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Autoadaptive Minimierung von Stößelschwingungen an Pressen

In Haushaltsgeräten, Kraftfahrzeugen, Computern oder Geräten der Unterhaltungselektronik sind Blechteile enthalten, die in großen Stückzahlen von mehreren Millionen vornehmlich mittels mehrstufigen Werkzeugen in mechanischen Exzenterpressen gefertigt werden. In wenigstens einem Werkzeug wird durch Scherschneiden zwischen einem Schneidstempel und einer Matrize das Blechmaterial getrennt. Der Stößelantrieb der Presse drückt den Stempel in das Blechmaterial, wobei das Maschinengestell und der Stößelantrieb aufgefedert werden. Nach dem Blechabriss und Schnittschlag wird die reibende Eintauchbewegung des Stempels von einer oszillierenden Stößelschwingung überlagert, wodurch der Schwingungsreibweg und damit der Stempelverschleiß erhöht werden. Die Instandhaltung des Werkzeuges führt zu Stillstandzeiten der Presse und verursacht Kosten. Die Verminderung der Stößelschwingungen und damit des Stempelverschleißes ist bei Pressen mit hohen Hubzahlen, womit viele Teile geschnitten werden, von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung. Im Rahmen der im Folgenden beschriebenen Arbeiten wurde ein hochdynamischer, kompakter Linearmotor und ein autoadaptives Regelverfahren entwickelt und erfolgreich erprobt, mittels denen die Stößelschwingungen einer Presse und der Stempelverschleiß deutlich verringert werden. Ein Optimierungsverfahren sucht sukzessive den zeitlichen Verlauf eines Stellsignales für die Linearmotoren, so dass die reproduzierbaren Stößelschwingungen während der Eintauchbewegung des Stempels in das Blech ohne manuellen Eingriff und Parametrierung des Systems autoadaptiv minimiert werden. Das System ist geeignet, ohne Kenntnis von den Regelstreckeneigenschaften, die Schwingungen von reproduzierbaren Prozessen zu minimieren.

Aktualisiert: 2019-10-17

Autor: Bernd-Arno Behrens, Knut Olaf Marthiens

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