CN101237948A - 用于在传送压力机中对工件的传输位移进行优化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在传送压力机中对工件的传输位移进行优化的方法。根据所述方法，通过在该传送压力机的数字图像上操作位移曲线可以得出关于工具特有的机器控制的运动自由度、行程数和程序数据的结论。

Description

用于在传送压力机中对工件的传输位移进行优化的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在传送压力机中对工件的传输位移进行优化的方法，在该方法中通过在传送压力机的图中对位移曲线进行操作可以得出关于工具特有的机器控制的移动自由度、行程数和程序数据的结论。

背景技术

通常在所谓的多冲头(ram)传送压力机或压力机作业线(pressline)上制造工件，在这些工件的制造过程中需要多个加工操作、例如成形或切割。冲头的数量对应于制造所需的加工级的数量。传输装置位于这些加工级之间，这些传输装置把工件从一个加工站传输到下一个加工站。在这些传输装置的常规的实施方案中，在整个压力机长度上延伸的夹持或承载导轨借助凸轮控制的驱动器来移动。在传输期间保持工件所借助的夹持或保持元件位于这些导轨上。这种构造类型的特征一方面是高的运行可靠性，但另一方面是随同相应大的驱动器一起移动的非常大的质量。

这些常规传输装置的高的成本是开发所谓的电子传输装置的原因之一。在这种构造类型中省去了凸轮控制的驱动器以及连续的夹持或承载导轨的使用。替代地，每个加工级被分配其自己的被驱动的传送装置。这些传送装置可以单独地并中心地被安装在每个加工级的通过方向上，但也可以成对地且镜像对称地被安装在支柱区域中。

在DE 100 09 574 A1中详细描述了这种类型的传送装置。在这种类型的工件传输中可以省去例如在常规传输系统中仍是惯例的中间储存库。也称为定向站的中间储存库的任务是改变工件在加工站之间的定向，以便这些工件能够被随后的传送装置传输到下一工具中，而无需任何定向变化。

较新一代的传输系统可以实现在传输过程中工件在加工站之间的这种位置变化。这种位置变化可以包括以下移动轴。

1.在传输方向上的和与传输方向相反的水平位移

2.垂直于传输方向的位移

3.在传输方向上的和与传输方向相反的枢轴转动

4.垂直于传输方向的枢轴转动

5.垂直高度变化

6.在传输方向上的倾斜位置

这些可自由编程的移动轴或自由度使压力机操作者能够为传输规定工具特有的、也就是说与相应的工件相匹配的移动特性。在BlecheRohre Profile 1/2，98的文章“Freie Programmierung desTransfers(传输的自由编程)”中描述了由于使用可自由编程的电子传输系统而产生的可能性及优点。归功于这种由于各个移动轴的自由编程而产生的高的灵活性，如上所述，无疑对于压力机操作者来说存在相当大的附加益处。当然，另一方面，对通过编程将理论上存在的可能性转化为实际的传输位移曲线的要求也提高了。整个系统的高复杂性使压力机操作者难以在传输速度或输出和免除碰撞方面优化工件传输。

为了应对该问题，通常采用一种模拟器。该模拟器通常由两个大大简化的具有传送单元的压力机压板组成。工具底部位于该压板上。为了能够尽可能无摩擦地在传送压力机中重新装配新的工具组，早在试车期间就借助这些模拟器进行结合工件和工具底部的传送移动的调查。这种方法在过去已被证实为适当的并且也经常被采用。

该方法的缺点是，只能在包括横梁、工具和工件在内的传送与工具底部之间进行碰撞检验。与可移动的工具顶部或冲头或者与随后的传送单元之间的碰撞不能利用上述的模拟器被排除。该缺点故意被考虑，因为包含被驱动的冲头和另一压力机级的模拟器构造将太复杂并且成本太密集。

最近，已通过采用具有相应的运动学模块的现代3D-CAD系统提供了新的可能性，这种可能性已经被部分地利用。上述的模拟器在这种情况下被CAD模型、即压力机的数字映射取代。该CAD模型至少包含与碰撞相关的组件的干涉边缘。于是，借助适当的运动学模块，移动的组件根据其实际的移动被模拟，并根据整体移动来检验该组件的碰撞。这种模拟方法在出现在ZWF 9/1997中的文章“Optimierung vonPressenstrassen durch Simulation(通过模拟来优化压力机作业线)”中详细地被描述。通过模拟来尝试实现输出的改善。优化压力机作业线的主要目的在此情况下是整个系统中物料流的加速。在成形压力机内的移动模拟中，还尝试考虑物理特性、诸如工件的振动特性或吸盘上的动态力。借助这种类型的模拟可以优化传送压力机内的物料流，但尤其还可以实现冲压车间(pressing plant)内的后勤调查。

这种模拟工具的缺点是，没有给予操作者任何辅助装置，其中借助所述辅助装置可以更清楚地并且因此更有效地控制各个传送移动轴成为总移动的组合。像以前一样，操作者必须通过改变各个驱动器并且通过移动轴的随后的合成来确定传送位移曲线。然而，在现代传送系统中，变量的数量是大的，以致这种复杂性通常使操作者负担过重。因此在实践中于是以与在常规的机械传送中通常的方式相同的方式来确定电子传送的位移曲线。因此，电子传送系统由于可自由编程的移动轴而具有的理论可能性在实践中完全没有或者仅仅不充分地被压力机操作者所利用。

发明内容

本发明所基于的目的是，提出一种用于具有电子传送的传送压力机的模拟方法，借助该方法通过简单的并且对操作者友好的操作界面来实现工件输出的优化以及碰撞的可靠避免。另外，利用这种模拟方法将降低用于编程和用于训练和交付使用的成本。

该目的从根据权利要求1的前序部分的模拟方法开始借助于权利要求1的表征特征来实现。在从属权利要求中实现了在主权利要求中所说明的模拟方法的有利的改进。

本发明所基于的基本思想是，不是通过改变各个驱动器而是替代地通过交互地改变所得到的位移曲线上的支点来对电子传送的移动进行操作。该位移曲线是传送压力机的CAD模型的一部分。轨道曲线、尤其是支点的第一规定由模拟软件自动地产生。为了能够实现具有支点的轨道曲线的这种自动产生，基本上需要三个数据集，其中必须事先使这三个数据集可用于该模拟软件。这三个数据集为：

1.与工具无关的机器数据。

这些数据被持久地存储，并且通常适用于相应的传送压力机、诸如具有传送(无加工)、运动规律、极限值传送(距离、速度、加速度)、基本模型(起始/默认曲线)或冲头移动的3D几何压力机。所述冲头移动在机械驱动的传送压力机的情况下可以被存储在机器数据集中。在具有可变冲头轮廓的传送压力机中，诸如在液压或伺服电气驱动的压力机中，冲头移动可以在模拟时被视为变量。

2.与工具相关的数据：

这些数据主要是工具、工件和加工设备的CAD几何形状。

3.计算结果：

该计算结果基本上是公差带，该公差带在模拟期间被考虑以便避免碰撞。这些公差带由于物理特性、诸如振动、空气阻力或吸盘上的动态力的影响而产生。

于是，在考虑上述这些数据集的情况下，该模拟软件计算具有支点的传送位移曲线作为第一默认值。该具有支点的位移曲线直接位于3D压力机模型中。通过操作支点位置，操作者于是可以在虚拟的压力机运行期间改变传送位移曲线。3D几何形状在操作之后不久跟踪改变的曲线。在移动期间，检验所有的组件的相互碰撞。除了支点之外，操作者也具有在模拟期间改变所使用的传送所提供的所有枢轴转动角度的可能性。这些变化在所述模拟期间也被在线地转换并在碰撞评估时被加以考虑。

在多部分成形时，由此所产生的附加自由度也可以在模拟中被并入。操作者的操作可能性不受限制。这些操作可能性仅仅在机器数据中所存储的传送极限值的框架内才可以实现。这些传送极限值如何作用于所得到的传送位移曲线对于操作者来说是次要的。该模拟软件在后台中考虑这一点，并超过一个特定点将交互式“拖动(take)”限制于支点。

在传送移动的这些操作期间，操作者不仅接收到关于可能的碰撞的证据，而且接收到关于操作对设备的行程数的影响的证据。

借助这种模拟方法，可以通过相对简单的装置来优化传送位移曲线。该模拟软件然后根据优化后的位移曲线计算各个驱动器的被称为角度集的移动特征。因此针对用于工具特有的机器控制的传送单元的移动顺序获得程序数据。

作为其它的结果，获得具有各个移动轴的起始/停止点的圆图、移动图、移动自由度曲线、以及整个设备的运动3D图示。

所描述的这种模拟方法可以甚至在非常早的阶段在压力机设计期间就进行。由此所获得的结果对于压力机设计的进展、并且尤其对于工具设计来说是非常有用的。

附图说明

本发明的其它细节和优点可以从借助附图所示出的本发明的示范性实施例中收集到，在附图中：

图1示出具有该模拟方法的单个过程步骤的流程图，

图2示出模拟软件的操作界面。

具体实施方式

图1示出具有根据本发明的模拟方法的各个过程步骤的流程图。可以看到数据集1、2、3，其中事先使这些数据集可用于该系统。然后，该模拟软件最初针对第一级6的传送单元5计算具有支点8的位移曲线4作为默认设定。在此情况下，支点8通过该位移曲线4的坐标来定义。

图2示出如在该时间点呈现给操作者的操作界面。在上面的区域中可以看到具有支点8的位移曲线4。通过利用鼠标指针来触碰该支点8并且随后使该支点8变形，在数据集1、2、3中所规定的传送极限值内改变该位移曲线4。在图2的下面的区域中可以看到具有在此以简化的形式示出的传送单元5的压力机的3D CAD模型。该位移曲线4精确地对应于上面的区域中的位移曲线4。支点8同样可以被直接集成在该3D模型中。然而，为了清楚起见，所示出的操作界面是有利的。

除了承载工件9的传送单元5之外，还示出了工具底部10、11以及被固定到冲头12、13上的可移动的工具顶部14、15。当操作者在该操作界面的上面的区域中借助支点8的“变形”来改变所得到的位移曲线4时，这种改变在下面的区域中直接在移动的3D模型中见效。连续地进行碰撞检验16。在于此未示出的指示器中，操作者可以看到他的改变对行程数并且因此对整个设备的输出有什么影响。如果结果仍不令人满意，那么该操作者可以再次改变支点8的位置。每当期望时，可以重复这种优化循环。如果第一传送单元的结果是令人满意的，那么可以转到下一级(在图1中称为传送单元n)。在此进行与在传送单元1中相同的步骤。唯一的差别在于，如果级n中的结果不令人满意，则必须检验级n中的优化是否可能或者问题是否可以仅仅通过再次以传送单元1开始对整个系统的改变来解决。在已经通过所有的优化级之后，可以如上所述进行结果的输出。

本发明并不局限于所描述的以及所示出的示范性实施例。相反，本发明还包括在专利权利要求的范围内的所有改进。

附图标记的列表

1、2、3       数据集

4             位移曲线

5             传送单元

6             第一级

7             第二级

8             支点

9             工件

10、11        工具底部

12、13        冲头

14、15        工具顶部

Claims (5)

1.用于在压力机、压力机作业线、大部分渐进压力机等等中根据工具或冲头移动来准备和执行工件特有的工件传送的移动顺序的方法，其中所述压力机等等具有被布置于加工站之间的压力机传送单元，其特征在于，

首先，具有压力机机器数据、工具特有的数据以及过程特有的数据的数据集分别被提供给被分配给压力机控制装置的模拟程序；

所述模拟程序针对第一压力机传送单元根据所存储的数据集计算工具和/或工件位移曲线，

并且进行工具或冲头与工件之间的第一碰撞检验，其中在计算出工具或冲头与工件之间的碰撞的情况下通过改变所述位移曲线上的坐标来进行所述工具或冲头和/或工件的位移曲线的校正，

其中在所计算出的碰撞不再存在的情况下，所述第一碰撞检验同样地被扩展到一个或多个随后的压力机传送单元，

其中所述压力机传送单元相互之间的可能的碰撞被加以考虑；

以及整体无碰撞的移动模式被传输到所述压力机控制装置，用于工件加工的执行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输入的数据集根据特殊的工件制造被汇编。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，尤其是所述工件的位移曲线上的坐标通过特征支点来定义。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述位移曲线或支点的坐标的改变借助自动改变或通过手动作用于所述位移曲线来进行。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力机控制装置包括用于执行所述移动顺序的控制和/或调节程序。

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