ES2934802T3 - Planificación de movimiento para un sistema de transporte de una instalación de servoprensas - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a la planificación de movimiento para un sistema de transporte de un sistema de servoprensa, un controlador de movimiento para un sistema de transporte de un sistema de servoprensa y un producto de programa informático asociado, teniendo en cuenta un desplazamiento angular optimizado con respecto a los picos de potencia. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Planificación de movimiento para un sistema de transporte de una instalación de servoprensas

La invención se refiere a una planificación de movimiento para un sistema de transporte de una instalación de servoprensas, a un controlador de movimiento para un sistema de transporte de una instalación de servoprensas y a un producto de programa informático asociado.

En la industria del conformado, las prensas se utilizan para conformar o prensar material. A menudo se utilizan, a este respecto, líneas de prensas completas en las que varias prensas están dispuestas una detrás de otra y una pieza de trabajo o producto que se va a procesar se mueve de una prensa a la siguiente o subsiguiente. A este respecto, por ejemplo, una pieza de metal que se va a prensar se prensa primero en un primer molde mediante una primera prensa y luego se transfiere a una segunda prensa como segunda estación de mecanizado, donde se mecaniza nuevamente. A este respecto, las prensas son parcialmente autosuficientes y en términos de tecnología de procesos están conectadas mediante sistemas para el transporte del material. Se habla de un sistema de transporte, por ejemplo, un sistema de transferencia, que se encarga del transporte entre las prensas, o un robot adecuado. Un dispositivo que provoca el transporte del material entre las prensas también se denomina dispositivo de transporte o dispositivo de transferencia o transbordador.

Las prensas están sincronizadas eléctricamente entre sí mediante un sincronismo de engranajes o de discos de levas, dado el caso con un ángulo de desfase, mientras que los sistemas de transporte de material están sincronizados eléctricamente en cada caso con una sola prensa mediante engranajes o sincronismo de discos de leva o mediante levas de control.

Las servoprensas se utilizan cada vez más en la industria del conformado. En las servoprensas, una gran parte de la capacidad de conformado se genera directamente a través del accionamiento principal de la prensa y no en gran medida mediante un volante de inercia mecánico como en las prensas de volante de inercia. Esto conduce a una potencia de pico correspondientemente alta durante el conformado en las servoprensas. Una servoprensa puede desplazar el empujador o la excéntrica según un perfil de movimiento y, en particular, desplazarlo o desplazarla lentamente durante el proceso de conformado y rápidamente en el punto de inversión con el fin de aumentar la productividad. Una servoprensa funciona a una velocidad de conformado más baja en comparación con la velocidad promedio.

Convencionalmente, la programación del equipo de transporte se basa en los ángulos en función de la prensa asociada, ya sea de forma sincrónica o controlada por eventos. La programación incluye una descripción del movimiento de transporte con respecto al ángulo de movimiento de la prensa, es decir, un movimiento del sistema de transporte para retirar un producto de una primera prensa comienza con una apertura de prensa especificada de esta prensa. El movimiento tiene lugar como un conjunto de desplazamientos continuos y comprende la penetración del dispositivo de transporte en la prensa para recoger el producto, un movimiento de avance hasta una prensa siguiente, el posterior depósito del producto en esta prensa siguiente y el regreso a una posición de espera, desde la cual se arranca de nuevo el transbordador y vuelve a comenzar el ciclo. Un cierre de prensa especificado de la prensa siguiente se considera como especificación adicional para el movimiento de transferencia. En este momento, el dispositivo de transporte debe haber adoptado de nuevo un estado definido con respecto a esta prensa, por ejemplo, debe estar fuera de la prensa.

Para describir el movimiento de transporte, solo se especifican indicaciones en cuanto a la dinámica admisible, por ejemplo, velocidades máximas posibles o aceleración máxima posible, así como los puntos inicial y final de la sección de movimiento, así como el tipo de perfil de movimiento, por ejemplo, un polinomio.

Dependiendo de la programación del sistema de transporte, se deriva el tiempo requerido para la manipulación de material en la prensa. Cuanto más despacio el sistema de transporte pueda transferir el material, más tiempo necesitará para cargar y descargar una prensa. En consecuencia, la prensa debe proporcionar más tiempo para la operación, lo que puede dar como resultado una velocidad de prensa más lenta. El desfase entre las prensas también depende del tiempo que necesite el equipo de transporte para la operación de transporte.

El desfase entre dos prensas es adaptable de manera ventajosa. Para aumentar el desfase, se debe ralentizar el transbordador en el movimiento de avance, es decir, se debe alargar toda la duración que necesita el transbordador para transportar el material de una primera prensa a una segunda prensa. Dado que todo el movimiento de avance del sistema de transporte desde la prensa anterior a la prensa siguiente consiste convencionalmente en un conjunto de desplazamientos, la reducción de la dinámica de este conjunto de desplazamientos también aumenta a la vez el tiempo requerido para la manipulación de material, es decir, la carga y descarga en la prensa. Como resultado, la prensa tiene que disponer de más tiempo para esta operación, lo que a su vez puede hacer que la prensa se ralentice. Esto es desventajoso porque esta es precisamente la fase en la que la prensa podría trabajar a una velocidad superior a la media.

La solicitud publicada US20180117869A1 muestra una optimización de un perfil de movimiento de prensa utilizando puntos de sincronización de un perfil de movimiento del transbordador especificado.

La solicitud publicada US20060217841A1 muestra un controlador que sincroniza el movimiento de varios robots entre sí. A este respecto, el respectivo movimiento del robot se considera desde un punto inicial hasta un punto de sincronización.

La solicitud publicada US20130119916A1 se refiere a la creación de perfiles de movimiento energéticamente eficientes.

Ante estos antecedentes, a partir del estado de la técnica surge el objetivo de hacer posible un funcionamiento mejorado de una instalación de servoprensas en la que la velocidad máxima alcanzable de la máquina debe reducirse lo menos posible.

Este objetivo se consigue mediante el objeto de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se indican configuraciones ventajosas.

La invención se refiere a un procedimiento para la planificación de movimiento para un sistema de transporte de una instalación de servoprensas, estando previstas en la instalación de servoprensas al menos una primera servoprensa y una segunda servoprensa y presentando el sistema de transporte al menos un dispositivo de transporte para mover un producto que se va a mecanizar a través de la instalación de servoprensas y siendo el movimiento del al menos un dispositivo de transporte controlado por un controlador de movimientos del sistema de transporte, caracterizado por las siguientes etapas:

- determinar una sección de movimiento que se refiere únicamente al área fuera de los respectivos espacios de trabajo de prensa de la primera servoprensa y de la segunda servoprensa;

- determinar un período de tiempo para el movimiento dentro de la sección de movimiento y desde la primera servoprensa hasta la segunda servoprensa;

calcular una curva de movimiento para el movimiento dentro de la sección de movimiento en función del período de tiempo determinado y especificado, estableciéndose como condiciones límite de la curva de movimiento una primera posición en un primer margen de la sección de movimiento en un instante inicial del período de tiempo y una segunda posición en un segundo margen de la sección de movimiento en un instante final del período de tiempo y controlar el dispositivo de transporte (T) en función de la curva de movimiento calculada.

De acuerdo con la invención, se prevé una planificación de movimiento para un sistema de transporte, que comprende el cálculo de una curva de movimiento para el movimiento de un dispositivo de transporte. Más precisamente, la curva de movimiento se calcula para el área en la que una desaceleración del dispositivo de transporte idealmente no tiene efecto sobre el tiempo total de transporte de material en la prensa. Este tiempo total de transporte de material puede permanecer así ventajosamente al mínimo. La sección de movimiento se sitúa fuera del área de trabajo de prensa respectiva. Esto significa que para el movimiento que no tiene lugar ni dentro del espacio de trabajo de prensa de una primera servoprensa ni dentro del espacio de trabajo de prensa de una segunda servoprensa, sino fuera de estos espacios de trabajo de prensa, se prevé un perfil de movimiento especial, que está orientado a un período de tiempo específico, es decir, que calcula un perfil posicional del dispositivo de transporte, por ejemplo, un transbordador, durante este período de tiempo.

En una posible configuración, el espacio de trabajo de prensa se describe por el espacio de trabajo de prensa geométrico. En un caso especialmente sencillo, el espacio de trabajo de prensa geométrico viene dado, por ejemplo, por la geometría de la respectiva mesa de prensa. Fuera de un espacio de trabajo de prensa de la primera servoprensa definido de esta manera, un producto que se mueve hacia la segunda prensa ventajosamente no choca ni con la primera servoprensa ni con otro producto con el que se vaya a cargar la primera prensa tras la descarga.

En otra configuración, el espacio de trabajo de prensa está definido por un área de colisión de los productos que se van a descargar. A este respecto, se define como espacio de trabajo de prensa el área en la que no es posible una superposición geométrica o espacial de un producto que se va a cargar y el producto que se va a descargar debido a la geometría del respectivo dispositivo de transporte y de los respectivos productos. El área fuera del espacio de trabajo de prensa definido de esta manera se puede utilizar, en consecuencia, para el movimiento de avance desde la primera servoprensa hasta la segunda servoprensa de tal manera que una adaptación de la curva de movimiento no afecte al dispositivo de transporte que se está cargando.

En otra configuración, el espacio de trabajo de prensa se determina teniendo en cuenta las respectivas curvas de desplazamiento del producto que se va a descargar y del producto que se va a cargar. Por ejemplo, los productos se pueden rotar de manera coordinada unos respecto a otros de tal manera que, a pesar de una posible superposición geométrica de los productos, dependiendo de la posición de rotación, ninguno de los dos productos afecte al otro. El área fuera del respectivo espacio de trabajo de prensa se amplía aún más con este posible establecimiento del espacio de trabajo de prensa, ya que el perfil de movimiento aún puede adaptarse hasta relativamente bastante hacia el interior de la prensa y puede determinarse de acuerdo con las etapas descritas en función del período de tiempo si se tienen en cuenta correspondientemente el perfil de desplazamiento del dispositivo de transporte entre la primera y la segunda servoprensa y el perfil de desplazamiento del dispositivo de transporte que carga la primera servoprensa.

Así, durante la operación de transporte del dispositivo de transporte puede planificarse explícitamente la parte del movimiento que no se refiere a la carga o la descarga o que no afecta a estas operaciones en términos de tiempo, en particular no se alarga un intervalo de tiempo desde la entrada de un dispositivo de transporte para la descarga en la primera servoprensa hasta la salida de otro dispositivo de transporte para la carga en la primera servoprensa. Se puede especificar después de qué período de tiempo debe completarse el transporte fuera del espacio de trabajo de prensa desde la primera servoprensa hasta la segunda servoprensa. Para ello se determina un desfase adecuado entre dos prensas. El desfase se determina a través de ensayos o se calcula a partir de procedimientos de optimización. El movimiento del transbordador para la descarga y/o para la carga se puede realizar a la vez a la máxima velocidad.

Por ejemplo, se puede reducir la velocidad dentro de la sección de movimiento determinada o se puede realizar un movimiento de marcha atrás controlado para completar el transporte dentro de un período de tiempo especificado y establecido. Al final del período de tiempo determinado, el transbordador con el material se encuentra entonces, por ejemplo, antes de entrar a la segunda servoprensa, de modo que la carga de la segunda servoprensa puede comenzar, por ejemplo, a la máxima velocidad.

La presente invención crea así la posibilidad de ralentizar el dispositivo de transporte de manera controlada en un área geométrica que se puede especificar entre dos servoprensas sin influir en las operaciones de carga y descarga en las servoprensas, más precisamente sin causar un retardo en una operación completa de carga y descarga.

En particular, en una instalación de servoprensas están previstas varias servoprensas y, por ejemplo, varios dispositivos de transporte, cada uno de los cuales se encarga del transporte entre dos servoprensas. En una variante, los diversos dispositivos de transporte forman el sistema de transporte y el movimiento de los dispositivos de transporte individuales, que debe tener lugar individualmente y dependiendo de la curva de movimiento determinada, es controlado por un controlador de movimiento. Por ejemplo, el controlador de movimiento es un controlador de nivel superior y cada uno de los dispositivos de transporte individuales tiene asignados controladores subordinados, en particular controladores integrados en un convertidor.

De acuerdo con una configuración, la sección de movimiento se determina en función de datos geométricos de la respectiva servoprensa y del dispositivo de transporte y, en particular, adicionalmente, del producto. Para determinar una sección de movimiento adecuada, que solo se refiera al área de la operación de transporte que no se sitúa dentro de un espacio de trabajo de prensa según una de las definiciones expuestas, han de tenerse en cuenta tanto la servoprensa en sí misma como la herramienta con sus dimensiones geométricas específicas así como el dispositivo de transporte con sus dimensiones geométricas específicas.

Dependiendo de la elección de las variantes descritas para establecer el espacio de trabajo de prensa, además de la geometría del producto que se va a transportar y, dado el caso, adicionalmente de la geometría del dispositivo de transporte, han de tenerse en cuenta adicionalmente las limitaciones geométricas debidas a la servoprensa o, adicionalmente, a un producto que se va a cargar en la primera servoprensa o su curva de desplazamiento. Por ejemplo, las dimensiones del producto que transporta el dispositivo de transporte pueden tener un efecto restrictivo adicional en la sección de movimiento, en particular si el producto se ve más allá de las dimensiones geométricas del dispositivo de transporte o se extiende más allá de estas. También es concebible el caso contrario, en el que el dispositivo de transporte se extienda más allá del producto. En ambos casos, se debe garantizar que el dispositivo de transporte, incluido el producto que se va a transportar, se encuentre fuera del área de trabajo de prensa.

Esto asegura ventajosamente que el equipo de transporte o el dispositivo de transporte para la descarga en la primera servoprensa en interacción con un dispositivo de transporte para la carga en la primera servoprensa pueden llevar a cabo la operación de carga y de descarga a la máxima velocidad sin verse afectados por la planificación de movimiento dentro de la sección de movimiento. Esto asegura que la servoprensa pueda funcionar con el máximo rendimiento. Sin embargo, tan pronto como el dispositivo de transporte o el producto que se va a mecanizar por la servoprensa y a transportar por el dispositivo de transporte se encuentra fuera del espacio de trabajo de prensa de una servoprensa respectiva, el movimiento puede llevarse a cabo de acuerdo con el plan de movimiento determinado utilizando el procedimiento propuesto.

De acuerdo con una configuración, el período de tiempo se determina en función de indicaciones sobre un desfase óptimo entre la primera servoprensa y la segunda servoprensa. De manera ventajosa, la período de tiempo para el movimiento dentro de la sección de movimiento se especifica estableciendo de un denominado desfase óptimo. Este desfase se refiere a la separación temporal entre movimientos de prensa análogos de dos servoprensas. El desfase se entiende, por ejemplo, como la separación temporal entre el punto muerto superior en un ciclo de conformado de la primera servoprensa y el de la segunda servoprensa. Por ejemplo, un desfase angular de un ángulo virtual entre dos servoprensas también se denomina desfase.

De acuerdo con una configuración, como primer criterio para el desfase óptimo entre dos servoprensas se selecciona un período de tiempo mínimo para el paso del producto por la instalación de servoprensas. A este respecto, el factor limitador suele ser la velocidad o la dinámica con la que el transbordador puede transportar una pieza de trabajo de una servoprensa a la siguiente. Dependiendo de la rapidez con la que el sistema de transporte pueda transportar el producto que se va a mecanizar a través de la instalación de servoprensas, se establece el desfase óptimo para un par de servoprensas.

Un desfase optimizado en cuanto al tiempo de paso determinado de esta manera es el desfase más pequeño posible que es posible para lograr un máximo rendimiento del sistema global. Un desfase más pequeño reduciría el rendimiento global.

De acuerdo con una configuración, como segundo criterio para el desfase óptimo se selecciona una potencia de pico total mínima de la instalación de servoprensas. Por ejemplo, a este respecto se obtiene como resultado un desfase de potencia óptima mayor en comparación con el desfase optimizado en cuanto al tiempo de paso. Al aumentar el desfase partiendo de un desfase optimizado en cuanto al tiempo de paso, se puede lograr, por ejemplo, que las operaciones de frenado y de aceleración coincidan y, por lo tanto, se compensen en gran medida entre sí. De esta manera se reducen los picos de potencia de varias servoprensas. Por ejemplo, el desfase óptimo sería de 180° para dos prensas, de 120° para tres prensas, etc. Idealmente, la gestión de la energía puede ser menor debido a la potencia máxima reducida sin que se reduzca a este respecto el rendimiento global de un instalación de servoprensas. Este es particularmente el caso cuando un retardo en el desfase debido a la optimización con respecto al balance de potencia se puede compensar mediante la reducción de un tiempo de espera en la posición de base del dispositivo de transporte. En este caso, la velocidad del sistema y, por lo tanto, el rendimiento no se ven afectados.

La gestión energética también proporciona energía para el conformado. Las operaciones de conformado deben distanciarse en consecuencia lo suficiente como para que la carga necesaria todavía sea posible. En caso de que el tiempo de retardo calculado en función de la optimización de potencia de pico para la implementación del desfase sea mayor que un tiempo de espera, la optimización tiene lugar con respecto a las potencias de pico a expensas del rendimiento global.

Aunque podría especificarse un desfase más corto y el transbordador podría cumplir con este requisito ya que podría llevar a cabo el transporte de material lo suficientemente rápido, se establece deliberadamente un desfase más largo o mayor, por ejemplo, para que los picos de potencia de las servoprensas en conjunto no coincidan en el tiempo.

El núcleo del procedimiento propuesto para la planificación de movimiento se refiere al movimiento dentro de la sección de movimiento determinada. Sin embargo, se tienen en cuenta a la vez las condiciones límite, que vienen dadas por el movimiento dentro de los respectivos espacios de trabajo de prensa y, por lo tanto, fuera de la sección de movimiento. Estas condiciones límite se refieren en particular a la posición en la transición del espacio de trabajo de prensa respectivo a la sección de movimiento.

De acuerdo con una configuración, la velocidad del dispositivo de transporte en el instante inicial y la velocidad del dispositivo de transporte en el instante final del período de tiempo también se establecen como condición límite. Esto evita discontinuidades en la velocidad durante la transición entre el área fuera y dentro de la sección de movimiento. Como condición límite adicional, la aceleración se puede especificar como condición límite, y ventajosamente también la sacudida. De esta manera, se logra un movimiento particularmente uniforme.

De acuerdo con una configuración, la curva de movimiento describe un movimiento de traslación. En particular, el movimiento que puede realizar el dispositivo de transporte es posible en una dimensión a lo largo de un carril.

De acuerdo con una configuración, la curva de movimiento describe un movimiento continuo. En particular, hay continuidad a lo largo de todo el curso del movimiento dentro de la sección de movimiento. En particular, deben evitarse discontinuidades, que pueden dar lugar a un movimiento con sacudidas. Especialmente las operaciones de arranqueparada, que conducen a una parada completa partiendo de un movimiento a plena velocidad, representan un perfil desfavorable que no es óptimo en términos de energía. Sin embargo, se puede prescindir de prever un movimiento continuo si un desfase óptimo determinado y condiciones límite determinadas requieren un movimiento inverso. Un movimiento inverso controlado, que también puede comprender un movimiento marcha atrás del transbordador durante el movimiento de avance y que puede lograrse mediante un frenado y una aceleración controlados con una aceleración definible, puede formar parte, por tanto, de una curva de movimiento ventajosa como alternativa a la curva de movimiento continua.

De acuerdo con una configuración, la curva de movimiento se describe mediante polinomios, funciones definidas a trozos, tablas de puntos o discos de leva con escala no lineal. Por ejemplo, la trayectoria de movimiento del transbordador dentro de la sección de movimiento se ajusta a escala con la ayuda de una función continua C2 de tal manera que se recorre un perfil de movimiento continuo durante todo el movimiento que prevé precisamente el período de tiempo especificado para el movimiento dentro de la sección de movimiento.

De acuerdo con una configuración, la curva de movimiento describe una transición con aceleración constante entre el movimiento del dispositivo de transporte dentro del espacio de trabajo de prensa de la primera servoprensa y dentro de la sección de movimiento, así como una transición con aceleración constante entre el movimiento del dispositivo de transporte dentro de la sección de movimiento y dentro del espacio de trabajo de prensa de la segunda servoprensa.

La invención se refiere además a un controlador de movimiento según la reivindicación 10.

A este respecto, se puede utilizar de manera ventajosa un controlador de movimiento industrial convencional, en el que una c Pu está configurada correspondientemente para comprender la unidad de cálculo descrita. Además, pueden estar previstas ventajosamente interfaces que, por ejemplo, permitan almacenar los datos que han de memorizarse de la sección de movimiento o especificar una indicación del período de tiempo. Para ello puede estar prevista una interfaz de usuario con un panel de entrada, por ejemplo.

Las unidades pueden implementarse en hardware y/o también en software. En el caso de una implementación en hardware, la unidad respectiva puede estar realizada como dispositivo o como parte de un dispositivo, por ejemplo, como ordenador o como procesador o como microprocesador. En el caso de una implementación en software, la unidad respectiva puede estar realizada como producto de programa informático, como una función, como una rutina, como parte de un código de programa o como un objeto ejecutable. Por procesador ha de entenderse un circuito electrónico para el procesamiento de datos basado en ordenador, por ejemplo, una CPU. Puede tratarse de la CPU de un ordenador o de un microprocesador de un microchip.

De acuerdo con una configuración, el controlador de movimiento controla a la vez un movimiento de al menos la primera y/o la segunda servoprensa. Por lo tanto, el controlador de movimiento puede estar previsto como un controlador de movimiento unificado para las servoprensas y los dispositivos de transporte. También son concebibles alternativas en las que los controles para las servoprensas y uno o más controles de movimiento para los dispositivos de transporte están realizados por separado.

La invención también se refiere a un producto de programa informático según la reivindicación 12.

Un producto de programa informático, tal como, por ejemplo, un medio de programa informático, se puede proporcionar o entregar, por ejemplo, como medio de almacenamiento, tal como, por ejemplo, una tarjeta de memoria, una memoria USB, un CD-ROM, un DVD o también en forma de archivo descargable desde un servidor en una red. Esto puede tener lugar, por ejemplo, en una red de comunicación inalámbrica transmitiendo un archivo correspondiente con el producto de programa informático o el medio de programa informático. En particular, un equipo de control, tal como, por ejemplo, un procesador o microprocesador, puede considerarse como equipo controlado por programa.

La invención se explica con más detalle a continuación mediante ejemplos de realización con ayuda de las figuras. Muestran:

la Figura 1 una representación esquemática de un sistema de transporte dentro de una línea de prensas para ilustrar un procedimiento para la planificación de movimiento de acuerdo con un primer ejemplo de realización de la invención;

la Figura 2 una representación esquemática de un sistema de transporte con controlador asociado dentro de una instalación de prensa para ilustrar un procedimiento para la planificación de movimiento de acuerdo con un segundo ejemplo de realización de la invención;

la Figura 3 una representación esquemática de un flujo de procesos de un procedimiento para la planificación de movimiento para un sistema de transporte de una instalación de servoprensas de acuerdo con un tercer ejemplo de realización de la invención;

las Figuras 4a-c la adaptación de una curva de movimiento de transferencia a un desfase angular exacto partiendo de una curva de movimiento de transferencia convencional.

En las figuras, los elementos que son equivalentes están dotados de las mismas referencias, a menos que se indique lo contrario.

En la figura 1 se representa esquemáticamente una instalación de servoprensas o línea de prensas o línea de prensa PL, en la que se encuentran una primera servoprensa P1 y una segunda servoprensa P2. En aras de la claridad, no se muestran más servoprensas en la representación. Siendo realistas, habrá más de dos servoprensas en una instalación de servoprensas habitual. Además, se representa esquemáticamente un sistema de transporte TS, que presenta un dispositivo de transferencia T, también llamado transbordador. Tal dispositivo de transferencia T está adaptado en cuanto a la geometría a una servoprensa y presenta, por ejemplo, una parte móvil dentro del dispositivo de transferencia T, que es adecuada para alojar un producto M que se va a mecanizar, por ejemplo una pieza de trabajo que se va a prensar. Por ejemplo, una garra o brazo de garra o una pinza o una ventosa del dispositivo de transferencia T agarra el producto o la pieza de trabajo M para el transporte de la primera servoprensa P1 a la segunda servoprensa P2. Allí, la pieza de trabajo también es introducida mediante el transbordador T en el espacio de trabajo de prensa de la segunda servoprensa P2 y, en particular, se deposita allí o se coloca en un molde. Por lo tanto, al menos partes del dispositivo de transferencia T están espacialmente temporalmente dentro del respectivo espacio de trabajo de prensa para transferir la pieza de trabajo M, por ejemplo, el material que se va a prensar, saliendo fuera de la primera prensa P1 abierta y luego entrando en la segunda prensa P2 abierta.

En un primer ejemplo de realización de la invención, el tiempo total necesario para el paso de una pieza de trabajo M a través de varias servoprensas, en particular la primera servoprensa P1 y la segunda servoprensa P2, así como otras servoprensas subsiguientes, que no están ilustradas, debe minimizarse. Esto significa que toda la línea de prensas PL debería haber terminado de mecanizar un producto de mecanizado M con el ciclo de trabajo más alto posible. El mecanizado de una pieza de trabajo M finaliza tan pronto como la pieza de trabajo ha sido transferida desde la primera estación de mecanizado, por ejemplo, la primera servoprensa P1, dentro de la instalación de prensa PL, hasta la última estación de mecanizado, por ejemplo, una última servoprensa, y se ha terminado de mecanizar en todas las estaciones.

Para un diseño de este tipo de toda la instalación de servoprensas PL, además de la optimización de los procesos de conformado individuales en las servoprensas individuales o además de su optimización en el tiempo, también debe optimizarse el movimiento del sistema de transporte TS. La velocidad máxima a la que se puede transportar un producto de mecanizado M de una servoprensa a la servoprensa siguiente, por ejemplo, de la primera servoprensa P1 a la segunda servoprensa P2, establece el desfase mínimo que debe existir entre estas dos servoprensas para la optimización en cuanto al tiempo de paso.

En un escenario particularmente simple y claro, todos los procesos de conformado de todas las servoprensa implicadas tardan lo mismo y el desfase es cero, por lo que la operación de transporte completa se lleva a cabo dentro de un ciclo de prensa. Esto es posible si el transbordador T es lo suficientemente rápido como para llevar a cabo completamente la transferencia de la pieza de trabajo de la primera a la segunda servoprensa y el viaje de regreso a la primera prensa dentro de un ciclo de prensa. Sin embargo, a menudo no es posible implementar un transbordador tan rápido.

Si ahora se ajusta un desfase mayor que cero entre la primera servoprensa y la segunda servoprensa, el tiempo total disponible para el transbordador T se mantiene igual. Sin embargo, la relación entre el tiempo de transporte y el tiempo de retorno cambia, es decir, el tiempo de transporte requerido para transportar el producto de la primera servoprensa P1 a la segunda servoprensa P2 aumenta, mientras que el tiempo de retorno disminuye. Esto permite una optimización del tiempo de paso incluso con tiempos de transporte ligeramente más largos del transbordador T.

Ahora se supone que debe aumentarse un desfase entre una primera servoprensa 1 y una segunda servoprensa 2 debido a una optimización en cuanto a la potencia global que se ha de aplicar dentro de la instalación de prensas PL. El tiempo de manipulación de material del que dispone el transbordador T para colocar el material de mecanizado M en la segunda servoprensa P2 debe continuar siendo lo más breve posible. Sin embargo, a la vez, el transbordador T ahora debería poder adaptar la planificación de movimiento debido al mayor desfase respecto a la segunda servoprensa P2.

La planificación de movimiento se adapta de tal manera que se determina una sección de movimiento entre la primera servoprensa P1 y la segunda servoprensa P2 en la que el transbordador no interactúa con el transbordador anterior o el transbordador posterior y, por lo tanto, el tiempo para toda la operación de carga y de descarga no se ve afectado. Este espacio también viene dado por las particularidades geométricas de la instalación de servoprensas PL y del sistema de transporte TS. Además, también está limitado por la naturaleza del producto de mecanizado M, ya que solo en el instante en el que el producto que se va a descargar ya no puede retardar más la operación de carga posterior se garantiza que el tiempo total de carga y descarga no se alargue.

Esto garantiza que solo se efectúe un retardo si, por ejemplo, con ello no se retarda el cierre de la prensa, en particular si debido a un retardo de otro sistema de transporte, que también se mueve dentro del primer espacio de trabajo de prensa para la carga de la primera servoprensa.

Esto completa la parte del movimiento en la primera servoprensa P1 que puede tener lugar particularmente rápido y en particular permanece sin cambios en este caso. Así, se completa a la vez la sección de movimiento que debe ser realizada de manera particularmente rápida por el transbordador T. Luego comienza la sección de movimiento del movimiento del transbordador T, en la que la manipulación puede tener lugar sin detrimento del ciclo de trabajo de las servoprensas si el transbordador T puede desplazarse correspondientemente más rápido en el camino de regreso desde la segunda servoprensa P2 a la primera servoprensa P1 y puede compensar el retardo.

De este modo, se mantiene el rendimiento global de la instalación de prensa. El tiempo que necesita el transbordador T para el movimiento desde la primera servoprensa P1 hasta la segunda servoprensa P2 también se conoce como tiempo de transporte, y el del movimiento de regreso hasta la primera servoprensa P1, tiempo de retorno. En particular, el tiempo de transporte también puede comprender la respectiva fase de manipulación en la prensa en su totalidad o en parte.

De manera análoga, la sección de movimiento por parte de la segunda servoprensa P2 está limitado por el hecho de que finaliza tan pronto como un retardo del transbordador o de la pieza que se va a mecanizar interactúa con el transbordador posterior que está descargando la segunda servoprensa, de tal forma que se alarga el tiempo total de la operación de carga y de descarga en la segunda servoprensa. Por ejemplo, la sección de movimiento por parte de la segunda servoprensa puede estar constituida por el comienzo del espacio de trabajo de prensa de la segunda prensa o por el punto en el que las piezas de trabajo no pueden superponerse en ningún instante debido a su trayectoria o, dependiendo de la trayectoria, incluso más adentro de la prensa si se descarta una colisión debido a la curva de movimiento y, en particular, teniendo en cuenta una giro de las piezas. También en este caso, el movimiento posterior, que describe la manipulación de material en la segunda servoprensa P2, se puede seguir realizando ventajosamente a la máxima velocidad. Un retardo en el tiempo, como el producido debido al nuevo desfase entre la primera servoprensa P1 y la segunda servoprensa P2, ocurre ventajosamente solo dentro de la sección de movimiento determinada.

El período de tiempo se determina a este respecto, por ejemplo, de la siguiente manera: En primer lugar, se determina un desfase mínimo mediante una programación concreta de las servoprensas y del sistema de transporte. Este desfase mínimo se determina a partir de una optimización en cuanto al tiempo de paso. Además, se calcula un desfase optimizado en vista de consideraciones de gestión de energía. A partir de ello se calcula la desviación entre el desfase optimizado y un desfase mínimo, por ejemplo como ángulo de corrección. A partir de ello se puede derivar un tiempo de transporte alargado y, a partir de este, se puede deducir finalmente el período de tiempo para el movimiento dentro de la sección de movimiento.

La curva de movimiento se adapta al desfase deseado sin influir en los tiempos que requiere el transbordador T para la manipulación de material. A este respecto, en particular, se seleccionan curvas de movimiento que garanticen un movimiento sin sacudidas. Son adecuadas para ello, por ejemplo, funciones continuas C2, que se toman como base para la curva de movimiento. Entonces se puede determinar la curva de movimiento adecuada en función de las condiciones límite, que vienen dadas por el perfil de movimiento del transbordador durante la descarga y la carga en la primera servoprensa y en la segunda servoprensa, respectivamente.

Una segunda forma de realización de la invención se describe con referencia a la figura 2. Un movimiento de avance del transbordador T, es decir, el movimiento de un producto M que se va a mecanizar dentro de la instalación de servoprensas PL, se adapta a este respecto mediante una curva de movimiento de tal manera que surge, por así decirlo, deliberadamente, un desfase entre la primera servoprensa P1 y la segunda servoprensa P2. Este desfase provoca una optimización de la gestión del suministro de energía al reducir la potencia de pico total de la instalación de servoprensas PL.

Por ejemplo, entre varias servoprensas dentro de la instalación de servoprensas PL y, en particular, entre la primera servoprensa P1 y la segunda servoprensa P2, el desfase del movimiento del proceso de conformado se ajusta de tal manera que el rendimiento global de la instalación de servoprensas PL ya no es máximo, pero, en lugar de ello, se reducen notablemente potencias de pico, como las que se producen por procesos de conformado simultáneos o sincrónicos en varias servoprensas.

Por ejemplo, este caso se da cuando la instalación comprende transbordadores entre prensas que no tienen posibilidad de compensar un tiempo de transporte más largo con un tiempo de retorno más corto o un tiempo de espera dentro del movimiento de retorno. También son concebibles situaciones en las que los transbordadores individuales y el desfase entre las prensas asociadas en la instalación también se optimizan en cuanto a la potencia de pico total, es decir, si mediante estos transbordadores no se produce una reducción del rendimiento a pesar de que se alarga el tiempo de transporte, y los transbordadores individuales y su desfase entre las prensas asociadas solo se optimizan en cuanto al tiempo de paso.

Un análisis de toda la instalación de servoprensas PL, en el que se determine un desfase óptimo, puede preceder ventajosamente a la planificación de movimiento. Tan pronto como se determine un desfase entre dos servoprensas, se puede iniciar el procedimiento de planificación de movimiento para el sistema de transporte. En la determinación previa de un desfase óptimo, generalmente se efectúa un aumento de un desfase individual entre dos servoprensas, a partir de un desfase mínimo posible debido a las posibilidades de las prensas y los dispositivos de transferencia.

La figura 2 muestra esquemáticamente un controlador de movimiento C para un sistema de transporte TS. De acuerdo con el segundo ejemplo de realización de la invención, el controlador de movimiento C está diseñado como un controlador de movimiento independiente para el sistema de transporte TS, además de otro controlador (no ilustrado) para las servoprensas P1 y P2. La sección de movimiento que define el área fuera de los respectivos espacios de trabajo de prensa puede ser en cada caso individual o diferente para cada dispositivo de transferencia T dentro de una instalación de servoprensas PL, es decir, entre las respectivas servoprensas. Por un lado, la geometría de las dos servoprensas implicadas y, por otro lado, la geometría del dispositivo de transferencia juegan a este respecto un papel importante. Por ejemplo, las dimensiones del propio dispositivo de transferencia T, por ejemplo, la longitud del dispositivo de transferencia T, o las dimensiones teniendo en cuenta, por ejemplo, un elemento de agarre previsto en el dispositivo de transferencia T, son diferentes en cada caso.

Además, incluso aunque las prensas y los dispositivos de transferencia implicados tuvieran la misma geometría, la sección de movimiento fuera de los respectivos espacios de trabajo de prensa puede variar dentro de la instalación de prensas PL porque el material M que se va a procesar tiene diferentes dimensiones como resultado de un proceso de conformado en curso dentro de la instalación de servoprensas PL. Por ejemplo, después de un proceso de conformado, una pieza de trabajo ocupa más espacio en el dispositivo de transferencia T y la sección de movimiento, que describe el área fuera de los respectivos espacios de trabajo de prensa, o el área dentro de la cual el movimiento del dispositivo de transferencia T provoca un movimiento de la estructura global formada por el dispositivo de transferencia T y el producto M que se va a mecanizar fuera de los respectivos espacios de trabajo de prensa, se hace correspondientemente menor.

El controlador de movimiento C de un sistema de transporte TS que presenta varios dispositivos de transferencia dispone de los datos correspondientes de la sección de movimiento asociada para cada dispositivo de transferencia. Por ejemplo, los datos están almacenados en una unidad de memoria 10. Ventajosamente, estos no cambian o apenas cambian durante el funcionamiento de una instalación de servoprensas ^{P l .} La sección de movimiento debe determinarse por separado para cada transbordador T y un conjunto de datos asociado a cada transbordador T debe almacenarse en la unidad de memoria 10 en consecuencia. El almacenamiento puede tener lugar, por ejemplo, cuando se pone en marcha la instalación de servoprensas PL.

La indicación de un período de tiempo para el movimiento dentro de la sección de movimiento se determina en función de la especificación del desfase. Por ejemplo, está especificada una unidad de provisión 20 en el controlador de movimiento 10, que contiene la indicación del período de tiempo. Por ejemplo, la unidad de provisión 20 o el controlador de movimiento 10 son informados de un desfase a través de una máscara de entrada, en función del cual la unidad de provisión 20 determina el período de tiempo, teniendo en cuenta los tiempos que se necesitan para la manipulación de material.

Finalmente, una unidad de cálculo 30 se encarga de calcular una curva de movimiento adecuada para el movimiento dentro de la sección de movimiento. Para ello se tiene en cuenta, en particular, la duración que en el segundo ejemplo de realización de la invención provoca un desfase aumentado deseado para minimizar los picos de potencia. Además, se tienen en cuenta las condiciones límite que deben respetarse, según lo especificado en particular por el movimiento de manipulación de material.

La figura 3 ilustra esquemáticamente un flujo de proceso que describe el procedimiento para planificación de movimiento para un sistema de transporte de acuerdo con un tercer ejemplo de realización de la invención. En una primera etapa S1, a este respecto, se determina una sección de movimiento adecuada fuera de los respectivos espacios de trabajo de prensa de la primera servoprensa y la segunda servoprensa. En una segunda etapa S2 se determinar un período de tiempo para el movimiento dentro de la sección de movimiento y desde la primera servoprensa hasta la segunda servoprensa.

La primera etapa S1 y la segunda etapa S2 se pueden realizar, a este respecto, en cualquier orden. Por ejemplo, la determinación S1 de una sección de movimiento solo se realiza una vez, mientras que la determinación de un período de tiempo S2 se realiza regularmente o a determinados intervalos. Alternativamente, ambas etapas S1 y S2 se pueden realizar con la misma frecuencia.

La primera etapa S1 de determinación de una sección de movimiento puede contener subetapas que comprenden una medición, en particular un dimensionamiento de las particularidades geométricas. Además, la determinación puede tener lugar sobre la base meramente de cálculo a partir de los datos geométricos disponibles o de datos de trayectoria. Como segunda etapa S2, la determinación del período de tiempo puede contener una subetapa que comprende una determinación manual de un desfase adecuado, por ejemplo, basado en pruebas en la instalación de servoprensas en funcionamiento. Además, se puede calcular un desfase óptimo mediante un algoritmo, de modo que la determinación de un período de tiempo comprende el procesamiento del resultado de dicha etapa de cálculo.

El procedimiento descrito para la planificación de movimiento para un sistema de transporte de una instalación de servoprensas suele ir precedido de un procedimiento de optimización que determina el controlador de las servoprensa a la máxima velocidad del sistema de transporte. Por ejemplo, el funcionamiento de la instalación de servoprensas se optimiza para que tenga el mayor rendimiento posible, con los dispositivos de transferencia en particular funcionando lo más rápido posible, de modo que las operaciones de carga y de descarga en particular tarden lo menos posible.

Con tal optimización, se diseña una curva de movimiento para el transbordador, por ejemplo, como se muestra en la figura 4a. El tiempo t se representa en el eje horizontal y la posición x del transbordador se representa en el eje vertical. A este respecto, se elige un período de tiempo T0 del movimiento de transferencia lo más breve posible.

A partir de esta optimización, en la que, por ejemplo, inicialmente solo se puede suponer un conjunto de desplazamientos uniforme para un dispositivo de transferencia, se lleva a cabo de manera ventajosa el procedimiento para la planificación de movimiento de un sistema de transporte de acuerdo con el tercer ejemplo de realización de la invención, en particular teniendo en cuenta un período de tiempo determinado y establecido para el movimiento dentro de la sección de movimiento fuera de los respectivos espacios de trabajo de prensa desde una primera servoprensa hasta una segunda servoprensa.

La figura 4b ilustra esta etapa en la que se determinan las posiciones que limitan o definen la sección de movimiento para el movimiento del transbordador. Para ello se determina, por ejemplo, una primera posición x1, en la que la pieza de trabajo se encuentra justo fuera de la primera servoprensa o sale del primer espacio de trabajo de prensa. Además, se determina una segunda posición, por ejemplo, en la que la pieza de trabajo aún no está en la segunda servoprensa o acaba de entrar en el segundo espacio de trabajo de segunda prensa.

Luego, ilustrado en la figura 4c, la curva de movimiento se adapta a un desfase angular que se ha determinado como óptimo, adaptando la curva de movimiento dentro de la primera posición x1 y de la segunda posición x2. En esta sección, el movimiento se retarda y emplea un segundo período de tiempo T2 en lugar de un primer período de tiempo T1 requerido anteriormente para la sección de movimiento. La curva de movimiento se ajusta, por ejemplo, como una curva con velocidad y aceleración constantes entre las secciones de movimiento del respectivo movimiento de carga y de descarga. Como puede verse en la figura 4c, la curva de movimiento dentro de los respectivos espacios de trabajo de prensa no se ve afectada y, por lo tanto, no se retarda.

Al aplicar el procedimiento propuesto, se optimiza ventajosamente de manera controlada un desfase o desfase angular entre servoprensas dentro de una instalación de servoprensas sin reducir la velocidad máxima alcanzable de la máquina. Para ello, la operación de carga y de descarga en una servoprensa en particular no se ve afectado y se lleva a cabo con la máxima dinámica. Un desfase ajustado adicionalmente como resultado de una optimización se puede compensar reduciendo un tiempo de espera en el movimiento de retorno o realizando el movimiento de retorno más rápidamente. Un retardo controlado fuera del espacio de trabajo de prensa geométrico permite, en particular, un transporte optimizado de productos de mecanizado entre servoprensas de una instalación de servoprensas en cuanto a la gestión de energía de la prensa.

En particular, al determinar un desfase óptimo entre dos servoprensas, los picos de potencia de las prensas se promedian, de modo que los picos de potencia, que son causados por los perfiles de movimiento de las servoprensas, como el frenado o la aceleración, o por la potencia de conformado en sí misma, no se suman desventajosamente. Esto permite optimizar los sistemas de suministro de energía para la instalación de servoprensas. Por ejemplo, la potencia de alimentación o el tamaño del sistema de gestión de energía de la máquina se pueden reducir en la medida de lo posible.

La invención se refiere a una planificación de movimiento para un sistema de transporte de una instalación de servoprensas, a un controlador de movimiento para un sistema de transporte de una instalación de servoprensas y a un producto de programa informático asociado teniendo en cuenta un desfase angular optimizado en cuanto a los picos de potencia.

Aunque la invención se ha ilustrado en detalle y descrito pormenorizadamente mediante los ejemplos de realización, la invención no se limita, así pues, a los ejemplos divulgados, y el experto en la técnica puede derivar otras variaciones y combinaciones a partir de los mismos, sin salirse del alcance de protección de las reivindicaciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la planificación de movimiento para un sistema de transporte (TS) de una instalación de servoprensas (PL), estando previstas en la instalación de servoprensas (PL) al menos una primera servoprensa (P1) y una segunda servoprensa (P2) y presentando el sistema de transporte (TS) al menos un dispositivo de transporte (T) para mover un producto (M) que se va a mecanizar a través de la instalación de servoprensas (PL) y siendo el movimiento del al menos un dispositivo de transporte (T) controlado por un controlador de movimiento (C) del sistema de transporte (TS), caracterizado por las siguientes etapas:

- determinar (S1) una sección de movimiento que se refiere únicamente al área fuera de los respectivos espacios de trabajo de prensa de la primera servoprensa (P1) y de la segunda servoprensa (P2);

- determinar (S2) un período de tiempo para el movimiento dentro de la sección de movimiento y desde la primera servoprensa (P1) hasta la segunda servoprensa (P2);

- calcular (S3) una curva de movimiento para el movimiento dentro de la sección de movimiento en función del período de tiempo determinado, estableciéndose como condiciones límite de la curva de movimiento una primera posición en un primer margen de la sección de movimiento en un instante inicial del período de tiempo y una segunda posición en un segundo margen de la sección de movimiento en un instante final del período de tiempo y

controlar el dispositivo de transporte (T) en función de la curva de movimiento calculada.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la sección de movimiento se determina en función de datos geométricos de la respectiva servoprensa y del dispositivo de transporte y, en particular, adicionalmente, del producto.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en donde el período de tiempo se determina en función de indicaciones sobre un desfase óptimo entre la primera servoprensa (P1) y la segunda servoprensa (P2), refiriéndose el desfase a la separación temporal entre movimientos de prensa análogos de la primera servoprensa (P1) y de la segunda servoprensa (P2).

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en donde como primer criterio para el desfase óptimo se selecciona un período de tiempo mínimo para el paso del producto (M) por la instalación de servoprensas.

5. Procedimiento según la reivindicación 3 o 4, en donde como segundo criterio para el desfase óptimo se selecciona una potencia de pico total mínima de la instalación de servoprensas (PL).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la curva de movimiento describe un movimiento de traslación.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la curva de movimiento describe un movimiento continuo.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la curva de movimiento se describe mediante polinomios, funciones definidas a trozos, tablas de puntos o discos de leva con escala no lineal.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la curva de movimiento describe una transición con aceleración constante entre el movimiento del dispositivo de transporte dentro del espacio de trabajo de prensa de la primera servoprensa y dentro de la sección de movimiento, así como una transición con aceleración constante entre el movimiento del dispositivo de transporte dentro de la sección de movimiento y dentro del espacio de trabajo de prensa de la segunda servoprensa.

10. Controlador de movimiento (C) para un sistema de transporte (TS) de un instalación de servoprensas (PL), que está configurado para controlar el movimiento del sistema de transporte en función de una curva de movimiento calculada, presentando la instalación de servoprensas (PL) al menos un primera servoprensa (P1) y una segunda servoprensa (P2) y presentando el sistema de transporte (TS) al menos un dispositivo de transporte (T) que está configurado para mover un producto (M) que se va a mecanizar a través de la instalación de servoprensas (PL), caracterizado por:

- una unidad de memoria (10) configurada para almacenar datos de una sección de movimiento que se refiere únicamente al área fuera de los respectivos espacios de trabajo de prensa de la primera servoprensa (P1) y de la segunda servoprensa (P2);

- una unidad de provisión (20) configurada para proporcionar una indicación de un período de tiempo para el movimiento dentro de la sección de movimiento y desde la primera servoprensa (P1) hasta la segunda servoprensa (P2);

- una unidad de cálculo (30) configurada para calcular la curva de movimiento para el movimiento dentro de la sección de movimiento en función del período de tiempo determinado, estableciéndose como condiciones límite de la curva de movimiento una primera posición en un primer margen de la sección de movimiento en un instante inicial del período de tiempo y una segunda posición en un segundo margen de la sección de movimiento en un instante final del período de tiempo;

- una unidad de control configurada para controlar el movimiento del sistema de transporte en función de la curva de movimiento calculada.

11. Controlador de movimiento (C) según la reivindicación 10, en donde el controlador de movimiento controla a la vez un movimiento de al menos la primera servoprensa (P1) y/o la segunda servoprensa (P2).

12. Producto de programa informático con un programa informático que presenta medios para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9 cuando el programa informático se ejecuta en un controlador de movimiento según una de las reivindicaciones 10 a 11.