Automatisierte Maximierung der Produktionshubzahl bei Schnellläuferpressen mittels Fuzzy-Regler
Eckart Doege, Elmar Engels, Friedhelm Lierath, Frank Meyer
Die Maximierung der Produktionshubzahl bei hydraulischen und weggebundenen Schnelläuferpressen kann durch zwei grundsätzlich unterschiedliche Lösungsansätze für diese beiden Maschinentypen erreicht werden.
Bei der hydraulischen Presse hat sich gezeigt, daß die Maschine selbst die begrenzende Einflußgröße für die maximale Produktionshubzahl ist. Anhand einer Analyse der einzelnen Bewegungsphasen über den gesamten Stößelhub konnte gezeigt, daß in einigen Phasen des Stößelhubes durch eine intelligente prozeßabhängige Regelung anstelle einer fest eingestellten Steuerung des hydraulischen Volumenstroms eine Verkürzung der Taktzeit erreicht werden kann. Für den Reglerentwurf wurde eine Modeliierung des Bewegungsmodells der hydraulischen Pressen vorgenommen.
Dazu wurden die Pumpe, die Ventile, der Arbeitszylinder, die Eilgangzylinder und die Stößelmasse in ein mathematisches Modell abgebildet. Nach einem Abgleich dieses Modells mit der realen Presse wurde ein Fuzzy-Regler entwickelt, der den hydraulischen Volumenstrom der Konstantpumpe in der Rückhubphase in Abhängigkeit des Stößelweges und der Hubhöhe regelt. Durch diese Regelung wird die Rückhubphase und damit auch die gesamte Taktzeit reduziert.
Bei weggebundenen Schnelläuferpressen mit modernen Folgeverbundwerkzeugen sind die Werkzeuge die begrenzende Einflußgröße für die maximale Produktionshubzahl ist. Es konnte gezeigt werden, daß die automatisierte Einstellung der Produktionshubzahl in Abhängigkeit der dynamischen Prozeßgrößen Stößelbeschleunigung und Stößelkippung bei weggebundenen Schnelläuferpressen möglich ist. Neben einer manuellen Einstellung kann die Presse erstmals im Automatikbetrieb mit einer prozeßabhängigen Produktionshubzahl fertigen. Durch Aktivierung der Hubzahlautomatik in der Pressensteuerung fährt die Maschine vom Stillstand aus prozeßgeregelt bis auf die optimale Produktionshubzahl hoch.
Anhand verschiedener Belastungsfälle konnte gezeigt werden, daß der Fuzzy-Regler zu einem stabilen und reproduzierbaren Anlauf einer Produktionspresse unter Einhaltung der Qualitätskriterien des Bauteils geeignet ist. Für die Entwicklung des Fuzzy-Reglers wurde ebenfalls wieder ein dynamisches Simulationsmodell der weggebundenen Presse aufgestellt, daß die bewegten Massen, die Steifigkeiten und die Dämpfung der Maschine berücksichtigt.
Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht.
