in Richtung des oberen
Umkehrpunktes der Druck in den hydraulischen Druckkissen (15) der Druckpunkte (6 bis 9) auf den ersten Kraft-
Sollwert (39) für den nachfolgenden Pressvorgang geregelt wird und der Bewegungsablauf mit dem ersten
Verfahrensschritt (29) zyklisch fortgesetzt wird. Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach
Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Verfahrensablaufes in der ersten
Vorbereitungsphase (23) die maschinenspezifischen
Steifigkeitswerte in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der zweiten Vorbereitungsphase (24) der
teilespezifische Soll-Verlauf für die Bewegung der
Druckpunkte (6 bis 9) des Stößels (4) eingegeben,
berechnet und als Positions-Kurvenscheibe (57) in der NC- Steuereinrichtung (18) gespeichert wird, dass in der dritten Vorbereitungsphase (25) die
teilespezifischen und druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe während der Stößelbewegung und in der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) für die hydraulischen Druckkissen (15.1 bis 15.4) in den Druckpunkten (6 bis 9) eingegeben oder mittels Lernhub erfasst und in der NC- Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der vierten Vorbereitungsphase (94) die
teilespezifischen und kissenabhängigen Kraft-Sollwert- Verläufe während der Stößelbewegung und in der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) für die Prozess-Kissen (90) eingegeben oder mittels Lernhub erfasst und in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der fünften Vorbereitungsphase (26) aus den
Steifigkeitswerten der ersten Vorbereitungsphase (23) und den druckpunktabhängigen Kraftwerten aus der dritten
Vorbereitungsphase (25) die asymmetrischen Federungswerte der benachbarten Druckpunkte (6 bis 9) berechnet oder mittels Lernhub ermittelt und in der NC-Steuereinrichtung (18) gespeichert werden, dass in der sechsten Vorbereitungsphase (27b) die
druckpunktabhängigen Kraft-Soll-Verläufe mit Korrektur- Anfangswerten für die hydraulischen Druckkissen (15) berechnet werden, dass im ersten Verfahrensschritt (29) die Bewegung des
Stößels (4) gestartet sowie eine virtuelle Leitwelle für einen Pressenzyklus generiert wird und die Positionen der den Druckpunkten (6 bis 9) zugeordneten Servomotoren (13) durch eine Lageregelung beeinflussbar sind, die jeweils ihren Sollwert aus einer entsprechend der virtuellen
Leitwelle ausgelesenen Positions-Kurvenscheibe (57) erhält und die hydraulischen Druckkissen (15) auf einen ersten Kraft-Sollwert ( 39 ) geregelt sind, dass im zweiten Verfahrensschritt (95) zu Beginn der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) auf Kraftsteuerung mittels der Prozess-Kissen (90) entsprechend dem in der vierten Vorbereitungsphase (25) generierten
kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verlauf umgeschaltet wird, dass im dritten Verfahrensschritt (98) während der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) entsprechend des sensorisch erfassten Prozesskraft-Ist-Verlaufes (59) und Prozesstemperatur-Ist-Verlaufes (61) ein kissenabhängiger
Kraft-Korrekturwert (63) berechnet wird, dass im vierten Verfahrensschritt (73) aus dem
teilespezifischen kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verlauf für die Prozess-Kissen (90) mit dem Kraft-Korrekturwert
(63) ein Kraft-Summenwert (64b) gebildet wird, dass im fünften Verfahrensschritt (74) aus dem Summenwert
(64) die Drucksollwerte (102) berechnet und an die Servo- der Proportionalventile (103) für die Prozess-Kissen (90) ausgegeben wird, dass im sechsten Verfahrensschritt (101) während der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) aus den Messgrößensignale (56) der Stößel-Positionsmesseinrichtungen (22) ein Kraft-
Korrekturwert (63) für jeden Druckpunkt (6 bis 9)
berechnet wird, dass im siebten Verfahrensschritt (73) während der
Zuhaltephase (35) des Stößels (4) aus dem druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert und dem Kraft-Korrekturwert (63) ein Summenwert (64) gebildet wird,
dass im achten Verfahrensschritt (74) entsprechend dem Summenwert (64) die Druck-Sollwerte (65) für die
Servoventile (66) zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (15) berechnet und ausgegeben werden, dass im neunten Verfahrensschritt (78) die Zuhaltephase (35) des Stößels (4) zeitabhängig entsprechend der in den Werkzeugsegmenten (17) oder Pressteilen (16) gemessenen Ist-Temperatur (61) beendet wird und der Druck in den hydraulischen Druckkissen (15) auf einen zweiten Kraft- Sollwert (42) zum Freifahren des Stößels (4) unter Last geregelt wird, dass im zehnten Verfahrensschritt (32b) der Hochlauf des Stößels (4) entsprechend der Lageregelung mit Positions- Kurvenscheibe (57) eingeleitet wird und mit fortgesetzter Bewegung des Stößels (4) in Richtung des oberen
Umkehrpunktes der Druck in den hydraulischen Druckkissen (15) auf den ersten Kraft-Sollwert (39) für den
nachfolgenden Pressvorgang geregelt wird und der
Bewegungsablauf mit dem ersten Verfahrensschritt (71) zyklisch fortgesetzt wird.
Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen, vorzugsweise zur Herstellung von warmgeformten Pressteilen mit einem mechanisch angetriebenen Stößel zur
Hauptfunktion und einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden hydraulisch bewegbaren Hubelement zur
Nebenfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse die Positionen, Geschwindigkeiten und Drehmomente oder Kräfte der
Servomotoren (13) zum Antrieb der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößel (4) mittels durch eine virtuelle Leitwelle gesteuerter Positions-Kurvenscheibe (57) und die
Positionen, Geschwindigkeiten und Kräfte der den
Druckpunkten (6 bis 9) des Stößels 4 zugeordneten
hydraulischen Druckkisssen (15) jeweils von einer NC-
Steuereinrichtung (18) steuerbar sind, dass der zentrale Teil der NC-Steuereinrichtung (18) für die jedem Druckpunkt (6 bis 9) des Stößels (4) separat zugeordneten Servomotoren (13) zum Hauptantrieb und zur
Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (6 bis 9) zur Nebenfunktion eine Funktionseinheit zur Ablaufsteuerung (46) ,
eine Funktionseinheit zur Speicherung von Maschinen- und Werkzeugdaten (47),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe (48a) für die
hydraulischen Druckkissen (15)
eine Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (50),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der Soll- Positionsverläufe für die Druckpunkte des Stößels mit Korrektur (52b) und
eine Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der
Druckpunkte des Stößels (54) zur Hauptfunktion
enthält .
Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen, vorzugsweise zur Herstellung von warmgeformten Pressteilen mit einem mechanisch angetriebenen Stößel zur
Hauptfunktion und einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden hydraulisch bewegbaren Hubelement zur Nebenfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse die Positionen, Geschwindigkeiten und Drehmomente oder Kräfte der
Servomotoren (13) zum Antrieb der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößel (4) mittels durch eine virtuelle Leitwelle gesteuerter Positions-Kurvenscheibe (57) und die
Positionen, Geschwindigkeiten und Kräfte der den
Druckpunkten (6 bis 9) des Stößels 4 zugeordneten
hydraulischen Druckkissen (15) jeweils von einer NC-
Steuereinrichtung (18) steuerbar sind, dass der zentrale Teil der NC-Steuereinrichtung (18) für die jedem Druckpunkt (6 bis 9) des Stößels (4) separat zugeordneten Servomotoren (13) zum Hauptantrieb und zur
Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (6 bis 9) zur
Nebenfunktion
eine Ablaufsteuerung (46),
einen Speicher für Maschinen- und Werkzeugdaten (47), eine Funktionseinheit zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe (48a) für die hydraulischen Druckkissen (15)
eine Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (50.1),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Soll-Positionsverläufe mit Korrektur- Anfangswerten (80),
eine Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der
Druckpunkte des Stößels (54) zur Hauptfunktion,
eine Funktionseinheit (81) zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Korrekturwerte (63), deren Eingangsgrößen die Messgrößensignale der Ist-Kraftwert- (59) und Ist-Temperaturwert- (61) Rückführung sind und deren Ausgangsgrößen gemeinsam mit den Ausgangsgrößen der Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe (48a) summiert die Eingangsgrößen in die Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der
hydraulischen Druckkissen (50.1) bestimmen und
eine Funktionseinheit (82) zur Berechnung der druckpunktabhängigen Positions-Offsets (67) enthält, deren
Eingangsgrößen die Messgrößensignale der Ist-Federungswert ( 56 ) -Rückführung sind und deren Ausgangsgrößen gemeinsam mit den Ausgangsgrößen der Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Soll-Positionsverläufe mit
Korrektur-Anfangswerten (80) und der I st-Temperaturwert- (61) Rückführung summiert die Eingangsgrößen in die
Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der Druckpunkte des Stößels (54) bestimmen.
Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen, vorzugsweise zur Herstellung von warmgeformten Pressteilen mit einem mechanisch angetriebenen Stößel zur
Hauptfunktion, einem mit diesem in Wirkverbindung
stehenden hydraulisch bewegbaren Hubelement zur zweiten Nebenfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse die Positionen, Geschwindigkeiten und Drehmomente oder Kräfte der
Servomotoren (13) zum Antrieb der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößel (4) mittels durch eine virtuelle Leitwelle gesteuerter Posit ions-Kurvenscheibe (57) und die
Positionen, Geschwindigkeiten und Kräfte der Prozess- Kissen (90) zur zweiten Nebenfunktion jeweils von einer NC-Steuereinrichtung (18) steuerbar sind, dass der zentrale Teil der NC-Steuereinrichtung (18) für die jedem Druckpunkt (6 bis 9) des Stößels (4) separat zugeordneten Servomotoren (13) zum Hauptantrieb und zur Kraftsteuerung der Prozess-Kissen (90) zur zweiten
Nebenfunktion
eine Funktionseinheit zur Ablaufsteuerung (46),
eine Funktionseinheit zur Speicherung von Maschinen- und
Werkzeugdaten (47),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe (91) für die Prozess-Kissen (90) eine Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der Prozess- Kissen (92),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der Soll- Positionsverläufe für die Druckpunkte des Stößels mit Korrektur (52b) und
eine Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der
Druckpunkte des Stößels (54) zur Hauptfunktion enthält.
13. Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen, vorzugsweise zur Herstellung von warmgeformten Pressteilen mit einem mechanisch angetriebenen Stößel zur
Hauptfunktion, einem mit diesem in Wirkverbindung
stehenden hydraulisch bewegbaren Hubelement zur zweiten Nebenfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse die Positionen, Geschwindigkeiten und Drehmomente oder Kräfte der
Servomotoren (13) zum Antrieb der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößel (4) mittels durch eine virtuelle Leitwelle gesteuerter Positions-Kurvenscheibe (57) und die
Positionen, Geschwindigkeiten und Kräfte der Prozess- Kissen (90) zur zweiten Nebenfunktion jeweils von einer NC- Steuereinrichtung (18) steuerbar sind, dass der zentrale Teil der NC-Steuereinrichtung (18) für die jedem Druckpunkt (6 bis 9) des Stößels (4) separat zugeordneten Servomotoren (13) zum Hauptantrieb und zur
Kraftsteuerung der Prozess-Kissen (90) zur zweiten
Nebenfunktion eine Ablaufsteuerung (46),
einen Speicher für Maschinen- und Werkzeugdaten (47), eine Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe (91) für die Prozess-Kissen (90) eine Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der Prozess- Kissen (92),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Soll-Positionsverläufe mit Korrektur- Anfangswerten (80),
eine Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der
Druckpunkte des Stößels (54) zur Hauptfunktion, eine Funktionseinheit (93) zur Berechnung der
kissenabhängigen Kraft-Korrekturwerte (63), deren
Eingangsgrößen die Messgrößensignale der Ist-Kraftwert- (59) und Ist-Temperaturwert- (61) Rückführung sind und deren Ausgangsgrößen gemeinsam mit den Ausgangsgrößen der Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen
Kraft-Sollwert-Verläufe (91) summiert die Eingangsgrößen in die Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der Prozess- Kissen (92) bestimmen und eine Funktionseinheit (82) zur Berechnung der druckpunkt- abhängigen Positions-Offsets (67) enthält, deren
Eingangsgrößen die Messgrößensignale der Ist-Federungswert ( 56 ) -Rückführung sind und deren Ausgangsgrößen gemeinsam mit den Ausgangsgrößen der Funktionseinheit zur Berechnung der druckpunktabhängigen Soll-Positionsverläufe mit
Korrektur-Anfangswerten (80) und der I st-Temperaturwert- (61) Rückführung summiert die Eingangsgrößen in die
Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der Druckpunkte des Stößels (54) bestimmen.
Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen, vorzugsweise zur Herstellung von warmgeformten Pressteilen mit einem mechanisch angetriebenen Stößel zur
Hauptfunktion, einem mit diesem in Wirkverbindung
stehenden hydraulisch bewegbaren Hubelement zur ersten Nebenfunktion und einem mit diesen in Wirkverbindung stehenden Hubelement zur zweiten Nebenfunktion, dadurch gekennzeichnet , dass in der Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse die Positionen, Geschwindigkeiten und Drehmomente oder Kräfte der
Servomotoren (13) zum Antrieb der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößel (4) mittels durch eine virtuelle Leitwelle gesteuerter Posit ions-Kurvenscheibe (57) und die
Positionen, Geschwindigkeiten und Kräfte der den
Druckpunkten (6 bis 9) des Stößels 4 zugeordneten
hydraulischen Druckkissen (15) zur ersten Nebenfunktion und der Prozess-Kissen (90) zur zweiten Nebenfunktion jeweils von einer NC-Steuereinrichtung (18) steuerbar sind, dass der zentrale Teil der NC-Steuereinrichtung (18) für die jedem Druckpunkt (6 bis 9) des Stößels (4) separat zugeordneten Servomotoren (13) zum Hauptantrieb und zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (6 bis 9) sowie zur Kraftsteuerung der Prozess-Kissen ( 90 ) zur zweiten Nebenfunktion
eine Funktionseinheit zur Ablaufsteuerung (46),
eine Funktionseinheit zur Speicherung von Maschinen- und
Werkzeugdaten (47),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe mit
Korrektur (48b) für die hydraulischen Druckkissen (15) der ersten Nebenfunktion,
eine Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (50),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe (91) für Prozess-Kissen (90) der zweiten Nebenfunktion,
eine Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der Prozess- Kissen (92),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der Soll-Positionsverläufe für die Druckpunkte des Stößels (52a) und
eine Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der
Druckpunkte des Stößels (54) zur Hauptfunktion enthält.
15. Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen, vorzugsweise zur Herstellung von warmgeformten Pressteilen mit einem mechanisch angetriebenen Stößel zur
Hauptfunktion, einem mit diesem in Wirkverbindung
stehenden hydraulisch bewegbaren Hubelement zur ersten Nebenfunktion und einem mit diesen in Wirkverbindung stehenden Hubelement zur zweiten Nebenfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Presse die Positionen, Geschwindigkeiten und Drehmomente oder Kräfte der Servomotoren (13) zum Antrieb der Druckpunkte (6 bis 9) des Stößel (4) mittels durch eine virtuelle Leitwelle gesteuerter Positions-Kurvenscheibe (57) und die
Positionen, Geschwindigkeiten und Kräfte der den
Druckpunkten (6 bis 9) des Stößels 4 zugeordneten
hydraulischen Druckkissen (15) zur ersten Nebenfunktion und der Prozess-Kissen (90) zur zweiten Nebenfunktion jeweils von einer NC-Steuereinrichtung (18) steuerbar sind, dass der zentrale Teil der NC-Steuereinrichtung (18) für die jedem Druckpunkt (6 bis 9) des Stößels (4) separat zugeordneten Servomotoren (13) zum Hauptantrieb und zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (6 bis 9) sowie zur Kraftsteuerung der Prozess-Kissen (90) zur zweiten Nebenfunktion
eine Ablaufsteuerung (46),
einen Speicher für Maschinen- und Werkzeugdaten (47), eine Funktionseinheit zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe (48a) für die hydraulischen Druckkissen (15) der ersten
Nebenfunktion,
eine Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (50.1),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen
Kraft-Sollwert-Verläufe (91) für die Prozess-Kissen
(90) der zweiten Nebenfunktion,
eine Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der Prozess- Kissen (92),
eine Funktionseinheit zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Soll-Positionsverläufe mit
Korrektur-Anfangswerten (80),
eine Funktionseinheit zur Positioniersteuerung der Druckpunkte des Stößels (54) zur Hauptfunktion,
eine Funktionseinheit (81) zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Korrekturwerte (63), deren Eingangsgrößen die Messgrößensignale der Ist-Federungswert ( 56 ) -Rückführung sind und deren Ausgangsgrößen gemeinsam mit den Ausgangsgrößen der Funktionseinheit zur Berechnung der
druckpunktabhängigen Kraft-Sollwert-Verläufe (48a) summiert die Eingangsgrößen in die Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der hydraulischen Druckkissen (50.1) bestimmen,
eine Funktionseinheit (93) zur Berechnung der
kissenabhängigen Kraft-Korrekturwerte (63), deren
Eingangsgrößen die Messgrößensignale der Ist-Kraftwert- (59) und Ist-Temperaturwert- (61) Rückführung sind und deren Ausgangsgrößen gemeinsam mit den Ausgangsgrößen der Funktionseinheit zur Berechnung der kissenabhängigen
Kraft-Sollwert-Verläufe (91) summiert die Eingangsgrößen in die Funktionseinheit zur Kraftsteuerung der
hydraulischen Tischkissen (92) bestimmen.
Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach
Anspruch 4 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass das oder die Prozess-Kissen (90) der zweiten
Nebenfunktion im Tisch (1) der Presse angeordnet sind.
Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach
Anspruch 4 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass das oder die Prozess-Kissen (90) der zweiten
Nebenfunktion im Stößel (4) der Presse angeordnet sind Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach Anspruch 4 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass das oder die Prozess-Kissen (90) der zweiten
Nebenfunktion im Unterwerkzeug (2) der Presse angeordnet sind .
Verfahren zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen nach Anspruch 4 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass das oder die Prozess-Kissen (90) der zweiten
Nebenfunktion im Oberwerkzeug (5) der Presse angeordnet sind . 20. Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet ,
dass das oder die Prozess-Kissen (90) der zweiten
Nebenfunktion im Tisch (1) der Presse angeordnet sind.
Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet ,
dass das oder die Prozess-Kissen (90) der zweiten
Nebenfunktion im Stößel (4) der Presse angeordnet sind
Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet ,
dass das oder die Prozess-Kissen (90) der zweiten Nebenfunktion im Unterwerkzeug (2) der Presse angeordnet sind .
23. Vorrichtung zur Regelung der Stößelbewegung und der
Stößelkräfte an servoelektrischen Umformmaschinen nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet ,
dass das oder die Prozess-Kissen (90) der zweiten
Nebenfunktion im Oberwerkzeug (5) der Presse angeordnet sind.
PCT/DE2017/100273 2016-04-06 2017-04-06 Verfahren und vorrichtung zur regelung der stösselbewegung und der stösselkräfte an mehrpunkt-servo-hybrid-pressen Ceased WO2017174077A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780022316.2A CN109074042B (zh) 2016-04-06 2017-04-06 用于在挤压设备上调节顶杆运动和顶杆力的方法和设备
EP17727473.5A EP3440520A1 (de) 2016-04-06 2017-04-06 Verfahren und vorrichtung zur regelung der stösselbewegung und der stösselkräfte an mehrpunkt-servo-hybrid-pressen
US16/091,525 US10870251B2 (en) 2016-04-06 2017-04-06 Method and device for closed-loop control of ram movement and ram forces in multi-point servo hybrid presses
BR112018067350-1A BR112018067350B1 (pt) 2016-04-06 2017-04-06 Método para regular o movimento de tucho e forças de tucho em servoprensas híbridas multiponto, e servoprensa híbrida multiponto
JP2018552740A JP6856664B2 (ja) 2016-04-06 2017-04-06 マルチポイントサーボハイブリッドプレス機でのラム運動およびラム力を閉ループ制御する方法および装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016106286.3 2016-04-06
DE102016106286.3A DE102016106286B4 (de) 2016-04-06 2016-04-06 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und Regelung der Stößelbewegung und der Stößelkräfte an Mehrpunkt-Servo-Hybrid-Pressen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017174077A1 true WO2017174077A1 (de) 2017-10-12

Family

ID=58994806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2017/100273 Ceased WO2017174077A1 (de) 2016-04-06 2017-04-06 Verfahren und vorrichtung zur regelung der stösselbewegung und der stösselkräfte an mehrpunkt-servo-hybrid-pressen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10870251B2 (de)
EP (1) EP3440520A1 (de)
JP (1) JP6856664B2 (de)
CN (1) CN109074042B (de)
DE (1) DE102016106286B4 (de)
WO (1) WO2017174077A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017130425B4 (de) * 2017-12-19 2020-01-16 Schuler Pressen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Nutzpresskrafterhöhung an Servopressen
CN111444590A (zh) * 2019-11-18 2020-07-24 哈尔滨理工大学 一种连续回转电液伺服马达压力缓冲结构的优化方法
EP4119338A1 (de) * 2021-07-14 2023-01-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum betreiben einer presse und umformverfahren
CN115674757A (zh) * 2022-11-30 2023-02-03 济南昊中自动化有限公司 一种新型底传动机械压力机
CN116713373B (zh) * 2023-08-10 2023-10-31 聊城市誉林工业设计有限公司 基于量产工业数据分析的换向片冲压工艺力补偿系统
DE102024114571A1 (de) 2024-05-24 2025-11-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden einer Verbindungsanordnung, Verbindungsanordnung, Batterie mit einer solchen Verbindungsanordnung sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie
CN118386587B (zh) * 2024-07-01 2024-09-06 金丰(中国)机械工业有限公司 一种压力机多点偏心驱动机构的载荷校正方法
CN118473274B (zh) * 2024-07-11 2024-09-20 北京航星传动科技有限公司 推拉式机电伺服协同控制方法、装置、系统、电子设备及存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3640507A1 (de) 1986-11-27 1988-06-09 Mueller Weingarten Maschf Einrichtung zur steuerung bzw. regelung der blechhalterkraft waehrend des ziehvorganges
DE19642587A1 (de) * 1996-10-15 1998-04-16 Ulrich Keller Mehrpunktpresse mit hydraulischen Druckkissen und invers einstellbaren Federsteifen der Druckpunkte zur Kompensation der Stößelschrägstellung
DE10158861A1 (de) 2001-11-30 2003-06-26 Schuler Automation Gmbh & Co Vorrichtung zum Bewegen eines Stößels einer Presse
DE102006059796A1 (de) * 2006-12-15 2008-06-19 Müller Weingarten AG Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und Regelung von Stößellageabweichungen an servo-elektrischen Pressen
JP2012040568A (ja) 2010-08-12 2012-03-01 Hitachi Zosen Fukui Corp サーボプレスによる鋼板のホットプレス方法及びサーボプレス
DE102012201247A1 (de) 2011-02-02 2012-08-02 Fagor, S. Coop. Mechanische Presse für Formprozesse, insbesondere Warmformprozesse
WO2013026137A1 (en) 2011-08-22 2013-02-28 Marwood Metal Fabrication Limited Hot forming press

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3231536B2 (ja) * 1993-02-25 2001-11-26 トヨタ自動車株式会社 プレス機械の異常診断方法
DE19541693A1 (de) * 1995-11-09 1997-05-15 Erfurt Umformtechnik Gmbh Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Druckes in hydraulischen Ziehkissen von Pressen
DE19920377A1 (de) * 1999-05-04 2000-11-09 Fette Wilhelm Gmbh Steuer- und Überwachungsvorrichtung für eine Rundläufer-Tablettenpresse
DE102005012876A1 (de) * 2005-03-19 2006-09-21 Müller Weingarten AG Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und Regelung von servo-elektrischen Ziehkissen
DE102005040263A1 (de) * 2005-08-24 2007-03-01 Müller Weingarten AG Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und Regelung der Stößelbewegung an servo-elektrischen Pressen
JP5476106B2 (ja) * 2009-12-07 2014-04-23 アイダエンジニアリング株式会社 電動サーボプレスの制御方法及び制御装置
DE102011052860A1 (de) * 2010-08-24 2012-03-01 Schuler Pressen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Presse mit Unterantrieb und danach betriebene Presse
DE102012100325C5 (de) * 2012-01-16 2019-06-19 Schuler Pressen Gmbh Verwendung von Daten des Kraftflusses in einer Presse für den Betrieb eines Stößels
JP5680121B2 (ja) * 2013-01-24 2015-03-04 アイダエンジニアリング株式会社 プレス機械のダイクッション装置及びダイクッション制御方法
DE102013210807A1 (de) * 2013-06-10 2014-12-11 Gräbener Pressensysteme GmbH & Co. KG Überlast-Löseeinrichtung in einer Servopresse

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3640507A1 (de) 1986-11-27 1988-06-09 Mueller Weingarten Maschf Einrichtung zur steuerung bzw. regelung der blechhalterkraft waehrend des ziehvorganges
DE19642587A1 (de) * 1996-10-15 1998-04-16 Ulrich Keller Mehrpunktpresse mit hydraulischen Druckkissen und invers einstellbaren Federsteifen der Druckpunkte zur Kompensation der Stößelschrägstellung
DE10158861A1 (de) 2001-11-30 2003-06-26 Schuler Automation Gmbh & Co Vorrichtung zum Bewegen eines Stößels einer Presse
DE102006059796A1 (de) * 2006-12-15 2008-06-19 Müller Weingarten AG Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und Regelung von Stößellageabweichungen an servo-elektrischen Pressen
WO2008071154A2 (de) 2006-12-15 2008-06-19 Müller Weingarten AG Verfahren und vorrichtung zur steuerung und regelung von stössellageabweichungen an servo-elektrischen pressen
JP2012040568A (ja) 2010-08-12 2012-03-01 Hitachi Zosen Fukui Corp サーボプレスによる鋼板のホットプレス方法及びサーボプレス
DE102012201247A1 (de) 2011-02-02 2012-08-02 Fagor, S. Coop. Mechanische Presse für Formprozesse, insbesondere Warmformprozesse
WO2013026137A1 (en) 2011-08-22 2013-02-28 Marwood Metal Fabrication Limited Hot forming press

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FA. SCHULER, FORMHÄRTEN MIT PC-H FLEX - SCHNELL, FLEXIBEL, EFFIZIENT, Retrieved from the Internet <URL:www.schulergroup.com/major/download_center/broschueren_hydraul ic_press/download_hydraulic_press/hydraulic_press_leichtbau_br oschuere_formhaerten_pch_d.pdf>

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019513559A (ja) 2019-05-30
DE102016106286A1 (de) 2017-10-12
US20190126582A1 (en) 2019-05-02
JP6856664B2 (ja) 2021-04-07
BR112018067350A2 (pt) 2019-01-15
EP3440520A1 (de) 2019-02-13
US10870251B2 (en) 2020-12-22
CN109074042A (zh) 2018-12-21
DE102016106286B4 (de) 2023-03-02
CN109074042B (zh) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017174077A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur regelung der stösselbewegung und der stösselkräfte an mehrpunkt-servo-hybrid-pressen
EP2118709B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung und regelung von stössellageabweichungen an servo-elektrischen pressen
DE102011084799B4 (de) Presslaststeuereinrichtung für eine mechanische Presse
EP1917564B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung und regelung der stösselbewegung an servo-elektrischen pressen
DE102010060103B4 (de) Ziehpresse mit dynamisch optimierter Blechhaltung
WO2014053120A1 (de) Verfahren zum steuern einer keramik- oder metallpulver-presse bzw. keramik- oder metallpulver-presse
DE3153332C2 (de) Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Presse zum Pressen von Platten auf Holzbasis und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP3468770A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum recken und/oder formen und/oder kaschierend auflegen eines folienelements sowie kaschierstation und anlage zum kaschieren eines bauteils
EP1861214B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung und regelung von servo-elektrischen ziehkissen
EP1782896B1 (de) Verfahren zum Umformen eines Werkstückes und Walzmaschine
EP1497100A1 (de) Thermoformanlage zur herstellung von formk rpern aus kunstst offolie, sowie verfahren zu deren herstellung
DE102009045543A1 (de) Thermoformanlage und Antriebseinheit sowie ein Verfahren zum Betreiben der Thermoformanlage
WO2006026797A1 (de) Verfahren zur herstellung eines werkteils durch biegeumformung
DE3744177A1 (de) Verfahren zum tiefziehen von platinen, insbesondere von tiefziehblechen fuer karosserieelemente von kraftfahrzeugen
EP2804751B1 (de) Verwendung von daten des kraftflusses in einer presse für den betrieb eines stössels
DE102017130425B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Nutzpresskrafterhöhung an Servopressen
DE102020127915A1 (de) Steuervorrichtung einer bearbeitungsmaschine zur bearbeitung eines zu bearbeitenden objekts auf einem matrizenkissen
DE102010060627B4 (de) Umformmaschine mit Stößelregelung
EP3157727B1 (de) Verfahren zum betreiben einer spritzgiessmaschine
DE102004046493B4 (de) Presse insbesondere zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff
EP0346644B1 (de) Verfahren zur Dosierung der Materialmenge bei der Herstellung von Formteilen aus härtbaren Formmassen
AT514569B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Schließeinheit
EP2490886B1 (de) Arbeitsverfahren und einrichtung zum betreiben von pressen
DE10218486A1 (de) Thermoformanlage zur Herstellung von Formkörpern aus Kunststoffolie, sowie Verfahren zu deren Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018552740

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112018067350

Country of ref document: BR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017727473

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017727473

Country of ref document: EP

Effective date: 20181106

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17727473

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112018067350

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20180831