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EP0673695B1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses an zweifachwirkenden Pressen, insbesondere hydraulischen Pressen - Google Patents

Verfahren und Schaltungsanordnung zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses an zweifachwirkenden Pressen, insbesondere hydraulischen Pressen Download PDF

Info

Publication number
EP0673695B1
EP0673695B1 EP95101964A EP95101964A EP0673695B1 EP 0673695 B1 EP0673695 B1 EP 0673695B1 EP 95101964 A EP95101964 A EP 95101964A EP 95101964 A EP95101964 A EP 95101964A EP 0673695 B1 EP0673695 B1 EP 0673695B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ram
pressure
arrangement
counter
interrupting
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95101964A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0673695A1 (de
Inventor
Markus Dr. Müller
Steffen Schmidt
Wieland Dr. Petter
Andreas Schlag
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.)
Umformtechnik Erfurt GmbH
Original Assignee
Umformtechnik Erfurt 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 Umformtechnik Erfurt GmbH filed Critical Umformtechnik Erfurt GmbH
Publication of EP0673695A1 publication Critical patent/EP0673695A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0673695B1 publication Critical patent/EP0673695B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
    • B21D24/12—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies mechanically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
    • B21D24/14—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies pneumatically or hydraulically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/163—Control arrangements for fluid-driven presses for accumulator-driven presses

Definitions

  • the invention relates to a method and a double-acting press with a circuit arrangement to interrupt and continue the drawing process, around when converting the press or when retracting tools reduce the number of trial runs and one enable faster production start-up.
  • a double-acting press for drawing sheet metal parts with a stroke-driven sheet metal holder tappet and with a separate, likewise stroke-driven drawing tappet is known.
  • a servohydraulic sheet holder force control is provided separately for each connecting rod of the sheet holder.
  • a piston / cylinder unit that determines the sheet metal holder force is assigned to each sheet metal connecting rod. The force applied to the associated area of the sheet metal holder can be measured via a pressure transducer connected to it or via a force transducer integrated in the sheet metal holder.
  • the force-determining pressure chamber of the piston / cylinder unit can be individually adjusted to the required pressure via a control path formed by a controller and an electrohydraulically pilot-controlled proportional valve.
  • This controlled system operates with low inertia and largely free of hysteresis, so that the setpoint for the sheet metal holder force can be changed after a repetitive functional sequence even during a deep-drawing cycle.
  • the controlled sheet metal holder force can be individually increased or decreased during the drawing process.
  • DE-A-37 44 177 discloses a method and a press for deep-drawing of blanks, in particular deep-drawing sheets for body elements of motor vehicles, by means of hydraulic deep-drawing presses, in which the hydraulic drawing press can be quickly and easily adapted to the manufacture of others and deep-drawn parts to be designed can be reached.
  • the blank is firmly clamped to its edge area between a sheet metal holder and a support during the deformation process caused by a stamp of a press ram, and the sheet metal holder pressure is applied by valve-controlled sheet metal holder cylinders, which also determine the movement sequence of the sheet metal holder.
  • the valves upstream of the sheet metal holder cylinder are acted upon by electronic control with switching signals which change the cylinder pressure of the sheet metal holder cylinders several times during the shaping process.
  • the method represents the draw path-dependent regulation of the contact pressure transmitted to the edge of the drawn part, the sheet metal holder being acted upon by four sheet metal holding cylinders which are arranged in a uniformly distributed manner and are preferably of identical construction.
  • the prerequisite is knowledge of the required force curve over the drawing path for each individual pressure point. Because of the many influencing factors, its empirical determination is more practical. To do this, it is necessary to interrupt the drawing process at any desired point and continue from there again.
  • This is where the present invention comes in and has set itself the task of a method and a circuit arrangement, whereby an interruption and continuation of the drawing process while largely maintaining the independence of the individual devices, such as tappet drive, tappet parallelism, die cushion, clamping and possibly synchronous device any place is made possible, during the "intermediate stop” there are no relative movements of the participating facilities, which lead to a change in the drawn part geometry, the "intermediate stop” takes place in clearly definable phases, the participating facilities are essentially given tasks in the individual phases, which they also meet during the "normal” drawing process, ie that no additional devices are required and the reproducibility of the ram position and tilting as well as the pressure pin forces, as is best immediately before the drawing process is interrupted anden, is guaranteed during the "intermediate stop
  • Each of the following devices on the presses such as the ram drive 1, the ram parallel holding device 2, the drawing device 3 in the form of at least one two-point cushion and the safety-related clamping and locking device 4 of the drawing cushion, have their own sensors and their own control for the respectively assigned one To be able to carry out the task independently within one lifting cycle. They correspond to the control for process sequence 30.
  • a pressure transducer 13 for the pressing force is arranged on each separately controllable pressure chamber 11 of the working cylinders 12 of the tappet drive 1. The signals from the pressure sensor 13 are processed in the control of the ram movement 14 and in the pressing force control 15.
  • At least one displacement measuring system 17 is arranged between the press frame and the ram 8, the signals of which are recorded by the control of the ram movement 14.
  • a pressure transducer 20 is arranged on the pressure chamber 18 of each counter-holding cylinder 10 of the plunger parallel holder 2.
  • the signals of this pressure sensor 20 are processed by the control of the counter-holding system 21.
  • This regulation of the counter-holding system 21 consists of control loops for the load-dependent tilting, the constant tilting and the position control.
  • the ram tilt is calculated by measuring the distance between the ram 8 and the press table 31 using a displacement measuring system 23.
  • the signals of the displacement measuring system 23 are processed by the control of the counter-holding system 21.
  • each pressure chamber 18 and 19 of each counter-holding cylinder 10 are pressurized, the values are set by regulating the counter-holding system 21.
  • Each pressure chamber 18 can also be pressurized with a pressure oil source 32 that can be switched on and off.
  • a pressure sensor 26 is arranged on the pressure chamber 28 of each drawing cylinder 25, the signals of which are processed by the control of the cushion force 27.
  • each pressure chamber 28 can also be pressurized with a pressure oil source 33 that can be switched on and off.
  • Each clamping and locking device 4 on the drawing cylinders 25 is operatively connected to the control for safety clamping 29.
  • the plunger movement coordinates the interaction of the devices 1, 2, 3 and 4 in that the distance measuring system 17 of the plunger drive 1 detects the plunger movement, the pulling device 3 and possibly the plunger parallelism 2 and the clamping and locking device 4 the current one Ram position transmitted.
  • the tappet parallel position 2 takes up tappet position and tipping with its own position measuring systems.
  • the individual actions are initiated or ended in accordance with the programmed plunger positions.
  • the pressure values of the counter cylinder 10 and the drawing cylinder 25 of the die cushion are stored and displayed centrally over a cycle (visualization) and are available for further calculations (e.g. load-dependent tilting specification) and for controlling the intermediate stop.
  • the controls of the individual facilities have the necessary pressure and position control loops and provide them with the setpoints according to the program.
  • the control of the intermediate stop is superior to the controls of the individual facilities and has the highest priority during the intermediate stop. It receives information about the current tappet position via the tappet drive 1, can access all pressure values and receives feedback about the state of the clamping and locking device 4.
  • the control of the intermediate stop specifies the tappet drive 1 to maintain constant pressure values (preload pressure) and the tappet parallelism 2 the command for maintaining and resuming defined tilts and the position for the position control. In addition, it can e.g. B. affect the biasing pressure in the counter-cylinders 10 during the closing movement of the tool.
  • the die cushion is given time-controlled pressure setpoints when the "original" die cushion forces are to be adjusted again.
  • the clamping and locking device 4 receives commands for the safety-related locking of the pulling device 3. If a synchronizing device is present, this is brought into the required position by controlling the intermediate stop. During the "normal" pulling process, the tappet movement and thus the tappet drive 1 have the highest priority.
  • the plunger 8 can be positioned very “sensitively” in the presence of an inking device, but is clearly only influenceable either with regard to its position or its pressing force. However, if both process variables are to be adjustable in a defined manner, a system that can be braced in itself is required. It is formed by the plunger drive 2 counteracting the plunger drive 1.
  • a special feature of the method is that the “power reserves” which are still available when the ram parallelism 2 is tilted are used to pretension the ram drive 1. All other force effects on the plunger 8, the intermediate stop, z. B. caused by the die cushion or the die, can now be compensated for by a variation of these reserves. The prerequisite here is that the force components to be expected from the die cushion and the die part can be additionally applied by the ram parallel holding device 2. If the tappet parallel position 2 is in the position control position and the pressure in the working cylinders 12 is set to a certain value, the preload pressure in the counter-cylinders 10 automatically increases. If the tappet drive 1 remains in the pressure control (constant setpoint) and additional forces now act, e.g. B.
  • the preload pressure of the plunger parallel position 2 is automatically reduced to the same extent.
  • the position of the plunger 8 remains unchanged, the forces "migrate” under the plunger 8, so to speak, between the pulling device 3 and the plunger parallel position 2 and are by a embodies constant "resultant".
  • the method can, as in Fig. 8 and partially in the shown previous description, also using a pulling device with several separately controllable Operate push pin. It should be noted that to secure the position of the die cushion, the synchronizing plate 34 by one defined path can be lowered.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zweifachwirkende Presse mit einer Schaltungsanordnung zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses, um beim Umrüsten der Presse oder beim Werkzeugeinfahren die Anzahl der Probezüge zu verringern und einen schnelleren Produktionsanlauf zu ermöglichen.
Nach der Patentschrift DE 37 35 582 C1 ist eine doppeltwirkende Presse zum Ziehen von Blechteilen mit einem hubantreibbaren Blechhalterstößel und mit einem gesonderten, ebenfalls hubantreibbaren Ziehstößel bekannt.
Um die Blechhalterkraft reproduzierbar und trägheitsarm bereichsweise individuell einstellen und auf dem voreingestellten Wert halten zu können, wird für jedes Pleuel des Blechhalters gesondert jeweils eine servohydraulische Blechhalterkraftregelung vorgesehen. Jedem Blechhalterpleuel ist eine Kolben/Zylinder-Einheit zugeordnet, die die Blechhalterkraft bestimmt. Über einen daran angeschlossenen Druckgeber oder über einen blechhalterintegrierten Kraftgeber kann die auf den zugehörigen Bereich des Blechhalters entfallende Kraft gemessen werden. Über eine aus Regler und elektrohydraulisch vorsteuerbarem Proportionalventil gebildete Regelstrecke kann jeweils der kraftbestimmende Druckraum der Kolben/Zylinder-Einheit individuell auf den erforderlichen Druck eingeregelt werden. Diese Regelstrecke arbeitet trägheitsarm und weitgehend hysteresefrei, so daß auch während eines Tiefziehzyklus der Sollwert für die Blechhalterkraft nach einem sich wiederholenden Funktionsablauf geändert werden kann. Beispielsweise kann die geregelte Blechhalterkraft während des Ziehvorganges individuell erhöht oder auch abgesenkt werden.
Diese Lösung realisiert beim Umrüsten der Presse auf ein neues Blechteil nur die Einstell- und Veränderbarkeit der Stößel- und Blechhalterwerte nach oder während des Arbeitszyklus einer Presse nach vorher bekannten oder theoretisch ermittelten Werten.
Bessere Ziehergebnisse lassen sich erreichen, wenn die Ziehkissenkräfte über den Ziehweg in dessen Abhängigkeit variierbar sind. Ebenso führt eine unterschiedliche Verteilung der Ziehkissenkräfte über den Ziehrand des Blechteils durch Zieheinrichtungen mit mehreren separat regelbaren Druckbolzen zu einer besseren Beherrschung des Ziehvorgangs. Mit der DE-A-37 44 177 ist ein Verfahren sowie eine Presse zum Tiefziehen von Platinen, insbesondere von Tiefziehblechen für Karosserieelemente von Kraftfahrzeuge, mittels hydraulischer Tiefziehpressen bekannt, bei dem eine schnelle und einfache Anpassung der hydraulischen Ziehpresse auf die Herstellung anderer zu formender und zu gestaltender Tiefziehteile erreichbar ist.
Bei diesem Verfahren ist die Platine während des durch einen mit einer Matrize zusammenwirkenden Stempels eines Pressenstößels hervorgerufenen Verformungsvorganges an Ihren Randbereich zwischen einem Blechhalter und einer Auflage fest eingespannt und der Blechhalterdruck wird von ventilgesteuerten Blechhalterzylindern aufgebracht, die überdies den Bewegungsablauf des Blechhalters bestimmen. Die den Blechhalterzylinder vorgeschalteten Ventile werden von einer elektronischen Regelung mit Schaltsignalen beaufschlagt, die den Zylinderdruck der Blechhalterzylinder während des Verformungsvorganges mehrfach verändern. Das Verfahren stellt die ziehwegabhängige Regelung der auf den Ziehteilrand übertragenen Anpreßkraft dar, wobei der Blechhalter von vier gleichmäßig verteilt angeordneten und vorzugsweise baugleich gestalteten Blechhaltezylindern beaufschlagt wird. Voraussetzung ist jedoch die Kenntnis des erforderlichen Kraftverlaufs über den Ziehweg für jeden einzelnen Druckpunkt. Wegen der vielen Einflußgrößen ist dessen empirische Ermittlung praktikabler. Dazu ist es notwendig, den Ziehvorgang an jeder beliebigen, gewünschten Stelle zu unterbrechen und von dort aus wieder erneut fortzuführen.
Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein und hat sich zur Aufgabe ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung gestellt, wodurch unter weitestgehender Beibehaltung der Selbständigkeit der einzelnen Einrichtungen, wie Stößelantrieb, Stößelparallelhaltung, Ziehkissen, Klemm- und ggf. Gleichlaufeinrichtung, ein Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses an einer beliebigen Stelle ermöglicht wird, wobei während des "Zwischenhaltes" keine Relativbewegungen der beteiligten Einrichtungen auftreten, die zu einer Veränderung der Ziehteilgeometrie führen, der "Zwischenhalt" in eindeutig definierbaren Phasen abläuft, den beteiligten Einrichtungen in den einzelnen Phasen im wesentlichen Aufgaben gestellt werden, die sie auch während des "normalen" Ziehprozesses erfüllen, d. h. daß keine weiteren Zusatzeinrichtungen erforderlich sind und die Reproduzierbarkeit von Stößelposition und -kippung sowie der Druckbolzenkräfte, wie sie unmittelbar vor Unterbrechung des Ziehvorganges bestanden, während des "Zwischenhaltes" gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird das Verfahren durch die im Patentanspruch 1 genannten Verfahrensschritte realisiert. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 11 dargestellt.
Dieses Verfahren bewirkt ein Einfahren der Werkzeuge mit einer geringen Anzahl von Probezügen und erhöht somit die Produktivität und die Wirtschaftlichkeit der Presse. Durch die Lagesicherung der Zieheinrichtung tritt beim Handling des Blechteiles durch das Bedienpersonal während des Verfahrensablaufes keine Gefährdung ein.
Das Verfahren ist mit einer Zieheinrichtung mit mehreren separat regelbaren Druckbolzen besonders vorteilhaft ausführbar.
Eine Presse mit einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 12 definiert. Die Merkmale der Ansprüche 13 und 14 betreffen weitere detaillierte Ausgestaltungen der Presse.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen die Prinzipdarstellung des Stößels, der Stößelparallelhaltung, des Werkzeuges, des Ziehkissens und der Klemmeinrichtung zu den verschiedenen Verfahrensschritten und die Schaltungsanordnung.
Fig. 1:
Zustand zum Zeitpunkt des Signals "Zwischenhalt" bis zum Anhalten des Stößels
Fig. 2:
Lagesicherung des Ziehkissens und Öffnen des Werkzeugs
Fig. 3:
Zustand beim Rückhub des Stößels und Begutachtung des Blechteils
Fig. 4:
Zustand beim Schließen des Werkzeugs
Fig. 5:
Aktivierung des Ziehkissens
Fig. 6:
Zustand bei Fortsetzung des Ziehvorgangs
Fig. 7:
Anordnung der Meßsysteme mit Schaltungsanordnung
Fig. 8:
Zustand nach Fig. 1 unter Verwendung einer Zieheinrichtung mit mehreren separat regelbaren Druckbolzen
Jede der nachfolgend genannten Einrichtungen an den Pressen, so der Stößelantrieb 1, die Stößelparallelhaltung 2, die Zieheinrichtung 3 in Ausgestaltung von mindestens einem Zweipunktkissen und die sicherheitsgerichtete Klemm- und Verriegelungseinrichtung 4 des Ziehkissens, besitzen eigne Sensoren und eine eigne Steuerung, um die jeweils zugeteilte Aufgabe innerhalb eines Hubzyklus selbständig ausführen zu können. Sie korrespondieren mit der Steuerung für den Verfahrensablauf 30.
An jedem separat ansteuerbaren Druckraum 11 der Arbeitszylinder 12 vom Stößelantrieb 1 ist ein Druckaufnehmer 13 für die Preßkraft angeordnet. Die Signale des Druckaufnehmers 13 werden in der Steuerung der Stößelbewegung 14 und in der Preßkraftregelung 15 verarbeitet. Zur Messung des Stößelweges ist zwischen dem Pressengestell und dem Stößel 8 mindestens ein Wegmeßsystem 17 angeordnet, dessen Signale von der Steuerung der Stößelbewegung 14 aufgenommen werden. Am Druckraum 18 jedes Gegenhaltezylinders 10 der Stößelparallelhaltung 2 ist ein Druckaufnehmer 20 angeordnet. Die Signale dieses Druckaufnehmers 20 werden von der Regelung des Gegenhaltesystems 21 verarbeitet. Diese Regelung des Gegenhaltesystems 21 besteht aus Regelkreisen für die lastabhängige Kippung, die konstante Kippung und die Lageregelung. Die Errechnung der Stößelkippung erfolgt mittels einer Messung des Abstandes zwischen Stößel 8 und Pressentisch 31 durch ein Wegmeßsystem 23. Die Signale des Wegmeßsystems 23 werden von der Regelung des Gegenhaltesystems 21 verarbeitet. Die Druckräume 18 und 19 jedes Gegenhaltezylinders 10 werden druckbeaufschlagt, die Werteeinstellung erfolgt über die Regelung des Gegenhaltesystems 21. Jeder Druckraum 18 ist zusätzlich mit einer zu- und abschaltbaren Druckölquelle 32 druckbeaufschlagbar. Am Druckraum 28 jedes Ziehzylinders 25 ist ein Druckaufnehmer 26 angeordnet, dessen Signale von der Regelung der Kissenkraft 27 verarbeitet werden. Weiterhin ist jeder Druckraum 28 zusätzlich mit einer zu- und abschaltbaren Druckölquelle 33 druckbeaufschlagbar. Jede Klemm- und Verriegelungseinrichtung 4 an den Ziehzylindern 25 ist mit der Steuerung zur Sicherheitsklemmung 29 wirkverbunden. Wird der Ziehvorgang nicht unterbrochen, koordiniert die Stößelbewegung das Zusammenwirken der Einrichtungen 1, 2, 3 und 4, indem das Wegmeßsystem 17 des Stößelantriebs 1 die Stößelbewegung erfaßt, der Zieheinrichtung 3 und ggf. der Stößelparallelhaltung 2 und der Klemm- und Verriegelungseinrichtung 4 die aktuelle Stößelposition übermittelt. Die Stößelparallelhaltung 2 nimmt mit ihren eigenen Wegmeßsystemen 23 Stößelposition und -kippung auf. Entsprechend den programmierten Stößelpositionen werden die einzelnen Aktionen eingeleitet bzw. beendet.
Die Druckwerte der Gegenhaltezylinder 10 und der Ziehzylinder 25 des Ziehkissens werden zentral über einen Zyklus gespeichert sowie angezeigt (Visualisierung) und stehen für weitere Berechnungen (z. B. lastabhängige Kippungsvorgabe) und zur Steuerung des Zwischenhaltes zur Verfügung.
Die Steuerungen der einzelnen Einrichtungen verfügen über die erforderlichen Druck- und Lageregelkreise und geben diesen die programmgemäßen Sollwerte vor.
Die Steuerung des Zwischenhaltes ist den Steuerungen der einzelnen Einrichtungen übergeordnet und verfügt während des Zwischenhaltes über die höchste Priorität. Sie erhält über den Stößelantrieb 1 Auskunft über die aktuelle Stößelposition, kann auf alle Druckwerte zugreifen und bekommt Rückmeldungen über den Zustand der Klemm- und Verriegelungseinrichtung 4. Die Steuerung des Zwischenhaltes gibt dem Stößelantrieb 1 konstant zu haltende Druckwerte (Vorspanndruck) vor und der Stößelparallelhaltung 2 den Befehl zur Beibehaltung und Wiedereinnahme definierter Kippungen sowie die Position für die Lageregelung. Außerdem kann sie z. B. bei der Schließbewegung des Werkzeuges den Vorspanndruck in den Gegenhaltezylindern 10 beeinflussen. Dem Ziehkissen werden zeitabhängig gesteuerte Drucksollwerte vorgegeben, wenn die "originalen" Ziehkissenkräfte wieder eingestellt werden sollen.
Die Klemm- und Verriegelungseinrichtung 4 erhält Befehle zum sicherheitsgerichteten Verriegeln der Zieheinrichtung 3. Bei Vorhandensein einer Gleichlaufeinrichtung wird diese über die Steuerung des Zwischenhaltes in die dazu erforderliche Position gebracht.
Während des "normalen" Ziehvorgangs kommt der Stößelbewegung und damit dem Stößelantrieb 1 die höchste Priorität zu. Der Stößel 8 läßt sich bei Vorhandensein einer Tuschiereinrichtung zwar sehr "feinfühlig" positionieren, ist aber eindeutig entweder nur hinsichtlich seiner Lage oder seiner Preßkraft beeinflußbar. Sollen jedoch beide Prozeßgrößen definiert einstellbar sein, so ist ein in sich verspannbares System erforderlich. Es wird durch die dem Stößelantrieb 1 entgegenwirkende Stößelparallelhaltung 2 gebildet.
Besonderes Merkmal des Verfahrens ist es, daß die "Kraftreserven" die bei Kippungskompensation der Stößelparallelhaltung 2 noch zur Verfügung stehen zur Vorspannung des Stößelantriebs 1 genutzt werden. Alle weiteren Kraftwirkungen auf den Stößel 8, die bei Zwischenhalt, z. B. durch das Ziehkissen oder das Ziehteil verursacht werden, lassen sich jetzt durch eine Variation dieser Kraftreserven kompensieren. Voraussetzung hierbei ist, daß die zu erwartenden Kraftanteile aus Ziehkissen und Ziehteil durch die Stößelparallelhaltung 2 zusätzlich aufgebracht werden können. Befindet sich die Stößelparallelhaltung 2 im Zustand der Lageregelung und wird der Druck in den Arbeitszylindern 12 auf einen bestimmten Wert eingestellt, erhöht sich automatisch der Vorspanndruck in den Gegenhaltezylindern 10. Verbleibt der Stößelantrieb 1 in der Druckregelung (konstanter Sollwert) und wirken jetzt zusätzlich Kräfte, z. B. durch das Ziehkissen auf den Stößel, verringert sich im gleichen Maße automatisch der Vorspanndruck der Stößelparallelhaltung 2. Dabei bleibt die Lage des Stößels 8 unverändert, die Kräfte "wandern" sozusagen unter dem Stößel 8 zwischen Zieheinrichtung 3 und Stößelparallelhaltung 2 und werden durch eine konstante "Resultierende" verkörpert.
Dieses beschriebene Merkmal tritt in dem Verfahren
  • bei Signalgabe "Zwischenhalt", um den Stößel 8 über einen verkürzten Nachlaufweg mit definierter Kippung zum Stillstand zu bringen,
  • bei erneutem Aufsetzen des Stößels 8 auf das Ziehteil und dem Aufbringen der originalen Ziehkissenkräfte und
  • bei Fortführung des Ziehvorgangs um eine definierte Richtung der Stößelbewegung zu erzwingen auf.
Das Verfahren läuft in folgenden Phasen ab:
  • 1. Das Anhalten des Stößels (Fig. 1)
    Sobald das Signal "Zwischenhalt" aktiviert ist, erfolgt das kürzestmögliche Abbremsen des Stößels 8. Damit die gewünschte Zwischenhaltposition eingehalten wird, ist die Signalgabe "Zwischenhalt" um den Nachlaufweg des Stößels 8 vorverlegt. Mit dem Signal "Zwischenhalt" erfolgt gleichzeitig die Speicherung der Druckwerte von den Arbeits-, Zieh- und Gegenhaltezylindern 12, 25 und 10 und der Lagewerte des Stößels 8. Die Stößelparallelhaltung 2 geht gleichzeitig in die Lageregelung über und hält den Stößel 8 in seiner ggf. geneigten Lage. In den Ziehzylindern 25 stellt sich ein Druckwert ein, der die Massenkräfte des Ziehkissens und des Blechhalters kompensiert und den Stößel 8 somit nur wenig belastet.
  • 2. Lagesicherung des Ziehkissens und Öffnen des Werkzeugs (Fig. 2)
    Mittels einer Klemm- und Verriegelungseinrichtung 4 erfolgt das sicherheitsgerichtete "Einfrieren" der Lage von der Kissenplatte bzw. der Gleichlaufplatte 34 bei einem Ziehkissen mit mehreren geregelten Druckbolzen. Die Gleichlaufplatte 34 wird bis zu einem Wert von 2 mm abgesenkt, um bei extremer Schiefstellung des Stößels 8 und damit der Druckbolzen 24 dafür zu sorgen, daß alle Druckbolzen 24 durch die Gleichlaufplatte 34 in ihrer Lage fixiert sind. Der Druck in den Ziehzylindern 25 wird so weit reduziert, daß eine Gefährdung von Personen ausgeschlossen ist. Wenn alle Signalgeber den programmgemäßen Zustand anzeigen, erfolgt das Öffnen des Werkzeugs 7. Hierbei führt die Stößelparallelhaltung 2 den Stößel 8 über einen vereinbarten Wegbereich (z. B. 10 mm), wobei die Lage des Stößels 8 durch Regelung (konstante Kippung) beibehalten wird. Der Hauptantrieb des Stößelantriebs 1 wird mit einem Gegendruck beaufschlagt, der zum geregelten Rückhub erforderlich ist.
  • 3. Rückhub des Stößels und Begutachtung des Blechteils (Fig. 3)
    Wenn das Werkzeug 7 weit genug geöffnet ist, wird der Eilrückhub des Stößels 8 eingeleitet. Nach Erreichen des oberen Totpunktes kann das Blechteil zur Begutachtung dem Werkzeug 7 entnommen werden. Die Teilebegutachtung kann auch automatisiert erfolgen, beispielsweise
    • durch Einführen einer Prüfvorrichtung in den Werkzeugraum oder
    • durch Entnehmen des Werkstücks und Zuführen zu einer Prüfvorrichtung sowie Rückführung oder
    • durch eine im Werkzeug integrierte Prüfvorrichtung.
    Wird bei der Teilebegutachtung festgestellt, daß eine Änderung der Kissenkraft (oder der Druckbolzenkräfte) zu einer Verbesserung des Ziehergebnisses führt, können die in der Steuerung gespeicherten Ziehkissenkräfte, die bei Signalabgabe "Zwischenhalt" gemessen wurden, geändert werden.
  • 4. Schließen des Werkzeuges (Fig. 4)
    Das Schließen des Werkzeuges 7 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Nach der Eilsenkbewegung des Stößels 8 und dessen Aufsetzen auf die Kolbenstangen 22 der Stößelparallelhaltung 2 schließt sich das Zusammenführen der beiden Werkzeugteile unter Beibehaltung der Stößelkippung an, die bei dem "Zwischenhalt" ermittelt und gespeichert wurde. Bei Erreichen der Zwischenhaltposition geht die Stößelparallelhaltung 2 in die stationäre Lageregelung über und stoppt somit die Stößelbewegung. Anschließend wird im Hauptantrieb des Stößelantriebs 1 eine der gespeicherten Ziehkissenkraft entsprechende Preßkraft aufgebaut. Dabei erhöht sich in den Gleichlaufzylindern der Druck selbständig so weit, wie es die Beibehaltung des Gleichgewichtszustandes durch Lageregelung erfordert.
  • 5. Aktivierung des Ziehkissens (Fig. 5)
    Die Klemm- und Verriegelungseinrichtung 4 wird deaktiviert und die Zieheinrichtung 3 legt sich aufgrund eines geringen "Kraftüberschusses", welcher aus der jetzt aktivierten Auswerferkraft resultiert, an den Stößel 8 an. Im Anschluß daran wird mittels einer externen Druckölquelle 33 der Druck in den Ziehzylindern 25 so lange erhöht, bis die Kissenkraft erreicht ist, die in der Steuerung 27 gespeichert ist. Während dieses Vorgangs wird der Druck in den Arbeitszylindern 12 konstantgehalten und die Stößelparallelhaltung 2 hält den Stößel 8 weiterhin in seiner Lage. Somit kann sich unter dem Stößel 8 ein Belastungswechsel zwischen Zieheinrichtung 3 und Stößelparallelhaltung 2 vollziehen, ohne daß sich die Lage des Stößels 8 ändert. Nach Abschluß dieses Vorgangs hat sich auch automatisch der in den Gegenhaltezylindern 10 eingestellte Druck auf einen minimalen Wert reduziert.
  • 6. Fortsetzung des Ziehvorgangs (Fig. 6)
    Der Druck in den Arbeitszylindern 12 wird kontinuierlich erhöht, bis die vor Unterbrechung des Ziehvorgangs ermittelte Summe der Kräfte in den Gegenhaltezylindern 10 erreicht ist. Das Erreichen dieses Anteils der vorher gespeicherten Preßkraft ist gleichzeitig für die Stößelparallelhaltung 2 das notwendige Signal, um die Lageregelung aufzugeben. Damit ist die Fortsetzung des Ziehvorgangs kontrollierbar und erfolgt in die Richtung der Stößelkraft.
    • Das Verfahren läßt sich, wie in Fig. 8 und teilweise in der vorherigen Beschreibung dargestellt, auch unter Nutzung einer Zieheinrichtung mit mehreren separat regelbaren Druckbolzen betreiben. Dabei ist zu beachten, daß zur Lagesicherung des Ziehkissens die Gleichlaufplatte 34 um einen definierten Weg absenkbar ist.
    Bezugszeichenliste
    1
    - Stößelantrieb
    2
    - Stößelparallelhaltung
    3
    - Zieheinrichtung
    4
    - Klemm- und Verriegelungseinrichtung
    5
    - Blechteil
    6
    - Blechhalter
    7
    - Werkzeug
    8
    - Stößel
    9
    - Kolben der Gegenhaltezylinder
    10
    - Gegenhaltezylinder
    11
    - Druckraum
    12
    - Arbeitszylinder
    13
    - Druckaufnehmer
    14
    - Steuerung Stößelbewegung
    15
    - Preßkraftregelung
    16
    - Kolbenstange
    17
    - Wegmeßsystem für den Stößelweg
    18
    - Druckraum
    19
    - Druckraum
    20
    - Druckaufnehmer
    21
    - Regelung Gegenhaltesystem
    22
    - Kolbenstange der Stößelparallelhaltung
    23
    - Wegmeßsystem
    24
    - Druckbolzen
    25
    - Ziehzylinder
    26
    - Druckaufnehmer
    27
    - Regelung Kissenkraft
    28
    - Druckraum
    29
    - Regelung Sicherheitsklemmung
    30
    - Steuerung Verfahrensablauf
    31
    - Pressentisch
    32
    - Druckölquelle
    33
    - Druckölquelle
    34
    - Gleichlaufplatte

    Claims (14)

    1. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses an einer zweifachwirkenden Presse, insbesondere an einer hydraulischen Presse, die über einen Stößelantrieb (1), eine Stößelparallelhaltung (2), eine Zieheinrichtung (3) und eine sicherheitsgerechte Klemm- und Verriegelungseinrichtung (4) des Ziehkissens verfügt, wobei diese jeweils auch autonom betreibbar sind,
      wobei nach Signalgabe "Zwischenhalt" zu einem beliebigen Zeitpunkt des Umformprozesses ein sofortiges Abbremsen des Stößels (8) bis zu dessen Stillstand erfolgt
      und dabei die momentanen Kippungswerte der Stößelparallelhaltung (2) und die Werte der Stößelantriebskraft und der Ziehkissenkräfte in der Ablaufsteuerung (30) gespeichert werden und die nachfolgenden Schritte in der angegebenen Reihenfolge ablaufen :
      die Ziehkissenkräfte werden auf den Wert geändert, der die vom Blechhalter (6) und Blechteil (5) wirkenden Massenkräfte ohne Lageveränderung kompensiert,
      die Klemm- und Verriegelungseinrichtung (4) der Zieheinrichtung (3) wird aktiviert zum definierten Festhalten der Zieheinrichtung (3) in der Zwischenhaltposition,
      die Zieheinrichtung (3) wird in den energielosen oder energiearmen Zustand versetzt
      der Stößelrückhub wird eingeleitet und wird dabei durch die Gegenhaltezylinder (10) der Stößelparallelhaltung (2) während der ersten Millimeter des Stößelrückhubweges zum definierten Auseinanderfahren und unter Beibehaltung der ggf. vorhandenen Stößelkippung unterstützt, sowie die Arbeitszylinder (12) des Stößelantriebs (1) mit einem definierten Gegenhaltedruck beaufschlagt,
      eine Teilebegutachtung erfolgt,
      die gespeicherten Werte der Ziehkissenkraft oder der Druckbolzenkräfte werden ggf. geändert
      der Stößelhub zum Schließen des Werkzeugs (7) beginnt und während der letzten Millimeter des Stößelhubweges vor Erreichen der Zwischenhaltposition werden die Gegenhaltezylinder (10) der Stößelparallelhaltung (2) so aktiviert, daß der Stößel (8) seine zum Zeitpunkt des Zwischenhaltes ggf. vorhandene Kippung wieder einnimmt,
      die Stößelparallelhaltung (2) geht bei Erreichen der Zwischenhaltposition in eine stationäre Lageregelung über und gleichzeitig wird in den Arbeitszylindern (12) des Stößelantriebes (1) der aus den gespeicherten Ziehkissenkräften resultierende Gegendruck aufgebaut und konstantgehalten,
      die Klemm- und Verriegelungseinrichtung (4) der Zieheinrichtung (3) wird gelöst,
      die Ziehkissenkräfte werden in den Ziehzylindern (25) der Zieheinrichtung so lange aufgebracht, bis die gespeicherten Werte erreicht sind und damit die Zieheinrichtung (3) sich am Stößel (8) abstützt, wobei sich ein allmählicher Lastwechsel unter dem Stößel (8) von der Zieheinrichtung (3) zur Stößelparallelhaltung (2) vollzieht und
      nach Erreichen der gespeicherten Ziehkissenkräfte wird die Stößelkraft kontinuierlich erhöht, bis die vor Unterbrechung des Ziehvorgangs ermittelte Summe der Kräfte in den Gegenhaltezylindern (10) erreicht ist, und danach erfolgt eine Freigabe der Stößelparallelhaltung (2) und gleichzeitig die Fortsetzung des Ziehvorgangs, und dabei verläßt die Stößelparallelhaltung (2) die Lageregelung und kompensiert Lastabhängig Stößelkippungen, die durch die erneut wirkenden Verfahrenskräfte hervorgerufen werden.
    2. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem das Abbremsen des Stößels (8) bis zum Stillstand in der Zwischenhaltposition zusätzlich durch Auf-bringen einer Gegenkraft in der Stößelparallelhaltung (2) erfolgen kann.
    3. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem während des Stößelrückhubes nach dem Bereich des definierten Auseinanderfahrens der Werkzeughälften (7) der Stößel (8) und die Kolben (9) der Gegenhaltezylinder (10) im Eilgang in die jeweilige obere Endlage gebracht werden können.
    4. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem die Teilebegutachtung manuell erfolgt.
    5. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem die Teilebegutachtung automatisiert erfolgt, beispielsweise
      durch Einführen einer Prüfvorrichtung in den Werkzeugraum oder
      durch Entnehmen der Werkstücke und Zuführen zu einer Prüfvorrichtung sowie Rückführung oder
      durch eine im Werkzeug integrierte Prüfvorrichtung.
    6. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem die zum Zeitpunkt des Zwischenhaltes ermittelten und gespeicherten Ziehkissenkräfte in Abhängigkeit der Blechteilbegutachtung geändert werden können.
    7. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem das Aufbringen der Ziehkissenkräfte in den Ziehzylindern (25) zwecks Abstützen der Zieheinrichtung (3) am Stößel (8) zeitabhängig und gesteuert erfolgt, wodurch ein allmählicher Kraftanstieg, z. B. in Form einer Rampenfunktion, erreicht wird.
    8. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem die Beaufschlagung des Stößelantriebs (1) mit Energie zum Fortführen des Ziehprozesses nach einer Zeitfunktion erfolgt.
    9. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem statt der lastabhängigen Kippungsregelung während des gesamten Verfahrensablaufes eine Kippungskompensation eingesetzt wird.
    10. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem Kippungen der Zieheinrichtung (3) während des Zwischenhaltes durch Rückzug der Zieheinrichtung (3) um einen definierten Betrag reduziert werden.
    11. Verfahren zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses nach Anspruch 1,
      bei dem Kippungen der Zieheinrichtung (3) während des Zwischenhaltes durch Klemmung mittels der sicherheitsgerichteten Klemm- und Verriegelungseinrichtung (4) beibehalten werden.
    12. Zweifachwirkende Presse, insbesondere hydraulische Presse mit einer Schaltungsanordnung zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses,
      wobei die Presse über einen Stößelantrieb (1) mit einem oder mehreren Arbeitszylindern (12), eine Stößelparallelhaltung (2) mit Gegenhaltezylindern (10), eine Zieheinrichtung (3) in Ausgestaltung von mindestens einem Zweipunktziehkissen und eine sicherheitsgerechte Klemm- und Verriegelungseinrichtung (4) des Ziehkissens verfügt und diese jeweils auch autonom betreibbar sind, wobei
      an jedem separat ansteuerbaren Druckraum (11) der Arbeitszylinder (12) ein Druckaufnehmer (13) für die Preßkraft angeordnet ist, dessen Signale in der Steuerung der Stößelbewegung (14) und auch in der Preßkraftregelung (15) weiter verarbeitet werden sowie zur Messung des Stößelweges zwischen Pressengestell und dem Stößel (8) bzw. den Stößelantriebselementen mindestens ein Wegmeßsystem (17) angeordnet ist, dessen Signale von der Steuerung der Stößelbewegung (14) aufgenommen werden, wobei
      am Druckraum (18) jedes Gegenhaltezylinders (10) der Stößelparallelhaltung (2) ein Druckaufnehmer (20) angeordnet ist, dessen Signale von der Regelung des Gegenhaltesystems (21), bestehend aus Regelkreisen für
      -- lastabhängige Kippung,
      -- konstante Kippung und
      -- Lageregelung
      verarbeitet werden und zur Errechnung der Stößelkippung eine Messung des Abstandes zwischen Stößel (8) und Pressentisch (31) bzw. Pressengestell mittels eines Wegmeßsystems (23) erfolgt, dessen Signale von der Regelung des Gegenhaltesystems (21) verarbeitet werden und beide Druckräume (18) und (19) jedes Gegenhaltezylinders (10), jedoch durch die Regelung des Gegenhaltesystems (21) geregelt, druckbeaufschlagt werden, und jeder Druckraum (18) zusätzlich mit einer zu- und abschaltbaren Druckölquelle (32) druckbeaufschlagbar ist, wobei
      am Druckraum (28) jedes Ziehzylinders (25) ein Druckaufnehmer (26) angeordnet ist, dessen Signale von der Regelung der Kissenkraft (27) verarbeitet werden und jeder Druckraum (28) zusätzlich mit einer zu- und abschaltbaren Druckölquelle (33) druckbeaufschlagbar ist, wobei
      jede Klemm- und Verriegelungseinrichtung (4) mit der Steuerung zur Sicherheitsklemmung (29) zur Signalverarbeitung in Wirkverbindung steht, und wobei
      die Preßkraftregelung (15), die Regelung des Gegenhaltesystems (21), die Regelung der Kissenkraft (27) und die Steuerung der Sicherheitsklemmung (29) jeweils unabhängig voneinander mit der Steuerung für den Verfahrensablauf (30) korrespondieren.
    13. Zweifachwirkende Presse nach Anspruch 12,
      bei der das Wegmeßsystem (23) als ein inkrementales Wegmeßsystem ausgebildet ist.
    14. Zweifachwirkende Presse nach Anspruch 12,
      bei der das Wegmeßsystem (23) als ein berührungsloses Wegmeßsystem, vorzugsweise Laserwegmeßsystem, ausgebildet ist und im Pressentisch (31) oder im Stößel (8) angeordnet ist.
    EP95101964A 1994-02-24 1995-02-14 Verfahren und Schaltungsanordnung zum Unterbrechen und Fortführen des Ziehprozesses an zweifachwirkenden Pressen, insbesondere hydraulischen Pressen Expired - Lifetime EP0673695B1 (de)

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