Instalación de prensa y procedimiento de funcionamiento de una instalación de prensa.

Instalación de prensa (1), especialmente instalación de prensa para piezas grandes,

que comprende

un circuito intermedio (34) de tensión continua que es alimentado desde una red de suministro (46) a través de un equipo rectificador (45),

al menos un equipo de accionamiento eléctrico (8) alimentado desde el circuito intermedio (34) de tensión continua a través de un equipo convertidor (28) y destinado a al menos una etapa de prensa (2) a la que pertenecen un macho (5) accionado por el equipo de accionamiento (8) y una mesa de prensa (14) dispuesta en posición estacionaria con respecto al macho (5),

al menos un equipo (22) de transporte de piezas que presenta al menos un medio de pinza para piezas de trabajo, al que está asociado al menos un equipo de accionamiento eléctrico (20) alimentado desde el circuito intermedio (34) de tensión continua a través de un equipo convertidor (32),

un acumulador de volante (48) que está conectado al circuito intermedio (34) de tensión continua a través de un equipo convertidor (52) para tomar energía de este circuito intermedio y realimentar energía al mismo,

y caracterizada por que los equipos de accionamiento (8, 20) son equipos de servoaccionamiento (8, 20) y por que la instalación de prensa (1) presenta un equipo de control (35) que está conectado a los equipos convertidores (28, 32, 52) y que, en caso de que éste sea controlable, está conectado también al equipo rectificador (45) para controlarlo.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07012985.

Solicitante: SCHULER PRESSEN GMBH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: BAHNHOFSTRASSE 41 73033 GOPPINGEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHMEINK,MARTIN.

Fecha de Publicación: 17 de Diciembre de 2014.

Clasificación Internacional de Patentes:

B21D43/05 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B21 TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DEL METAL POR PUNZONADO. › B21D TRABAJO MECANICO O TRATAMIENTO DE CHAPAS, TUBOS, BARRAS O PERFILES METALICOS SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DE METALES POR PUNZONADO (trabajo mecánico o tratamiento de alambre B21F). › B21D 43/00 Dispositivos de alimentación, de alineamiento o de almacenado combinados con aparatos para trabajar o tratar la chapa, tubos o perfiles, dispuestos en estos aparatos o especialmente adaptados para ser utilizados en asociación con estos aparatos; Asociación de dispositivos de corte con estos aparatos (dispositivos de corte asociados a las herramientas, ver los grupos previstos para estas herramientas). › especialmente adaptados a las prensas de fases múltiples.
B30B15/14 B […] › B30 PRENSAS. › B30B PRENSAS EN GENERAL; PRENSAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR (producción de las ultrapresiones o de ultrapresiones con temperaturas elevadas para obtener modificaciones en una sustancia, p. ej. para fabricar diamantes artificiales, B01J 3/00). › B30B 15/00 Partes constitutivas de prensas o accesorios de prensas; Medidas auxiliares tomadas en relación con el prensado (dispositivos de seguridad F16P). › Control de las prensas accionadas mecánicamente.
G05B19/418 FISICA. › G05 CONTROL; REGULACION. › G05B SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS FUNCIONALES DE TALES SISTEMAS; DISPOSITIVOS DE MONITORIZACION O ENSAYOS DE TALES SISTEMAS O ELEMENTOS (dispositivos de maniobra por presión de fluido o sistemas que funcionan por medio de fluidos en general F15B; dispositivos obturadores en sí F16K; caracterizados por particularidades mecánicas solamente G05G; elementos sensibles, ver las subclases apropiadas, p. ej. G12B, las subclases de G01, H01; elementos de corrección, ver las subclases apropiadas, p. ej. H02K). › G05B 19/00 Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas, ver los lugares apropiados, p. ej. A47L 15/46; relojes que implican medios anejos o incorporados que permiten hacer funcionar un dispositivo cualquiera en un momento elegido de antemano o después de un intervalo de tiempo predeterminado G04C 23/00; marcado o lectura de soportes de registro con una información digital G06K; registro de información G11; interruptores horarios o de programa horario que se paran automáticamente cuando el programa se ha realizado H01H 43/00). › Control total de una fábrica, es decir, control centralizado de varias máquinas, p. ej. control numérico directo o distribuido (DNC), sistemas de fabricación flexibles (FMS), sistemas de fabricación integrados (IMS), fabricación integrada por computador (CIM).

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Fragmento de la descripción:

Instalación de prensa y procedimiento de funcionamiento de una instalación de prensa

La invención se refiere a una instalación de prensa y a un procedimiento de funcionamiento de la misma. En particular, la invención se refiere a instalaciones de prensas para piezas grandes, por ejemplo en forma de líneas de prensas, trenes de prensas o prensas de varias etapas para piezas grandes en forma de prensas de transferencia.

Las prensas convencionales presentan un accionamiento de prensa mecánico con un motor eléctrico y un volante que sirve como acumulador de energía. Una transmisión de manivela, una transmisión de excéntrica, un mecanismo de palanca acodada o similar convierte el movimiento de giro del árbol del volante en un movimiento de vaivén del macho de la prensa. El volante se dimensiona con un tamaño tan grande que las fluctuaciones de su número de revoluciones sigan siendo tolerables. Por tanto, éste acumula sensiblemente más energía que la necesaria, por ejemplo, para un único proceso de conformación. Al menos cuando el volante está fijamente unido con el mecanismo de excéntrica, se tiene que anular una cantidad correspondientemente grande de energía al detener la prensa.

En los últimos tiempos, se ha dado a conocer un número creciente de consideraciones referentes a servoprensas que presentan servomotores para el accionamiento del macho y eventualmente también de grupos secundarios. Estos servomotores accionan el macho o los demás grupos correspondientes de la prensa sin ayuda de un volante adicional. Por este motivo, el servomotor correspondiente tiene que aplicar las puntas de potencia requeridas por el macho u otro grupo.

Por ejemplo, el documento DE 10 2005 026 818 A1 revela a este respecto una prensa con almohadilla de embutición que está provista de accionamientos eléctricos. Los accionamientos eléctricos están unidos con los accionamientos para el movimiento principal del macho y/o los movimientos secundarios de elementos de transporte de piezas de trabajo a través de un árbol conductor al menos secuenclalmente utlllzable y, por otro lado, a través de acumuladores de energía y/o módulos de intercambio de energía.

La unión entre los accionamientos principales y los accionamientos secundarios, así como las almohadillas de embutición por medio de árboles conductores y módulos de Intercambio de energía representa un gasto considerable.

Asimismo, el documento DE 198 21 159 A1 revela una prensa de embutición profunda cuyo macho es accionado por servomotores a través de husillos. La almohadilla de embutición es accionada también por servomotores a través de husillos. Los diferentes servomotores del macho están unidos entre ellos por árboles eléctricos. Asimismo, los servomotores de la almohadilla de embutición están unidos por árboles eléctricos. Ambos grupos de servomotores pueden ser activados bajo el control de un programa.

Cargas de red fluctuantes parten de máquinas controladas por servomotores. En cada caso particular, esto puede llevar ya a dificultades en una máquina individual y produce una perturbación lo más tarde cuando varias máquinas que trabajan en paralelo tienen al mismo tiempo una carga punta. A pesar de una técnica de accionamiento eficiente, se pueden presentar así pérdidas de energía que hay que evitar.

El documento DE 100 28 148 A1 describe una instalación de prensa según el preámbulo de la reivindicación 1 que comprende un circuito intermedio de tensión continua que es alimentado desde una red de suministro a través de un equipo rectificador. Un equipo de accionamiento eléctrico alimentado desde el circuito intermedio de tensión continua a través de un equipo convertidor acciona un macho a través de un volante. Una mesa de prensa está dispuesta en posición estacionaria con respecto al macho. Asimismo, está presente un equipo de transporte de piezas al que está asociado al menos un equipo de accionamiento eléctrico alimentado desde el circuito intermedio de tensión continua a través de un equipo convertidor. Un equipo de suministro y de realimentación puede realimentar energía al circuito intermedio de tensión continua desde el volante por funcionamiento del accionamiento del macho como generador.

Partiendo de esto, el cometido de la invención consiste en crear una instalación de prensa mejorada.

Este problema se resuelve con la instalación de prensa según la reivindicación 1 y con el procedimiento de funcionamiento de una instalación de prensa según la reivindicación 16.

La instalación de prensa según la invención presenta un circuito intermedio de tensión continua que es alimentado desde una red de suministro a través de un equipo rectificador. El equipo rectificador puede estar controlado. Este circuito intermedio de tensión continua abastece a todos los equipos de servoaccionamiento de la instalación de prensa, es decir, los equipos de servoaccionamiento de los machos y también los equipos de servoaccionamiento de los grupos secundarios, tales como, por ejemplo, equipos de transporte de piezas o bien depósitos intermedios, almohadillas de embutición y similares. Los equipos de servoaccionamiento correspondientes son abastecidos de potencia desde el circuito intermedio de tensión continua, preferiblemente a través de equipos convertidores. En el

circuito intermedio de tensión continua está conectado, además, un acumulador de volante que puede tomar energía del circuito intermedio de tensión continua y que puede realimentar la energía almacenada al circuito intermedio de tensión continua. Un equipo de control de rango superior controla el funcionamiento de los equipos convertidores y ejerce una función de mando sobre éstos. Gracias a estas medidas resulta posible aminorar o minimizar las fluctuaciones de la potencia tomada de la red. Por tanto, resulta una absorción de corriente casi constante de la instalación de prensa. Esto a su vez aminora las pérdidas óhmicas de conducción - dependientes del cuadrado de la intensidad de corriente - en las líneas de alimentación a la instalación de prensa. Aparte de la aminoración de las pérdidas de la red, se obtiene también un aumento de la calidad de la red, es decir, una aminoración de las fluctuaciones de tensión inducidas por fluctuaciones de carga. Además, se aminoran los costes para la acometida de la energía, puesto que la potencia instalada ya no tiene que corresponder ahora a la potencia punta de la prensa, sino únicamente a la absorción media de potencia de la misma. Gracias al circuito Intermedio de tensión continua y a los convertidores entre el accionamiento de la prensa y el volante se puede asegurar que los servomotores del accionamiento de la prensa y el volante puedan ser hechos funcionar con números de revoluciones diferentes e Independientes uno de otro. Los convertidores forman una transmisión eléctrica sin escalones.

El equipo de control controla el equipo rectificador (éste se denomina también "unidad de suministro") y determina si se alimenta o realimenta esta energía al circuito intermedio de tensión continua (también denominado "bus de CC"). Este equipo tiene en cuenta entonces los límites de corriente establecidos. Los límites de corriente pueden fijarse de forma dinámica. El equipo de control puede, además, vigilar el número de revoluciones del acumulador de volante y la tensión del circuito intermedio. Puede regular con ello la alimentación y reallmentación de energía de la red al bus de CC, y viceversa, con ayuda de las magnitudes siguientes:

- Límite superior del número de revoluciones del acumulador de volante

- Límite Inferior del número de revoluciones del acumulador de volante

- Valor nominal del número de revoluciones del acumulador de volante

- Valor real del número de revoluciones del acumulador de volante

- Valor nominal de la tensión del circuito intermedio

- Valor real de la tensión del circuito Intermedio

La regulación se efectúa aquí preferiblemente con el objetivo de minimizar las puntas de carga de la red, es decir,

homogenelzar la carga de la red. Para activar el acumulador de volante se puede captar y utilizar la disminución y

aumento de la tensión del circuito Intermedio que se produce debido a diferencias entre el consumo de energía y el suministro de energía desde la red. Si se establecen unos respectivos límites superiores para la toma de energía de la red y la realimentación de energía a la red, quedan entonces, en presencia de puntas de carga o puntas de realimentación, unas cantidades diferencia que se toman del acumulador de volante o se realimentan a éste.

Si disminuye la tensión del circuito intermedio, se inicia el proceso de frenado para el acumulador... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

1. Instalación de prensa (1), especialmente instalación de prensa para piezas grandes, que comprende

un circuito intermedio (34) de tensión continua que es alimentado desde una red de suministro (46) a través de un equipo rectificador (45),

al menos un equipo de accionamiento eléctrico (8) alimentado desde el circuito intermedio (34) de tensión continua a través de un equipo convertidor (28) y destinado a al menos una etapa de prensa (2) a la que pertenecen un macho (5) accionado por el equipo de accionamiento (8) y una mesa de prensa (14) dispuesta en posición estacionaria con respecto al macho (5),

al menos un equipo (22) de transporte de piezas que presenta al menos un medio de pinza para piezas de trabajo, al que está asociado al menos un equipo de accionamiento eléctrico (20) alimentado desde el circuito intermedio (34) de tensión continua a través de un equipo convertidor (32),

y caracterizada por que los equipos de accionamiento (8, 20) son equipos de servoaccionamiento (8, 20) y por que la instalación de prensa (1) presenta un equipo de control (35) que está conectado a los equipos convertidores (28, 32, 52) y que, en caso de que éste sea controlable, está conectado también al equipo rectificador (45) para controlarlo.

2. Instalación de prensa según la reivindicación 1, caracterizada por que el equipo de control (35) está unido, además, con el circuito intermedio (34) de tensión continua para captar la tensión en este último.

3. Instalación de prensa según la reivindicación 1, caracterizada por que el equipo de control (35) controla los equipos de servoaccionamiento (8, 20) de conformidad con el desarrollo de la mecanización de las piezas de trabajo.

4. Instalación de prensa según la reivindicación 1, caracterizada por que el equipo de control (35) está preparado para controlar o regular el equipo rectificador (45) y el acumulador de volante (48) durante el funcionamiento de la instalación de prensa (1) de modo que la absorción de potencia de la red se mantenga dentro de límites prefijados.

5. Instalación de prensa según la reivindicación 1, caracterizada por que el equipo de control (35) está preparado para controlar el equipo rectificador (45) y mantener límites de corriente o límites de potencia tanto para la toma de corriente o de potencia de la red como para la realimentación de corriente o de potencia a la red.

6. Instalación de prensa según la reivindicación 5, caracterizada por que se han prefijado los límites de corriente o de potencia de modo que se haga máxima la carrera del número de revoluciones del acumulador de volante (48).

7. Instalación de prensa según la reivindicación 5, caracterizada por que se han prefijado los límites de corriente o de potencia de modo que la evolución del número de revoluciones del acumulador de volante en todos los ciclos consecutivos de la prensa sea la misma.

8. Instalación de prensa según la reivindicación 5, caracterizada por que se han prefijado los límites de corriente o de potencia de modo que se minimice la carga de la red.

9. Instalación de prensa según la reivindicación 1, caracterizada por que el equipo de control (35) está preparado para controlar o regular el equipo rectificador (45) y el acumulador de volante (48) durante el funcionamiento de la instalación de prensa (1) de modo que se mantenga constante la absorción de potencia de la red.

10. Instalación de prensa según la reivindicación 1, caracterizada porque cada equipo convertidor(28, 32, 52) lleva asociado un equipo de captación de potencia (42, 44, 51) que está unido con el equipo de control (35) para enviar a éste una señal caracterizadora de la potencia actualmente implementada.

11. Instalación de prensa según la reivindicación 10, caracterizada por que el quipo de control (35) está preparado para integrar a lo largo de un ciclo de la prensa las potencias implementadas por todos los equipos convertidores (28, 32, 52) durante un ciclo de la prensa a fin de determinar el trabajo implementado en cada equipo de servoaccionamiento (8-11,20, 21).

12. Instalación de prensa según la reivindicación 11, caracterizada porque el equipo de control está preparado para determinar la suma del trabajo implementado en los equipos de servoaccionamiento (8-11, 20, 21) y controlar el equipo rectificador (45) de modo que éste, durante un ciclo de la prensa, tome de la red de suministro (46) una cantidad de energía correspondiente a este trabajo.

13. Instalación de prensa según la reivindicación 1 ó 12, caracterizada por que el equipo de control (35) está preparado para controlar el acumulador de volante (48) de modo que la energía almacenada en el mismo, durante un funcionamiento estacionario de la Instalación de prensa (1), al comienzo de un ciclo de la prensa sea Igual a la energía almacenada en el mismo al final de un ciclo de la misma.

14. Instalación de prensa según la reivindicación 1, caracterizada por que el equipo de control (35) está preparado para controlar el acumulador de volante (48) de modo que éste presente en todo momento del ciclo de la prensa una capacidad de acumulación remanente que sea suficiente para absorber la energía realimentada por los equipos de servoaccionamiento (8-11, 20, 21) durante un detención de emergencia de la instalación de prensa (1).

15. Instalación de prensa según la reivindicación 14, caracterizada por que el equipo de control (35) está preparado para controlar el acumulador de volante (48) de modo que éste pueda absorber, además, energía de la red durante una detención de emergencia de la instalación de prensa para llevar controladamente la carga de la red desde el valor de funcionamiento hasta cero.

16. Procedimiento de funcionamiento de una instalación de prensa (1), especialmente una instalación de prensa para piezas grandes, que comprende

un circuito intermedio (34) de tensión continua que es alimentado desde una red de suministro (46) a través de un equipo rectificador controlado (45), captándose en el equipo rectificador (45) la potencia tomada de la red de suministro (46),

al menos un equipo (22) de transporte de piezas que presenta al menos un medio de pinza para piezas de trabajo, al que está asociado un equipo de accionamiento eléctrico (20) alimentado desde el circuito intermedio (34) de tensión continua a través de un equipo convertidor (32), captándose en el equipo convertidor (32) la potencia que entra en el equipo de accionamiento (20) o que sale de éste,

un acumulador de volante (48) que está conectado al circuito intermedio (34) de tensión continua a través de un equipo convertidor (52) para tomar energía de este circuito intermedio y devolver energía al mismo, captándose en el equipo convertidor (52) la potencia que entra en el acumulador de volante (48) o que sale de éste,

y caracterizado por que los equipos de accionamiento (8, 20) son equipos de servoaccionamiento (8, 20) y por que la instalación de prensa (1) presenta un equipo de control (35) que controla los equipos convertidores (28, 32, 52) y que, en caso de que éste esté configurado en forma controlable, controla también el equipo rectificador (45) con ayuda de las potencias captadas.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por que el equipo de control (35) está unido, además, con el circuito intermedio (34) de tensión continua y capta la tensión en este último.

18. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por que el equipo de control (35) controla los equipos de servoaccionamiento (8-11,20, 21) de conformidad con el desarrollo de la mecanización de las piezas de trabajo.

19. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por que el equipo de control (35) controla o regula el equipo rectificador (45) y el acumulador de volante (48) durante el funcionamiento de la instalación de prensa (1) de modo que la absorción de potencia de la red se mantenga dentro de límites prefijados.

20. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por que el equipo de control (35) controla o regula el equipo rectificador (45) y el acumulador de volante (48) durante el funcionamiento de la instalación de prensa (1) de modo que se mantenga constante la absorción de potencia de la red.

21. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por que cada equipo convertidor (28, 32, 52) lleva asociado un equipo de captación de potencia (42, 44, 51) que está unido con el equipo de control (35) y envía a éste una señal caracterizadora de la potencia actualmente implementada.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado por que el equipo de control (35) integra a lo largo de un ciclo de la prensa las potencias implementadas por todos los equipos convertidores (28, 32, 52) durante un ciclo de la prensa para determinar el trabajo implementado en cada uno de los equipos de servoaccionamiento (8-11, 20, 21) o en cada equipo convertidor (28, 32, 52).

23. Procedimiento según la reivindicación 22, caracterizado por que el equipo de control determina la suma del trabajo implementado en los equipos de servoaccionamiento (8-11, 20, 21) o en los equipos convertidores (28, 32,

52) y controla el equipo rectificador (45) de modo que éste, durante un ciclo de la prensa, tome de la red de suministro (46) una cantidad de energía correspondiente a este trabajo.

24. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por que el equipo de control (35) controla el

acumulador de volante (48) de modo que la energía almacenada en el mismo, durante un funcionamiento

estacionarlo de la Instalación de prensa (1), al principio de un ciclo de la prensa sea igual a la energía almacenada en el mismo al final de un ciclo de la prensa.

25. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por que el equipo de control (35) controla el acumulador de volante (48) de modo que éste presente en cualquier momento del ciclo de la prensa una capacidad de acumulación remanente que sea suficiente para absorber la energía realimentada por los equipos de

servoaccionamiento (8-11,20, 21) durante una detención de emergencia de la instalación de prensa (1).

26. Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado por que el equipo de control (35) controla el

acumulador de volante (48) de modo que éste pueda absorber, además, energía de la red durante una detención de

emergencia de la instalación de prensa (1) para llevar controladamente la carga de la red desde el valor de

funcionamiento hasta cero.

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