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.
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
Das Verfahren läuft in folgenden Phasen ab:
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.