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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrektur des Biegewinkels beim Blechbiegen mit einem Biegestempel und einer auf einem festen Tisch angeordneten Matrize, in welche der Biegestempel je nach Biegewinkel mehr oder weniger eindringt.
In bekannter Weise wird der Biegewinkel durch die Höhenlage der Stempelkante bezüglich der Auflagestellen in der Matrize bestimmt. Bei Feinblechen muss diese Lage auf der ganzen Kantenlänge innerhalb einer Toleranz von wenigen hundertstel Millimetern liegen, da schon kleine Abweichungen im Bereiche von hundertstel Millimetern einen Fehler von einem oder mehreren Grad ergeben. Ferner ist zu berücksichtigen, dass im Bereich der Biegekante im Werkstück neben der plastischen Verformung auch eine mehr oder minder grosse elastische Verformung auftritt. Diese bewirkt nach dem Zurückweichen des Stempels ein entsprechend starkes Auffedern der Werkstückflanken und eine entsprechende Vergrösserung des zunächst erreichten Biegewinkels.
Um diese Winkeldifferenz muss das Werkstück über den Sollwert des Biegewinkels hinaus gebogen werden, damit nach dem Auffedern der Sollwert gerade erreicht wird.
Man hat bereits vorgeschlagen, an der Abkantpresse eine Winkelmessvorrichtung anzubringen, mit der der Biegewinkel des Werkstückes gemessen werden kann. Eine solche bekannte Winkelmessund Steuereinrichtung sieht ein Tastorgan vor, welches die Winkellage eines abgebogenen Teils eines Werkstückes abtastet. Dazu dient ein am Unterwerkzeug angeordnetes Messwerk, welches die Winkellage durch das Lageverhältnis zweier ausserhalb der Verformungszone liegender Messpunkte fortlaufend bestimmt. Diese Einrichtung ist aber nicht geeignet, die Biegewinkelkorrektur beim Biegen von Blechprofilen aus Blechen mit leicht variablen Festigkeitseigenschaften automatisch durchzuführen.
Bekannt wurde auch eine Winkelmessvorrichtung mit Parallelogrammgestänge, das neben dem Stempel angeordnet ist. Auch diese Messvorrichtung verursacht wegen der vielen Gestängeteile und der vielen Gelenke einen sehr hohen Bauaufwand und bedarf einer ständigen Wartung.
Eine Vorrichtung zur Biegewinkeleinstellung an Schwenkbiegemaschinen ist aus der DE-OS 2704399 bekanntgeworden. Bezweckt wird die Erzielung eines genau gebogenen Bleches unter Berücksichtigung der Rückfederung. Hier wird beim Schwenken der Biegewange der von der Biegewange ausgeführte Drehwinkel mittels eines Drehimpulses registriert.
Schliesslich ist eine programmierbare Biegepresse aus der US-PS Nr. 4, 347, 727 bekanntgeworden.
Diese weist eine in der Höhe verstellbare Matrize auf, wobei der Boden der Matrize auf verschiebbaren Keilflächen liegt, welche mit einem gemeinsamen Betätigungsorgan in Verbindung stehen.
Durch die Verschiebung der Keile wird die Matrize gehoben oder gesenkt.
Gegenüber diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren sowie eine Korrektureinrichtung für Biegewinkel vorzuschlagen, welche in Verbindung von bestehenden Biegevorrichtungen leicht und einfach ausgeführt werden kann und ein absolut präzises Arbeiten ermöglicht. Wichtig ist dabei, dass die Winkelmessung erst beim entlasteten Blech erfolgt, so dass keine Rückfederung mehr entsteht.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gelöst, welches die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aufweist. Die Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens weist die im Anspruch 3 aufgeführten Merkmale auf.
Weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen, welche sowohl im einzelnen als auch in jeder beliebigen Verbindung zum Gegenstand der Erfindung gehören.
Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist in den Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. l und 2 die rein schematische Darstellung einer Einrichtung zum Blechbiegen in zwei verschiedenen Phasen.
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist zum Biegen von Blechprofilen aus Blechen mit leicht variablen Festigkeitseigenschaften eine Biegevorrichtung vorgesehen, welche einen festen Tisch - aufweist, auf welchem eine Biegematrize --2-- angeordnet ist. Die Biegematrize --2-- ist mit einer im Querschnitt U-förmigen quer zur Zeichnungsebene verlaufenden Matrizenöffnung --3-- versehen, welche durch die relative Lage der beiden die Matrizenöffnung begrenzenden Auflagekanten --5-- und des Bodens der Matrizenöffnung --3-- den Biegewinkel bestimmt. Der Boden der Matrizenöffnung --3-- weist nebeneinander angeordnete vertikale Bohrungen auf, in welche als Stützen wirkende Stifte --4-- frei eingesetzt sind.
Die oberen Stirnflächen --6-- der Stifte bilden
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den Boden der Matrizenöffnung --3--, mit welchem die Arbeitskante --7-- des Biegestempels --8-zusammenwirkt. Der Biegestempel --8-- ist am nicht näher dargestellten Stössel der Biegeeinrichtung angeordnet, welcher durch eine Stösselsteuerung --18-- betätigt wird. Zum Biegen eines Bleches --9-- werden die Stifte --4-- dem zu erzielenden Biegewinkel entsprechend eingestellt, wie dies aus der Fig. l ersichtlich ist.
Es sei ferner erwähnt, dass an Stelle des in der Höhe verstellbaren Bodens --6-- des Matrizengrundes auch eine Matrize mit festem Boden verwendet werden kann, wobei in diesem Falle zur Winkelbestimmung die untere Totpunktlage des Biegestempels --8-- variiert wird. Zu diesem Zwecke muss also der untere Stössel-Totpunkt verstellbar sein.
Die Biegevorrichtung weist ferner einen Schlitten --10-- auf, welcher in der horizontalen Richtung an Schienen --11-- verstellbar ist. Am Schlitten --10-- ist eine Anschlagschiene --12-vertikal verstellbar angeordnet, die einen Halter --13-- trägt, in welchem auf- und abklappbare Anschlagfinger --14-- angeordnet sind. Am Halter --13-- ist ein analoger oder digitaler Messwertgeber --15-- angebracht, welcher mit einem sich horizontal erstreckenden und unter Federdruck stehenden Fühler --16-- ausgerüstet ist. Der Messwertgeber --15-- steht mit einem Programmträger --18-- in Verbindung, welcher an die mit einem Rechner --17-- ausgerüstete Stösselsteuerung --19-- angeschlossen ist.
Die Fig. l zeigt die erste Phase der Winkelbestimmung. Das zu biegende, vorerst ebene Blech - wird auf den Tisch --1-- über die Matrize --2-- gelegt, die Höhe der Stifte --4-- dem zu biegenden Winkel entsprechend eingestellt, worauf der Biegestempel --8-- betätigt wird, so dass das Blech --9-- in die aus der Fig. l ersichtliche Form gebracht wird. Der Winkel a des Blech- stückes --9-- ist durch die eingestellte Höhe der Stifte --4-- theoretisch zwar genau bestimmt, es hat sich aber gezeigt, dass trotz genauer Einstellung und Einhaltung der Eindringtiefe des Biegestempels bei der Wiederholung des Biegevorganges an verschiedenen qualitativ gleichwertigen Blechstücken Abweichungen im Biegewinkel entstehen.
Darüber hinaus zeigen die Nachmessungen an fertigen Blechstücken, dass die tatsächlichen Werte mit den eingestelten Winkelwerten nicht genau über- einstimmen.
Dies hängt damit zusammen, dass beim Biegevorgang im Blech nie die theoretische scharfe Kante entsteht, sondern diese mehr oder weniger abgerundet wird. Der Radius der Abrundung beeinflusst den Biegewinkel in ganz erheblichem Masse. Darüber hinaus federt das Blech nach Entlastung etwas zurück, so dass wieder Abweichungen entstehen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wird jetzt erfindungsgemäss nach dem beschriebenen Vorbiegen des Blechstückes --9-- ein Ausmessen des Blechwinkels vorgenommen, worauf in Abhängigkeit der ermittelten Unterschiede gegenüber von theoretischen Messwerten ein Nachbiegen des Blechstückes erfolgt.
Nach erfolgtem Vorbiegen wird der Biegestempel --8-- zurückgezogen und das gebogene Blechstück mit dem einen Schenkel --9a-- auf die ebene Fläche der Matrize --2-- gelegt, in welcher die Stifte --4-- voll ausgefahren sind. Dabei bilden die Anschlagfinger --14-- eine Positionsbegrenzung für das gebogene Blechstück --9--. Diese Stellung ist in der Fig. 2 ersichtlich. Das Blech- stück --9-- wird dabei in der durch die Anschlagfinger --14-- bestimmten Lage durch den Biegestempel --8-- festgehalten, welcher zu diesem Zweck so weit gesenkt wird, dass der Schenkel --9a-- des Blechstückes --9-- an der Oberfläche der Matrize --2-- festgeklemmt wird.
Nun wird der Verlauf des andern aufgerichteten Schenkels --9b-- mit Hilfe des stiftförmigen Fühlers --16--
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--9b-- kontinuierlichSchenkels --9b-- gegenüber dem horizontalen Schenkel --9a-- genauestens ermittelt wird. Wie bereits erwähnt, ist der Fühler --16-- in vertikaler Richtung verschiebbar und steht unter Federdruck, so dass er während seines Hochfahrens den Schenkel --9b-- entlanggleitet, wobei die Messwerte laufend registriert und in Funktion der zum Messwert gehörenden Höhe h vom Rechner-17der Steuerung --19-- verarbeitet werden. Der Rechner --17-- ermittelt auf diese Weise die effekti-
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ven Biegewinkelwerte, welche dann mit den Sollwerten verglichen werden, welche dem tatsächlich gewünschten Biegewinkel entsprechen.
Diese Sollwerte sind im Programmträger --18-- gespeichert, wobei Abweichungen vom Sollwert sofort festgestellt und registriert werden. Aus diesen Abweichungen wird eine Korrektur der Eindringtiefe des Biegestempels --8-- errechnet und die untere Totpunktlage des Stössels --8-- oder die Höhenstellung des Matrizengrundes durch Verschiebung der Stifte --4-- entsprechend korrigiert. Zu diesem Zweck dient die Stössel- bzw. Bodensteuerung - -19--. Anschliessend wird das Blechstück wieder in die aus der Fig. l ersichtliche Lage gebracht und einer Nachpressung unterworfen, bei welcher-wie erwähnt-die Eindringtiefe des Stössels korrigiert wurde.
Diese Korrektur kann immer nur in einer Verkleinerung des Biegewinkels a bestehen, indem die Eindringtiefe des Stempels --8-- in die Öffnung --3-- der Matrize --2-- vergrössert wird.
Aus diesem Grunde ist es wichtig, dass bei der ersten Bearbeitung des Blechstückes --9-- der Biegewinkel etwas grösser als der theoretische Wert gewählt wird.
Es sei noch erwähnt, dass entlang des Blechstückes (also senkrecht zur Zeichnungsebene) eine Anzahl Anschlagfinger --14-- und eine Anzahl Fühler --16-- vorhanden sind, welche parallel nebeneinander eine Reihe bilden und individuell die Messungen vornehmen, die dann vom Messwert- träger --15-- erfasst und im Rechner --17-- sowie im Programmträger --19-- ausgewertet werden.
Auf diese Weise können auch Unregelmässigkeiten oder Unebenheiten an der Oberfläche des Blechstückes ermittelt werden, wenn einzelne der Fühler --16--, die sich in der gleichen Höhenlage befinden, Werte angeben, die sich von den übrigen, von den Fühlern --16-- angezeigten Werten unterscheiden.
Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich zur Durchführung mit jeder bekannten Biegeeinrichtung, welche eine automatische Steuerung aufweist, und braucht nur geringfügig im Sinne der Erfindung abgeändert bzw. ergänzt zu werden. Insbesondere eignet sich die von der Patentinhaberin vorgeschlagene Dreipunktabkantpresse mit Programmsteuerung, mittels welcher die untere Stösselendstellung sehr genau eingehalten werden kann. Es ist auch möglich, Maschinen- und Werkzeugfehler präzis zu kompensieren. Die Höhenverstellung des Matrizengrundes wird auf Grund der ermittelten Rechenwerte einfach und repetierbar durchgeführt. Auf die Mittel zur Verstellung des Matrizengrundes wird nicht näher eingegangen, da diese von der Patentinhaberin bereits mehrfach beschrieben wurden und als bekannt vorausgesetzt werden können.
Die entsprechenden Rechen- und Steuereinrichtungen bilden ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung und gehören zur Ausrüstung der modernen Abkantpressen zusammen mit der Steuerung des Rückanschlages und zur Höhenverstellung der Fühler.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Korrektur des Biegewinkels beim Blechbiegen mit einem Biegestempel und einer auf einem festen Tisch angeordneten Matrize, in welche der Biegestempel, je nach Biegewinkel, mehr oder weniger eindringt, sowie mit einem Rückanschlag zum Anschlagen des zu biegenden Bleches, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Schenkel (9a) des gebogenen Winkels auf einer ebenen Fläche festgehalten, die Lage des abstehenden Schenkels (9b) bezüglich einer vertikalen Bezugsebene gemessen und aus den ermittelten Werten die effektive Winkellage der beiden Schenkel (9a, 9b) bestimmt und mit einem in einem Programmträger (18) gespeicherten Sollwert verglichen wird, worauf die Eindringtiefe des Biegestempels (8) in Funktion der ermittelten Abweichung vom Sollwert geändert wird.