TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Betrieb einer Stanzpresse sowie eine Stanzpresse zum Betrieb nach den Verfahren gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche .

STAND DER TECHNIK

Bei modernen Stanzpressen, auf denen im Folgeschnittverfahren aus einem Materialband Produkte ausgestanzt werden, kommen zunehmend Servo-Vorschübe zum Zuführen des zu bearbeitenden Materialbandes zum Einsat z . Diese können flexibel angesteuert werden, im Gegensat z zu den mechanischen Vorschüben, welche mechanisch zwangsgekoppelt sind mit dem Kurbeltrieb des Pressenstössels . Das Vorschieben des Bandmaterials erfolgt bei den Servo-Vor- schüben entweder auf ein Vorschubsignal hin ( nockengetriggert ) um eine ganze vorgegebene Vorschublänge oder, in Anlehnung an den Betrieb der mechanischen Vorschübe , gemäss einem elektronisch definierten Vorschubprofil winkelsynchron mit dem Kurbeltrieb des Pressenstössels . Let ztgenannte Betriebsart hat gegenüber der nockengetriggerten Variante den grossen Vorteil , dass der Vorschubschritt j ederzeit in Relation des Pressenstössels ausgefahren wird und die Erreichung der Sollposition an j edem Punkt ( Stüt zstelle ) des elektronisch definierten Vorschubprofils überwacht und wenn nötig aus korrigiert werden kann . Dadurch ergibt sich im Prozess eine insgesamt höhere Sicherheit , wie anhand der folgenden zwei Beispiele erkennbar ist :

Beispiel 1 : Vorschubphase 300 ° bis 60 ° , also symmetrisch um oberen Totpunkt ( 0 ° ) , Vorschublänge 20 mm. Vorschubkontrolle im Werkzeug bei 0 ° , also halbe Vorschublänge ( 10mm) . Durch die Winkelsynchronität kann bei ausgelöster Vorschubkontrolle ein Sofortstopp der Presse eingeleitet werden . Bei einem nockengetriggerten Vorschub kann die Vorschublänge erst am Ende des Schrittes überwacht werden, weil keine Zwangsführung existiert . Die Vorschubkontrolle kann demnach erst am Vorschub-Ende einen Sofortstopp auslösen . Dadurch ergibt sich im Vergleich mit dem winkelsynchronen Vorschub ein um die halbe Vorschubphase längerer Bremswinkel der Presse .

Beispiel 2 : Auslösung eines Sofortstopps z . B . durch Pressen-Überlast ( Prozessfehler ) . Die Presse komme durch den Bremswinkel gerade knapp innerhalb der Vorschubphase zum Stillstand . Beim zwangsgeführten Vorschub wird entsprechend nur wenig Bandmaterial vorgeschoben, während beim nockengetriggerten Vorschub eine ganze Vorschublänge Bandmaterial in das Werkzeug hineingedrückt wird, was das Risiko eines Werkzeugschadens erhöht .

Nachteilig ist j edoch bei den heute bekannten Servo-Vorschüben, bei denen das Vorschieben des Bandmaterials winkelsynchron mit dem Kurbeltrieb des Pressenstössels erfolgt , dass diese relativ starke Servo-Antriebe erfordern, weil j e nach Startbedingung grosse Beschleunigungen und damit grosse Drehmomente an den Vorschubachsen bereitgestellt werden müssen, was mit entsprechenden Investitionskosten verbunden ist und zu Beschränkungen bezüglich des zu fördernden Bandmaterials führen kann .

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es stellt sich deshalb die Aufgabe , technische Lösungen zur Verfügung zu stellen, welche die Vorteile des winkelsynchronen Betriebs bei Servo-Vorschüben bewahren, aber die zuvor beschriebenen Nachteile nicht aufweisen oder zumindest teilweise vermeiden .

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst .

Gemäss diesen betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein erstes Verfahren zum Betrieb einer Stanzpresse mit einem von einem Kurbel- oder Exzentertrieb angetriebenen Pressenstössel mit einem ersten Teil eines Bearbeitungswerkzeugs , wobei der Pressenstössel in einer Bearbeitungs zone der Stanzpresse gegen eine feststehende Auf spannplatte mit einem zugeordneten zweiten Teil des Bearbeitungswerkzeugs arbeitet , und mit einem Servo-Vor- schubapparat zum intermittierenden Zuführen eines zu bearbeitenden Materialbandes zur Bearbeitungs zone der Stanzpresse .

Bei diesem ersten erfindungsgemässen Verfahren wird im bestimmungsgemässen Stanzbetrieb der Stanzpresse der Pressenstössel von dem Kurbel- oder Exzentertrieb zwischen einem ersten Bewegungstotpunkt , in welchem der Pressenstössel maximal von der Auf spannplatte entfernt ist und das Bearbeitungswerkzeug maximal geöffnet ist , und einem zweiten Bewegungstotpunkt , in welchem der Pressenstössel minimal von der Auf spannplatte entfernt ist und das Bearbeitungswerkzeug maximal geschlossen ist , hin und her bewegt wird . Bei typischen Stanzpressen, bei denen der Pressenstössel von oben gegen eine feststehende Auf spannplatte arbeitet , sind diese Bewegungstotpunkte der obere Totpunkt ( auch „OT" genannt ) und der untere Totpunkt ( auch „UT" genannt ) des Pressenstössels .

Das Materialband wird in einem anspruchsgemässen ersten Rotationswinkelfenster des Kurbel- oder Exzentertriebs um den ersten Bewegungstotpunkt herum von dem Servo-Vorschubapparat um eine bestimmte Länge in die Bearbeitungs zone vorgeschoben und in den Vorschubpausen in einem zweiten Rotationswinkelfenster des Kurbel- oder Exzentertriebs , welches sich ausserhalb des ersten Rotationswinkelfensters vor und bis zu dem zweiten Bewegungstotpunkt erstreckt , mit dem Bearbeitungswerkzeug bearbeitet .

Die Vorschubbewegung des Servo-Vorschubappa- rates erfolgt dabei im bestimmungsgemässen Stanzbetrieb der Stanzpresse gemäss einem elektronisch definierten Vorschub-Bewegungsprofil , welches in dem ersten Rotationswinkelfenster elektronisch synchronisiert zu der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs abgefahren wird . Erfindungsgemäss wird bei einem Auslösen eines Pressenstopps in dem ersten Rotationswinkelfenster die Synchronisation des Vorschub-Bewegungsprofils mit der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs aufgehoben und das Vorschub-Bewegungsprofil unabhängig von der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs bis zum Ende abgefahren .

Durch diese erste erfindungsgemässe Betriebsweise wird der maximale Drehmomentbedarf der Vorschubachsen bei winkelsynchron mit dem Kurbeltrieb des Pressenstössels betriebenen Servo-Vorschüben gesenkt , so dass kleinere und damit kostengünstigere Servo-Antriebe zum Einsat z kommen können oder aber mit einem gegebenen Servo-Antrieb mehr Last bewegt werden kann .

Bevorzugterweise erfolgt dabei das Abfahren des Vorschub-Bewegungsprofils mit einer Geschwindigkeit , welche der Geschwindigkeit entspricht , mit welcher es zum Zeitpunkt des Auslösens des Pressenstopps bzw . zum Zeitpunkt des Auflösens der Synchronisation des Vorschub- Bewegungsprofils mit der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs abgefahren wurde . Auf diese Weise ist sichergestellt , dass der Vorschubschritt abgeschlossen ist , bevor eine allfällige weitere Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs der Presse das zweite Rotationswinkelfenster erreichen kann .

Für den Fall , dass die Rotation des Kurbeloder Exzentertriebs nach dem Auslösen des Pressenstopps nicht bei einem bestimmten Rotationswinkel vor einem darauf folgenden ersten Rotationswinkelfenster oder vor Eintritt in ein darauf folgendes erstes Rotationswinkelfenster zum Stillstand kommt , ist es gemäss einer ersten Variante bevorzugt , dass das Vorschub-Bewegungsprofil nach Erreichen des darauf folgenden ersten Rotationswinkelfensters erneut vollständig abgefahren wird .

Dabei ist es bevorzugt , dass das Vorschub- Bewegungsprofil nach Erreichen des darauf folgenden ersten Rotationswinkelfensters erneut mit einer Geschwindigkeit vollständig abgefahren wird, welche der Geschwindigkeit entspricht , mit welcher es bei einer Synchronisation mit der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs beim Eintritt in dieses darauf folgende erste Rotationswinkelfenster abgefahren würde . Auf diese Weise ist sichergestellt , dass der Vorschubschritt abgeschlossen ist , bevor die Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs der Presse das darauf folgende zweite Rotationswinkelfenster erreichen kann .

Gemäss einer zweiten Variante ist es für den Fall , dass die Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs nach dem Auslösen des Pressenstopps nicht bei einem bestimmten Rotationswinkel vor einem darauf folgenden ersten Rotationswinkelfenster oder vor Eintritt in ein darauffolgendes erstes Rotationswinkelfenster zum Stillstand kommt und bei diesem bestimmten Rotationswinkel oder bei Eintritt in das darauf folgende erste Rotationswinkelfenster eine oder mehrere Bedingungen nicht erfüllt sind, z . B . eine bestimmte Rotationsgeschwindigkeit des Kurbeloder Exzentertriebs unterschritten ist , von Vorteil , dass bis zu einer erneuten Startanforderung keine weitere Vorschubbewegung des Servo-Vorschubapparates mehr erfolgt .

Gemäss einer dritten Variante ist es bevorzugt , dass nach dem Auslösen des Pressenstopps und dem vollständigen Abfahren des Vorschub-Bewegungsprofils unabhängig davon, ob die Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs nach dem Auslösen des Pressenstopps bei einem bestimmten Rotationswinkel vor einem darauf folgenden ersten Rotationswinkelfenster oder vor Eintritt in ein darauf folgendes erstes Rotationswinkelfenster zum Stillstand kommt , bis zu einer erneuten Startanforderung keine weitere Vorschubbewegung des Servo-Vorschubapparates erfolgt .

Welche der drei Varianten bevorzugter oder weniger bevorzugt ist , hängt stark von den j eweiligen Betriebsbedingungen und dem zu fertigenden Produkt ab . So gibt es z . B . Produkte , die bei der Fertigung weniger kritisch bezüglich der Werkzeug-Eintauchtiefe sind als andere , so dass auch bei geringen Hubgeschwindigkeiten im Bremsbetrieb oder beim Hochfahren der Presse noch brauchbare Produkte entstehen . Für derartige Produkte eignet sich die erste Variante besonders gut .

Für Produkte , welche kritisch bezüglich der Werkzeug-Eintauchtiefe sind, eignen sich die Verfahren gemäss der zweiten und dritten Variante besser als das gemäss der ersten Variante , wobei für den Fall , dass Mehrf chstanzungen ohne Vorschub des Materialbandes zu Qualitätseinbussen führen könnten, die zweite Variante gegenüber der dritten zu favorisieren ist .

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein weiteres Verfahren zum Betrieb einer Stanzpresse mit einem von einem Kurbel- oder Exzentertrieb angetriebenen Pressenstössel mit einem ersten Teil eines Bearbeitungswerkzeugs , wobei der Pressenstössel in einer Bearbeitungs zone der Stanzpresse gegen eine feststehende Aufspannplatte mit einem zugeordneten zweiten Teil des Bearbeitungswerkzeugs arbeitet , und mit einem Servo-Vorschub- apparat zum intermittierenden Zuführen eines zu bearbeitenden Materialbandes zur Bearbeitungs zone der Stanzpresse .

Wie schon beim ersten erfindungsgemässen Verfahren wird bei diesem zweiten erfindungsgemässen Verfahren im bestimmungsgemässen Stanzbetrieb der Stanzpresse der Pressenstössel von dem Kurbel- oder Exzentertrieb zwischen einem ersten Bewegungstotpunkt , in welchem der Pressenstössel maximal von der Auf spannplatte entfernt ist und das Bearbeitungswerkzeug maximal geöffnet ist , und einem zweiten Bewegungstotpunkt , in welchem der Pressenstössel minimal von der Auf spannplatte entfernt ist und das Bearbeitungswerkzeug maximal geschlossen ist , hin und her bewegt wird . Bei typischen Stanzpressen, bei denen der Pressenstössel von oben gegen eine feststehende Auf spannplatte arbeitet , sind diese Bewegungstotpunkte der obere Totpunkt ( auch „OT" genannt ) und der untere Totpunkt ( auch „UT" genannt ) des Pressenstössels . Das Materialband wird auch in diesem Verfahren in einem ersten Rotationswinkelfenster des Kurbeloder Exzentertriebs um den ersten Bewegungstotpunkt herum von dem Servo-Vorschubapparat um eine bestimmte Länge in die Bearbeitungs zone vorgeschoben wird und in den Vorschubpausen in einem zweiten Rotationswinkelfenster des Kurbel- oder Exzentertriebs , welches sich ausserhalb des ersten Rotationswinkelfensters vor und bis zu dem zweiten Bewegungstotpunkt erstreckt , mit dem Bearbeitungswerkzeug bearbeitet .

Die Vorschubbewegung des Servo-Vorschubappa- rates erfolgt dabei ebenfalls , wie schon im ersten erfindungsgemässen Verfahren, im bestimmungsgemässen Stanzbetrieb der Stanzpresse gemäss einem elektronisch definierten Vorschub-Bewegungsprofil , welches in dem ersten Rotationswinkelfenster elektronisch synchronisiert zu der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs abgefahren wird .

Erfindungsgemäss wird bei diesem zweiten erfindungsgemässen Verfahren bei einem Auslösen eines Pressenstopps ausserhalb des ersten Rotationswinkelfensters für den Fall , dass die Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs nach dem Auslösen des Pressenstopps nicht spätestens bei einem bestimmten Rotationswinkel vor dem darauf folgenden ersten Rotationswinkelfenster oder vor Eintritt in das darauf folgende erste Rotationswinkelfenster zum Stillstand kommt , die Synchronisation des Vorschub-Bewegungsprofils mit der Rotation des Kurbeloder Exzentertriebs bei Erreichen des ersten Rotationswinkelfensters aufgehoben und das Vorschub-Bewegungsprofil sodann unabhängig von der Rotation des Kurbeloder Exzentertriebs vollständig abgefahren .

Auch durch diese zweite erfindungsgemässe Betriebsweise wird der maximale Drehmomentbedarf der Vorschubachsen bei winkelsynchron mit dem Kurbeltrieb des Pressenstössels betriebenen Servo-Vorschüben gesenkt , so dass kleinere und damit kostengünstigere Servo-Antriebe zum Einsat z kommen können oder aber mit einem gegebenen Servo-Antrieb mehr Last bewegt werden kann .

Dabei ist es bevorzugt , dass das Vorschub- Bewegungsprofil mit einer Geschwindigkeit abgefahren wird, welche der Geschwindigkeit entspricht , mit welcher es zum Zeitpunkt des Auflösens der Synchronisation des Vorschub-Bewegungsprofils mit der Rotation des Kurbeloder Exzentertriebs abgefahren wurde . Auf diese Weise ist sichergestellt , dass der Vorschubschritt abgeschlossen ist , bevor die Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs der Presse das zweite Rotationswinkelfenster erreichen kann .

Für den Fall , dass die Rotation des Kurbeloder Exzentertriebs nach dem Auslösen des Pressenstopps und dem anschliessenden Abfahren des Vorschub-Bewegungsprofils nicht bei einem bestimmten Rotationswinkel vor dem darauf folgenden ersten Rotationswinkelfenster oder vor Eintritt in das darauf folgende erste Rotationswinkelfenster zum Stillstand kommt , ist es gemäss einer ersten Variante des zweiten erfindungsgemässen Verfahrens bevorzugt , dass das Vorschub-Bewegungsprofil nach Erreichen des darauf folgenden ersten Rotationswinkelfensters erneut vollständig abgefahren wird .

Dabei ist es von Vorteil , dass das Vorschub- Bewegungsprofil nach Erreichen des darauf folgenden ersten Rotationswinkelfensters erneut mit einer Geschwindigkeit vollständig abgefahren wird, welche der Geschwindigkeit entspricht , mit welcher es bei einer Synchronisation mit der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs beim Eintritt in dieses darauf folgende erste Rotationswinkelfenster abgefahren würde . Auf diese Weise ist sichergestellt , dass der Vorschubschritt abgeschlossen ist , bevor die Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs der Presse das darauf folgende zweite Rotationswinkelfenster erreichen kann .

Gemäss einer zweiten Variante des zweiten erfindungsgemässen Verfahrens ist es für den Fall , dass die Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs nach dem Auslösen des Pressenstopps und dem anschliessenden Abfahren des Vorschub-Bewegungsprofils nicht bei einem bestimmten Rotationswinkel vor einem darauf folgenden ersten Rotationswinkelfenster oder vor Eintritt in ein darauf folgendes erstes Rotationswinkelfenster zum Stillstand kommt und bei diesem bestimmten Rotationswinkel oder bei Eintritt in das darauf folgende erste Rotationswinkelfenster eine oder mehrere Bedingungen nicht erfüllt sind, z . B . eine bestimmte Rotationsgeschwindigkeit des Kurbel- oder Exzentertriebs unterschritten ist , von Vorteil , dass bis zu einer erneuten Startanforderung keine weitere Vorschubbewegung des Servo-Vorschubapparates erfolgt .

Gemäss einer dritten Variante des erfindungsgemässen zweiten Verfahrens ist es bevorzugt , dass nach dem Auslösen des Pressenstopps und dem anschliessenden Abfahren des Vorschub-Bewegungsprofils unabhängig davon, ob die Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs bei einem bestimmten Rotationswinkel vor einem darauf folgenden ersten Rotationswinkelfenster oder vor Eintritt in ein darauf folgendes erstes Rotationswinkelfenster zum Stillstand kommt , bis zu einer erneuten Startanforderung keine weitere Vorschubbewegung des Servo-Vorschubapparates erfolgt .

Welche der drei Varianten bevorzugter oder weniger bevorzugt ist , hängt auch bei diesem zweiten erfindungsgemässen Verfahren stark von den j eweiligen Betriebsbedingungen und dem zu fertigenden Produkt ab . So gibt es z . B . Produkte , die in der Fertigung weniger kritisch bezüglich der Werkzeug-Eintauchtiefe sind als andere , so dass auch bei geringen Hubgeschwindigkeiten im Bremsbetrieb oder beim Hochfahren der Stanzpresse brauchbare Produkte entstehen . Für derartige Produkte eignet sich die erste Variante besonders gut . Für Produkte , welche kritisch bezüglich der Werkzeug-Eintauchtiefe sind, eignen sich die Verfahren gemäss der zweiten und dritten Variante besser als das gemäss der ersten Variante , wobei für den Fall , dass Mehrfachstanzungen ohne Vorschub des Materialbandes zu Qualitätseinbussen führen könnten die zweite Varianten gegenüber der dritten zu favorisieren ist .

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen des ersten und des zweiten erfindungsgemässen Verfahrens ist es von Vorteil , dass nach dem Ausführen des Pressenstopps beim Neustarten der Presse zur Wiederaufnahme des bestimmungsgemässen Stanzbetriebs eine Vorschubbewegung des Servo-Vorschubapparates frühestens in dem nächstfolgenden ersten Rotationswinkelfenster erfolgt . Diese Vorschubbewegung ist bevorzugterweise erneut mit der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs synchronisiert .

Dabei erfolgt die Vorschubbewegung gemäss einer vorteilhaften Variante erst dann, wenn bei einem bestimmten Rotationswinkel vor einem darauf folgenden ersten Rotationswinkelfenster oder beim Eintritt in das nächstfolgende erste Rotationswinkelfenster oder ein darauf folgendes erstes Rotationswinkelfenster eine oder mehrere Bedingungen erfüllt sind, z . B . eine bestimmte Rotationsgeschwindigkeit des Kurbel- oder Exzentertriebs erreicht ist . Diese Variante eignet sich besonders für die Fertigung von Produkten, welche kritisch bezüglich der Werkzeug-Eintauchtiefe sind .

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Stanzpresse zum Betrieb nach einem der Verfahren gemäss dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung . Die Stanzpresse weist einen von einem Kurbel- oder Exzentertrieb angetriebenen Pressenstössel mit einem ersten Teil eines Bearbeitungswerkzeugs auf , welcher im bestimmungsgemässen Betrieb in einer Bearbeitungs zone der Stanzpresse gegen eine feststehende Auf spannplatte mit einem zugeordneten zweiten Teil des Bearbeitungswerkzeugs arbeitet . Auch weist die Stanzpresse einen Servo-Vorschubapparat auf , zum intermittierenden Zuführen eines zu bearbeitenden Materialbandes zur Bearbeitungs zone der Stanzpresse . Die Stanzpresse ist derartig ausgebildet , dass im bestimmungsgemässen Stanzbetrieb der Stanzpresse der Pressenstössel von dem Kurbel- oder Exzentertrieb zwischen einem ersten Bewegungstotpunkt , in welchem der Pressenstössel maximal von der Auf spannplatte entfernt ist und das Bearbeitungswerkzeug maximal geöffnet ist , und einem zweiten Bewegungstotpunkt , in welchem der Pressenstössel minimal von der Auf spannplatte entfernt ist und das Bearbeitungswerkzeug maximal geschlossen ist , hin und her bewegt wird .

Zudem ist die Stanzpresse derartig ausgebildet , dass das Materialband in einem ersten Rotationswinkelfenster des Kurbel- oder Exzentertriebs um den ersten Bewegungstotpunkt herum von dem Servo-Vorschubapparat um eine bestimmte Länge in die Bearbeitungs zone vorgeschoben wird und in den Vorschubpausen in einem zweiten Rotationswinkelfenster des Kurbel- oder Exzentertriebs , welches sich ausserhalb der ersten Rotationswinkelfensters vor und bis zu dem zweiten Bewegungstotpunkt erstreckt , mit dem Bearbeitungswerkzeug bearbeitet wird .

Weiter ist die Stanzpresse derartig ausgebildet , dass die Vorschubbewegung des Servo-Vorschubappara- tes gemäss einem elektronisch definierten Vorschub-Bewegungsprofil erfolgt , welches in dem ersten Rotationswinkelfenster elektronisch synchronisiert zu der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs abgefahren wird .

Erfindungsgemäss umfasst die Stanzpresse eine Steuerung, welche bei Auslösen eines Pressenstopps in dem ersten Rotationswinkelfenster die Synchronisation des Vorschub-Bewegungsprofils mit der Rotation des Kurbeloder Exzentertriebs aufhebt und das Vorschub-Bewegungsprofil unabhängig von der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs bis zum Ende abfahren lässt .

Alternativ oder ergänzend ist die Steuerung derartig ausgebildet , dass sie bei Auslösen eines Pressenstopps ausserhalb des ersten Rotationswinkelfensters für den Fall , dass die Rotation des Kurbel- oder Exzen- tertriebs nach dem Auslösen des Pressenstopps nicht bei einem bestimmten Rotationswinkel vor dem darauf folgenden ersten Rotationswinkelfenster oder vor Eintritt in das darauf folgende erste Rotationswinkelfenster zum Stillstand kommt , die Synchronisation des Vorschub-Bewegungsprofils mit der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs bei Erreichen des ersten Rotationswinkelfensters aufhebt und das Vorschub-Bewegungsprofil sodann unabhängig von der Rotation des Kurbel- oder Exzentertriebs vollständig abfahren lässt .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren, welche schematisch verschiedene Varianten der erfindungsgemässen Verfahren illustrieren .

Dabei zeigen die Figuren la , 1b , 3a , 3b, 9 und 10 j eweils schematische Darstellungen der Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 im Zeitpunkt des Pressenstoppsignals 6 und nach erfolgtem Pressenstopp , und zwar :

Fig . la bei Stoppsignal 6 innerhalb der Vorschub-Phase 3 bei langsamer Pressenhubzahl ( 100 Hübe pro Minute ) ;

Fig . lb bei Stoppsignal 6 ausserhalb der Vorschub-Phase 3 bei langsamer Pressenhubzahl ( 100 Hübe pro Minute ) ;

Fig . 3a bei Stoppsignal 6 innerhalb der Vorschub-Phase 3 bei schneller Pressenhubzahl ( 1000 Hübe pro Minute ) ;

Fig . 3b bei Stoppsignal 6 ausserhalb der Vorschub-Phase 3 bei schneller Pressenhubzahl ( 1000 Hübe pro Minute ) ; Fig. 9 bei Stoppsignal 6 innerhalb der Vorschub-Phase 3 bei schneller Pressenhubzahl (1000 Hübe pro Minute) mit verfrühtem Vorschubstopp;

Fig. 10 bei Stoppsignal 6 ausserhalb der Vorschub-Phase 3 bei schneller Pressenhubzahl (1000 Hübe pro Minute) mit verfrühtem Vorschubstopp;

Die Figuren 5, 6 und 13 und zeigen jeweils schematische Darstellungen der Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 im Zeitpunkt des Pressenstartsignals 7 und nach erfolgtem Pressenstart, und zwar:

Fig. 5 bei Startsignal 7 innerhalb der Vorschub-Phase 3 und Beschleunigung auf schnelle Pressenhubzahl (1000 Hübe pro Minute) ;

Fig. 6 bei Startsignal 7 ausserhalb der Vorschub-Phase 3 und Beschleunigung auf schnelle Pressenhubzahl (1000 Hübe pro Minute) ;

Fig. 13 bei Startsignal 7 ausserhalb der Vorschub-Phase 3 bei schneller Pressenhubzahl (1000 Hübe pro Minute) bei verzögertem Vorschubstart ;

Die Figuren 2a, 2b, 4a, 4b, 7, 8, 11, 12 und 14 zeigen für die in den Figuren la, lb, 3a, 3b, 5, 6, 9, 10 und 13 dargestellten Situationen den Verlauf der folgenden Betriebsparameter über dem Rotationswinkel ZZ des Kurbeltriebs der Stanzpresse:

A = Stopp- bzw. Start-Signal

B = Drehzahl realer Leitwert (1/min)

C = Drehzahl virtueller Leitwert (1/min)

D = Ist-Position Vorschub (°)

E = Ist-Drehzahl Vorschub (°/s) Dabei gehören die Figuren wie folgt zusammen:

Fig. la + Fig. 2a

Fig. lb + Fig. 2b

Fig. 3a + Fig. 4a

Fig. 3b + Fig. 4b

Fig. 5 + Fig. 7

Fig. 6 + Fig. 8

Fig. 9 + Fig. 11

Fig. 10 + Fig. 12

Fig. 13 + Fig. 14

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Figuren la, lb, 3a, 3b, 9 und 10 zeigen jeweils schematische Darstellungen der Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 im Zeitpunkt des Pressenstoppsignals 6 (linke Darstellung) und nach erfolgtem Pressenstopp (rechte Darstellung) . Die Figuren 5, 6, 13 und 14 zeigen jeweils in analoger Weise schematische Darstellungen der Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 im Zeitpunkt des Pressenstartsignals 7 (linke Darstellung) und nach erfolgtem Pressenstart (rechte Darstellung) .

Dargestellt in Form eines Kreises ist jeweils eine Umdrehung (360°) der Kurbelwelle des Kurbeltriebs der Stanzpresse, wobei der erste Bewegungstotpunkt des Pressenstössels oben als 0° Position angegeben ist und der zweite Bewegungstotpunkt unten als 180° Position. Die Rotationsrichtung ist entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Vorschub-Phase 3 (anspruchsgemässes erstes Rotationswinkelfenster) ist schraffiert dargestellt und erstreckt sich zwischen einem Vorschubstartwinkel 1 bei 300° und einem Vorschubstoppwinkel 2 bei 60 ° . Bei allen hier dargestellten Beispielen wird der Bremsvorgang zeitlich unter Berücksichtigung des Bremsweges ( Reaktions zeit plus mechanische Brems zeit ) so eingeleitet , dass die Presse im oberen Totpunkt stoppt , also bei 0 ° .

Die Figuren la und 1b zeigen eine schematische Darstellung der Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und Rotation der Kurbelwelle 4 der Stanzpresse im Zeitpunkt des Pressenstoppsignals 6 und nach erfolgtem Pressenstopp, einmal bei einem Stoppsignal 6 innerhalb der Vorschub-Phase 3 ( Fig . la ) und einmal bei einem Stoppsignal 6 ausserhalb der Vorschub-Phase 3 ( Fig . lb ) , j eweils bei einem Betrieb mit langsamer Pressenhubzahl ( 100 Hübe pro Minute ) .

Wie der linken Darstellung j eweils zu entnehmen ist , welche die Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 im Zeitpunkt des Pressenstoppsignals zeigt , laufen das Vorschubprofil 5 und die Rotation der Kurbelwelle 4 bis zum Stoppsignal 6 synchron miteinander , indem die reale Rotation der Kurbelwelle 4 als realer Leitwert für das Abfahren des elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofils 5 des Servo-Pressenvorschubs dient .

Wie in Zusammenschau der Fig . la mit Fig . 2a zu erkennen ist , welche den Verlauf verschiedener Betriebsparameter über dem Rotationswinkel des Kurbeltriebs der Stanzpresse für die dargestellte Situation zeigt , wird bei c . 330 ° innerhalb der Vorschubphase 3 eine Stoppanforderung 6 ausgelöst ( siehe Kurve A) , wodurch die Kupplung der Stanzpresse zum Pressenantrieb geöffnet und die Bremse betätigt wird . Sofort nach Erkennen der Stoppanforderung 6 wird die Synchronisation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 , welche über die Drehzahl der Kurbelwelle der Stanzpresse als realer Leitwert erfolgt (siehe Kurve B) ) , aufgehoben und durch einen virtuellen Leitwert ersetzt (siehe Kurve C) ) , welcher über die gesamte verbleibende Vorschubphase 3 dem zum Zeitpunkt der Stoppanforderung 6 vorliegenden realen Leitwert B) entspricht. Dieses Wechseln vom realen Leitwert B) auf den virtuellen Leitwert C) ist in Fig. 2a mit einem gestrichelten Pfeil angedeutet. Wie anhand der Verläufe der Ist-Position Vorschub (siehe Kurve D) ) und Ist- Drehzahl Vorschub (siehe Kurve E) ) zu erkennen ist, wird das Vorschubbewegungsprofil mit dem virtuellen Leitwert C) zu Ende gefahren als hätte es keine Stoppanforderung 6 gegeben. Die Drehzahl des virtuellen Leitwerts wird am Ende 2 der Vorschubphase 3 (bei 420° bzw. 60°) auf Null gesetzt (siehe Kurve C) ) . Wie weiter zu erkennen ist, wurde die Rotation der Kurbelwelle 4 bei der hier dargestellten langsamen Pressenhubzahl innerhalb der Vorschubphase im oberen Totpunkt UT bei 0° gestoppt (siehe Kurve B) ) .

Die Situation bei Stoppanforderung 6 ausserhalb der Vorschubphase 3 ist analog in den Figuren 1b und 2b dargestellt. Im dargestellten Beispiel wird die Stoppanforderung 6 bei 270° ausgelöst, also vor der Vorschubphase 3, und auch noch vor der Vorschubphase erkannt. Wie anhand der Kurven A) und B) zu erkennen ist, rotiert die Kurbelwelle 4 noch ungebremst bis in die Vorschubphase 3 und wird erst in der Vorschubphase 3 abgebremst. In diesem Fall wird aufgrund der vorliegenden Stoppanforderung 6 beim Eintritt in die Vorschubphase 3 die Synchronisation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4, welche über die Drehzahl B) der Kurbelwelle der Stanzpresse als realer Leitwert erfolgt (siehe Kurve B) ) , aufgehoben und durch einen virtuellen Leitwert C) ersetzt (siehe Kurve C) ) , welcher über die gesamte verbleibende Vorschubphase 3 dem zum Zeitpunkt der Stoppanforderung 6 vorliegenden realen Leitwert B) entspricht. Dieses Wechseln vom realen Leitwert B) auf den virtuellen Leitwert C) ist in Fig. 2b mit einem gestrichelten Pfeil angedeutet. Wie anhand der Verläufe der Ist-Position Vorschub (siehe Kurve D) ) und Ist-Drehzahl Vorschub (siehe Kurve E) ) zu erkennen ist, wird das Vorschubbewegungsprofil mit dem virtuellen Leitwert C) zu Ende gefahren als hätte es keine Stoppanforderung 6 gegeben. Die Drehzahl des virtuellen Leitwerts wird am Ende 2 der Vorschubphase 3 (bei 420° bzw. 60°) auf Null gesetzt (siehe Kurve C) ) . Wie weiter zu erkennen ist, wurde die Rotation der Kurbelwelle 4 bei der hier dargestellten langsamen Pressenhubzahl innerhalb der Vorschubphase im oberen Totpunkt UT bei 0° bzw. 360° gestoppt (siehe Kurve B) ) .

Die Figuren 3a, 3b und 4a, 4b zeigen Darstellungen wie die Figuren la, lb und 2a, 2b, jedoch für einen Betrieb bei schneller Pressenhubzahl (1000 Hübe pro Minute) .

Wie aus einem Vergleich der Figuren 2a bzw. 2b und 4a bzw. 4b hervorgeht, besteht der augenscheinlichste Unterschied zum Betrieb der Presse mit langsamer Pressenhubzahl darin, dass es nicht mehr möglich ist, die Presse innerhalb der ersten Vorschubphase im oberen Totpunkt zu stoppen. Das Verhalten bezüglich des Aufhebens der Synchronisation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 und bezüglich des Zuendef ährens des Vorschubprofils 5 mittels eines virtuellen Leitwerts C) ist für die erste Vorschubphase 3 (300° bis 420°) identisch wie bei der langsamen Pressenhubzahl.

Im vorliegenden Fall rotiert die Kurbelwelle 4, sowohl bei Stoppanforderung 6 innerhalb der Vorschubphase 3 (Figuren 3a und 4a) als auch bei Stoppanforderung 6 kurz vor der Vorschubphase (Figuren 3b und 4b) , ungebremst durch die erste Vorschubphase 3 und wird kurz vor der zweiten Vorschubphase bei 600° abgebremst, so dass sie in der zweiten Vorschubphase im oberen Totpunkt bei 720° gestoppt wird. Wie schon bei den beim Betrieb der Presse mit langsamer Pressenhubzahl gemäss den Figuren 2a und 2b wird bei Stoppanforderung 6 innerhalb der Vorschubphase 3 bzw. beim Vorliegen der Stoppanforderung 6 beim Eintritt in die Vorschubphase 3 die Synchronisation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4, welche über die Drehzahl B) der Kurbelwelle der Stanzpresse als realer Leitwert erfolgt (siehe Kurve B) ) , aufgehoben und durch einen virtuellen Leitwert C) ersetzt (siehe Kurve C) ) , welcher über die gesamte verbleibende Vorschubphase 3 dem zum Zeitpunkt der Stoppanforderung 6 bzw. des Eintritts in die erste Vorschubphase 3 vorliegenden realen Leitwert B) entspricht. Dieses Wechseln vom realen Leitwert B) auf den virtuellen Leitwert C) ist in den Figuren 4a und 4b mit einem gestrichelten Pfeil angedeutet. Wie anhand der Verläufe der Ist-Position Vorschub (siehe Kurve D) ) und Ist-Drehzahl Vorschub (siehe Kurve E) ) zu erkennen ist, wird das Vorschubbewegungsprofil in der ersten Vorschubphase 3 mit diesem ersten virtuellen Leitwert C) zu Ende gefahren als hätte es keine Stoppanforderung 6 gegeben. Die Drehzahl des virtuellen Leitwerts wird am Ende 2 der ersten Vorschubphase 3 (bei 420° bzw. 60°) auf Null gesetzt (siehe Kurve C) ) und zu Beginn der darauf folgenden zweiten Vorschubphase 3 auf die aktuelle Drehzahl B) der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 gesetzt (siehe strichpunktierter Pfeil) .

Wie anhand der Verläufe der Ist-Position Vorschub (siehe Kurve D) ) und Ist-Drehzahl Vorschub (siehe Kurve E) ) zu erkennen ist, wird das Vorschubbewegungsprofil mit dem zweiten virtuellen Leitwert C) zu Ende gefahren und die Rotation der Kurbelwelle 4 in der zweiten Vorschubphase 3 im oberen Totpunkt bei 720° bzw. 0° gestoppt (siehe Kurve B) ) . Wie zu erkennen ist, ist bei dem zweiten virtuellen Leitwert C) die erreichte maximale Ist-Drehzahl E) des Vorschubs nur noch etwa halb so gross wie in der ersten Vorschubphase 3. Diese Drehzahl des zweiten virtuellen Leitwerts wird am Ende 2 der zweiten Vorschubphase 3 (bei 780 ° bzw . 60 ° ) auf Null geset zt ( siehe Kurve C ) ) .

Fig . 5 zeigt eine schematische Darstellung der Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und Rotation der Kurbelwelle 4 der Stanzpresse im Zeitpunkt des Pressenstartsignals 7 und nach erfolgtem Pressenstart bei einem Startsignal 7 innerhalb der Vorschubphase 3 und einer Beschleunigung der Stanzpresse auf eine schnelle Pressenhubzahl ( 1000 Hübe pro Minute ) .

Wie der linken Darstellung zu entnehmen ist , welche die Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 im Zeitpunkt des Pressenstartsignals 7 zeigt , steht die Presse im vorliegenden Fall beim Auftreten der Startanforderung 7 bei 0 ° still , d . h . in der Mitte der letzten Vorschubphase 3 , während der Vorschub der Stanzpresse die letzte Vorschubphase vollständig ausgeführt hat und am Ende 2 der let zten Vorschubphase 3 bei 60 ° steht . Sobald die Startanforderung 7 erkannt ist , wird die Bremse der Stanzpresse geöffnet und die Kupplung geschlossen, und die Kurbelwelle der Presse beginnt zu rotieren und beschleunigt auf die gewünschte Drehzahl .

Wie der rechten Darstellung in Fig . 5 in Zusammenschau mit Fig . 7 zu entnehmen ist , welche den Verlauf verschiedener Betriebsparameter über dem Rotationswinkel des Kurbeltriebs der Stanzpresse für die dargestellte Situation zeigt , erfolgt die Synchronisation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 sobald die Rotation der Kurbelwelle 4 das Ende 2 der Vorschubphase bei 60 ° bzw . 420 ° erreicht hat ( siehe Kurven B ) und C ) in Fig . 7 ) . Ab diesem Zeitpunkt laufen das Vorschubprofil 5 und die Rotation der Kurbelwelle 4 synchron miteinander , indem die reale Rotation der Kurbelwelle 4 sodann als realer Leitwert B ) für das Abfahren des elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofils 5 des Servo-Pressenvorschubs dient . Entsprechend wird in der darauf folgenden Vorschubphase das elektronisch definierte Vorschubbewegungsprofil 5 des Servo- Pressenvorschubs synchron zur realen Rotation der Kurbelwelle 4 abgefahren . Die entsprechenden Verläufe der I st-Position des Vorschubs und der Ist-Drehzahl des Vorschubs sind in den Kurven D) und E ) dargestellt .

Fig . 6 zeigt eine schematische Darstellung der Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und Rotation der Kurbelwelle 4 der Stanzpresse im Zeitpunkt des Pressenstartsignals 7 und nach erfolgtem Pressenstart bei einem Startsignal 7 vor der Vorschubphase 3 und einer Beschleunigung der Stanzpresse auf eine schnelle Pressenhubzahl ( 1000 Hübe pro Minute ) .

Wie der linken Darstellung zu entnehmen ist , welche die Synchronisationssituation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 im Zeitpunkt des Pressenstartsignals 7 zeigt , steht die Presse im vorliegenden Fall beim Auftreten der Startanforderung 7 bei 270 ° still , d . h . 30 ° vor der kommenden Vorschubphase 3 , während der Vorschub der Stanzpresse die letzte Vorschubphase vollständig ausgeführt hat und am Ende 2 der let zten Vorschubphase 3 bei 60 ° steht . Sobald die Startanforderung 7 erkannt ist , wird die Bremse der Stanzpresse geöffnet und die Kupplung geschlossen, und die Kurbelwelle der Presse beginnt zu rotieren und beschleunigt auf die gewünschte Drehzahl .

Wie der rechten Darstellung in Zusammenschau mit Fig . 8 zu entnehmen ist , welche den Verlauf verschiedener Betriebsparameter über dem Rotationswinkel des Kurbeltriebs der Stanzpresse für die dargestellte Situation zeigt , erfolgt die Synchronisation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rota- tion der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 sobald das Startsignal 7 erkannt ist , d . h . ab Bewegungsstart der Kurbelwelle . Hierzu wird vom virtuellen Leitwert C ) auf den realen Leitwert B ) umgeschaltet . Ab diesem Zeitpunkt laufen das Vorschubprofil 5 und die Rotation der Kurbelwelle 4 synchron miteinander , indem die reale Rotation der Kurbelwelle 4 als realer Leitwert B ) für das Abfahren des elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofils 5 des Servo-Pressenvorschubs dient . Entsprechend wird auch in der darauf folgenden Vorschubphase das elektronisch definierte Vorschubbewegungsprofil 5 des Servo-Pressenvorschubs synchron zur realen Rotation der Kurbelwelle 4 abgefahren . Die entsprechenden Verläufe der Ist-Position des Vorschubs und der Ist-Drehzahl des Vorschubs sind in den Kurven D) und E ) dargestellt .

Die Figuren 9 und 11 zeigen Darstellungen wie die Figuren 3a und 4a , j edoch mit einer Stoppanforderung 6 bei 40 ° bzw . 400 ° , also gegen Ende der Vorschubphase 3 , und zudem für eine Betriebsvariante , bei welcher ein verfrühter Vorschubstopp gewünscht ist , d . h . nach Ausführung der begonnenen Vorschubbewegung bis zur nächsten Startanforderung keine Vorschubbewegung mehr erfolgen soll .

Entsprechend sind die Verläufe der Kurven in Fig . 11 abgesehen von einer leicht anderen Winkellage des Stoppsignals 6 bis zum Beginn 1 der zweiten Vorschubphase 3 praktisch identisch mit denen in Fig . 4a , weshalb hierzu auf die Erläuterungen betreffend die Figuren 3a und 4a in verwiesen werden kann . Da es hier im Gegensatz zu dem Beispiel aus den Figuren 3a und 4a zu keiner weiteren Vorschubbewegung nach Abschluss der ersten Vorschubphase 3 kommt , ändern sich hier die Verläufe der Kurven C ) , D) und E ) nach Abschluss der ersten Vorschubphase 3 nicht mehr .

Die Figuren 10 und 12 zeigen Darstellungen wie die Figuren 3b und 4b , j edoch für eine Betriebsvariante , bei welcher ein sofortiger Vorschubstopp gewünscht ist , d . h . bis zur nächsten Startanforderung keine Vorschubbewegung mehr erfolgen soll .

Wie zu erkennen ist , wird sofort nach Erkennen der Stoppanforderung 6 die Synchronisation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 , welche über die Drehzahl der Kurbelwelle der Stanzpresse als realer Leitwert erfolgt ( siehe Kurve B ) ) , aufgehoben und durch den virtuellen Leitwert ersetzt ( siehe Kurve C ) ) , welcher einer Drehzahl von Null entspricht . Dieses Wechseln vom realen Leitwert B ) auf den virtuellen Leitwert C ) ist in Fig . 12 mit einem gestrichelten Pfeil angedeutet . Wie anhand der Verläufe der Ist-Position Vorschub ( siehe Kurve D) ) und Ist-Drehzahl Vorschub ( siehe Kurve E ) ) zu erkennen ist , erfolgt bei Eintritt in die Vorschubphase 3 keine Vorschubbewegung . Die Kurbelwelle 4 rotiert ungebremst durch die erste Vorschubphase 3 und wird kurz vor der zweiten Vorschubphase bei 600 ° abgebremst , so dass sie in der zweiten Vorschubphase im oberen Totpunkt bei 720 ° gestoppt wird .

Die Figuren 13 und 14 zeigen Darstellungen wie die Figuren 6 und 8 , j edoch für eine Betriebsvariante , bei welcher ein verzögerter Vorschubstart gewünscht ist , z . B . erst nach Erreichen einer bestimmten Mindestdrehzahl B ) der Kurbelwelle . In diesem Beispiel ist die erforderliche Mindestdrehzahl der Kurbelwelle 800 Umdrehungen pro Minute . Diese Mindestdrehzahl wird in der Vorschubphase 3 erreicht , weshalb die Synchronisation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle der Stanzpresse 4 , welche über die Drehzahl der Kurbelwelle der Stanzpresse als realer Leitwert für das Abfahren des Vorschubprofils 5 erfolgt ( siehe Kurve B ) ) , erst nach Ablauf der Vorschubphase durchgeführt wird und erst in der darauffolgenden zweiten Vorschubphase eine Vorschubbewegung erfolgt . In Fällen, in denen die Mindestdrehzahl ausserhalb der Vorschubphase erreicht wird, erfolgt sofort beim Erreichen derselben die Synchronisation zwischen dem elektronisch definierten Vorschubbewegungsprofil 5 und der Rotation der Kurbelwelle 4 .

Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der nun folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann .