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EFB-Forschungsbericht Nr. 75-1

Technologiewandel in der Blechumformung, Band 1 Umformmaschinen und Werkzeuge (Forschungsergebnisse aus dem BMFT-Verbundprojekt "Blechumformung" (1990-1994)

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Verfasser:
Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung (Hg.): Dipl.-lng. M. Caesar, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen, Universität Hannover, Dipl.-lng. M. Schlegel, Dipl.-lng. E. Dannenmann, Institut für Umformtechnik, Universität Stuttgart, Prof. Dr.-lng. habil. R. Neugebauer, Dipl.-lng. (FH) A. Müller, Fraunhofer-lnstitut für Umformtechnik und Werkzeugmaschinen, Chemnitz, Prof. Dr.-lng. H. Hoffmann, Dipl.-lng. A. Bareis, Schuler Pressen GmbH, Göppingen, Prof. Dr.-lng. Dr. h.c. G. Pritschow, Dipl.-lng. M. Göckler, Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen, Universität Stuttgart, Dipl.-lng. A. Zabel, Dipl.-lnform. B. Dambacher, Dipl.-lnform. A. Gräble, Dipl.-lng. E.Kurz, Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement, Universität Stuttgart, Dipl.-lng. J. Rauschenberger, Prof. Dr.-lng. Schwager, Fa. Rauschenberger Metallwaren, Asperg, Prof. Dr.-lng. H. Schnauber, Dipl.-lng. S. Brauer, Dipl.-lng. C. Treier, Lehrstuhl für Arbeitssystemplanung und - gestaltung, Ruhr-Universität Bochum

579 Seiten (Sw 311, teils farbige Abb., 27 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-127-7

Preis (Digital) EUR 102,00

Preis (Print) EUR 114,50

Schlagworte: lärmarm, Schwingung, Regler

Zusammenfaasung

TI - Regelung von Funktionsgrößen an einer Ziehpresse

Um die Voraussetzungen zur sinnvollen Modernisierung von Blechpressen zu schaffen, ist im Rahmen des BMFT-Verbundprojektes "Blechumformung" ein Konzept entwickelt und in die Praxiserprobung geführt worden, das es erlaubt, ältere Pressen mit moderner Regelungstechnik nachzurüsten. Hierzu ist bei der Problematik der notwendigen Anpassungen der Maschinenparameter und deren sinnvoller Optimierung bei Werkzeugwechsel und Wiederanlauf der Produktion anzusetzen.

Es können die Einstellmöglichkeiten von Umformmaschinen (hier bei der doppeltwirkenden Ziehpresse ZS1 000 der Firma Maschinenfabrik Müller-Weingarten AG) erst dann genutzt werden, wenn die Informationen über den Umformvorgang und die Umformmaschine sinnvoll mit den Meßwerten der aktuellen Prozeßparameter und den Erfahrungen der Einrichter, Werkerund des Werkzeugbaus verknüpft werden.

Prinzipiell läßt sich jede Umformmaschine mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung nachrüsten, die mittels Verarbeitung der o.g. Informationen Stellvorgänge und Optimierungen der Sollwerte von Prozeßregelkreisen vornimmt. Bei moderneren Pressen sind die erforderlichen Sensoren teilweise schon vorhanden und müssen gegebenefalls nur ergänzt werden. Gleiches gilt für die Steuerungstechnik der Pressen.

Hierbei ist im Fall einer schon mit SPS ausgestatteten Presse die Nachrüstung mit einer Hardware zur rechnergestützten Optimierung sicherlich kostengünstiger zu realisieren, wenn eine zweite Steuerung zusätzlich zu der bereits vorhandenen installiert wird.

Da sich in der Industrie eine große Zahl von Pressen aus "mehreren Generationen" im täglichen Einsatz in der Produktion befindet, läßt sich bei erfolgreicher Realisierung dieses Projektes ein gewisser Bedarf ausmachen, um die von den Pressenbetreibern gestellte Forderung nach einer Nutzungsdauer von 30 - 40 Jahren für derartige Pressen und Pressenstraßen zu erfüllen und zu vereinbaren mit den Anforderungen und Möglichkeiten moderner Automatisierungstechnik.
Das erarbeitete Konzept läßt sich sinnvoll auf alle Pressen übertragen, deren technischer Stand im Bereich der manuellen Bedienung der Einstellgrößen anzusiedeln ist.

D.h. die Einstellung von Maschinenparametern erfolgt über Schalter, Hebel, Handräder etc. , die Anzeige von Zuständen, Störungen und Meßgrößen über Lampen und Zeigerinstrumente und die Steuerung über Nockenschaltwerke und Schütze. Die konstruktionsbedingt notwendigen Anpassungen an der Optimierungssoftware und den Reglerparametern können durch die erstellte Simulationstechnik vorab bestimmt werden. Kostenträchtige Versuchsreihen an der Maschine können dadurch auf das notwendigste reduziert werden.

Teil II-1 Kippungsfreie Presse/ Kippungsfreie Werkzeug Kippungsfreie Presse

Das Teilprojekt "Kippungsfreie Presse" des Verbundprojekts Blechumformung hat dazu geführt, daß eine in vielen Punkten beispielhafte hydraulische Universalpresse dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen der Universität Hannover zur Verfügung steht. An dieser Presse sind alle Komponenten mechanisch zugänglich, das Hydrauliksystem und die speicherprogrammierbare Steuerung können, da vollständig beschrieben, jederzeit für weitere Untersuchungen genutzt und mit verhältnismäßig geringem Aufwand modifiziert werden. Hierdurch wird es möglich, in Zukunft nicht nur detaillierte Untersuchungen am Umformprozeß sowie an der Wechselwirkung "Maschine - Werkzeug - Werkstück" durchzuführen, sondern auch die Ergebnisse von Simulationen und Optimierungsrechnungen direkt in der Praxis zu testen und zu verifizieren. Dies kann durch Austausch oder Ergänzung von Hydraulikelementen ebenso realisiert werden wie durch Austausch oder Ergänzung von Sensoren und Regelalgorithmen der SPS.

6.1 Ansatzpunkte für weiterführende Arbeiten.

Die entwickelte hydraulische Stufenpresse ist in der Lage, die Störgrößen Kippung und Schnittschlag bei geringstmöglichem konstruktiven Aufwand in einem ausreichenden Maße zu eliminieren. Zusätzlich wurde beim Tiefziehen ein erhebliches Potential zur Energieeinsparung erschlossen, jedoch können beim Kippungsausgleich noch Reserven bezüglich der Energieeinsparung nutzbar gemacht werden.

Eine mögliche Lösung ist der vorgestellte Zahnradmengenteiler. Beim bisherigen Kippungsausgleich mit Plungerzylindern wird eine Parallelhaltung durch Regelung des ausströmenden Ölvolumens erzielt. Bei höheren Geschwindigkeiten stellt sich jedoch ein Druckverlust auch dann ein, wenn keine Parallelhaltung erforderlich ist.

Dies läßt sich umgehen, wenn größere Regelventile eingesetzt werden. Dabei wird man mit der Tatsache konfrontiert, daß mit zunehmender Ventilgröße die Stellgeschwindigkeit für den Ventilkolben abnimmt. Abhilfe kann hier durch eine vorausschauende Regelung erzielt werden. Dabei werden die "Erfahrungen der Steuerung" aus den jeweilig letzten Pressenhüben (Belastung des Stößels und dabei auftretende Kippung) in der Steuerung so ausgewertet, daß das Ventil bereits vor Auftreten einer Kippung rechtzeitig angesteuert wird.

Die Feinregelung übernimmt dann ein kleines und damit sehr schnelles Regelventil. Eine einmal erstellte Software kann beliebig oft in weitere Steuerungen implementiert werden, ohne einen Mehraufwand betreiben zu müssen. Im weiteren Forschungsprojekten wird deshalb daran gearbeitet, auf voraussehbare Stößelbelastungen durch den Umformvorgang mit vorherreagierenden Regelungsstrategien (Prädiktivregler) zu antworten. Dadurch kann bei vermindertem konstruktivem Aufwand eine bessere Einhaltung vorgegebener Kippungsgrenzwerte ermöglicht werden.

6.2 Stufeneinsparung durch Einsatz hydraulischer Pressen

Die Erhöhung der Flexibilität bei der Herstellung von Blechteilen ist eine permanente Forderung an mittelständische Unternehmen. Unter den Randbedingungen begrenzter, nicht beliebig verfügbarer Maschinenkapazitäten kommt der Einsparung von Bearbeitungsstufen eine wachsende Bedeutung zu. Hydraulische Pressen haben hier den Vorteil, auf differenzierte Anforderungen an Kraft-Weg-Verläufe verschiedener Umformverfahren maßgeschneiderte Lösungen anbieten zu können. Damit ist eine wesentliche Voraussetzung für die Erhöhung der Funktionsdichte in Umformwerkzeugen gegeben. Es ist möglich, den Stößel in seiner untersten Stellung anzuhalten und mit separat angetriebenen Hydraulikeinheiten bestimmte Umformoperationen auszuführen. Es ist so beispielsweise das Einbringen seitlicher Lochungen am Ende einer Ziehoperation möglich (Bild 33). In ähnlicher Weise ist die Erstellung von Biegekanten oder auch die Fertigung von Prägeformen möglich. Der Hersteller von Blechformteilen wird damit in die Lage versetzt, Pressenkapazität, Werksfläche, Bearbeitungs- und Transportaufwand wirkungsvoll zu optimieren.

6.3 Empfehlungen für den Konstrukteur

Die Stollenführungen von Werkzeugen entsprechen überwiegend einem sinnvollen Kompromiß zwischen konstruktivem Aufwand, Einbauraum und der Forderung nach Eliminierung des horizontalen Versatzes. Machen die Genauigkeitsanforderungen an die Steifigkeit und Führungsgenauigkeit der Umformmaschine und an die Mehrstufenwerkzeuge eine Reduzierung der Kippung nötig, so ist die Ausrüstung mit aktiven hydraulischen Ausgleichselementen unverzichtbar. Eine rein mechanische, konstruktive Verbesserung der Führungen im Werkzeug selbst kann hier nur geringe Verbesserungen bringen aufgrund der ungünstigen Hebelarme. Eine Optimierung der Stollen- und Säulenführungen im Umformwerkzeug z.B. mit der "Finite Elemente Methode" ist wegen der Vielfalt der zu betrachtenden Werkzeuge der Blechumformung und des Aufwandes der bei jedem einzelnen Werkzeug anfallenden Modellbildung als nicht sinnvoll zu betrachten.

Weitere Empfehlungen in Kurzform:
1. Die Kippungskompensation muß Meßfehler korrigiert sein, da ansonsten die Linearitätstehler der Stößelwegsensoren auch ohne außermittige Belastung durch den Umformprozeß eine Verspannung des Stößels gegen die vermeintliche Kippungsnulllage erzwingen
2. Die Kippungskompensation muß Stößelführungsfehler-korrigiert sein
3. Die Pressensteuerung muß eine Not-Aus-Auslösung durchführen, wenn ein Grenzwert der Kippung überschritten wird
4. Die System-Totzeiten sind zu minimieren. Die Kippungskompensation muß schnell sein
5. Ein Optimum der Kippungskompensation ist erreichbar, wenn die Reglerverstärkung des PID-Reglers in Echtzeit als abhängige Größe in der SPS gebildet wird: f(Höhe der Ölsäule, Vstößel)
6. Ein Optimum der Kippungskompensation ist erreichbar, wenn der I-Anteil als abhängige Größe in Echtzeit in der SPS gebildet wird: f(Totzeiten, Vstößel)
7. DenD-Anteil sehr klein wählen, wegen des hochfrequentenRauschensauf den Wegsignalen. Ursache sind die nicht synchronisierten Weggeber-Abtastzeiten und die Weggeber-Übertragungsprotokolle über serielle SSI-Signale in die SPS.
8. Die Regler-Stabilitätsgrenze muß in Abhängigkeit der Pressenabmessungen, - konstruktion und der verwendeten Hydraulik ermittelt werden.
9. Alle Versuche und Simulationen bei größter Stößelgeschwindigkeit durchführen, da hier die Verhältnisse am kritischsten sind und die Regelgüte am schlechtesten
10.Die Gesamtverstärkung sollte proportional zum Hebelarm der Kippungskompensationszylinder gewählt werden 11.Die Kraftmessung wird genauer, wenn Massenkräfte von Stößel inkl. Oberwerkzeug mitberücksichtigt werden

II-2 Universalpresse


II-2.1. Aufgabenstellung, wissenschaftlich-technischer Stand, Pressenkonzept
II-2.2. Entwicklung, Konstruktion und Realisierung der Presse

Insgesamt haben sich die für diesen Versuchsträger entwickelten und eingebauten
Funktionen
• Hubverstellung
• Kippungskompensation
• Zusatzbewegung des Stößels
• Kupplungs- und Bremskombination mit Planetengetriebe
• Verschiebeeinrichtung der Aufspannplatte
voll bewährt. Je nach Anforderung können diese Einrichtungen zukünftig in PressenSystemen unterschiedlicher Anwendungsbereiche sowohl einzeln oder als Kombination eingesetzt werden.

II-2.3. Regelkreise für die Zusatzbewegung des Stößels, Kippwinkelkompensation und Aufspannplattenverschiebung

Ziel dieser Neuentwicklung ist es, die Vorteile von mechanischen und hydraulischen Pressen zu vereinigen und dadurch die Produktivität, Flexibilität und Teilequalität zu verbessern. Die Maschine besitzt sowohl einen mechanischen Exzenterantrieb als auch einen hydraulisch angetriebenen Stößel. Die beiden Antriebe sind mechanisch in Reihe geschaltet. Durch den so gewonnenen zusätzlichen Freiheitsgrad kann das Bewegungsprofil des Exzenterantriebs gezielt verändert werden. Um die bei außermittigem Kraftangriff auftretenden Stößelkippungen zu kompensieren, besitzt der hydraulische Stößel vier Zylinderantriebe an seinen Ecken.

Horizontale Verformungen der Presse, die zu einem Versatz von Werkzeugober- und unterteil führen, können mit Hilfe einer gesteuert verschiebbaren Aufspannplatte für das Werkzeugunterteil ausgeglichen werden.

Ausgehend von der Exzenterbewegung des mechanischen Stößels (Oberstößel) wird ein Sollwertprofil für den Unterstößel berechnet, bei dem das Werkzeugoberteil an einer definierten Position über dem tiefsten Profilpunkt mit einer programmierbaren Geschwindigkeit auf dem Werkstück aufsetzt. Nach Durchlaufen des unteren Totpunktes (UT) fährt der Stößel nicht sofort wieder nach oben, sondern verharrt zum Nachprägen kurzzeitig in seiner tiefsten Position. Um den Aufsetzpunkt genau zu treffen, muß der Antrieb dem Sollwert schleppabstandsfrei folgen.
Bei mehrstufigen Werkzeugen werden meist auch Schneidoperationen durchgeführt. Die dabei auftretenden sehr hohen Kraftänderungsgeschwindigkeiten sind die wesentliche Ursache von Regelabweichungen bei hydraulischen Antrieben. Lage- und Parallelitätsregelung sind daher auf gutes Störverhalten optimiert.

Beim Entwurf der Steuerung war die Integration verschiedenster Komponenten wie
 - SPS,
- Steuerung und Regelung des hydraulischen Zusatzstößels,
- Ziehkissensteuerung und
- Diagnosesystem
in eine Gesamtkonzeption sowie die Möglichkeit der Anbindung an einen übergeordneten Zellen oder Leitrechner zu berücksichtigen. Entstanden ist eine Steuerung, die hard- und software- mäßig modular aufgebaut ist und deren Komponenten über unterschiedliche Kommunikationsmechanismen Daten und Signale austauschen.

Zwischen der Exzenterbewegung und dem hydraulischen Stößel besteht eine Zwangskopplung (elektronisches Getriebe). Der Drehwinkel der Kurbelwelle wird über einen hochauflösenden inkrementellen Drehgeber gemessen. ln Abhängigkeit dieses Kurbelwinkels wird der Lagesollwert des Zusatzstößels aus einer Tabelle gelesen.
Ein nichtkausales Vorfilter gewährleistet Schleppabstandsfreiheit bei konstanter Geschwindigkeit für eine lineare Regelstrecke. Bekanntermaßen sind hydraulische Antriebe jedoch i.a. stark nichtlinear.

Die wesentliche Nichtlinearität besteht hier in der Abhängigkeit des Ölvolumenstroms vom treibenden Druckgefälle am Ventil. Dies führt zu einer druckabhängigen Streckenverstärkung, wodurch u.a. das Vorfilter verstimmt wird. Das Führungs- und Störverhalten läßt sich deutlich verbessern, wenn Nichtlinearitäten der Regelstrecke im Rechner kompensiert werden.
Dadurch wird stationär eine in weiten Bereichen konstante Streckenverstärkung erzielt. Die Güte des oben genannten Vorfilters wird stark verbessert. Es läßt sich außerdem zeigen, daß die Laststeifigkeit im Regelkreis durch diese Maßnahme gleichfalls erhöht wird. Äußere Kräfte verursachen dann geringere Regelabweichungen.

Wie sich bei den ersten Untersuchungen an der Maschine gezeigt hat, ist bei der Reglerstrukturauswahl eine achsübergreifende Betrachtungsweise nötig. Den drei Freiheitsgraden des Stößels (vertikale Position und zwei Kippwinkel) stehen vier geregelte Achsen als Aktoren gegenüber.

Das System ist also überbestimmt Über einen zu den Lage- und Parallelitätsreglem parallel geschalteten Druckregler kann eine geeignete Beziehung zwischen den Preßkräften hergestellt werden, so daß sich immer ein definierter Systemzustand einstellt.

Um das Regelverhalten bei hochdynamischen Störungen zu verbessern, werden parallel zu den Hauptventilen mit großem Nenndurchfluß zusätzlich schnelle Servoventile eingesetzt. Die Hauptventile werden mit der Stellgröße des Lage- und Druckreglers beaufschlagt. Sie gewährleisten gutes Führungsverhalten und gleichmäßige Druckverteilung. Die Stellgröße des Kippungsreglers wird nur auf die Zusatzventile geschaltet. Besonders bei hohen Druckanstiegsgeschwindigkeiten in Verbindung mit außermittigem Kraftangriff ergeben sich dadurch Verbesserungen im Regelverhalten.

Um den Kippfehler weiter zu verringern, können Störungen anhand des Regelverhaltens früherer Arbeitszyklen prädiziert werden. Nach einem Lernhub sind die Bearbeitungskräfte bzw.
die Reaktion des Regelsystems darauf bekannt, und es kann in den folgenden Arbeitshüben bereits vorab auf auftretende Störgrößen reagiert werden.

II-2.4. Hydraulische Zieheinrichtung im Pressentisch

Die erfolgreiche Entwicklung und Erprobung der hydraulischen Zieheinrichtung für die mechanisch-hydraulische Universalpresse hat gezeigt, daß hydraulische Zieheinrichtungen, die bislang vorwiegend bei Großteilstufenpressen eingesetzt wurden, auch bei Pressen kleiner und mittlerer Nennkraft vorteilhaft zur Anwendung kommen können.
Bewährt hat sich insbesondere das Konzept des modularen Aufbaus als Mehrpunktzieheinrichtung.

Dieses Konzept erlaubt es, die Zieheinrichtung an die räumlichen Gegebenheiten in der Presse anzupassen, die Lage der Ziehstufe beliebig festzulegen, Blechhalter unterschiedlicher Form optimal abzustützen und Blechhalterpressungen im Ziehteilflansch differenziert aufzubringen. Im Rahmen des Projekts wurden Niederhalterblöcke mit einem oder zwei Modulen entwickelt. Blöcke mit mehr als zwei Modulen lassen sich im Bedarfsfall ohne weiteres realisieren.

Ein weiterer Vorteil des modularen Aufbaus der hydraulischen Zieheinrichtung besteht darin, daß sie auch als Nachrüstlösung geeignet ist, mit der sich die bei Pressen älterer Bauart vorhandenen pneumatischen Zieheinrichtungen ersetzen lassen.

Bei der jetzigen Ausführung der Zieheinrichtung können die Niederhalterblöcke zwar automatisch im Pressentisch verschoben werden, eine Änderung der Blockzusammenstellung muß aber manuell durch Ausbau der Niederhalterblöcke aus der Presse vorgenommen werden. ln einer weiteren Ausbaustufe ließe sich auch die Änderung der Blockzusammenstellung automatisieren. Das könnte dadurch geschehen, daß für jede Blockart ein Blockspeicher angelegt wird, aus dem die Niederhalterblöcke in der jeweils benötigten Reihenfolge abgerufen und in die Presse eingefahren werden.


II-2.5. Technisches Unterstützungssystem für Diagnose und Wartung


Für die Universalpresse wurden eine Vielzahl von Steuereinheiten zur Bedienung und Überwachung der verschiedenen Anlagenkomponenten geschaffen. Jede dieser Steuereinheiten präsentiert sich dem Bediener durch ein eigenes Bedienfeld bzw. einen eigenen Bildschirm. Diese Anordnung entspricht der Funktion der Maschine als Erprobungsträger für verschiedenartige Baugruppen.
Für eine Ausführung als Produktionsmaschine ist dieser Zustand unter arbeitswissenschaftlichen Gesichtspunkten nicht zufriedenstellend. Zum einen ist es dadurch erschwert, einen Gesamtüberblick über den Zustand der Anlage zu gewinnen.
Zum anderen sollte dem Bediener ein einziger, zentraler Arbeitsplatz mit einer einheitlichen Benutzerführung zur Verfügung stehen, von dem aus er sowohl überwachend als auch steuernd tätig sein kann.

Dies würde bedeuten, alle Steuereinheiten also auch die SPS von demselben System aus unter einer einheitlichen Benutzungsoberfläche anzusteuern. Aufgrund der offenen Architektur sowie der eigenständigen Dialogführung des Systems ist dies ohne Probleme möglich.
Viele Maschinenbediener verfügen lediglich über geringe Kenntnisse der deutschen Sprache. Es wäre daher wünschenswert, das System auf eine andere Sprache umstellen zu können. Auch dies kann durch die modulare Systemarchitektur und die getrennt verwaltete Wissensbasis, deren Texte dann in den verschiedenen Sprachen abgelegt wären, ohne allzu großen Aufwand erreicht werden.
Weitere positive Ergebnisse in der Diagnostik und Fehlerfrüherkennung kann von der Kombination von Kraftverläufen und Körperschallmessung und deren gemeinsamer Analyse erwartet werden, da eine Kraftmessung alleine keine Rückschlüsse auf kleine Beschädigungen oder Abnutzung zuläßt.

II-2.6. Erprobung mit Serienwerkzeugen


Die mechanisch-hydraulische Presse wurde mit Serienwerkzeugen erprobt. Es wurden 6 verschiedene Werkstücke in 8 Werkzeugen unter Praxisbedingungen eingesetzt. Die Erprobungsergebnisse sind positiv. Die zu erprobenden Einzelaggregate:
•    Kippungsausgleich Pressen-Stößel
•    Reduzierung Auftreffstoß
•    Horizontal verschiebbarer Pressen-Tisch
•    Neue Zieheinrichtung
•    Sensorik
haben Ihre Bewährungsprobe bestanden.

Die geplanten Vorteile höhere Produktivität und Qualität sind realisierbar. Die Maschine ist insgesamt 1925 h ohne wesentliche Störungen gelaufen. Auch die Zusatzeinrichtungen wie Transfer Greiferzangenvorschub, Platinenlader und Werkzeugwechselwagen haben sich bewährt.
Die Kombination von Kraftaufnehmern und Körperschall kann eine weitere Erhöhung der Prozeßsicherheit mit sich bringen.
Weiterführende Forschungsarbeiten im IFU-Stuttgart sollten die erreichten Ergebnisse festigen und zu weiteren neuen anwenderfreundlichen Lösungen führen.

Teil II-2. Interaktion Mensch-Maschine

An mechanischen und hydraulischen Pressen wurden die Lärm- und Vibrationsbelastungen unter arbeitsgestalterischer Sicht untersucht. Im Einzelnen sind dazu folgende Punkte erarbeitet worden:

  • Überblick über die Arbeitsumgebungsfaktoren mit detaillierter Betrachtung der Bereiche Lärm und mechanische Schwingungen.
  • Ausarbeitung eines Meßkonzeptes samt Meßblätter in Anlehnung an die DIN Norm und VDI-Richtlinie.
  • Messungen und Meßbericht mit entsprechender Auswertung und Diskussion der Ergebnisse.
  • Darstellung der Maßnahmen zur Minderung der Belastung durch Lärm und mechanische Schwingungen, sowohl allgemein als auch im direkten Bezug auf die gemessenen Pressen.
  • Abschließende Überlegungen zu den Messungen, Meßkonzepten und den gemessenen Größen.
  • Obwohl die angestrebten Emissionsmessungen mit den zur Verfügung stehenden Mitteln nicht in allen Punkten die Vorgaben der DIN 45635 erfüllen konnten, sind dennoch einige grundlegende Zusammenhänge deutlich geworden. So können die folgenden interessanten Ergebnisse den Messungen entnommen werden.
  • Das Baujahr hat keinen bestimmenden Einfluß auf die Lärmentwicklung der Pressen. Ein Ergebnis, zu dem bereits G. Matitschka und G. Wischmann {[22] u. [34]) gelangt waren.
  • Mit Einschränkungen ist der mechanische Antrieb für die Lärmentwicklung im Leerlauf günstiger als der hydraulische Antrieb. Unter Last kann kein Unterschied festgestellt werden, der auf die Art des Antriebs zurückzuführen  wäre.
  • Die Kapselung des Werkzeugraumes zeigt an der Universalpresse, besonders im Vergleich zur Presse bei HJS, für die Lastgeräusche eine eindeutige Wirkung. Im Leerlauf wird eine wünschenswerte Wirkung nicht erreicht. Dies zeigt, daß zwei verschiedene primäre Lärmquellen vorhanden sein müssen.
  • Für die Beurteilung des Preßkrafteinflusses auf die Lärmentwicklung ist die Datenbasis zu schmal. ln Anlehnung an die Erfahrungen an Schneidpressen {[22] u. [34]) und dem Ergebnis des Abschnittes 4.4.3. sollte dennoch von einem entsprechendem Einfluß ausgegangen werden können.
  •  Material und Werkzeug haben im Gegensatz zum Schneiden auf Pressen keinen bestimmenden Einfluß auf die Lärmentwicklung.

Im Bezug auf die Lärmentwicklung der Universalpresse wird deutlich, daß das Entwicklungsziel auf eine Verbesserung der Flexibilität, Verfügbarkeit und Ausbringung ausgerichtet war, was im Aufsatz von H. Hoffmann [1 0] so auch beschrieben wurde.

Die Ergebnisse der Schwingungsmessung waren an allen gemessenen Pressen erfreulich. Es liegt mit Sicherheit keine relevante Belastung durch mechanische Schwingungen vor. Aus arbeitswissenschaftlicher Sicht sind die maximal gemessenen Keq-Werte (energieäquivalenter Mittelwert in z-Richtung) von - 0,4 (max Kτmax = 1 ,4) unkritisch, zumal, mit Ausnahme von Arbeitsplätzen auf Bühnen und Plattformen, erfahrungsgemäß in Gebäuden keine gesundheitsgefährdenden Schwingungsbelastungen auftreten [15a]. Durch die Integration der Pressen in anderer Arbeitssysteme, durch stoßhaltige Schwingungen oder durch längere Einwirkungszeiten könnten aber durchaus kritischere Werte im Sinne der VDIRichtlinie 2057 Blatt 4.1 erreicht werden, insbesonders wenn im Rahmen von modernen Arbeitsstrukturen (z.B. job-enlargement etc.) Kontroll- und Prüftätigkeiten am Arbeitsplatz eingeführt werden .Die lmmissionsmessung des Lärms zeigt, daß für den Bereich der Blechumformung, nach heutigem Stand der Technik (s. VDI-2058, BI. 2-3, u. UVV-Lärm), die Lärmbelastung aller Wahrscheinlichkeit nach kein gesundheitsgefährdendes Problem darstellt. Der Grenzwert für den Beurteilungspegel darf laut UVV-Lärm den Wert von Lr = 85 dB(A) nicht überschreiten. Dies bestätigen die Messungen in Menden bei HJS (Beurteilungspegel Lr = 80,8 dB(A)) und im Institut für Umformtechnik in Stuttgart (IFU) (Lr = 81,9 dB(A)). Das ungünstige Ergebnis im Hagan-Werk (Lr = 92,1 dB(A)) ist auf den Vorschubgreifer zurückzuführen. Es sollte aber möglich sein, mit den konzipierten Maßnahmen die erforderliche Lärmminderung zu erreichen.

Mit diesem Ergebnis verwundert es nicht mehr, daß der Bereich der Blechumformung an Pressen in den Forschungsberichten der Bundesanstalt für Arbeitsschutz nicht zu finden ist. Die Immissionen sind im Vergleich zu vielen anderen Arbeitsgebieten so klein, daß verständlicherweise andere Gebiete vorrangig untersucht werden.

Darüberhinausgehend wäre es unter arbeitswissenschaftlicher Sicht interessant, wie die Verhältnisse in anderen Betrieben aussehen und, ob dort die Situation ähnlich günstig wie bei den untersuchten Pressen ist. Aus technischer Sicht wäre eine Untersuchung unter Laborbedingung des Material-, Kraft- und Werkzeugeinflusses auf die Lärmentwicklung interessant.

Teil III Steuerbare Stickstoffedersysteme

Viele Ziehprozesse erfordern über dem Ziehweg unterschiedliche Verläufe der örtlichen Flächenpressungen. Vielfach werden Stickstoffedersysteme mit nahezu konstantem Verlauf der Kraft-Weg-Kennlinie zur Aufbringung von Niederhalterkräften eingesetzt. Im Rahmen dieser Untersuchung wurde zunächst auf die Problematik des Einsatzes von Gasdruckfedern im Werkzeugbau eingegangen. Abhängig von den prozeßspezifischen Anforderungen an die Federelemente werden zwei verschiedene Entwicklungen beschrieben, ein gesteuertes passives System und ein geregeltes aktives System.
 Passive Systeme sind in sich geschlossen. Der vorgestellte Prototyp basiert auf der Verwendung von Standardzylindern mit entsprechend modifiziertem Federsockel. Die konstruktiven Merkmale und die Verfahrensgrenzen des entwickelten Systems werden beschrieben. Für die aktive Druckregelung wurden zwei alternative Verfahren eingesetzt.

Zum einen die Druckregelung mit Hilfe von Proportional- bzw. Servoventilen und zum anderen die Druckregelung mittels getakteter 2/2 - Wegeventile Der Aufbau sowie die Verfahrensabläufe werden erläutert. Insbesondere wird auf die Anforderungen an die Ventiltechnik eingegangen und eine Bewertung von verschiedenen Ventilbauarten vorgenommen. Die Aufnahme aussagekräftiger Ventilkenngrößen wird beschrieben. Mit Hilfe eines Systemvergleichs werden die Einsatzgebiete sowie die Verfahrensgrenzen der beiden Varianten aufgezeigt.

 Die Untersuchungen am geschlossenen Druckregelkreis zeigten, daß eine Steuerung bzw.
 Regelung des Kraftverlaufs (Druckverlauf) von Stickstoffedem über dem Federweg prinzipiell möglich ist. Die aufgezeigten Lösungen bieten den Vorteil, daß Werkzeuge mit integrierten Stickstoffedersystemen bedingt nachrüstbar sind. Es ist deshalb möglich, mit diesen Werkzeugen auch auf hydraulischen Pressen zu arbeiten. Dies stellt ein bedeutendes Potential für die Akzeptanz solcher Systeme dar.
 

Die Funktionsfähigkeit des entwickelten Druckregelverfahrens wurde anhand eines Versuchswerkzeugs nachgewiesen. Die Messungen belegen, daß eine Materialflußsteuerung des Blechs unter dem Niederhalter mit druckgeregelten Stickstoffedem möglich ist. Die Möglichkeiten der freien Programmierung von beliebigen Sollwertkurven sowie die wegabhängige Ausgabe der Sollwerte werden beschrieben. Mit Hilfe der entwickelten Steuersoftware können, unabhängig von der jeweiligen Pressensteuerung, Werkzeuge mit geregelten Stickstoffedem ausgerüstet bzw.
 nachgerüstet werden und Teile gefertigt werden.

 Die Untersuchungen haben ferner gezeigt, daß die Dynamik von servohydraulischen Systemen nicht zu erreichen ist. Der Einsatz des vorgestellten Verfahrens erscheint nur dann sinnvoll, wenn die Fertigung der Werkstücke mit herkömmlichen und billigeren Lösungen nicht mehr zu erreichen ist. Denkbar ist die Anwendung des Verfahrens im Prototypbau. Bei stark begrenzter Stückzahl könnte u.U. auf den geschlossenen Gaskreislauf verzichtet werden.
 

Weiterführenden Arbeiten sei es vorbehalten, zum einen das Verfahren zu optimieren und zum anderen die Verfahrensgrenzen zu ermitteln. Ebenfalls von Interesse wären Untersuchungen am System unter Produktionsbedingungen. Im Hinblick auf einen kostengünstigen Betrieb des Systems sind Überlegungen erforderlich, die eine Minimierung des Energieeinsatzes bei der Verdichtung des Gases zum Ziel haben. Denkbar wäre ein System, bei dem die Rückhubbewegung des Pressenstößels für die Kompression des Gases genutzt wird. Ebenfalls interessant erscheint der Einsatz von zweifachwirkenden Gasdruckzylindern in Verbindung mit den entwickelten Druckregelverfahren.
Aktivbewegungen des Federkolbens für eine Vorbeschleunigung bzw. Verzögerung des Niederhalters ließen sich dadurch realisieren. Für begrenzte Druckregelbereiche wäre ein passiver Systemaufbau realisierbar.

Teil IV Werkzeug-Handlingsystem für kippungsfreie Presse

Grundlage dieses Abschlußberichtes bildete eine Darstellung der Tendenzen der Entwicklungen bei Handlingsystemen in der Umformtechnik. Hier zeigte sich, daß eine wachsende Vielfalt der umformtechnisch herzustellenden Produkte, immer häufigere Produktwechselzyklen, zunehmender Kompliziertheitsgrad der Werkzeuge und die Forderung der Kunden nach einer bedarfsbezogenen Fertigung eine Erhöhung der Flexibilität und Produktivität von Umformanlagen zur Folge haben müssen.

Diese Tendenzen führen zwangsläufig zu einer Verringerung der Verfügbarkeit und des Auslastungsgrades der Umformmaschinen und Anlagen. Vor diesem Hintergrund erfahren die Bemühungen zur Minimierung der "ungewollten Ausfallzeiten" und der Rüst- und Nebenzeitverkürzung eine zunehmende Bedeutung.
Um eine Formulierung geeigneter Lösungsansätze zur Optimierung und Automatisierung des Werkzeugwechsels als Mittel zur Rüstzeitminimierung an Pressen zu ermöglichen, erfolgte eine Analyse des Komplexes "Werkzeughandling".

Ausgehend von diesen Überlegungen und durch die Betrachtung des Einflusses von Prozeßparametern und Störgrößen auf Teilkomplexe des "Werkzeughandlings" konnten diesbezügliche Anforderungen und Funktionen eines durchgehend automatisierten Werkzeug-Handlingsystems abgeleitet werden.

Eine Beschreibung der einzelnen Bereiche des Werkzeug-Wesens sowie die Erläuterung der einzelnen Systemelemente eines komplexen Werkzeug-Handlingsystems erfolgte mit dem Ziel, Aufgaben und Einsatzgebiete eines Reparatur- und Wartungsmoduls zu erfassen und dessen funktionelle Einbindung in ein solches System zu verdeutlichen.
Für die Entscheidungsfindung bei der Planung von Reparatur- und Wartungsmodulen sind die betriebsspezifischen Gegebenheiten des Anwenders und die Wirtschaftlichkeit des Gesamtkonzeptes ausschlaggebend. Die Entwicklung und Konstruktion einer solchen Anlage ist außerordentlich stark vom prozeßorganisatorischen und maschinentechnischen Umfeld, besonders aber von dem zu handhabenden Werkzeugbestand abhänig.
Um trotz dieses Umstandes Anforderungen und Kriterien für die Entwicklung und Konstruktion von Reparatur- und Wartungsmodulen erstellen zu können, wurde eine modulare Untergliederung in die einzelnen Funktionsträger unternommen.

Eine Analyse der Teilfunktion "Werkzeug trennen/fügen" ergab, daß die statische Überbestimmung der Werkzeug-Führungen, deren angestrebtes Spielminimum und die undefinierten Reibungsverhältnisse an den Führungsflächen ein Trennen/Fügen von Umformwerkzeugen erschweren, unter Umständen ohne Gewaltanwendung unmöglich machen. Diese Tatsache bedingt die Realisierung eines Gleichlaufes des Hubantriebes und die Auswahl einer geeigneten Führungsvariante für einen Reparatur- und WartungsmoduL Für die einzelnen Funktionsträger wurden vielfältige Lösungsvarianten entwickelt und hinsichtlich Funktion, Anforderungen, Einsatzmöglichkeiten und Sicherheit diskutiert. Auf eine vergleichende Bewertung dieser Varianten wurde jedoch bewußt verzichtet, da sich für verschiedene Anwendungsfälle meist unterschiedliche Lösungen anbieten.

Der Schwerpunkt der Arbeit lag in der Ausarbeitung einer Kozeption eines durchgänig automatisierten Werkzeug-Handlingsystems und der Entwicklung, Konstruktion, Bau und Erprobung eines Reparatur- und Wartungsmodules. Dabei wurden die Funktionen und Anforderungen mit den Mitgliedern des Verbundprojektes Blechumformung eng abgestimmt. Das Ergebnis liegt in Form von kompletten Konstruktionszeichnungen und eines gebauten und erprobten Prototyps eines Reparatur- und Wartungsmodules im IUW Chemnitz vor.

Der Forschungsbericht Nr. 75/1, "Technologiewandel in der Blechumformung. Band 1: Umformmaschinen und Werkzeuge" enthält die Abschlussberichte der Teilprojekte aus dem BMFT-Verbundprojekt "Blechverarbeitung". Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 75/1 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle erhältlich.

Inhalt

Teil I Regelung von Funktionsgrößen
1. Einleitung und Aufgabenstellung
2. Wissenschaftlich-technischer Stand zu Beginn der Arbeiten Aufgabenstellung
2.1 Einflüsse auf das Tiefziehergebnis
2.2 Prozessüberwachung
2.3 Maschinendiagnose
2.4 Prozesssteuerung durch Einführung von Regelkreisen
2.5 Doppeltwirkende Ziehpresse ZS1000
3. Durchgeführte Arbeiten und Lösungswege
3.1 Erfassung des Istzustandes an der Ziehpresse
3.1.1 Teilespektrum und Eigenschaften
3.1.2 Einfluss von Mensch und Maschine auf das Werkstück
3.1.2.1 Maschinengenauigkeit und Temperatureinflüsse
3.1.2.2  Einfluss von Werker und Werkstoff
3.1.3 Fehlerbeschreibung
3.1.4 Fehleranalyse beim Wiederanlauf einer Produktion
3.2 Auswahl und Montage der Sensorik
3.3 Messreihen und Auswertung der Signale
3.3.1 Beschreibung der Wechselwirkungen
3.3.2 Merkmalsextraktion
3.4 Simulation der Umformmaschine
3.4.1 Die Stößelwegfunktion
3.4.2 Die Blechhalterwegfunktion
3.4.3 Beschreibung eines Pressenhubes
3.4.4 Pneumatische Baugruppen
3.4.4.1 Modellbildung pneumatischer Bauelemente
3.4.4.2  Fehlerabschätzung der Simulationsrechnung
3.4.4.3   Stößel- und Blechhaltergewichtsausgleich
3.4.5 Modellbildung hydraulischer Baugruppen
3.4.6 Modellbildung und Simulation der Gesamtkinematik
3.5 Konstruktion und Montage der Steuerung
3.6 Gestaltung des Qualitätsregelkreises
3.6.1 Innere Regelkreise
3.6.2 Überlagerter Regelkreis
3.6.2.2  Einlernen und Klassifizieren von Prozessparametern
3.6.2.1 Sollwerteinstellung Niederhalter
3.6.2.3 Bedienerführung
4. Erzielte Ergebnisse
5. Verwertbarkeit der Ergebnisse
6. Zusammenfassung und Ausblick
7. Literaturverzeichnis
8. Veröffentlichungen
9. Vorträge

Teil II Kippungsfreie Presse/ Kippungsfreie Werkzeug
II-1. Kippungsfreie Presse
1. Einleitung
2. Wissenschaftlich-technischer  Stand zu Beginn der Arbeiten und Problemstellung für die Bearbeitung
2.1 Qualitätsanforderungen an Pressen zur Blechbearbeitung
2.2 Maschinenseitige Probleme beim Einsatz von Stufenwerkzeugen
2.3 Anforderungen an eine Stufenpresse beim Scherschneiden
2.4 Konstruktionsvarianten zum Kippungsausgleich
2.4.1 Plungerzylinder auf dem Pressentisch
2.4.2 Plungerzylinder mit mechanischem Mengenteiler
2.4.3 Plungerzylinder mit Zahnradmengenteiler
3. Durchgeführte Arbeiten/Lösungswege
3.1 Mechanische Konstruktion der kippungsfreien Presse
3.2 Mehrstufiger Werkzeugsatz als kippungsfreies Werkzeug
3.3 Ansteuerung von kippungsfreier Presse und Werkzeug
3.4 Optimierung des Betriebsablaufes
3.4.1 Modellbildung der Steuerung und des Verhaltens der Kippungs- ausgleichszylinder
3.4.2 Simulation des Verhaltens von Kippungsausgleichszylindern in der Presse und im Werkzeug mit dem Programmsystem "Matrix.X"
3.4.3 Werkzeug mit dem Programmsystem "Fiow- Chart
3.4.4 Simulation des Schnittschlagverhaltens der Presse
3.4.5 Simulation des mitfahrenden Ziehkissens
3.4.6 FEM-Berechnungen
3.5 Steuerung der kippungsfreien Presse
3.5.1 Pressen - Grundfunktionen
3.5.2 Bedienung und Visualisierung der Presse
3.5.3 Regelalgorithmen
4. Erzielte Ergebnisse
5. Verwertbarkeit der Ergebnisse
5.1 Konstruktive Verbesserungen
5.2 Einsatzmöglichkeiten moderner Steuerungen
5.3 Dimensionierung mittels Rechnersimulationstechniken
6. Zusammenfassung und Ausblick
6.1 Ansatzpunkte für weiterführende Arbeiten
6.2 Stufeneinsparung durch Einsatz hydraulischer Pressen
6.3 Empfehlungen für den Konstrukteur
7. Literaturverzeichnis
8. Veröffentlichungen
9. Vorträge

II-2. Universalpresse
Aufgabenstellung, wissenschaftlich-technischer Stand, Pressenkonzept 
1 Aufgabenstellung
2 Wissenschaftlich-technischer Stand zu Beginn der Arbeiten, Problemstellungen für die Bearbeitung
2.1 Bereitstellung optimaler Betriebsparameter
2.1.1 Kompensation von Kippung und Horizontalversatz
2.1.2 Verminderung des Auftreffstoßes
2.1.3 Zieheinrichtung im Pressentisch
2.2 Informationssystem zur Prozess- und Maschinenüberwachung sowie zur Fehlerdiagnose und Störungsbeseitigung
3 Pressenkonzept und Aufgabenverteilung
3.1 Presse und hydraulische Zieheirichtung
3.2 Steuerung
3.3 Informationssystem zur Prozess- und Maschinenüberwachung sowie zur Fehlerdiagnose und Störungsbeseitigung
3.4 Aufgabenverteilung

II-2-1. Entwicklung, Konstruktion und Realisierung der Presse 
1. Aufgabenbeschreibung
2. Aufbau und Funktion der Presse
2.1 Pressenkonzept und Steuerungskonzept
2.2 Leistungsdaten
2.3 Pressenkörper
2.4 Basisantrieb mit mechanisch bewegtem Oberstößel
2.5 Stufenlose Hubverstellung
2.6 Hydraulisch angetriebener Unterstößel
2.6.1 Aufbau der Zusatzhydraulik
2.6.2 Funktion der Zusatzhydraulik
2.7 Horizontal verschiebbare Tischplatte
2.8 Basissteuerung
3. Verwertbarkeit der Ergebnisse
4. Zusammenfassung und Ausblick

II-2-2. Regelkreise für die Zusatzbewegung des Stößels, Kippwinkelkompensation und Aufspannplattenverschiebung
1 Aufgabenstellung
2 Stand der Technik zu Beginn der Arbeiten
3 Durchgeführte Arbeiten
3.1 Aufbau und Integration der Lageregelkreise
4 Erzielte Ergebnisse
5 Literatur

II-2-3. Hydraulische Zieheinrichtung im Pressentisch
1 Konzeption der hydraulischen Zieheinrichtung
1.1 Grundkonzept
2. Aufbau der hydraulischen Zieheinrichtung
2.1.1 Mechanischer Aufbau
2.1.2 Funktion
2.2 Hydraulischer Aufbau des Gesamtsystems
2.2.1 Auswahl der Hydraulikventile
2.2.2 Hydraulikplan der Module
3 Steuerung der Module
3.1 Verdränger- und Lageregelung der Einzelzylinder
3.2 Sollwertvorgabe für die Einzelzylinder
3.3 Steuerung der Verschiebeeinrichtung
4 Experimentelle Untersuchungen
4.1 Voruntersuchungen an einem Einer-Block
4.2 Untersuchungen in der mechanisch-hydraulischen Universalpresse
4.2.1 Versuchsaufbau
4.2.2 Versuche ohne Werkstücke
4.2.3 Versuche zum Ziehen von Werkstücken
5 Zusammenfassung und Ausblick

II-2-4. Technisches Unterstützungssystem für Diagnose und Wartung
1 Problemstellung für die Bearbeitung
1.1 Zielsetzung
1.2 Status der Anlage beurteilen
1.3 Durchführung von Wartungsarbeiten
1.4 Betrachtung von Historiedaten
1.5 Einstellung der Betriebsparameter
1.6 Werkzeugverwaltung
1.7 Arbeitswissenschaftliche Aspekte
2 Durchgeführte Arbeiten I Lösungswege
2.1 Recheneinheit
2.2 Anzeigeeinheit
2.3 Interaktionseinheit
2.4 Kommunikationseinheit
2.5 Zusätzliche Sensorik
2.6 Softwarewerkzeuge
2.7 Betriebssystem und Fensterverwaltung
2.8 Hypermediasystem
2.9 Prozessvisualisierungssystem
2.10 Kommunikationssoftware
2.11 Architektur des Systems
3 Erzielte Ergebnisse
3.1 Gesamtübersicht
3.2 Werkzeugverwaltung
3.3 Prozessvisualisierung
3.4 Realbildinformationen
3.5 Diagnoseunterstützung
4 Verwertbarkeit der Ergebnisse
5 Ausblick

II-2-5. Erprobung mit Serienwerkzeugen
1 Aufgabenstellung
2 Wissenschaftlicher und technischer Stand zu Beginn der Arbeiten
3 Lösungsweg
4 Ergebnisse 
5 Verwertbarkeit der Ergebnisse 
6 Zusammenfassung und Ausblick
7 Literatur
8 Veröffentlichung von Zwischenergebnissen
9 Präsentationen und Vorträge 
Übersicht von Veröffentlichungen und Vorträgen 

II-2-6. Interaktion Mensch-Maschine
1. Aufgabenstellung
2. Wissenschaftlich-technischer Stand zu Beginn der Arbeiten Problemstellungen für die Bearbeitung
2.1.  Lärm
2.2.  Mechanische Schwingungen
3. Durchgeführte Arbeiten I Lösungswege
3.1. Lärmmessung
3.1.1. Messung der Schallemission
3.1.2. Messung der Schallimmission
3.2. Messung der mechanischen Schwingungen
3.3. Maßkonzepte
3.3.1. Maßkonzept der Lärmemissionsmessung
3.3.2. Maßkonzept der Lärmimmissionsmessung
3.3.3. Maßkonzept der Schwingungsmessung
4. Erzielte Ergebnisse
4.1. Maßbericht zur Messung bei HJS in Menden
4.2. Maßbericht zur Messung bei der Hagan-Werk GmbH in Heiligenhaus
4.3. Maßbericht zur Messung der Schuler-Universalpresse
4.4. Vergleich der Pressen
4.4.1. Arbeitsprinzip
4.4.2. Kapselung
4.4.3. Preßkraft
4.4.4. Ergebnis der Immissionsmessungen
4.4.5. Ergebnis der Schwingungsmessung
5.  Verwertbarkeit der Ergebnisse
5.1. Maßnahmen zur Lärmminderung
5.2. Maßnahmen zur Minderung mechanischer Schwingungen
5.3. Vorschläge zur Minderung der Belastung  durch  Lärm und Schwingungen an den gemessenen Pressen
5.3.1. Mögliche Lärmbekämpfungsmaßnahmen an der Presse bei HJS
5.3.2. Mögliche Lärmbekämpfungsmaßnahmen an der Presse im Hagan-Werk
5.3.3. Lärmbekämpfungsmaßnahmen an der Universalpresse
6.  Zusammenfassung und Ausblick
7.  Literatur
8. Veröffentlichung von Zwischenergebnissen
9.  Präsentationen und  Vorträge
10. Anhang 
Anhang 1. Lärm
Anhang  2. Mechanische Schwingungen
Anhang  3. Vermessung Messgrößen und Begriffe
Anhang 4. Mechanische Schwingungen - Messgrößen und Begriffe
Anhang 5. VDI Richtlinie 2720
Anhang 6. Messungen
Anhang 7. Beurteilung des Messkonzeptes

Teil IV Stickstoffedersystem
1. Einleitung
2. Stand der Technik
2.1. Grundlagen der Stickstoffedertechnik
2.1.1.  Federelemente im Werkzeugbau
2.1.2.  Einsatzbereiche von Gasdruckfedern
2.1.3.  Produktspektrum
2.1.4.  Berechnungsgrundlagen
2.2.  Tiefziehwerkzeuge mit Stickstoffedersystemen
2.3. Ableitung von Anforderungen
3. Problematik
3.1. Auftreffstoß
3.2. Einsatz in hydraulischen Pressen
3.3. Steuerung des Kraft-Weg-Verlaufs bei Stickstoffedem
4. Zielsetzung und Vorgehensweise
5. Untersuchungen am verzögerten Rückhubsystem
5.1. Konstruktive Ausführung
5.2. Versuchsergebnisse
5.3. Temperaturverhalten
6.  Konzeption von Gashochdruckregelverfahren
7.  Ruckregelung mit getakteten 2/2-Wegeventilen
7.1. Versuchsaufbau
7.2. Eingesetzte Ventile
7.3. Regelungs- und Ansteuertechnik
7.4. Versuchsergebnisse
8. Druckregelung mit Servo- bzw.Proportionalventilen
8.1. Untersuchungen an verschiedenen Ventilbauarten
8.1.1.  Anforderungen an die Ventiltechnik
8.1.2.  Ermittlung und Aufnahme von Ventilkenngrößen
8.1.3.  Bewertung der Ventilkenngrößen
8.2.  PID-Regler
8.3.  Druckgeregelte Stickstoffeder in hydraulischer Presse
8.3.1. Versuchsaufbau
8.3.2. Versuchsergebnisse Ventil 0633 und Ventil 0769
8.4. Vergleich und Bewertung der untersuchten Druckregelverfahren
9. Erprobung im Gesamtsystem
9.1. Anforderungen an ein Versuchswerkzeug
9.2. Konstruktiver Aufbau
9.3.  Steuerungs- und Überwachungssystem
9.3.1. Sollwertvorgabe
9.3.2.  Ablaufsteuerung
10. Experimentelle Untersuchungen am Versuchswerkzeug
10.1.  Beschreibung der hydraulischen Versuchspresse
10.2.  Versuchsergebnisse
10.2.1. Hydraulisch-pneumatische Zieheinrichtung im Pressentisch
10.2.2. Aufbringung der Niederhalterkräfte mittels druckgeregelter Stickstoffedem
10.2.3.  Vergleich der Ergebnisse
11.  Zusammenfassung und Ausblick
12.  Literaturverzeichnis
13.  Präsentationen und Vorträge
14.  Veröffentlichung von Zwischenergebnissen


Teil V Werkzeughandlingsystem
1 Einleitung I Aufgabenstellung
2  Entwicklungsstand ausgeführter Werkzeug-Handlingsysteme
2.1 Werkzeughandling in flexiblen Fertigungssystemen
2.2 Werkzeughandling in Fertigungssystemen  der Umformtechnik
3 Konzeption eines durchgängig automatisierten  Werkzeugwechsels
3.1 Anforderungsbild an Werkzeughandlingsysteme
3.2 Funktionsinhalte eines Werkzeughandlingsystems
3.3 Systemkomponenten eines durchgängig automatisierten WHS
3.3.1 Werkzeughaltung I Werkzeugwesen
3.3.2 Werkzeuglager
3.3.3 Werkzeugtransport
3.3.4 Werkzeugübergabe und -übernahme an die Presse und von der Presse
3.3.5 Werkzeugspannsysteme
3.3.6 Werkzeugidentifikation und -anwesenheitskontrolle
3.3.7 Werkzeugpositionskontrolle
3.3.8 Erfassung der Werkzeugspannzustände
3.3.9 Ermittlung  und Kontrolle der Werkzeugeinstellparameter
3.3.10 Reparatur- und Wartungsmodul (RWM)
3.3.11 Leitstand
4  Konzeption eines Reparatur- und Wartungsmoduls  (RWM)
4.1 Funktion Werkzeug übernehmen I übergeben
4.2 Funktion Werkzeug spannen I entspannen
4.3 Funktion Werkzeug trennen I fügen
4.4 Funktion Werkzeug-Oberteil schwenken
5  Konstruktive Ausführung des Reparatur- und Wartungsmoduls (RWM) und  seine Leistungsparameter
5.1 Anforderungen und Aufgabenstellung
5.2 Konstruktionsbeschreibung der Baugruppen
5.3 Beschreibung der Gesamtkonstruktion
5.4 Erprobung des RWM im Versuchsfeld des IUM Chemnitz
6  Verwertbarkeit der Ergebnisse (eingeleitete und geplante Nutzungsmaßnahmen.)
7  Zusammenfassung und Ausblick
8  Schrifttum
9  Zwischenveröffentlichungen, Präsentationen und Vorträge  Bildanhang