DE10151858A1 - Verfahren zum Einstellen bzw. Überwachen eines Pressen-Werkzeugs und Pressen-Werkzeug bzw. Pressen-Steuereinrichtung dafür - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einstellen eines Pressen-Werkzeugs, bei dem ein Steuerverfahren zum parallelen Steuern einer Vielzahl von steuerbaren Werkzeugeinrichtungen (10-16) erstellt wird (42), das auf einem Ablaufplan für einen Pressenhub für einen Pressenzyklus basiert, wobei Soll-Werte für Werkzeugeinrichtungsparameter bestimmt werden (42) und ein Probe-Hub zum Prüfen des Steuerverfahrens gestartet wird. Zur Rationalisierung des Verfahrens und zur Minimierung von Störungen und Pressenstillstandszeiten wird vorgeschlagen, dass der Probe-Hub als virtueller Hub (43) in einer Rechnereinrichtung (C) simuliert wird. DOLLAR A Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Überwachen eines solchen Pressen-Werkzeugs, bei dem ein Steuerverfahren eine Vielzahl von steuerbaren Werkzeugeinrichtungen (10-16) eines Pressen-Werkzeugs (1) über eine Vielzahl von Pressenzyklen steuert, wobei die Steuerung einzelner der Werkzeugeinrichtungen abhängig von Werkzeug- und/oder Pressgutparametern erfolgt. Um eine längerfristige Überwachung und Analyse von Veränderungen der Presse und/oder des Werkzeugs zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass während des Pressbetriebs zu dessen Überwachung zumindest ein Betriebsparameter erfasst und zum Vergleich mit früher erfassten Betriebsparametern ausgegeben wird (63).

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einstellen bzw. Überwachen eines Pressen-Werkzeuges mit den oberbegrifflichen Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 5 sowie ein Pressen-Werkzeug und eine Pressen-Steuereinrichtung dafür.
• Zum Herstellen von keramischen Artikeln und Presslingen aus keramischen oder metallhaltigen Pulvern und Granulaten werden Pressen mit entsprechend den Presslingen eingerichteten Werkzeugen verwendet, wobei Pressdrücke von bis zu 800 t und mehr eingesetzt werden. Durch die hohen Drücke bedingt findet beim Pressvorgang eine Stauchung der einzelnen Pressen- und Werkzeugkomponenten statt, die eine vorherige endgültige Feinjustierung der erforderlichen Pressdrücke und Höhenjustierungen einzelner Pressstempel des Werkzeugs nur schwer möglich macht. Erschwert wird die vorherige Justierung insbesondere bei Werkzeugen für feinstrukturiert aufgebaute Presslinge, da die Anzahl der gegeneinander verschieden beweglichen Pressstempel bzw. Werkzeugachsen zehn und mehr betragen kann.
• Zur Vorbereitung eines Maschinen-Steuerprogramms für die Presse und das Werkzeug wird in einem ersten Arbeitsschritt eine der Achsenzahl entsprechende Anzahl graphischer Zeichnungen zum Verdeutlichen des erforderlichen Bewegungsablaufs der einzelnen Stempel gegenüber einer Grundebene der Presse oder des Werkzeugs angefertigt. Anhand dieser Diagramme bzw. Zeichnungen wird in einem nachfolgenden Schritt eine Programmierung ähnlich einer CNC-Programmierung, wie sie von Werkzeugmaschinen-Programmierungen allgemein bekannt ist, durchgeführt. Nach der Programmierung wird ein Probehub durchgeführt, um festzustellen, ob die Programmierung korrekt erfolgt ist. Insbesondere aufgrund der zuvor beschriebenen Stauchungsproblematik, aber auch aufgrund der komplexen Bewegungsverläufe der einzelnen Achsen bzw. Stempel zueinander, zeigen sich bei diesem ersten Hub oftmals Fehler oder Ungenauigkeiten bei der Programmierung und/oder Justierung. Entsprechend sind Nachkorrekturen bei insbesondere der Programmierung und weitere Probe-Hübe erforderlich. In nachteilhafter Weise macht diese Vorgehensweise eine Vielzahl von Nothalts bei den ersten Probe-Hüben erforderlich. Insbesondere kann es vor allem bei Probe-Hüben mit eingesetzten Stempeln und in die Matrizenöffnung eines solchen Werkzeugs eingefülltem Pulver bei nicht rechtzeitig erfolgendem Nothalt auch zu Werkzeugbrüchen kommen.
• Ein weiteres Problem bei derartigen Pressen und Werkzeugen dafür besteht darin, dass sich die gesamte Maschine mit der Zeit verändert. Änderungen können sich kurzzeitig durch Verstellungen der Justierungen einzelner Stempel zueinander oder durch Veränderungen bei der Zusammensetzung oder der Beschaffenheit des verwendeten Pulvers bzw. Granulats ergeben. Längerfristige Änderungen können sich aufgrund der hohen Presskräfte ergeben, die auf die einzelnen Werkzeugkomponenten einwirken, insbesondere dadurch, dass die Stempel und weitere Werkzeugkomponenten bei jedem Presshub gestaucht werden. Über längere Zeiträume führt dies dazu, dass die einzelnen Stempel und Werkzeugkomponenten nicht mehr ganz in die ursprünglichen lastfreien Dimensionen zurückfedern. Letztendlich führen derartige Änderungen des Werkzeugs und seiner Komponenten dazu, dass die ursprüngliche Programmierung nicht mehr zu korrekten Pressergebnissen führt. Daher müssen kurzfristige Korrekturen bei der Justierung einzelner Stempel oder der Programmierung innerhalb kurzer Zeiträume, insbesondere innerhalb eines Werkzeugzyklus durchgeführt werden. Da Werkzeuge für bestimmte, häufig benötigte Presslinge über eine längere Zeit immer wieder in die Presse einzusetzen und erneut zu verwenden sind, sind auch längerfristige Änderungen über mehrere Monate oder Jahre hinweg zu überwachen. In nachteilhafter Weise sind nach jedem Einsetzen eines Werkzeugs in die Presse nach einer längeren Stillstandszeit Veränderungen sowohl bei dem Werkzeug und seinen Komponenten selber als auch möglicherweise bei den Komponenten der Presse zu korrigieren. Auch dies macht wieder Probe-Hübe erforderlich, die einerseits mit einer Stillstandszeit der gesamten Anlage und andererseits mit dem Risiko von Werkzeugbrüchen verbunden sind.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verfahren zum Einstellen bzw. Überwachen eines Pressen-Werkzeugs, ein Pressen-Werkzeug bzw. eine Pressen-Steuereinrichtung vorzuschlagen, die eine effektive Programmierung und/oder Überwachung der Programmierung und des Werkzeugs ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 5 bzw. das Pressen-Werkzeug bzw. die Pressen-Steuereinrichtung mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 13 bzw. 14 gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
• Das rechentechnische Simulationsverfahren eines Pressen-Hubs in einer Rechnereinrichtung ermöglicht eine erste Überprüfung des festgelegten Verfahrensablaufs bzw. der entsprechend durchgeführten Programmierung. Ferner kann durch das Erfassen von Betriebsparametern eine Abweichung der Ist-Werte von Soll-Werten festgestellt und entsprechend an dem Werkzeug oder in der Programmierung korrigiert werden. Entsprechend kann die Anzahl von Nothalts oder gar Werkzeugbrüchen deutlich minimiert werden. In vorteilhafter Weise kann durch das Simulieren in einer Rechnereinrichtung bereits vor dem Einbau eines Werkzeugs in die Presse eine optimale Programmierung vorgenommen werden, so dass die tatsächliche Stillstandszeit in der Presse ebenfalls minimiert werden kann.
• Das Bestimmen von Ist-Werten beim virtuellen Probe-Hub ermöglicht einen Vergleich mit zuvor bestimmten Soll-Werten, so dass eine manuelle oder automatische Anpassung des Steuerprogramms durchgeführt werden kann. In zweckmäßiger Weise wird nach einer solchen Anpassung des Steuerprogramms der virtuelle Probe-Hub wiederholt, wobei diese Vorgehensweise durchgeführt wird, bis der Ist- und der Soll- Wert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen.
• Besonders vorteilhaft ist eine automatische Anpassung von Parametern für die Programmierung, wobei auf für sich bekannte Minimierungs- und z. B. iterative oder interpolierende Verfahren zurück gegriffen werden kann. Wenn im Fall einer Abweichung größer als eine vorgebbare kritische Toleranz eine Ausgabe an einen Programmierer oder sonstigen Benutzer erfolgt, kann dieser dann auch eine Überprüfung oder manuelle Korrektur von Parametern vornehmen, bevor eine weitere automatische Anpassung der Programmierung fortgesetzt wird. Dies ermöglicht neben der Berücksichtigung spezieller Werkzeug-spezifischer Parameter auch eine manuelle Korrektur für den Fall einer veränderten Pulver- oder Granulatzusammensetzung.
• Hinsichtlich der eigentlichen Programmierungsmechanismen kann in vorteilhafter Weise auf Prinzipien einer allgemein bekannten CNC-Programmierung zurückgegriffen werden.
• Zusätzlich zur Berücksichtigung der im Vorfeld der Programmierung vorgegebenen Parameter ist es vorteilhaft, während des Erzeugens des Steuerprogramms und/oder während des Probe-Hubs eine Plausibilitätsprüfung hinsichtlich der einzelnen Parameter vorzunehmen. Dabei können insbesondere Wege, Hübe, Positionen einzelner Werkzeugelemente und auf diese einwirkende Kräfte berücksichtigt werden.
• Berücksichtigbar sind aber auch veränderliche Parameter, wie verschiedene Pulver- bzw. Granulatzusammensetzungen.
• In vorteilhafter Weise wird während der Probe-Hübe und auch während des späteren Betriebs eine Überwachung von Betriebsparametern vorgenommen. Dazu können Betriebsparameter zu beliebigen oder auch zeitlich versetzten Zeitpunkten bestimmt oder erfasst werden, um solche Betriebsparameter mit Soll-Werten oder zu einem früheren Zeitpunkt ermittelten Ist- Werten bzw. Betriebsparametern vergleichen zu können.
• In vorteilhafter Weise wird im Fall einer Abweichung größer als einer vorgegebenen Toleranz ein Fehlerprogramm gestartet. Je nach Fehlerauslösung kann das Fehlerprogramm eine automatische Korrektur des Steuerprogramms bzw. der dafür verwendeten Parameter durchführen oder aber auch einen Abbruch des gesamten Betriebs veranlassen.
• Im Falle geringerer Abweichungen beim Betrieb ist jedoch auch lediglich eine Auswertung und Dokumentation der ermittelten Abweichungen durch das Fehlerprogramm möglich. Erfasste Parameter und Abweichungen werden vom Fehlerprogramm zweckmäßiger Weise direkt an einem Maschinensteuerstand, einer zentralen Kontrolleinrichtung oder einer entfernten Stelle angezeigt. Als entfernte Stelle kann insbesondere auch eine Überwachungseinrichtung des Pressen- oder Werkzeugherstellers verwendet werden, zu der die entsprechenden Daten beispielsweise über Telekommunikationsverbindungen kommuniziert werden. Dadurch kann der Hersteller der Presse oder des Werkzeugs eine längerfristige Überwachung vornehmen, um entsprechende Vorbereitungen für zyklische Wartungsarbeiten treffen zu können oder aber grundlegende Probleme der Presse oder des Werkzeugs rechtzeitig erkennen zu können.
• Die Erfassung einzelner Betriebsparameter kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Neben dem direkten Abgreifen von Parametern durch Dehnungs- bzw. Stauchungs- Messstreifen an einzelnen Komponenten können z. B. auch lasergestützte oder sonstige Weg-Messverfahren, Beschleunigungsmessungen, Geschwindigkeitsmessungen der sich bewegenden Komponenten, aber auch Leitfähigkeitsmessungen an einzelnen Komponenten oder an fertiggestellten Presslingen neben den verschiedenen Arten der Druckerfassung durchgeführt werden. Drücke können dabei sowohl rein mechanisch als auch mittels entsprechender Drucksensoren im Hydraulikbereich bei hydraulischen Pressen eingesetzt werden.
• Ein derartiges Referenzverfahren zum Überwachen insbesondere des Werkzeugs ermöglicht somit Aufzeichnen, Dokumentieren und Auswerten erzielter Parameter und Ergebnisse. Ein Vergleich von Werten kann automatisch und/oder händisch anhand von Listen und Diagrammen durchgeführt werden. Neben der Auswertung von Abweichungen sind insbesondere die Erstellung von Empfehlungen für zukünftiges Vorgehen/Konstruieren und der Aufbau einer Datenbank mit Daten über Erfolg und Misserfolg zu verschiedenen Erkenntnissen möglich. Der manuelle Start der Überwachung dient der Feststellung von Änderungen beim Werkzeug oder der Presse nach z. B. längeren Pausen oder Ausbauzeiten dieses Werkzeugs.
• Zum Testen einer Presse als solcher kann neben einem routinemäßig verwendetem Werkzeug auch ein Testwerkzeug bereitgestellt werden.
• Zweckmäßigerweise wird eine Datenbank eingerichtet, die Steuer- und Überwachungsverfahren für jeden einzelnen Werkzeugtyp oder jedes einzelne Werkzeug enthält. Dadurch sind insbesondere herstellerseitig auch beschleunigte Anpassungen an veränderte Werkzeuge durch einen Rückgriff auf Programme vergleichbarer bestehender Werkzeuge möglich. Insbesondere kann anwenderseitig durch einen Rückgriff auf bestehende Daten aus einem länger zurückliegenden Nutzungszyklus eines Werkzeuges auf zwischenzeitliche Veränderungen geschlossen werden.
• Vorteilhafterweise kann somit ein Überwachungs- bzw- Testzyklus bereit gestellt werden, nach dessen Ablauf besondere Analyseverfahren automatisch oder manuell gestartet anlaufen.
• Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Ausschnitt eines Pressenwerkzeugs mit schematisch dargestellten Steuerelementen,
• Fig. 2 ein Ablaufdiagramm für die Programmierung und Durchführung eines virtuellen Hubs und
• Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zum Überwachen des Betriebs einer entsprechenden Presse.
• Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weisen eine Presse bzw. ein darin eingesetztes Werkzeug 1 eine Vielzahl von beweglichen Komponenten auf. Dazu zählt insbesondere eine Grundplatte 10, die zumeist unbeweglich innerhalb eines Werkzeuggestells der Presse gelagert ist. Die Grundplatte 10 dient dazu, eine Vielzahl von einzelnen Platten und Stempelträgern 11 relativ zu dieser Grundplatte 10 beweglich zu lagern. Ferner können direkt auf der Grundplatte 10 und auf den einzelnen weiteren Platten bzw. Stempelträgern 11 einzelne Stempel 12 abgestützt sein, die als Pressstempel zum Verpressen eines Pulvers oder Granulats in einer mit Pulver befüllbaren Matrizenöffnung enden und dort zum formgebenden Verpressen des Pulvers dienen. Zur Bewegung der einzelnen Stempel 12 bzw. Platten und Stempelträger 11 relativ zur Grundplatte 10 dienen Kolben-/Zylinderanordnungen 13, die jeweils eine Zylinderkammer 14 und eine Kolbenstange 15, die darin mit einem entsprechenden Kolbenring eintaucht, aufweisen. Zum Betätigen der Kolben-/Zylinderanordnungen 13 werden die beiden Unterkammern der Zylinderkammer 14 von einer Hydraulikpumpe P aus über Hydraulikleitungen 16 mit einem entsprechenden Hydraulikmedium versorgt.
• Neben dem Einbau einer Kolben-/Zylinderanordnung 13 in der Grundplatte 10 können derartige Kolben-/Zylinderanordnungen 13a z. B. auch direkt in den weiteren Platten oder Stempelträgern 11 angeordnet sein, wie dies anhand des Stempels 12a dargestellt ist, der auf einer entsprechenden Kolbenstange 15a abgestützt ist. Die Bewegung des Stempels 12a relativ zur Grundplatte 10 erfolgt somit über eine Kolbenstange 15b, die in einer entsprechenden Kolben- /Zylinderanordnung 13b in der Grundplatte 10 beweglich gelagert ist und zusätzlich über die Kolben- /Zylinderanordnung 13a, die im Stempelträger 11 angeordnet ist. Es handelt sich somit um zwei miteinander gekoppelte Verstellmöglichkeiten für den Stempel 12a gegenüber der Grundplatte 10.
• Zum Steuern der diversen dafür erforderlichen Hydraulikpumpen P dient zumindest eine zentrale Steuereinrichtung C, die in vorteilhafter Weise mit einem Speicher M zum Abspeichern von Betriebsparametern und Parametern für einzelne Werkzeuge gekoppelt ist. Sowohl die Hydraulikpumpen P als auch die zentrale Steuereinrichtung C und die Speichereinrichtung M können alle oder teilweise Bestandteil des Werkzeugs oder aber auch Bestandteil der Presse oder einer separaten, mit der Presse gekoppelten Bedieneinrichtung sein.
• Um eine Überwachung der einzelnen Bewegungen, Kräfte und dergleichen zu ermöglichen, sind weiterhin diverse Messwertaufnehmer an der Presse und/oder dem Werkzeug 1 und seinen Komponenten angeordnet. Derartige Messwertaufnehmer können beispielsweise Messstreifen 21 sein, die z. B. an einer Kolbenstange 15 zum Erfassen von deren Stauchung beim Press-Hub dienen. Möglich ist auch der Einsatz von Druckaufnehmern 22, die im Bereich der Zylinderkammer 14 den dort herrschenden hydraulischen Druck registrieren. Möglich ist z. B. auch der Einsatz von Druckaufnehmern in Übergangsbereichen zwischen z. B. einer Kolbenstange und einer daran befestigten Platte. Weitere Messwertaufnehmer können beispielsweise Leitfähigkeiten einzelner gestauchter Komponenten oder der fertiggestellten Presslinge bestimmen oder Ultraschall oder Laserstrahlen zur Vermessung von Höhen und dergleichen verwenden. Erfassbar ist auch der zeitliche Ablauf, beispielsweise zum Erfassen der erforderlichen Presszeit vom Einleiten des Verpressens bis zum Ende des Komprimierungsvorgangs.
• Je nach Komplexität des Werkzeugs können einige wenige bis zu mehreren Dutzend und mehr einzelne Komponenten eines Werkzeugs relativ zueinander zu steuern sein. Die Zahl von aufnehmbaren Messwerten kann ebenfalls je nach Ausgestaltung des Werkzeugs von Null bis zu einigen Dutzend und mehr Parametern betragen. Im Rahmen eines Steuerverfahrens oder Steuerprogramms werden in vorteilhafter Weise alle Parameter bezüglich der einzelnen Werkzeugkomponenten und auch alle Parameter, die durch Messwertaufnehmer ermittelbar sind, berücksichtigt.
• Nachfolgend wird ein derartiges Steuerverfahren bzw. Steuerprogramm in zwei Module aufgegliedert beschrieben, die beide auch als eigenständige Steuerprogramme vorteilhaft einsetzbar sind. Fig. 2 stellt dabei ein Steuerprogramm bzw. Modul dar, mit dem eine erste Einstellung und Erzeugung des eigentlichen Steuerprogramms für den Pressen-Hub beschrieben wird. Fig. 3 beschreibt ein Referenzprogramm bzw. ein erweitertes Steuerprogramm, das zum Überwachen der Funktionen und optimalerweise zum Ergreifen von Maßnahmen im Fall von Abweichungen und Fehlern ausgelegt ist. Durchgezogene Linien deuten dabei Verfahrensabläufe an, gepunktete Linien Steuerdaten oder zu speichernde Daten.
• Wie aus Fig. 2 ersichtlich, beginnt mit dem Start 41 des Verfahrens das Programm bzw. Verfahren zum Einstellen eines Pressen-Werkzeugs, wobei als Pressen-Werkzeug nicht nur solche für hydraulische oder mechanische Pulverpressen sondern auch für andersartige Pressen, insbesondere im Pulvermetallurgie- und Keramikbereich, zu verstehen sind.
• In einem ersten eigentlichen Schritt 42 wird ein Ablaufplan erstellt. Der Ablaufplan wird dabei in ein entsprechendes Steuerverfahren umgesetzt, wobei in vorteilhafter Weise Soll- Werte für einzelne Komponenten und messbare Betriebsparameter bestimmt und berücksichtigt werden. Bei der Erstellung des Ablaufplans wird in zweckmäßiger Weise auf eine Vielzahl von Parametern zurückgegriffen, die in einer Speichereinrichtung M hinterlegt sind. Möglich ist auch die separate Erstellung und Hinterlegung eines vollständigen Ablaufplans oder eines entsprechend programmierten Steuerverfahrens bzw. Steuerprogramms in einer Speichereinrichtung, z. B. der Speichereinrichtung M.
• In vorteilhafter Weise wird zur Veranschaulichung und zur Prüfung die Ausgabe der einzelnen Verfahrensschritte und Parameter auf einem Bildschirm und/oder als graphischer Ausdruck für den Betreiber des Werkzeugs bereitgestellt.
• In idealer Weise berücksichtigt das Ablaufverfahren bereits Verfahrensschritte mit Plausibilitätsprüfungen, die ein Überschreiten von zulässigen Grenzwerten oder Drücken verhindern, wie sie beispielsweise in Situationen auftreten können, bei denen die Kolben-/Zylinderanordnung 13a den Stempel 12a bewegt, wobei die Kolben-/Zylinderanordnung 13a wiederum in der durch die weitere Kolben-/Zylinderanordnung 13b bewegliche Platte 11 angeordnet ist.
• Nach der Fertigstellung eines entsprechenden Ablaufverfahrens wird ein Probe-Hub 43 durchgeführt, der nachfolgend auch als virtueller Hub 43 bezeichnet wird. Bei diesem virtuellen Hub 43 werden die einzelnen Bewegungen simuliert, wobei die Ergebnisse als Ist-Werte ausgegeben werden. Vorteilhafter Weise können auch die dabei wirkenden einzelnen Kräfte der verschiedenen Komponenten flächentechnisch berücksichtigt werden. Die Ausgabe kann dabei wahlweise als Zahlenwerte und/oder für visuelle Überprüfungen graphisch erfolgen. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt eine Abfrage 45, bei der die im Rahmen der Ablaufplanerstellung 42 bestimmten Soll-Werte mit den beim virtuellen Hub 43 ermittelten Ist- Werten 44 verglichen werden.
• Liegen einzelne, bestimmte oder alle Ist-Werte außerhalb von zulässigen Toleranzbereichen der zugeordneten Soll-Werte, so wird eine neue Bestimmung oder Anpassung der entsprechenden Parameter oder des Steuerverfahrens in einem weiteren Anpassungsschritt 46 vorgenommen. Die Anpassung kann dabei automatisch, insbesondere iterativ durchgeführt werden, kann aber auch manuell durch manuelle Eingabe neuer Parameter oder Änderung der Verfahrensschritte vorgenommen werden. Möglich ist auch eine Kombination der automatischen und der manuellen Anpassung, beispielsweise wenn für einzelne Parameter vorgegeben wird, dass eine automatische Anpassung zulässig oder nicht zulässig ist. Entsprechend dem Ablaufplanerstellungsschritt 42 werden wieder ideale Soll- Werte bestimmt, sofern sich eine erforderliche Änderung der Soll-Werte herausstellen sollte. Die bestimmten Parameter und Verfahrensschritte werden, wie auch bei der Ablaufplanerstellung 42, auch beim Anpassungsschritt 46 in vorteilhafter Weise in der Speichereinrichtung M hinterlegt.
• Nach der Anpassung im Anpassungsschritt 46 wird das Verfahren je nach Bedarf vor bzw. hinter dem Schritt der Ablaufplanerstellung 42 fortgesetzt und solange wiederholt, bis bei der Abfrage 45 beim Vergleich der Soll- und Ist-Werte bestimmt wird, dass alle Werte im zulässigen Bereich liegen. Für diesen Fall wird ein erster Probe-Hub 47 durchgeführt, der in vorteilhafter Weise optisch überwachbar ausgestaltet ist.
• Nach dem Probe-Hub 47 wird eine Pause 48 in dem Ablaufverfahren vorgenommen, um eine Überprüfung des Presslings und des Werkzeugs vornehmen zu können. Sofern alle Bedingungen erfüllt sind, wird in einem folgenden Abfrageschritt 49 die Ausgabe der einzelnen Parameter, Werte und Verfahrensschritte in die Speichereinrichtung M und/oder die Steuereinrichtung C zum Steuern des weiteren Verfahrensablaufs im Ausgabeschritt 50 vorgenommen, dem das Ende 51 des Verfahrensablaufs zum Einstellen des Pressen- Werkzeugs folgt.
• Für den Fall, dass bei oder nach dem Probehub 47 Mängel beim Pressling und/oder beim Werkzeug festgestellt werden, erfolgt vom Abfrageschritt 49 ein Rückschritt zum Anpassungsschritt 46 oder einem vergleichbaren Anpassungsschritt, um einzelne Parameter und/oder den Verfahrensablauf für die einzelnen Komponenten des Pressen-Werkzeugs entsprechend anzupassen.
• Bei allen Verfahrensschritten, die beim vorstehend beschriebenen Einstellen des Pressen-Werkzeugs beschrieben wurden, ist auch die Berücksichtigung von Plausibilitätsprüfungen und/oder Messwerten, die mit den vorstehend beschriebenen und anderen Messwertaufnehmern erfasst werden, möglich. Während im ersten Teil des Verfahrensablaufs eine virtuelle Berechnung des Ablaufs mit einer virtuellen Ist-Wertbestimmung vorgenommen wird, erfolgt im zweiten Teil des Ablaufs ein Probe-Hub 47, bei dem tatsächlich erfassbare Ist-Messwerte einem Soll-Ist- Wertevergleich zugrunde gelegt werden können. Anzumerken ist, dass der Schritt des Probe-Hubs im Fall eines ideal voreingestellten Ablaufverfahrens im ersten Teil des Ablaufverfahrens optional auch entfallen kann.
• Bei dem weiteren Verfahrensablauf, d. h. beim eigentlichen Herstellen von Presslingen wird mit dem in Fig. 3 dargestellten Verfahrensablauf eine Überwachung der Pressenparameter, der Werkzeugparameter und optional der Presslinggüte vorgenommen. Dabei kann die Überwachung sowohl für kurzfristige Änderungen als auch für langzeitige Änderungen der verschiedenen Parameter verwendet werden. Der nachfolgend beschriebene Verfahrensablauf kann dabei als eigenständiges Verfahren durchgeführt werden, insbesondere eigenständiges Softwareprogramm, kann aber auch in ein Steuerverfahren zum Steuern des Pressens integriert werden und somit Bestandteil des allgemeinen Steuerverfahrens werden. Nachfolgend wird beispielhaft ein Referenzverfahren bzw. Referenzprogramm beschrieben, welches als eigenständiges Programm neben dem eigentlichen Steuerprogramm eingesetzt wird.
• Wahlweise kann nach dem Start 61 bzw. 61a die Eingabe von Referenzparametern 62 oder die Eingabe eines Referenzprogramms 62a in eine entsprechende Steuereinrichtung C vorgenommen werden.
• Sowohl Referenzparameter für ein bestehendes Referenzprogramm, als auch ein Werkzeug-spezifisches Referenzprogramm können dabei manuell eingegeben werden, können aber auch einer Speichereinrichtung M entnommen werden. Die Speichereinrichtung M kann dabei Bestandteil eines Werkzeugs, Bestandteil einer Presse oder eine separate Speichereinrichtung M in einer getrennten Steuereinrichtung sein. Sowohl Referenzparameter als auch ein Referenzprogramm können dabei in vorteilhafter Weise aus einem Verfahren zum Einstellen des Pressen-Werkzeugs entnommen werden, wie dies beispielsweise anhand des Ablaufs von Fig. 2 beschrieben ist. Möglich ist aber auch eine generelle Neubestimmung der einzelnen erforderlichen Parameter und Verfahrensschritte. Die Erzeugung eines Referenzprogramms bzw. von Referenzparametern kann insbesondere auch unter Verwendung von Messwerten erfolgen, die mit dem Einstellen des Pressen- Werkzeugs und/oder während des späteren Betriebs erfasst bzw. ermittelt werden. Insbesondere ist jederzeit eine Abspeicherung der entsprechenden Parameter und Verfahrensschritte in der Speichereinrichtung M zweckmäßig, um zu einem späteren Zeitpunkt Vergleiche mit dann aktuellen Werten durchführen zu können oder um zu einem späteren Zeitpunkt bei einer erneuten Inbetriebnahme des Werkzeugs auf diese Werte zurückgreifen zu können.
• Nach der Bereitstellung des Referenzverfahrens mit den Referenzparametern wird der kontinuierliche Maschinenzyklus überprüft. Die Überprüfung kann dabei kontinuierlich in dem Sinn erfolgen, dass eine fortwährende Überwachung bei jedem einzelnen Pressenhub vorgenommen wird. Möglich ist aber auch eine regelmäßige Überwachung nach einer vorgegebenen Anzahl von Pressen-Hüben oder einer vorgegebenen Zeitdauer zwischen einzelnen Überprüfungsschritten 63. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die Überprüfung nach Bedarf manuell ausgelöst. Nach der Überprüfung 63 eines Maschinenzyklus, bei der Ist-Werte erfasst oder indirekt bestimmt werden, wird ein Vergleich in einer Abfrage 64 vorgenommen, bei dem vorherige Soll-Werte verwendet werden. Die vorherigen Soll-Werte können beispielsweise als Referenzparameter vorgegeben werden oder zu vorherigen Zeitpunkten erfasst bzw. bestimmt worden sein.
• Nach einem solchen Ist-Soll-Vergleich wird für den Fall, dass die Werte innerhalb eines Toleranzbereiches liegen, diese Überprüfung 63 des Maschinenzyklus bis zum Zyklusende 65 fortgesetzt, bevor das Referenzverfahren endet 66.
• Falls bei der Abfrage 64 eine zu große Abweichung zwischen Ist- und Soll-Werten für einzelne oder alle Werte festgestellt wird, wird zweckmäßiger Weise in einer weiteren Abfrage 67 überprüft, ob es sich um eine schwerwiegende Abweichung handelt. Falls nein, wird die Überprüfung 63 des Maschinenzyklus in üblicher Art und Weise fortgesetzt, wobei eine Ausgabe 68 auf z. B. einen Bildschirm oder einen Ausdruck für das Bedienungspersonal erfolgt. Insbesondere werden Abweichungen auch in der Speichereinrichtung M registriert, um für spätere Auswertungen zur Verfügung zu stehen. Für den Fall einer festgestellten schwerwiegenden Abweichung bei der Abfrage 67 kann auch vorgesehen werden, dass der Maschinenzyklus sofort gestoppt 69 wird. Außerdem erfolgt eine Ausgabe 70 auf einen Bildschirm oder ein sonstiges Überwachungsmedium, dies verbunden mit einem Alarm 71, woraufhin das Referenzverfahren bzw. Referenzprogramm beendet wird 72. Ein Neustart wird zweckmäßiger Weise mit dem Neustart des Maschinenzyklus nach Behebung der Störung vorgenommen.
• Für den Fall einer nicht schwerwiegenden Abweichung kann auch vorgesehen werden, dass neben einer Ausgabe 68 für das Bedienungspersonal die Möglichkeit eines manuellen Stopps 73 besteht. Für den Fall eines manuellen Stopps endet der Ablauf des Referenzverfahrens ebenfalls, wobei wiederum eine erneute Aufnahme manuell oder automatisch mit der Fortsetzung des Maschinenzyklus erfolgen kann.
• Insbesondere im Fall eines Alarms 71, aber auch ansonsten, kann neben der Ausgabe von Parametern und Meldungen zusätzlich eine Übertragung der entsprechenden Daten über eine Telekommunikationseinrichtung T zu einer entfernten Überwachungseinrichtung vorgenommen werden. Eine solche entfernte Überwachungseinrichtung kann neben einer Zentrale des Betreibers der Presse bzw. des Pressenwerkzeugs auch der Hersteller der Presse oder des Pressenwerkzeugs sein. Dies dient auf kürzestem Weg einer fortwährenden Überwachung der einzelnen Komponenten durch den Hersteller, der wiederum beim Feststellen einer Störung oder Feststellen einer Veränderung, insbesondere kontinuierlichen Veränderung entsprechende Maßnahmen vorbereiten und durchführen kann.
• Selbstverständlich ist auch eine generelle Übertragung der Werte aus der Speichereinrichtung M mit den einzelnen Referenzparametern und/oder Referenzprogrammen aus der Speichereinrichtung M heraus oder in diese hinein über eine entsprechende Datenfernleitung oder Telekommunikationsschnittstelle T möglich.

Claims (14)

1. Verfahren zum Einstellen eines Keramik- oder Metallpulver- Pressen-Werkzeugs, bei dem
ein Steuerverfahren zum parallelen Steuern einer Vielzahl von steuerbaren Werkzeugeinrichtungen (10-16) erstellt wird (42), das auf einem Ablaufplan für einen Pressenhub für einen Pressenzyklus basiert,
wobei Ziel- oder Soll-Werte für Werkzeugeinrichtungsparameter bestimmt werden (42) und
ein Probe-Hub zum Prüfen des erstellten Steuerverfahrens gestartet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Probe-Hub hinsichtlich zu erwartender Bewegungsabläufe mit dem erstellten Steuerverfahren in einer Rechnereinrichtung (C) simuliert wird (43).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
beim Probe-Hub (43) simulierte Ist-Werte bestimmt werden (44), die mit den Soll-Werten verglichen werden (45), und bei dem
der Probe-Hub (43) mit angepasstem Steuerverfahren (46) wiederholt wird, bis die Abweichung der Ist- und Soll-Werte innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem für einen oder mehrere Parameter im Fall einer Abweichung größer als einer kritischen Toleranz eine Ausgabe (44) an einen Benutzer erfolgt und insbesondere eine Fortführung des Steuerverfahrens bis zu einer erneuten Freigabe mit angepasstem/n Parametern unterbrochen wird.

4. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem das Steuerverfahren in Art einer CNC-Programmierung als Steuerprogramm ausgeführt wird.

5. Verfahren zum Überwachen eines Keramik- oder Metallpulver- Pressprozesses, einer Keramik- oder Metallpulver-Presse und/oder eines Keramik- oder Metallpulver-Werkzeugs, bei dem ein Steuerverfahren eine Vielzahl von steuerbaren Werkzeugeinrichtungen (10-16) eines Pressprozesses oder eines Pressen-Werkzeugs (1) über eine Vielzahl von Pressenzyklen steuert, wobei die Steuerung einzelner der Werkzeugeinrichtungen abhängig von Pressprozess-, Werkzeug- und/oder Pressgutparametern erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
dass während des Pressbetriebs zu dessen Überwachung zumindest ein Betriebs- und/oder Zustandsparameter erfasst und ausgegeben wird (63),
wobei zumindest der eine erfasste Betriebs- und/oder Zustandsparameter mit einem oder mehreren zu zumindest einem früheren Zeitpunkt bestimmten oder erfassten Betriebs- und/oder Zustandsparametern verglichen wird (64).

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem im Fall einer Abweichung größer einer vorgegebenen Toleranz ein Fehlerverfahren (67-72) gestartet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Fehlerverfahren eine automatische Korrektur des Steuerverfahrens durchführt oder einem Benutzer empfiehlt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem Betriebs- und/oder Zustandsparameter, insbesondere Betriebs- und/oder Zustandsparameter größer einer vorgegebenen Toleranz, ausgewertet und/oder dokumentiert (68, 70) werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem als Steuer- oder Referenzverfahren ein Steuerverfahren und/oder Betriebsparameter des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 verwendet werden.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erfassten Betriebsparameter zur Überwachung und/oder Pressenkorrektur an eine Pressen-externe Kontrolleinrichtung kommuniziert werden.

11. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem während des Erzeugens des Steuerverfahrens und/oder eines Probe-Hubs (43, 47) eine Plausibilitätsprüfung, insbesondere eine Plausibilitätsprüfung hinsichtlich Wegen, Hüben, Positionen einzelner Werkzeugelemente und/oder auf diese einwirkenden Kräfte durchgeführt und berücksichtigt wird.

12. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem Einflüsse durch Änderungen des zu verpressenden Materials durch Parameteranpassungen und/oder Anpassungen der Verfahrensschritte berücksichtigt werden.

13. Pressenwerkzeug (1) mit einer Vielzahl steuerbarer Werkzeugeinrichtungen (10-16, C), Messwert- Aufnehmereinrichtungen (21, 22) zum Erfassen von Press- und/oder Werkzeugparametern und einer Steuereinrichtung (C) zum Steuern der Werkzeugeinrichtungen und Überwachen der erfassten Press- und/oder Werkzeugparameter, wobei die Steuereinrichtung (C) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist.

14. Pressen-Steuereinrichtung mit einer Steuereinrichtung (C), wobei die Steuereinrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-12 ausgelegt ist.