DE19831623A1

DE19831623A1 - Verfahren zur Steuerung des Antriebs einer Großteilstufenpresse und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19831623A1
Application number: DE19831623A
Authority: DE
Inventors: Erich Harsch; Rainer Reichenbach
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: Mueller Weingarten AG
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2000-01-20
Also published as: CN1152757C; EP0972586A2; DE59906648D1; EP0972586B1; CN1252327A; EP0972586A3; ES2207075T3

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung des Antriebs einer Großteilstufenpresse (GT-Presse) mit Saugerbalkentransfer vorgeschlagen, bei welcher zur Erzielung eines Höchstmaßes an Variabilität der Bewegungsabläufe zur Anpassung an verschiedensten Geometrien des Werkstücks eine Kombination von mechanisch und/oder elektronisch gesteuerten Bewegungen erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Antriebs einer Großteilstufenpresse mit Saugerbalkentransfer sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4.

Stand der Technik

Großteilstufenpressen werden zur Herstellung von großen Blechteilen für die Kraftfahrzeugindustrie verwendet, wie zum Beispiel zur umformtechnischen Herstellung eines Kfz-Daches, einer Bodengruppe oder großwandigen Seitenteilen. Dabei werden die Blechteile durch mehrere Bearbeitungsstationen transportiert, in denen jeweils ein weiterer Umformschritt am Werkstück vorgenommen wird. Der Transport der Werkstücke erfolgt mittels Umsetzeinrichtungen, wobei man zwischen einem räumlich zweidimensionalen Saugerbalkentransport oder einem dreidimensionalen Greiferschienentransport unterscheidet.

Beim Saugerbalkentransfer wird die Bewegungsbahn der Saugerbalken durch eine Horizontal- und Vertikalbewegung erzeugt. Diese Bewegungen werden wegen dem kleinen Sicherheitsabstand zum Werkzeug und wegen den hohen Beschleunigungen in der Regel mit mechanischen Kurvengetrieben erzeugt (DE 38 24 058 C1). Die rein mechanischen Horizontal- und Vertikalbewegungen haben den Nachteil, daß der Bewegungsablauf der Transportbahnen nicht oder nur kaum verändert werden können. Ggf. kann der Hebehub durch Verändern von Hebelradien im Transportgestänge bedingt geändert werden.

Zur Herstellung von flachen, großflächigen Teilen, wie zum Beispiel das Dach eines Kraftfahrzeugs wird eine Transportkurve mit nur kleinem Hebehub benötigt, um das flache Werkstück vom Unterwerkzeug abzuheben. Dabei können große Überschneidungen zwischen der Hebebewegung und der Vorschubbewegung vorgenommen werden, wobei die Beschleunigungen am Werkstück gering gehalten werden können. Demgegenüber kann bei der Herstellung von tiefen, steilwandigen Teilen nur eine geringere oder ggf. keine Bewegungsüberschneidung zwischen Hebehub und Vorschub erfolgen, da daß Werkstück erst über den Hebehub vom Werkzeug kollisionsfrei losgelöst werden muß. Um in den Taktzeiten der Presse zu bleiben, sind dann hohe Beschleunigungen während der Vorschubbewegung am Werkstück erforderlich.

Um die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die Hubkurve unabhängig von der Vorschubbewegung zu gestalten, wobei sowohl der Hub als auch der Ausfahrwinkel, d. h. Hub- und Vorschubbewegung variiert werden kann. Aus der EP 0 754 509 A1 ist es bekannt, die Horizontalbewegung über ein mechanisches Kurvengetriebe anzutreiben und die Vertikalbewegung über Servo- gesteuerte Elektroantriebe durchzuführen. Dabei können Hebehübe und Bewegungswinkel, diese auch bezogen auf den Kurbelwinkel der Presse, und damit die Bewegungsbahn der Saugerbalken verändert werden. Aufgrund der mechanisch angetriebenen Horizontalbewegung beim zitierten Stand der Technik können die Sauerbalken vorzugsweise beim Niedergang der Stößel auch zwangsweise aus dem Werkzeug herausgefahren werden, was die Kollisionssicherheit bei einer Fehlsteuerung in den elektronischen kurvenantrieb für die Hub- und Senkbewegung erhöht.

Nachteilig an der bekannten Einrichtung gemäß EP 0 754 509 ist die Tatsache, daß die Bewegungsfreiheit für das Werkstück nur durch den elektronischen Hubantrieb verbessert wird. Eine etwaige Schwenkbewegung des Werkstücks ist zwar aus mechanischen Antrieben über Längsgestänge und pressengesteuerte Kurvenantrieben bekannt (DE 41 10 215). Dies hat jedoch wiederum den Nachteil, daß die Bewegungsbahnen wenig verändert werden können. Aus der EP 0 499 901 sind auch kurvengesteuerte Verstellmittel unmittelbar an den Transportwagen für die Saugerbalken vorgesehen, um gewisse Schwenkbewegungen der Saugerbalken durchzuführen. Auch dies erfordert einen Austausch der mechanischen Steuerkurven zur Veränderung der Schwenkbewegung.

Schließlich zeigt die EP 0 818 254 A2 eine Anordnung für eine Quertraverse bzw. einem Saugerbalken, dessen Verschwenkung mittels Servomotoren durchgeführt wird. Dabei ist ein direkter Anbau von wenigstens einem Servomotor mit Getriebe pro Saugerbalken vorgesehen.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung des Antriebs sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für eine Großteilstufenpresse vorzuschlagen, bei welcher ein Höchstmaß an Variabilität der Bewegungsabläufe zur Anpassung an verschiedensten Geometrien des Werkstücks ermöglicht wird. Dabei soll der Vorteil der Kollisionssicherheit des starren Bewegungsablaufes eines kurvenangetriebenen Transfers mit den Vorteilen eines flexiblen elektronischen Transfers verbunden werden. Innerhalb der GT-Presse sollen je nach Bearbeitungsfortschritt die verschiedensten Bewegungsabläufe zur Umsetzung verschiedenster Blechgeometrien erzeugt werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von den Oberbegriffen des Verfahrensanspruchs 1 sowie des Vorrichtungsanspruchs durch die kennzeichnenden Merkmale dieser Ansprüche gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der vorangehenden Ansprüche wiedergegeben.

Die Erfindung geht von dem Kerngedanken aus, daß innerhalb einer GT-Presse Verfahrensabläufe stattfinden, die die unterschiedlichsten Umsetzbewegungen erfordern. Dabei ist die Erkenntnis wichtig, daß die Umformung am Werkstück erst nach dem Transport durch die gesamte Länge der GT-Presse die gewünschte Gestaltung annimmt. So kann beispielsweise in der ersten Bearbeitungsstufe ein Umformvorgang stattfinden, der nur eine sehr geringe Vertikalbewegung beim Abheben des Werkstücks vom Unterwerkzeug erfordert, so daß eine rasche Überlagerung der Hub- und Vorschubbewegung erfolgen kann. Zu einem sehr viel späteren Zeitpunkt kann der Umformvorgang innerhalb der gleichen GT-Presse zu sehr tiefen und steilwandigen Blechteilen führen, die mit einer sehr viel größeren Vertikalbewegung und ggf. auch Schwenkbewegung aus dem Unterwerkzeug entnommen werden müssen, bevor die eigentliche Vorschubbewegung in horizontaler Richtung erfolgt. Der Idealfall ist eine Kombination aller Bewegungen, d. h. Hub- und Vorschubbewegung bei gleichzeitiger Schwenkbewegung, um das Werkstück in optimaler Weise aus dem Werkzeug heraus zunehmen und in eine günstige Transportposition mit möglichst geringen Beschleunigungswerten zu bringen. Dabei soll aufgrund der Betriebssicherheit nicht auf einen mechanischen Vorschub verzichtet werden, der im Takt der Umformmaschine die Horizontalbewegung der Umsetzeinrichtung steuert, wobei die Längsbewegung vorzugsweise durch Transportwagen auf den Laufschienen erfolgt und die Laufwagen über mechanische Gestänge angetrieben werden, die ihrerseits mittels Kurvenfolgerhebel von der Pressensteuerung angetrieben werden (siehe EP 0 754 509). Die Saugerbalken bzw. Quertraversen sind an den Laufwagen befestigt.

Maßgeblich für die vorliegende Erfindung ist die Kombination des mechanischen Längsantriebs bzw. Horizontalantrieb sowohl mit dem Vertikalantrieb über programmierbare Elektroantriebe als auch über einen programmierbaren Schwenkantrieb für die Saugerbalken, um eine optimale Ein- und Ausfahrsituation am Werkstück zu erzielen. Hierdurch werden variable elektronische Kurven erzeugt, da die variable Hubbewegung und die Schwenkbewegung am Saugerbalken zu einer optimalen Anpassung der jeweiligen Werkstückgeometrie in der jeweiligen Bearbeitungsstufe führt, so daß der Bewegungsablauf für den Umsetzvorgang optimiert werden kann. Innerhalb der GT-Presse können deshalb von Stufe zu Stufe die unterschiedlichsten Bewegungsabläufe bei der Umsetzbewegung stattfinden und frei programmiert werden. Dabei bleibt die Betriebssicherheit aufgrund des mechanischen Vorschubantriebs vollständig erhalten, der insbesondere auch zur Entfernung der Saugerbalken aus dem Gefahrenbereich der Bearbeitungsstufen dient.

Die Vertikalantriebe können über eine Längswelle miteinander verbunden werden. Durch diese Ausführung wird auch dann ein störungsfreier Bewegungsablauf gewährleistet, wenn ein einzelner vertikalantrieb ausfällt.

Die Antriebsmotoren für den Schwenkantrieb können vorzugsweise in den Vorschubhebeln selbst angeordnet sein. Damit beim Vorschub keine Relativbewegungen entstehen, können die Antriebsmotoren auch drehbar mit Festpunkten zum Kurvenkasten im Antriebshebel gelagert sein.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

In der Figur sind die beiden ersten Umformstufen einer Großteilstufenpresse 1 mit Saugerbalkentransfer 2 dargestellt.

Der Vorschubantrieb des Transfers 2 erfolgt über offene oder wie hier dargestellt geschlossene Vorschubkurven 3 und Vorschubhebel 4. In den Vorschubhebeln 4 sind elektronisch gesteuerte Getriebemotoren 5 für die Schwenkbewegungen drehbar gelagert. Über Drehmomentenstützen 6 besteht eine Verbindung zu den parallel zum Vorschubhebel 4 angeordneten Laschen 7 mit festem Lagerpunkt 8 im Kurvenkasten 9. Die Antriebe 10 der Vertikalbewegung sind über Längswelle 11 miteinander verbunden. Hierdurch kann auch dann ein störungsfreier Bewegungsablauf gewährleistet sein, wenn ein einzelner Vertikalantrieb ausfällt.

Bezugszeichenliste

1

Großteilstufenpresse

2

Saugerbalkentransfer

3

Vorschubkurven

4

Vorschubhebel

5

Getriebemotoren

6

Drehmomentenstütze

7

Lasche

8

Fester Lagerpunkt

9

Kurvenkasten

10

Antriebe

11

Längswelle

Claims

1. Verfahren zur Steuerung des Antriebs einer Großteilstufenpresse (GT-Presse) mit Saugerbalkentransfer für die Umsetzung insbesondere großer und/oder steilwandiger Blechteile innerhalb einer GT-Presse, wobei die GT-Presse diese längs durchsetzenden Laufschienen aufweist, auf denen mit Saugern bestückte Quertraversen (Saugerbalken) zur Aufnahme und zum Transport der Blechteile direkt oder über Laufwagen angeordnet sind, wobei eine Horizontalbewegung der Saugerbalken über ein mit dem Pressenantrieb gekoppeltes mechanisches Kurvengetriebe mit Schubhebeln und die Vertikalbewegung der Saugerbalken über einen elektrischen Antrieb erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch durch den Pressenantrieb vorgegebene Horizontalbewegung der Saugerbalken gleichzeitig eine variabel geregelte oder gesteuerte Vertikalbewegung sowie eine um die Längsachse der Saugerbalken mittels eines elektronischen programierbaren Elektroantriebs erfolgende Schwenkbewegung überlagert ist, wobei die elektronisch geregelte oder gesteuerte Verti kal- und/oder Schwenkbewegung des Saugerbalkens in Abhängigkeit der Werkstückgeometrie innerhalb der GT-Presse erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische programmierbare Elektroantrieb zur Durchführung der Schwenkbewegung des Saugerbalkens mittels Elektro-Antriebsmotoren erfolgt, die in den Vorschubhebeln bzw. dem Vorschubgestänge für die Durchführung der Längsbewegung der Laufwagen für die Saugerbalken angeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren für die Durchführung der Schwenkbewegung der Saugerbalken drehbar mit Festpunkten zum Kurvenkasten im Antriebshebel gelagert sind.

4. Umsetzeinrichtung für eine Großteilstufenpresse (GT-Presse) mit Saugerbalkentransfer für die Umsetzung insbesondere großer, flacher und/oder steilwandiger Blechteile, mit der GT-Presse durchsetzenden Laufschienen, die über, mit Saugern bestückte Quertraversen (Saugerbalken) zur Aufnahme und zum Transport der Blechteile direkt oder über Laufwagen auf den Laufschienen miteinander verbunden sind, wobei die Horizontalbewegung der Saugerbalken über ein, mit dem Pressenantrieb gekoppeltes mechanisches Kurvengetriebe mit Schubhebelantrieb und die Vertikalbewegung der Saugerbalken über einen an die Laufschienen bzw. an die Saugerbalken angreifenden elektrischen Antrieb erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanisch durch den Pressenantrieb vorgegebenen Horizontalbewegung der Saugerbalken gleichzeitig eine variabel geregelte oder gesteuerte Vertikalbewegung sowie eine um die Längsachse der Saugerbalken mittels eines elektronischen, programmierbaren Elektroantriebs erfolgende Schwenkbewegung überlagert ist, wobei die elektronisch geregelte oder gesteuerte Ver tikal- und/oder Schwenkbewegung des Saugerbalkens in Abhängigkeit des Transportfortschritts bzw. Werkstückgeometrie innerhalb der GT-Presse erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zur Durchführung der Schwenkbewegung des Saugerbalkens mittels elektronisch programmierbaren Antriebsmotoren erfolgt, die in den Schubhebeln für die Durchführung der Längsbewegung der Laufwagen für die Saugerbalken angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren für die Durchführung der Schwenkbewegung der Saugerbalken drehbar mit Festpunkten zum Kurvenkasten im Antriebshebel gelagert sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalantriebe über Längswellen miteinander verbunden sind.