[0001] 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:
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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 A 1 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.
[0006] 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 Versteilmittel 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.
[0007] 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:
[0008] 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.
[0009] Diese Aufgabe wird ausgehend von den Oberbegriffen des Verfahrensanspruchs 1 sowie
des Vorrichtungsanspruchs durch die kennzeichnenden Merkmale dieser Ansprüche gelöst.
[0010] In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der vorangehenden
Ansprüche wiedergegeben.
[0011] 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 herauszunehmen
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.
[0012] 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.
[0013] Die Vertikalantriebe können über eine Längswelle miteinander verbunden werden. Durch
diese Ausführung wird auch dann ein störungsfreier Bewegungsablauf gewährleistet,
wenn ein einzelner Vertikalantrieb ausfällt.
[0014] 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
[0015] In der Figur sind die beiden ersten Umformstufen einer Großteilstufenpresse 1 mit
Saugerbalkentransfer 2 dargestellt.
[0016] Der Vorschubantrieb des Transfers 2 erfolgt über offene oder wie hier dargestellt
geschlossene Vorschubkurven 3 und Vorschubhebel4. 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 Kuvenkasten 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:
[0017]
- 1
- Großteilstufenpresse
- 2
- Saugerbalkentransfer
- 3
- Vorschubkurven
- 4
- Vorschubhebel
- 5
- Getriebemotoren
- 6
- Drehmomentenstütze
- 7
- Lasche
- 8
- Fester Lagerpunkt
- 9
- Kurvenkasten
- 10
- Antriebe
- 11
- Längswelle
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 Vertikal- 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 Vertikal- 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.