EP0806256B1 - Procédé de contrÔle du coulement de matériau pendant l'emboutissage des pièces de tÔle et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé - Google Patents

Procédé de contrÔle du coulement de matériau pendant l'emboutissage des pièces de tÔle et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé Download PDF

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EP0806256B1
EP0806256B1 EP97107440A EP97107440A EP0806256B1 EP 0806256 B1 EP0806256 B1 EP 0806256B1 EP 97107440 A EP97107440 A EP 97107440A EP 97107440 A EP97107440 A EP 97107440A EP 0806256 B1 EP0806256 B1 EP 0806256B1
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EP
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friction force
holding
force
control loop
segment
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EP97107440A
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German (de)
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EP0806256A3 (fr
EP0806256A2 (fr
Inventor
Klaus Prof. Dr.-Ing. Siegert
Michael Dipl.-Ing. Ziegler
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Mueller Weingarten AG
Original Assignee
Mueller Weingarten AG
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Publication date
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Publication of EP0806256A3 publication Critical patent/EP0806256A3/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/04—Blank holders; Mounting means therefor
    • B21D24/08—Pneumatically or hydraulically loaded blank holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
    • B21D24/14—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies pneumatically or hydraulically

Definitions

  • the invention relates to a method for Control of material flow when pulling sheet metal parts the preamble of claim 1 and a device for Implementation of the process according to the preamble of Claim 10.
  • FIG. 1a shows a double-acting press for drawing regular sheet metal parts.
  • the pressing device 1 shows a workpiece 2 (sheet metal) which is clamped between a drawing ring 3 and a hold-down device 4 and is acted upon by a drawing punch 5.
  • the punch force is denoted by F S , the hold-down force by F N.
  • the workpiece 2 is held on the drawn part flange 6 and formed over the drawn edge 7 in the drawn part wall 8 (frame).
  • the material flow is next to the board shape and the Draw beads continue from the between hold-down 4 and Sheet 2 or between sheet 2 and drawing ring 3 acting friction affects.
  • Fig. 1b shows the basic structure of a known single-acting Press device 9 as a single-acting press hydraulic pulling device 10 with hydraulic cylinders 11 and the pull ring 3 described for FIG. 1a, the Hold-down device 4 and the punch 5.
  • a hold-down force sensor is indicated with reference number 13. This press can be used to pull irregular sheet metal parts equally be used.
  • the hydraulic pulling devices 10 consisting of hydraulic cylinders 11 that can be individually controlled via servo valves, not shown, can introduce the hold-down forces F N directly into the hold-down device 4 via the piston rods 12 (see FIG. 1b) or indirectly via sleeves (not shown, for example, DE 41 12 656 A1).
  • Control loops represent a significant improvement Forming parameters such as the flange edge inlet Stamp force or the fold height of the currently running Use the drawing process as a control variable.
  • the punch force F S contains the forces of friction between sheet metal 2 and hold-down device 4 and the friction between drawing ring 3 and hold-down device 4. However, it also includes all other frictional forces and the forming forces, so that they are only of limited use as a control variable for controlling the material flow is. The experience gained with this confirms the criticism of the use of these variables as reference variables for material flow control.
  • the invention has for its object the known To improve drawing methods and drawing devices and in particular a more precise recording of the drawing parameters and the associated To enable process flows.
  • the Frictional force between sheet and hold-down or sheet and Drawing ring can be considered as a control variable.
  • FIGS 1a, 1b show the known prior art
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a Pulling device with control device, where - as far as possible - the same parts with the same Reference numerals as to Fig. 1a, 1b are designated.
  • a control circuit 21 is used for material flow control, which, using the hold-down force F N as a manipulated variable 22 of the hold-down force F N, allows the friction acting on the surface 23 of the hold-down device and / or the drawing ring 3 after a friction predetermined command variable 24 (friction force F R over the pull path s) to regulate (Fig. 2).
  • the friction force F R is therefore measured via a friction force sensor 25, 25 ′, 25 ′′, which is preferably designed as a three-component piezo force measuring element 26, ie based on a piezoelectric effect.
  • Such sensors 25 ', 25'' can in particular also be installed at predetermined positions on the hold-down device 4 and / or also on the drawing ring 3 (see the broken line in FIG. 2).
  • the control loop shown in FIG. 2 reacts automatically the changes in the tribological system 40, i.e. he regulates automatically the changes with the friction force sensor 25 measured friction force, for example, by changes in the Lubricant quantity and type of lubricant, the sheet surface etc. are caused.
  • a Press or tool device 20 required, the one Change of hold-down force 30 during the drawing process allowed. This is when using hydraulic die cushions in the Table of single-acting presses, as also shown in Fig. 1b shows possible.
  • each cylinder 11th can be controlled via its own servo valve 29.
  • the Servo valve 29 controls the oil flow and thus determines the pressure acting in the cylinder 11 and thus the pressure on the segment 27 prevailing hold-down force 30 Pressure measurement in the cylinder 11 or via one in the power flow arranged hold-down force sensor 25, 26 can be determined.
  • the segment is therefore based on three-component piezo force measuring elements 26 from. These allow the measurement of one Frictional force 25 'and that acting on the segment 27 Hold-down force 30 Frictional force sensor in the holding-down device of the drawing tool applicable.
  • a segmentation of the hold-down device can with a correspondingly "soft" elastic design.
  • the friction force sensor in Corner areas where wrinkles are to be suppressed with coupled to a pleat height sensor known from the literature are, so that it is always guaranteed that the Hold-down force is at least so great that folds in the Flange can be avoided with certainty.
  • control unit Computer 31 with analog / digital interface used.
  • desired curve shape 32 of the Frictional force over the tappet travel as reference variable 24 be filed.
  • the assigned value of the friction force be read out.
  • This is the controller 35 as setpoint 36th given.
  • the controller places a difference between Setpoint 36 and actual value 38 fixed, it generates an actuating signal 39, which is an actuator (servo valve 29) of Hydraulic circuit of the segment is supplied.
  • the signal influences the control element in such a way that the actual value of the Frictional force changes so that the difference between the actual value 38 and setpoint 36 is minimized.
  • the control loop reacts accordingly independently on changes in the friction between Hold-down device and sheet metal and between drawing ring and sheet metal, caused by changes in the type or quantity of lubricant on the sheet, changes in the sheet surface and by tool lock or the like (tribological Characteristics).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Forging (AREA)

Claims (13)

  1. Procédé pour commander un flux de matière lors de l'emboutissage de pièces (2), comme des pièces en tôle, un circuit de réglage (21) en intégrant un dispositif d'emboutissage avantageusement hydraulique réglant une force de serre-flan (FN) comme grandeur de réglage, caractérisé en ce que, par l'intermédiaire d'un capteur de force de frottement (25) agencé dans un serre-flan (4) et/ou dans une matrice d'emboutissage (3) de l'outil, la force de frottement entre la pièce (2) et le serre-flan (4) et/ou la force de frottement entre la matrice d'emboutissage (3) et la pièce (2) sont mesurées et celles-ci, dans le circuit de réglage (21) comme grandeur de réglage, suivent une courbe (32) course du poinçon d'emboutissage-force de frottement prédéfinie de façon expérimentale ou déterminée de façon théorique.
  2. Procédé selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que la force (FN) du serre-flan est appliquée par des vérins hydrauliques (11) commandés avantageusement par des servovannes ou indirectement par des moyens mécaniques comme des douilles ou axes réglables en hauteur.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
    caractérisé en ce que le circuit de réglage (13) réagit automatiquement à des modifications du frottement entre le serre-flan (4) et la tôle (2) et/ou entre la matrice d'emboutissage (3) et la tôle (2) dans le sens d'une optimisation du procédé.
  4. Procédé selon une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que, dans l'outil d'emboutissage, sont agencés des cylindres ou actionneurs hydrauliques et/ou pneumatiques commandés, en particulier les fonctions du dispositif d'emboutissage étant intégrées dans l'outil et le circuit de réglage (13) servant à régler la force (FN) du serre-flan en utilisant la force de frottement comme grandeur de réglage.
  5. Procédé selon une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu'un capteur de hauteur de pli agencé dans l'outil d'emboutissage est intégré dans le circuit de réglage (13) de sorte qu'il est toujours garanti que des plis dans le bord de la pièce d'emboutissage ne dépassent pas une hauteur de pli maximale prédéfinie.
  6. Procédé selon une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu'un circuit de réglage (13) pour un dispositif d'emboutissage est réalisé de sorte que, au moyen d'un élément de mesure, en particulier un capteur de force de frottement (25) et au moyen de la prévision d'une courbe de commande optimale, en particulier une courbe de force de frottement (32) sur la course d'emboutissage, il est réalisé un circuit de réglage (13) qui utilise le signal de mesure et, en particulier, la force de frottement comme grandeur de réglage et la force de serre-flan (FN) comme grandeur de réglage, de sorte que le circuit de réglage (13) réagit automatiquement à des modifications des conditions tribologiques.
  7. Procédé selon une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu'un serre-flan segmenté (4) est utilisé de sorte que chaque segment du serre-flan peut être réglé par un circuit de réglage correspondant qui utilise la force du serre-flan (FN) du segment comme grandeur de réglage, par rapport à la force de frottement.
  8. Procédé selon une des revendications 1 à 6,
    caractérisé en ce qu'un serre-flan (4) en une pièce est utilisé, qui est réalisé en ayant une élasticité telle qu'il est réglable pratiquement par segment par rapport au réglage de la force de frottement selon une allure prédéfinie de la force de frottement.
  9. Procédé selon une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que des capteurs de la force de frottement (25) sont agencés dans le serre-flan (4) ou la matrice d'emboutissage (3) et, ainsi, le réglage de la force de frottement d'une zone déterminée est effectué de façon correspondant à une courbe prédéfinie de la force de frottement sur la course d'emboutissage avec la force du serre-flan (FN) comme grandeur de réglage.
  10. Dispositif (20) pour mettre en oeuvre le procédé selon une ou plusieurs des revendications précédentes pour commander un flux de matière lors de l'emboutissage de pièces en tôle (2), comportant un circuit de réglage (13) pour un dispositif d'emboutissage présentant un serre-flan (4) et une matrice d'emboutissage (3),
    caractérisé en ce que le circuit de réglage (13) comporte un capteur de force de frottement (25) ainsi qu'une courbe (32) de force de frottement prédéfinie optimale sur la course d'emboutissage, la force de frottement pouvant être utilisée comme grandeur de réglage et le pressage du serreflan comme grandeur de réglage, de sorte que le circuit de réglage (13) réagit automatiquement à des modifications des conditions tribologiques par modification de la force du serre-flan (FN).
  11. Dispositif selon la revendication 10,
    caractérisé en ce que le serre-flan (4) est réalisé de façon segmentée, de sorte que chaque segment est réglable par un circuit de réglage correspondant propre, qui utilise la force du serre-flan (FN) du segment comme grandeur de réglage, par rapport à la force de frottement.
  12. Dispositif selon la revendication 10,
    caractérisé en ce que le serre-flan (4) est réalisé en une pièce et en ayant une élasticité telle qu'il est réglable pratiquement par segment relativement au réglage de la force de frottement selon une allure prédéfinie de la force de frottement.
  13. Dispositif selon une des revendications 10 à 12,
    caractérisé en ce que des capteurs de la force de frottement (25) sont agencés dans le serre-flan (4) ou la matrice d'emboutissage (3) et, ainsi, le réglage de la force de frottement d'une zone déterminée est effectué de façon correspondant à une courbe prédéfinie de la force de frottement sur la course d'emboutissage avec la force du serre-flan (FN) comme grandeur de réglage.
EP97107440A 1996-05-06 1997-05-06 Procédé de contrÔle du coulement de matériau pendant l'emboutissage des pièces de tÔle et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé Expired - Lifetime EP0806256B1 (fr)

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