Kippungskompensation und Presskraftüberwachung im Druckpunkt

Enger werdende Qualitätstoleranzen umformtechnischer Produkte und Herstellungsverfahren sind der Grund dafür, daß die Maschinengenauigkeit bei steigender Flexibilität der Fertigungsanlagen immer mehr im Vordergrund des Interesses der Pressenanwender steht. Die Presse wird zunehmend zum "schwachen Glied in der Qualitätskette" der Umformtechnik.

Die Erklärung liegt in

den gröberen Toleranzfeldern der Pressenbaugruppen gegenüber den der Werkzeuge und
einer allgemeinen Überbestimmung des Pressenstößels und der damit objektiven Möglichkeit ungewollter Relativbewegungen des Ober- zum Unterwerkzeug und darüber hinaus bei mechanischen Pressen in
der fehlenden Möglichkeit, durch aktive Veränderung von Pressenparameter während der Umformung auf den Prozeß selbst Einfluß zu nehmen.

Ziel dieses und des folgenden Projektes ist die Entwicklung einer Möglichkeit der aktiven Einflußnahme auf die ungewollten Relativbewegungen des Pressenstößels.
Durch die Kombination des allgemein nicht regelbaren mechanischen Pressenantriebes mit hydraulischen Stellachsen im Druckpunkt (Antrieb) des Stößels, soll die Wirkflächenparallelität zwischen Stößel und Tisch erhöht werden. Bestreben ist eine geringe Parallelitätsabweichung der Werkzeugspannflächen unter Betriebsbedingungen bei hoher Stabilität und Zuverlässigkeit zu erreichen.

Aufgrund wesentlich schnellerer Verfahrensvorgänge in mechanischen Pressen gegenüber den kraft- und geschwindigkeitsregelbaren Vorgängen in hydraulischen Pressen sind die Anforderungen an eine Einrichtung zur aktiven Beeinflussung des Stößelweges im Bereich des mechanischen Antriebes ungleich größer.

Die Kippung ist Resultat der Pressenbelastungen und Federsteifen. Darüber hinaus wirken sich kinematische Fehler des Antriebes sowie das Verhältnis der objektiv vorhandenen Spiele im Antrieb- und Führungsbereich des Presse-Werkzeugsystems aus. Die Lagebestimmung des Stößels durch Antrieb und Führung verursacht Zwangskräfte, die das Kippungsverhalten ebenfalls negativ beeinflussen.

ln erster Instanz wurde in diesem Projekt ein Konzept erarbeitet, mit dem es gelingt, ohne zusätzlichen Einsatz komplizierter und teurer Meß- und Regelungstechnik, die Kippung aufgrund heute permanenter Überbestimmung des Werkzeugträgers im Antrieb-Führung-System der Presse, zu minimieren. Hierbei ist es notwendig, den Stößel eindeutig in seiner Relativlage zum Tisch zu bestimmen. ln diese Lage kann (muß !) er mittels "innerer" Systemkräfte durch Schränkung des Antriebes und/oder "äußerer" Horizontalkräfte gezwungen werden. Durch eine einseitige X-Anordnung der Führung ist die Lage auch in der senkrecht dazu stehenden Horizontalebene durch die wirkenden Kräfte gegeben.