德国专利DE102004009256A1 Mechanische Mehrservopresse

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专利摘要:
Eine Servopresse weist wenigstens einen Stößel auf, der von mehreren über ein gemeinsames Getriebe auf den Stößel (3) arbeitenden Servomotoren (23, 24) angetrieben ist. Das gemeinsame Getriebe (18) beinhaltet die gesamte Getriebeverbindung von dem jeweiligen Servomotor (23, 24, 25, 26) bis zu dem Stößel (3). Es ist möglich, das Drehmoment der Servomotoren (23, 24) zunächst an einem Stirnrad (16) oder einem anderen Getriebeelement zusammenzufassen und dann beispielsweise über einen Exzenter (4) in die Hubbewegung des Stößels (3) umzuwandeln. Es ist ebenso gut möglich, das Getriebe (18) in Einzelzweige aufzuteilen, die jeweils parallel zueinander von dem jeweiligen Servomotor (23, 24) zu dem Stößel (3) führen. Die Synchronisation der Servomotoren ist dann allerdings softwaremäßig, d. h. ansteuerseitig, sicherzustellen. Auf Schwungmassen oder dergleichen kann verzichtet werden, was eine flexible Programmierung der Stößelkurve gestattet. Ein angeschlossenes Schwungrad ist so bemessen, dass es den Hochlauf des Servomotors von Null auf Nenndrehzahl auf einem Stößelweg von 180 DEG gestattet.
公开号:DE102004009256A1
申请号:DE200410009256
申请日:2004-02-26
公开日:2005-09-15
发明作者:Joachim Beyer；Hans Hofele；Andreas Lauke
申请人:L Schuler GmbH；
IPC主号:B30B1-26

专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft eine Presse, beispielsweise für Blechteile oder auch zumMassivumformen.
[0002] MechanischePressen weisen in der Regel einen Hauptantrieb mit einer von einemoder mehreren Elektromotoren angetriebenen Welle auf, die einenoder mehrere Exzenter antreibt, die ihrerseits über Pleuel direkt oder mittelbar über einKniehebelgetriebe einen Stößel antreiben.Die Hauptwelle ist mit einem Schwungrad verbunden, das Last schwankungenausgleicht und die Drehung der Hauptwelle vergleichmäßigt.
[0003] Beisolchen Pressen ist die Weg-Zeit-Kurve, die der Stößel zurücklegt,durch das Exzentergetriebe oder ein evtl. Kniehebelgetriebe festgelegt.Selbst wenn eine Hubverstellung vorgesehen ist kann die grundsätzlicheWeg-Zeit-Charakteristik nicht verstellt werden.
[0004] Essind deshalb Servopressen vorgeschlagen worden, bei denen der einenStößel antreibende Exzenterdurch einen Servomotor angetrieben wird.
[0005] Einesolche Exzenterpresse ist aus der DE 41 09 796 C2 bekannt. Danach wird vorgeschlagen, einenExzenter direkt an einen Servomotor zu kuppeln und den Stößel über einPleuel mit dem Exzenter zu verbinden. Der obere und der untere Endpunkt einerhin- und hergehenden Stößelbewegunglässt sichdurch flexible Ansteuerung des Servomotors variabel festlegen. Dieserführt keinedurchgehende Drehbewegung sondern eine hin- und hergehende Bewegungaus. Je nach dem wie groß derWinkelbereich der Drehung des Exzenters ist und je nach dem über welchenTeil. der gesamten Exzenterkreisbahn der Exzenter tatsächlich bewegtwird entstehen unterschiedlich große Hübe und Presskräfte.
[0006] Beidieser Anordnung muss der Servomotor in jedem Moment die zum Umformendes Werkstücks erforderlicheKraft aufbringen. Ein Schwungrad zur Entlastung des Antriebsmotorsexistiert nicht.
[0007] Ausder EP 0 536 804 B1 isteine ebenfalls durch einen Servomotor angetriebene, jedoch mit einemKniehebelgetriebe versehene, Presse bekannt. Der Servomotor treibteinen Exzenter überein Schneckengetriebe an, wobei der Exzenter über ein Pleuel mit dem Kniehebelgetriebeverbunden ist. Durch entsprechende Ansteuerung des Servomotors entwederin hin- und hergehender Betriebsweise oder im Durchlauf können gewünschte Weg-Zeit-Kurveneingestellt werden. Jedoch muss auch hier die von dem Stößel aufzubringendeMaximalkraft vollständigdurch das Getriebe insbesondere das den Servomotor mit dem Exzenterverbindende Getriebe übertragenwerden. Der ansonsten durch das Schwungrad vorhandene ausgleichendeEffekt, der das zwischen dem Antriebsmotor und dem Exzenter gelegeneGetriebe entlastet, entfällthier. Entsprechend hoch ist die Zahnbelastung an dem Schneckengetriebe.Dies tritt insbesondere in Erscheinung, wenn eine solche Pressefür hohePresskräfteausgelegt werden soll.
[0008] Davonausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine servomotorbetriebenePresse zu schaffen, die einfach und robust aufgebaut ist und eineerhöhteBelastbarkeit aufweist. Diese Aufgabe wird mit der Presse nach Anspruch1 gelöst: Dieerfindungsgemäße Presseweist wenigstens einen, vorzugsweise aber zwei oder mehrere Servomotorenauf, die den Stößel gemeinsamantreiben.
[0009] DerServomotor oder, falls mehrere vorhanden sind, die Servomotorenarbeiten überein Getriebe auf den Stößel, dasein Massenträgheitsmoment aufweist.Dieses Massenträgheitsmomentkann bedarfsweise durch ein zusätzlichesSchwungrad noch verstärktwerden. Insgesamt ist das sich ergebende Massenträgheitsmomentjedoch nicht so groß bemessenwie bei herkömmlichenPressen, bei denen das Schwungrad genügend Energie speichert, umeinen Arbeitshub auszuführen.Es ist vielmehr so gering, dass der Servomotor bzw. die Servomotoren dasSchwungrad aus dem Stillstand beschleunigen und wieder abbremsenkönnen,wobei der Stößel bei einemsolchen Vorgang maximal einen Aufwärts- und einen Abwärtshub durchläuft. Wirdder Stößelweg in Analogiezur Drehung einer Exzenterwelle in Grad gemessen, beträgt der genannteBeschleunigungs- und Bremsweg somit höchstens 360°. Dies bedeutet, dass das Antriebsmomentdes Servomotors bzw. das Gesamtantriebsmoment aller Servomotorenin Bezug auf das angeschlossene Massenträgheitsmoment so groß ist, dasseine Beschleunigung von Null auf Solldrehzahl auf einem Stößelweg von180° stattfindenkann. Ebenso kann die durch die Servomotoren bewirkte Abbremsungauf einem Weg von 180° stattfinden.Dadurch wird es möglich,einerseits die Presse im Reversierbetrieb mit variablen Hüben zu betreiben,wobei das Schwungrad andererseits dafür sorgt, dass Kraftspitzen,die sich aus der Werkstückbearbeitungergeben, nicht vollständigvon den Servomotoren aufgebracht werden müssen.
[0010] DieAntriebsverbindungen zwischen jedem Servomotor und der Schwungmassemüssenlediglich dem Maximalmoment eines Servomotors Stand halten. Diesgilt sowohl fürden Fall, dass die Servomotoren beispielsweise jeweils über eigeneExzenter und Pleuel mit dem Stößel verbundensind als auch fürden Fall, dass die Servomotoren beispielsweise auf einem gemeinsamenExzenter arbeiten. Ist beispielsweise im letzt genannten Fall einExzenter vorgesehen, der drehfest mit einem Stirnrad größeren Durchmessersverbunden ist, könnenmit diesem Stirnrad die Ritzel mehrerer Servomotoren kämmen. Dasgesamte Antriebsmoment wird somit über mehrere Ritzel auf dasStirnrad übertragen.Die Anzahl der lasttragenden Zähnedes Stirnrads ist wesentlich größer alsbei Verwendung lediglich eines einzigen, entsprechend stärkeren Servomo tors,dessen Ritzel mit dem Stirnrad kämmt.Bei Verwendung mehrerer Servomotoren zum gemeinsamen Antrieb deseinen Stirnrads kann deshalb auf schmalere (in Axialrichtung kürzere) Zahnräder zurückgegriffenwerden, was Kosten senkt. Andererseits die Konstruktion wegen desverteilten Kraftangriffs an mehreren Stellen des Umfangs des Stirnradsrobuster. Es kann somit gelingen die getriebeseitigen Nachteile,die sich durch den Wegfall des Schwungrads ergeben, zu kompensierenoder überzukompensieren.Andererseits wird uneingeschränktder Vorzug erhalten, dass nahezu beliebige Weg-Zeit-Kurven eingestelltwerden können.Insbesondere ist es möglich,die Öffnungszeiteines Werkzeugs zu verlängern,d.h, den Stößel längere Zeitin einer oberen Stellung verharren zu lassen. Durch diese Maßnahme kannder Werkstücktransfererleichtert werden. Im Vergleich zu Exzenterpressen mit konstanter,d.h. nicht durch gezielte Ansteuerung des Antriebsmotors verlangsamterExzenterbewegung währendder Werkzeugoffenposition wärezur Erzielung einer gleichen Werkzeugoffenzeit bei gleicher Hubzahlein wesentlich größerer Huberforderlich.
[0011] Beieiner bevorzugten Ausführungsformsind die Servomotoren überein Getriebe miteinander zwangsgekoppelt, wodurch sie auch zwangssynchronisiertsind. Dieses Grundkonzept ermöglicht einebesonders einfache Steuerung der Servomotoren. Ein erster wird positionsgesteuertoder positionsgeregelt betrieben und bildet einen Master. Die weiterenmechanisch gekoppelten Servomotoren bilden Slaves ohne eigene Positionsregler.Sie erhalten lediglich die gleichen Ansteuerimpulse wie das Master.
[0012] Beieiner verfeinerten Ausführungsformwerden die Slaves übereigene Drehmomentregler angesteuert, die sicher stellen, dass dieSlaves das gleiche Drehmoment aufbringen wie der Master. Obwohldiese Lösungeinen größeren Regelungsaufwanderfordert, kann sie in Folge der erzielbaren gleichmäßigen Drehmomentverteilungvorteilhaft sein.
[0013] Esist aber auch möglich,die Servomotoren grundsätzlichunterschiedlich, einander ergänzend anzusteuern.Beispielsweise einen ersten Servomotor positionsgeregelt und einenzweiten oder weitere Servomotoren drehmomentgeregelt. Eine Steuereinrichtungkann dann dem positionsgeregelten Servomotor eine Weg-Zeit-Kurveund den ergänzenden weiterenServomotoren jeweils eine Drehmoment-Zeit-Kurve vorgeben. Es istmöglich,beide Kurven aufeinander dynamisch abzustimmen.
[0014] Beispielsweisekann die Drehmomentvorgabe von der an dem positionsgeregelten Servomotor auftretendenmomentanen Regelabweichung abhängiggemacht werden.
[0015] Eswird insbesondere als vorteilhaft angesehen, mehrere Servomotorenein gemeinsames Stirnrad antreiben zu lassen, das mit einem Exzenterverbunden ist. Ein solches Getriebe erweist sich als kostengünstig undrobust sowie steif. Weil die Kraftübertragung auf das Stirnrad über mehrere,gleichzeitig mit dem Stirnrad kämmendeRitzel erfolgt ist es möglich,die gesamte zur Werkstückverformungerforderliche Maximalkraft überdas so gebildete Getriebe zu leiten.
[0016] DieServomotoren sind vorzugsweise als Bremsmotoren ausgebildet, d.h.sie weisen entweder eine mechanische Bremse auf, die den Motor bremst wenndieser stromlos ist, oder sie könnendurch elektrische Ansteuerung in vorgegebener Position gehaltenwerden. Auf diese Weise könnenStößelbremsen entfallenoder wesentlich einfacher ausgebildet werden als bisher. Das Abbremsenund Arretieren des Stößels inbeliebigen oder in vorgegebenen Positionen können die Servomotoren übernehmen.
[0017] Esist des Weiteren möglich,unterschiedlich großeHübe einzustellen.Bei Bedarf kann jedoch in der Nähedes unteren Totpunkts unabhängigvon der Größe des Hubsjeweils ein gewünschter Weg-Zeit-Verlaufdes Stößels eingestelltwerden.
[0018] Esist auch möglich,die mehreren Servomotoren ohne mechanische Kupplung untereinander unabhängig voneinanderbeispielsweise überExzentergetriebe oder überandere, die Drehbewegung in eine Linearbewegung umsetzende, Getriebemit dem Stößel zu verbinden.In diesem Fall sind vorzugsweise wenigstens zwei an dem Stößel an unterschiedlichenStellen angreifende Servomotoren positionsgeregelt betrieben. Esist hierdurch möglich,beide Servomotoren synchron zu bewegen, um so eine parallele Stößelbewegungzu erzielen. Es ist darüberhinaus möglich,gezielt unterschiedliche Bewegungskurven an beiden Servomotorenzu fahren, so dass der Stößel nichtnur eine lineare hin- und hergehende Bewegung sondern zusätzlich eineSchwenkbewegung ausführt.Weitere Servomotoren könnendann als Slaves an die beiden führendenMasterservomotoren angeschlossen werden.
[0019] WeitereEinzelheiten vorteilhafter Ausführungsformender Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oderaus Ansprüchen. Inder Zeichnung sind Ausführungsbeispieleder Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
[0020] 1 einePresse mit mehreren Servomotoren in einer schematisierten Darstellung,
[0021] 2 eineabgewandelte Ausführungsform einerPresse mit mehreren Servomotoren in schematisierter Darstellung,
[0022] 3 mehreremechanisch gekoppelte Servomotoren einer Presse und deren Ansteuereinrichtungin schematisierter Darstellung,
[0023] 4 eineabgewandelte Ausführungsform einerSteuereinrichtung fürmehrere Servomotoren in schematisierter Darstellung,
[0024] 5 zweieinen gemeinsamen Stößel antreibendeServomotoren und deren Steuereinrichtung in schematisierter Darstellungund
[0025] 6 und 7 schematischeDarstellungen von Stößeln, dievon mehreren Servomotoren angetrieben sind.
[0026] In 1 isteine Presse 1 veranschaulicht, deren in einem Pressengestell 2 aufund ab bewegbarer Stößel 3 durchzwei Exzenter 4, 5 auf und ab bewegbar ist, über dieer mit Pleueln 6, 7 verbunden ist. Die Pleuel 6, 7 greifenan voneinander beabstandeten Stellen 8, 9 an demStößel 3 an.
[0027] SeitlicheFührungen 11, 12 legendie vorzugsweise geradlinige Bahn des Stößels 3 in dem Pressengestell 2 fest.
[0028] DieExzenter 4, 5, die auch als Kurbelzapfen angesehenwerden können,sind exzentrisch um Drehachsen 14, 15 gelagertund drehfest mit konzentrisch zu diesen Drehachsen 14, 15 angeordneten Stirnrädern 16, 17 verbunden.Die Stirnräder 16, 17 sindTeil eines Getriebes 18, zu dem Zahnräder 21, 22 gehören, diedie beiden Stirnräder 16, 17 miteinanderkuppeln. Die untereinander und mit den Stirnrädern 16, 17 kämmendenZahnräder 21, 22 stellen somiteinerseits eine Getriebeverbindung zwischen Stirnrädern 16, 17 herund erzwingen deren gegensinnige synchrone Drehung. Andererseitsbilden sie Schwungmassen.
[0029] DasStirnrad 16 ist von zwei Servomotoren 23, 24 angetrieben,währenddas Stirnrad 17 von zwei weiteren Servomotoren 25, 26 angetriebenist. Die Servomotoren 23, 24, 25, 26 tragenan ihrem Abtrieb jeweils ein Ritzel 28, 29, 31, 32,wobei die Ritzel 28, 29 mit dem Stirnrad 16 unddie Ritzel 31, 32 mit dem Stirnrad 17 kämmen. Siestehen an in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Stellen mitdem jeweiligen Stirnrad 16, 17 in Eingriff. Somitist der Stößel 3 insgesamtvom vier Servomotoren 23, 24, 25, 26 angetrieben,von denen jeweils zwei einen gemeinsamen Exzenter 4 bzw. 5 antreiben.Pro Exzenter 4, 5 können bedarfsweise weitere ergänzende Servomotorenvorgesehen werden, deren Ritzel dann ebenfalls mit dem jeweiligenStirnrad 16 oder 17 kämmen.
[0030] DasTrägheitsmomentder aus den Schwungmassen und den übrigen Getriebeelementen gebildetenGetriebes 18 ist gerade so groß bemessen, dass es die maximalebei einer Stößelbewegungvon 180° vonden Servomotoren 23, 24 aufzubringende mechanischeArbeit speichern kann und dabei von der Drehzahl Null auf Nenndrehzahlbeschleunigt wird. Somit kann das Getriebe einschließlich seinerSchwungmassen durch die Servomotoren 23, 24 auch über einenStößelweg von180° aus Nenndrehzahlauf Null abgebremst werden. Unter Solldrehzahl bzw. Nenndrehzahlwird in diesem Zusammenhang eine Drehzahl verstanden, die bei durchlaufendemBetrieb eingestellt wird. Ein Abweichen von diesem Verhältnis zwischenAntriebsdrehmoment der Servomotoren bzw. von diesen aufgebrachtermechanischer Arbeit und von der Schwungmasse gespeicherter mechanischerArbeit von 1:1 unter den genannten Randbedingungen führt dazu, dassentweder die Servomotoren übergroß bemessenwerden müssten(zu kleines Schwungrad) oder andererseits kein Reversierbetriebder Presse mit vernünftigerHubzahl mehr möglichwäre (zugroßes Schwungrad).Erfindungsgemäß wird somitein Kompromiss erreicht, der es einerseits ermöglicht, die Flexibilität einerservomotorbetriebenen Presse zu nutzen und andererseits den konstruktivenund technischen Aufwand hinsichtlich der Bemessung der Servomotorenund deren Steuerung minimiert.
[0031] 3 veranschaulichteine die Servomotoren 23, 24, 25, 26 steuerndeSteuereinrichtung 33. Diese steuert beispielsweise denServomotor 23 positionsgeregelt an. Dazu ist dieser miteinem Positionssensor 34, z.B. einem Winkelgeber, verbunden, derden Drehwinkel des Exzenters 4 präzise erfasst und entsprechendeSignale an die Steuereinrichtung 33 sendet. Diese enthält ein Modul 35 zurVorgabe einer Weg-Zeit-Kurvedes Stößels 3 bzw.entsprechender Drehwinkel/- Zeit-Wertepaarezur Ansteuerung des Servomotors 23. Diese Vorgabewertewerden einer Regelschleife 36 zugeführt, zu der außer dem Servomotor 23 unddem Positionssensor 34 ein Vergleicher 37 undein Regelverstärker 38 gehören. Diesergibt an seinem Ausgang Ansteuersignale für den Servomotor 23 ab.Die Servomotoren 24, 25, 26 sind parallelan diese Ausgangssignale angeschlossen oder über getrennte Verstärkerausgänge mitentsprechenden gleichen Ansteuersignalen versorgt. Sie erzeugensomit das gleiche Drehmoment wie der positionsgeregelte Servomotor 23,wobei die Synchronitätder Servomotoren 23 bis 26 über das in 3 lediglichschematisch angedeutete Getriebe 18 erzwungen wird.
[0032] Dieinsoweit beschriebene Servopresse 1 arbeitet wie folgt: DasModul 35 gibt in Betrieb den Weg-Zeit-Verlauf der Stößelbewegungvor und gibt ein entsprechendes zeitabhängiges Steuersignal an denVergleicher 37. Dieser führt über den Regelverstärker 38 den Servomotor 23 undmit diesem die Servomotoren 24, 25, 26 sonach, dass die Bewegung der Exzenter 4, 5 undsomit die Bewegung des Stößels 3 demVorgabesignal entspricht. Das Vorgabesignal kann beispielsweiseeine Drehung der Servomotoren 23 bis 26 ohne Drehrichtungsumkehrerzwingen, wenn der Stößel 3 seinenMaximalhub vollführensoll. Ist lediglich ein Teilhub gefordert, gibt das Vorgabesignaleine hin- und hergehende Drehung der Servomotoren 23 bis 26 vor,wobei die Drehgeschwindigkeit zeitabhängig zwischen null und einemMaximalwert schwanken und Zwischenwerte annehmen kann. Wird ein Arbeitshubvollführt,fährt derStößel 3 nachunten, so dass ein von dem Stößel 3 unddem Pressentisch getragenes Werkzeug schließt. Die zur Werkstückumformungerforderliche Leistung müssendie Servo motoren 23 bis 26 in jedem Zeitpunktaufbringen. Eine Leistungsentnahme aus einem Schwungrad oder dergleichenerfolgt nicht. Aufgrund der gleichmäßigen Drehmomentaufteilung übernehmendie Servomotoren 23 bis 26 auch im Wesentlichengleich großeLeistungsanteile. Durch die Verwendung mehrerer parallel zueinanderLeistung aufbringender Servomotoren kann bei geringer Getriebebelastungeine hohe Umformkraft erzeugt werden. Ein gewisser Kraftausgleichkann durch das Gewicht des Stößels 3 herbeigeführt werden,wenn dies nicht oder nur zum Teil durch entsprechende Kraftgeneratoren kompensiertwird, die eine an dem Stößel 3 angreifendenach oben gerichtete Kraft erzeugen. Fehlen diese Kraftgeneratorenoder sind diese so schwach dimensioniert, dass eine deutliche Unterkompensationder Gewichtskraft des Stößels 3 auftritt,wirkt die Gewichtskraft in Arbeitsrichtung und unterstützt somitdie Servomotoren 23 bis 26 während der Umformphase. DieServomotoren 23 bis 26 müssen dann allerdings beim Öffnen desWerkzeugs eine erhöhteKraft aufbringen, um den Stößel 3 anzuheben. Entsprichtdie Gewichtskraft des Stößels geradeder halben maximal erforderlichen Umformkraft genügt es, wenndie Servomotoren 23 bis 26 auf die halbe Umformkraftdimensioniert sind, die sie dann jedoch in beiden Drehrichtungengleichermaßenaufbringen könnenmüssen.
[0033] DieServomotoren 23 bis 26 erfordern eine netzseitigeSpitzenleistung, die der zum Umformen des Werkstücks maximal erforderlichenLeistungsspitze entspricht. Ist das elektrische Netz nicht von vornhereinausreichend leistungsfähig,kann dies durch Energiespeicher, wie beispielsweise Puffermaschinen,schwungradunterstützteLeonardsätzeoder dergleichen Motorgeneratorsätzegepuffert werden.
[0034] DerVorzug der vorgestellten Presse 1 mit mehreren Servomotoren 23 bis 26 liegtin der Verbindung der durch die Servomotoren zu erzielenden Flexibilität einerseitsmit der Möglichkeitdas zum Antrieb des Stößels 3 erforderlicheGetriebe kostengünstig zudimensionieren andererseits.
[0035] 2 veranschaulichteine abgewandelte Ausführungsformder Presse 1. Die vorstehende Beschreibung gilt unter Zugrundelegunggleicher Bezugszeichen entsprechend. Die Besonderheit der Presse 1 nach 2 bestehtin dem Wegfall der Zahnräder 21, 22.Das Getriebe 18 verbindet somit zwar die Servomotoren 23, 24 mitden Stirnrädern 16, 17,wobei diese aber untereinander nicht direkt verbunden sind. Vielmehrtreiben sie überihre Pleuel 6, 7 den Stößel 3 gemeinsam an.Die Synchronitätbeider Exzenter 4, 5 wird hier durch entsprechendeAnsteuerung der paarweise angeordneten Servomotoren 23, 24; 25, 26 gemäß 5 erreicht.Das Modul 35 gibt zwei parallel zueinander arbeitendenRegelschleifen 36a, 36b jeweils die gewünschte Bewegungskurvevor. Im einfachsten Fall sind die vorgegebenen Bewegungskurven identisch.Die Regelschleife 36a führtden Servomotor 23, dessen Position von dem Positionssensor 34 rückgemeldetwird. Die Regelschleife ist überden Regelverstärker 38a geschlossen.Die Regelschleife 36b ist entsprechend aufgebaut. Der Servomotor 25 istmit einem Positionssensor 39 verbunden. Die Regelschleifewird überden Regelverstärker 38b geschlossen.Parallel zu den Servomotoren 23, 25 können jeweilsdie weiteren Servomotoren 24, 26 angeschlossenwerden und zwar nach dem Vorbild von 3. Der Stößel 3 vollführt einelineare hin- und hergehende Bewegung. Lassen die Führungen 11, 12 hingegenauch eine Kippbewegung des Stößels zu,könnendie Regelschleifen 36a, 36b unterschiedliche Ansteuersignaleerhalten. Das Modul 35 kann dann ge ringfügig voneinanderabweichende Kurven vorgeben, um gezielt eine Stößelkippung herbeizuführen. DieStößelkippungkann beispielsweise beim Schließendes Werkzeugs etwa bei seinem unteren Totpunkt dazu genutzt werden,das von dem Stößel 3 aufgebrachte Kraftmaximumquer zum Stößel zu bewegen.
[0036] 4 veranschaulichteine weitere Möglichkeitder Zusammenschaltung von zwei oder mehreren Servomotoren 23, 24,die mechanisch miteinander gekoppelt sind. Es wird zunächst unterRückgriff aufdie bereits eingeführtenBezugszeichen auf die zur 3 gehörige Beschreibungverwiesen. Zusätzlichgilt, dass bei diesem Ausführungsbeispielzwischen dem Abtrieb des Servomotors 23 und dem Exzenter 4 einDrehmomentsensor 41 angeordnet ist, der zu einer Steuerstrecke 42 gehört. Dieseenthält einenSteuerverstärker 43,der dem Servomotor 24 ein Ansteuersignal aufprägt, dasdem Signal des Drehmomentsensors 41 entspricht. Der Servomotor 24 gibtdann seine Kraft unter Umgehung des Drehmomentsensors 41 anden Exzenter 34 ab. Hei dieser Ausführungsform ist es möglich, denMasterservomotor mit mehreren insgesamt wesentlich stärkeren Slave-Servomotoren 24 zukoppeln.
[0037] 6 veranschaulichteine weitere Ausführungsformder Erfindung schematisch. Der Stößel 3 ist hier ebenfallsvon mehreren Servomotoren angetrieben, wobei zwei Servomotoren 23, 25 alsMaster und weitere Servomotoren 24, 26, 44 alsSlave dienen. Die Servomotoren 23, 24, 25, 26, 44 sinduntereinander nicht überein Getriebe verbunden. Mit dem Stößel 3 sind sie jeweils über einSpindelhubgetriebe verbunden. Beispielsweise treibt jeder Servomotor 23, 24, 25, 26, 44 eineHubspindel an, die mit einer an dem Stößel 3 befestigtenSpindelmutter in Eingriff steht. Sind die Spin delmuttern mit einemgewissen Spiel an dem Stößel 3 befestigt,kann der Stößel 3 auchSchwenkbewegungen geringeren Umfangs ausführen, wozu dann die beidenServomotoren 23, 25 entsprechend unterschiedlichangesteuert werden. Die Slave-Motorenfolgen dann. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise den Servomotor 44 als Master-Servomotorzu betreiben und alle anderen Servomotoren als Slaves folgen zulassen. In dieser Variante werden dann die einzelnen Spindeln der Servomotorenbeispielsweise überZahnriemen, Ketten oder überein Rädergetriebedrehfest miteinander gekoppelt.
[0038] 7 veranschaulichteine weiter abgewandelte Ausführungsformbei der der Stößel 3 vonzwei Servomotoren 23, 25 oder von vier Servomotoren 23, 24, 25, 26 betriebenwird. Beispielsweise sind die Servomotoren 23 bis 26 anden Eckpunkten eines gedachten Rechtecks angeordnet. Jeweils paarweisesind sie überein Zugmittel, beispielsweise übereinen Zahnriemen 45, 46 oder eine Kette oder dergleichen,verbunden. Das Zugmittel, wie beispielsweise der Zahnriemen 45, 46,trägt denStößel 3.Bei relativ großenquaderförmigenStößeln können beispielsweisean allen vier in Stößeldraufsichtsichtbaren Ecken entsprechende Zugmittelgetriebe angeordnet werden,wodurch der Stößel dannbeispielsweise von acht oder, wenn jede Umlenkrolle von zwei Servomotorenbetätigtwird, insgesamt von 16 Servomotoren angetrieben wird. Eslassen sich somit mit geringem getriebetechnischem Aufwand hoheMaximalkräfte andem Stößel 3 erzielen.
[0039] EineServopresse weist wenigstens einen Stößel auf, der von mehreren über eingemeinsames Getriebe auf den Stößel 3 arbeitendenServomotoren 23, 24 angetrieben ist. Das gemeinsameGetriebe 18 beinhaltet die gesamte Getriebeverbindung vondem jeweiligen Servomotor 23, 24, 25, 26 biszu dem Stö ßel 3.Es ist möglich,das Drehmoment der Servomotoren 23, 24 zunächst aneinem Stirnrad 16 oder einem anderen Getriebeelement zusammenzu fassen und dann beispielsweise über einenExzenter 4 indie Hubbewegung des Stößels 3 umzuwandeln.Es ist ebenso gut möglich,das Getriebe 18 in Einzelzweige aufzuteilen, die jeweilsparallel zueinander von dem jeweiligen Servomotor 23, 24 zudem Stößel 3 führen. DieSynchronisation der Servomotoren ist dann allerdings softwaremäßig, d.h.ansteuerseitig, sicherzustellen. Auf Schwungmassen oder dergleichen kannverzichtet werden, was eine flexible Programmierung der Stößelkurvegestattet. Ein angeschlossenes Schwungrad ist so bemessen, dasses den Hochlauf des Servomotors von Null auf Nenndrehzahl auf einemStößelweg von180° gestattet.

权利要求:
Claims (17)
[1] Presse (1) mit einem Stößel (3),der durch eine Antriebseinrichtung in einer Arbeitsrichtung hinund her bewegbar ist, wobei die Antriebseinrichtung wenigstenseinen Servomotor (23) aufweist, der an eine Steuereinrichtung (33)angeschlossen und mit dem Stößel (3)treibend verbunden ist, und mit wenigstens einer drehbar gelagertenSchwungmasse (16, 17), die mit dem Servomotor(23) verbunden ist, wobei das Schwungmoment der Schwungmasseso gering bemessen ist, dass die Presse mit Reversierung des Servomotorszur Durchführung vonPressenhübenbetreibbar ist.
[2] Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasswenigsten zwei Servomotoren (23, 24) vorgesehensind, die überein Getriebe (18) miteinander zwangsgekoppelt sind.
[3] Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dassServomotoren (23, 24) unterschiedlich angesteuertsind.
[4] Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dassder erste Servomotor (23) positionsgeregelt angesteuertist.
[5] Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dassder zweite und alle eventuellen anderen Servomotoren (24)drehmomentgesteuert oder drehmomentgeregelt angesteuert sind.
[6] Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuereinrichtung (33) dem positionsgeregelten Servomotor(23) eine Weg/Zeit-Kurve vorgibt, und dass der Servomotor(23) in einer Regelschleife (36) angeordnet ist,die den Servomotor (23) der Weg/Zeit-Kurve entsprechendführt.
[7] Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuereinrichtung (33) dem drehmomentgesteuerten oderdrehmomentgeregelten Servomotor (24) eine Drehmoment/Zeit-Kurveoder eine Drehmoment/Weg-Kurve vorgibt, und so angesteuert ist,dass er das vorgegebene Drehmoment erzeugt.
[8] Presse nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,dass der positionsgeregelte Servomotor (23) mit einer Drehmomenterfassungseinrichtung (41)verbunden ist und dass die Steuereinrichtung (33) dem drehmomentgesteuertenoder drehmomentgeregelten Servomotor (24) ein Drehmoment vorgibt,das aus dem von der Drehmomenterfassungseinrichtung (41)erfassten Drehmoment bestimmt ist.
[9] Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassServomotoren (23, 24) über Stirnräder (16, 28, 29)mit einem gemeinsamen Exzenter (4) zum Antrieb des Stößels (3)verbunden sind.
[10] Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Servomotoren (23, 25) mit unterschiedlichenExzentern (4, 5) verbunden sind, die über einGetriebe (18) synchronisiert sind.
[11] Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der erste und der zweite Servomotor (23, 25)beide positionsgeregelt arbeiten und über unterschiedliche Zweige(28, 26, 4; 31, 17, 5)eines Getriebes (18) mit dem gleichen Stößel (3)verbunden sind.
[12] Presse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass die unterschiedlichen Zweige (28, 26, 4; 31, 17, 5)des Getriebe (18) Exzentergetriebe sind.
[13] Presse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass die unterschiedlichen Zweige (28, 26, 4; 31, 17, 5)des Getriebes (18) an voneinander beabstandeten Stellenmit dem Stößel (3)verbunden sind.
[14] Presse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass die Steuereinrichtung (33) den Servomotoren (23, 25)die gleiche Weg/Zeit-Kurve vorgibt, und dass die Servomotoren (23, 25)jeweils in einer Regelschleife angeordnet sind, die den betreffenden Servomotorder Weg/Zeit-Kurve entsprechend führt.
[15] Presse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass die Steuereinrichtung (33) den Servomotoren (23, 25)unterschiedliche Weg/Zeit-Kurve vorgibt, und dass die Servomotoren(23, 25) jeweils in einer Regelschleife angeordnetsind, die den betreffenden Servomotor der jeweiligen Weg/Zeit-Kurve entsprechendführen.
[16] Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Nennmoment des Servomotors (23) und das Trägheitsmomentaller von dem Servomotor bewegten Massen derart aufeinander abgestimmtsind, dass der Servomotor im lastfreien Zustand aus voller Drehzahlin einem Weg auf Null abgebremst werden kann, der einem Hub desStößels entspricht.
[17] Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Trägheitsmomentder von dem Servomotor bewegten Massen und das Nennmoment des Servomotors(23) so aufeinander abgestimmt sind, dass der Servomotorin einem Weg von der Drehzahl Null auf eine festgelegte Maximaldrehzahlbeschleunigt werden kann, der einem Stößelhub entspricht.

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