AT401484B - Verfahren und vorrichtung zum einstellen eines biegeprozesses sowie verfahren zum vorbereiten von biegedaten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen eines Werkstückes in eine bestimmte Form zwischen einem oberen Stempel und einem unteren Stempel, umfassend ein Verfahren zum Einstellen einer Sequenz eines Biegeprozesses zur kollisionsfreien Formung des Werkstückes durch eine Vielzahl von Biegeschritten, sowie eine Vorrichtung zum Einstellen eines Biegeprozesses für eine Biegemaschine, welche ein Werkstück in eine bestimmte Form zwischen einem oberen Stempel und einem unteren Stempel durch eine Vielzahl von Biegeschritten biegt.

Allgemein wird zum Ausführen eines Biegevorganges an einem Werkstück W, beispielsweise zum Erhalten eines Erzeugnisses mit einer in Fig. 1 gezeigten Gestalt, mit einer Biegemaschine, wie einer Abkantpresse od.dgl., zuerst an einem Biegepunkt 2 eine Abkantung um 90° vorgenommen, wonach das Werkstück W zum Vertauschen von Oberseite und Unterseite verdreht wird und am Biegepunkt 1 eine gleichartige Abkantung um 90 * vorgenommen wird.

Wenn jedoch bei dieser Art von Biegeprozeß nach Vollendung der Abkantung am Biegepunkt 2 das Werkstück W auf den unteren Stempel D aufgesetzt wird, um die Abkantung am Biegepunkt 1 auszuführen, wie dies in Fig. 2(a) mit vollen Linien dargestellt ist, liegt eine Kollision des Werkstückes W mit dem unteren Stempel D vor und es besteht eine Situation, in welcher es unmöglich ist, das Werkstück W in der vorgeschriebenen Position auf den unteren Stempel D aufzusetzen.

Um daher das Ausführen des Biegeprozesses, bei welchem nach der Abkantung am Biegepunkt 2 eine Abkantung um 90° am Biegepunkt 1 vorzunehmen ist, ausführen zu können, ist es erforderlich, wie in Fig. 2(b) gezeigt, einen sogenannten "vorbereitenden bzw. abgeänderten Biegeprozeß” anzuwenden, um eine Kollision mit dem unteren Stempel D zu vermeiden. Im vorbereitenden Biegeprozeß wird vorausgehend am Biegepunkt 1 eine Abkantung mit einem geringen Biegewinkel erzeugt und nach dem Biegevorgang am Biegepunkt 2 wird am Biegepunkt 1 nochmals eine Abkantung ausgeführt, bei welcher am Biegepunkt 1 die vollständige 90 ° -Abkantung erzeugt wird.

In dem vorerwähnten "vorbereitenden Biegeprozeß" wird das Werkstück W am Biegepunkt nicht in einem Schritt auf den endgültigen Winkel abgekantet. Der erste Schritt des Vorganges führt zu einer Abkantung mit einem stumpfen Winkel; der zweite Teil ist die endgültige Abkantung zum Erzielen des erforderlichen Winkels des Gegenstandes.

Fig. 3 zeigt den vorerwähnten vorbereitenden Biegeprozeß. Gemäß Fig. 3(a) wird ein Ende O des Werkstückes W von einem Anschlagteil C der Biegemaschine gestoßen und es wird die vorbereitende Abkantung unter einem geringen Biegewinkel am Biegepunkt 1 ausgeführt. Dann wird gemäß Fig. 3 (b) das Werkstück W gewendet und das Abkanten wird vervollständigt, um am Biegepunkt 2 einen Abkantwinkel von 90° zu erzielen. Danach erfolgt gemäß Fig. 3(c) wieder am Biegepunkt 1 eine zusätzliche Abkantung zur Erzielung eines Winkels von 90 °, welcher der endgültige Biegewinkel des Gegenstandes ist. Für eine herkömmliche Biegemaschine gibt es aber kein bekanntes Verfahren zum Einstellen des Prozesses, durch welches diese Art des vorbereitenden Biegens selbsttätig ausgeführt werden kann. Außerdem gibt es keine bekannte Vorrichtung, die selbsttätig eine Prüfung auf Kollision zwischen dem unteren Stempel und dem Werkstück mittels einer numerischen Steuervorrichtung für eine Biegemaschine ausführt oder die im Falle von Bedenken, daß eine solche Kollision auftreten könnte, selbsttätig den vorbereitenden Biegeprozeß bewirkt und den Prozeß so einstellt, daß eine Kollision zwischen dem Stempel und dem Werkstück vermieden wird.

In den letzten Jahren wurde auf dem Gebiet der Biegebearbeitung, auf welchem man noch auf manuelle Betätigung zurückgreifen muß, ein Verfahren entwickelt, durch welches Biegedaten halbautomatisch erzeugt werden: während der tatsächliche Biegezustand für eingestellte Biegestempel simuliert wird, können Biegedaten zum Bestimmen des Ausmaßes der Bewegung des hinteren Meßfühlers der Biegemaschine, der Backen für die eingestellten Biegestempel und die Biegefolge halbautomatisch aufgezeichnet werden. Üblicherweise wird bei dem Verfahren zum Aufzeichnen dieser Biegedaten bei einer Kollision zwischen dem Werkstück und der Form dieser Zustand auf dem Simulationsbildschirm dargestellt, um die Bedienungsperson zu informieren.

Somit ändert herkömmlicherweise die Bedienungsperson auf Grund der eine bestehende Kollision anzeigenden Daten die Biegefolge oder die Stempel. Nach dem Kriterium des Ausmaßes der Kollision wird über die Frage entschieden, ob neue Stempel anzufertigen sind; nach dem Entfernen von kollidierenden Teilen der Stempel zwecks Vermeidung der Kollision wird nochmals eine Kollisionsprüfung vorgenommen. In den meisten Fällen ist es möglich, die Kollision durch Ändern der Biegefolge oder Auswechseln der Stempel auszuschalten, jedoch gibt es Fälle, bei welchen nachteilige Einflüsse auf die Gestalt des Erzeugnisses und die Genauigkeit der Abkantung eine Änderung der Biegefolge oder der Stempel unmöglich machen.

Bei dem Verfahren des Aufzeichnens der Biegedaten in der vorerwähnten herkömmlichen Weise gibt es für den Fall, daß eine Kollision zwischen dem Werkstück und den Stempeln auftritt. lediglich einen 2

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Hinweis auf die bestehende Kollision; daher muß beim Ausführen eines zusätzlichen Prozesses an den Stempeln zum Ausschalten von kollidierenden Teilen derselben zwecks Vermeidung einer nachfolgenden Kollision zwischen dem Werkstück und den Stempeln die Bedienungsperson die Daten für die zusätzliche Bearbeitung zum Entfernen von Teilen der Stempel auf der Grundlage dieser Information vorbereiten. Dabei besteht das Problem, daß zum Vorbereiten dieser Daten für die zusätzliche Bearbeitung ein großer Aufwand an Zeit und Mühe erforderlich ist.

Weiters wird im Falle einer Kollision zwischen der Form und dem Werkstück der Aufzeichnungsvorgang der Biegedaten an dieser Stelle angehalten, so daß nach der zusätzlichen Bearbeitung des Stempels die Biegedaten abgeändert und neuerlich vorbereitet werden müssen.

Der DE-37 20 412 A1 ist eine mehrstufige Biegemaschine und ein Biegeverfahren zu entnehmen, wobei eine Kollisionsprüfeinrichtung zu entnehmen ist. Es wird darauf abgezielt, eine Kollision des Werkstückes mit Teilen der Biegemaschine zu verhindern. Der DE-37 20 412 A1 sind neben der Kollisionsprüfeinrichtung insbesondere Sensoreinrichtungen zur Bestimmung der Position bzw. der Grenzposition des beweglichen Werkstückes sowie Positioniereinrichtungen zu entnehmen.

Bei einem aus der GB-1 577 083 A bekanntgewordenen Verfahren zum Biegen von flächigen Metallstücken wird auf eine Biegung der Werkstücke abgezielt, bei welchen der innere Biegeradius geringer sein soll als die Dicke des metallischen Werkstückes. Zu diesem Zweck wird gemäß diesem bekannten Stand der Technik vorgeschlagen, das Metallstück zuerst unter einem vorbestimmten Winkel und mit einem inneren Biegeradius zu biegen, welcher zumindest gleich der Dicke des Werkstückes im Bereich der Biegezone ist, woran anschließend ein weiteres Biegen des Werkstückes in die gewünschte Form erfolgen kann. Dieses zumindest zweistufige Verfahren resultiert aus der Tatsache des im Verhältnis zur Werkstückdicke sehr geringen inneren Biegeradius, woraus sich insbesondere Festigkeitsprobleme im Bereich der Biegestelle ergeben.

Der US-4 366 689 A ist ein numerisches Steuerverfahren für eine Preßvorrichtung zu entnehmen, wobei für den Fall, daß ein Biegevorgang eines Werkstückes ohne Kollision mit Endanschlägen bzw. Werkstückteilen nicht möglich ist, Auschläge aus dem Kollisionsbereich entfernt werden können.

Der DE-14 02 838 A1 ist eine Formpresse zu entnehmen, wobei durch mehrfache Verstellbarkeit Formen erzeugt werden sollen, welche mit üblichen Formpressen nicht erzielbar sein sollen. Dabei werden zur Verhinderung von Kollisionen teilweise Biegeschritte mehrstufig durchgeführt.

Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Einstellen des Biegeprozesses unter Berücksichtigung der Nachteile herkömmlicher Einrichtungen, um zu ermöglichen, mit der Biegemaschine vorbereitende bzw. abgeänderte Biegevorgänge zur Vermeidung von Kollisionen selbsttätig auszuführen.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer Vorrichtung zum Einstellen eines Biegeprozesses, welche in der Lage ist, selbsttätig eine Prüfung auf Kollision nach Eingabe der Gestalt des Werkstückes und von Einzelheiten des Prozesses vorzunehmen, wobei im Falle von Bedenken, daß Kollision auftreten könnte, die Vorrichtung selbsttätig vorbereitendes Biegen bewirken kann.

Eine dritte Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines Verfahrens zum Vorbereiten von Daten, durch welche es ermöglicht wird, selbsttätig Daten für eine zusätzliche Bearbeitung der Stempel vorzubereiten, wenn eine Kollision zwischen dem Werkstück und der Form besteht, und danach die Vorgänge zum Vorbereiten der Biegedaten fortzusetzen.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Verfahren zum Biegen eines Werkstückes in eine bestimmte Form zwischen einem oberen Stempel und einem unteren Stempel umfassend ein Verfahren zum Einstellen einer Sequenz eines Biegeprozesses zur kollisionsfreien Formung des Werkstückes durch eine Vielzahl von Biegeschritten, durch folgende Schritte gekennzeichnet: - Festlegen von Daten für die Formen der oberen und unteren Stempel und die bestimmte Form des Werkstückes, wobei die Daten die einer Folge von Biegepunkten zugeordneten Nummern, beginnend von einer Seite der entworfenen Gestalt des Werkstückes, sowie Biegelänge und Biegewinkel für jeden Biegepunkt enthalten, - Bestimmen aufeinanderfolgender Anschlagpunkte und Biegepunkte im Prozeßablauf unter Verwendung der Werkstückgestait-Daten, - Bestimmen von zusätzlichen Biegepunkten, an welchen ein abgeändertes Biegen erforderlich ist, um in an sich bekannter Weise eine Kollision zwischen dem Werkstück und einem der Stempel während der Verfahrenssequenz zu verhindern, wobei i) Biegepunkte auf der Seite festgelegt werden, auf welcher eine Kollision mit einem der Stempel bei Durchführung der Biegefolge auftreten würde, ii) die zusätzlichen Biegepunkte mit einer zur Biegerichtung entgegengesetzten Richtung festgelegt werden, und 3

AT 401 484 B iii) diese zusätzlichen Biegepunkte festgelegt werden, welche den Biegepunkten am nächsten liegen, - Zuordnen von Identifikations-Codes und kleinen Biegewinkeln für das abgeänderte Biegen zu den vorher bestimmten Biegepunkten, und - Biegen des Werkstückes gemäß der ergänzten Sequenz des Biegeprozesses.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist weiters eine Vorrichtung zum Einstellen eines Biegeprozesses für eine Biegemaschine, welche ein Werkstück in eine bestimmte Form zwischen einem oberen Stempel und einem unteren Stempel durch eine Vielzahl von Biegeschritten biegt, gekennzeichnet durch: - eine Eingabeeinrichtung zur Eingabe der für die Definition der Form der Stempel und der bestimmten Form des Werkstückes notwendigen Eingabedaten, welche die einer Folge von Biegepunkten zugeordneten Nummern, beginnend von einer Seite der entworfenen Gestalt des Werkstückes, sowie Biegelänge und Biegewinkel für jeden Biegepunkt enthalten, - eine an sich bekannte Kollisionsprüfeinrichtung, die jeden Schritt des Biegeprozesses für das Werkstück auf der Grundlage der Eingabedaten simuliert, so daß eine Kollision zwischen dem Werkstück und den unteren Stempeln überprüft wird, und - eine Einstelleinrichtung für ein abgeändertes Biegen zur Berechnung eines abgeändertenen Biegewinkels bei jedem bestimmten Biegepunkt, so daß die Biegeprozeßinstruktionen an diesen zusätzlichen Biegepunkten für ein abgeändertes Biegen automatisch eingestellt sind, wobei die Einstelleinrichtung i) Biegepunkte auf der Seite festlegt, auf welcher eine Kollision mit einem der Stempel bei Durchführung der Biegefolge auftreten würde, ii) die zusätzlichen Biegepunkte mit einer zur Biegerichtung entgegengesetzten Richtung festlegt, und iii) diese zusätzlichen Biegepunkte festlegt, welche den Biegepunkten am nächsten liegen.

Diese und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine erklärende Darstellung eines herkömmlichen Biegeprozesses; Fig. 2(a) einen Zustand, in welchem eine Kollision am Werkstück entsteht; Fig. 2(b) einen vorbereitenden Biegeprozeß für ein Werkstück zur Vermeidung des Entstehens von Kollision; Fig. 3(a) bis (c) erklärende Darstellungen des vorbereitenden Biegeprozesses; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Biegemaschine mit Anwendung einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines an der Biegemaschine verwendeten hinteren Meßfühlers; Fig. 6 ein Flußdiagramm für eine Ausführungsform der Erfindung; Fig. 7 die Gestalt des mit dieser Ausführungsform erhaltenen Werkstückes im Schnitt; Fig. 8 eine Tafel der Werkstückgestalt-Eingabedaten, welche zum Erzielen dieser Gestalt des Werkstückes erforderlich sind; Fig. 9 eine Tafel der erforderlichen Prozeß-Eingabedaten zum Erzielen dieser Gestalt des Werkstückes; Fig. 10 ein Beispiel einer Anzeige für den Biegeprozeßablauf zum Erzielen dieser Gestalt des Werkstückes; Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prozeß-Einstellvorrichtung; Fig. 12 ein Flußdiagramm mit Erläuterung der Funktionen dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform; Fig. 13(a) bis (d) Kollisionsmuster des Werkstückes bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform; Fig. 14 eine Tafel von Gestalt-Eingabedaten für diese erfindungsgemäße Ausführungsform; Fig. 15 eine Tafel mit Prozeß-Eingabedaten für diese erfindungsgemäße Ausführungsform; Fig. 16(a) und (b) eine Datentafel mit einem Beispiel der Einstellung eines vorbereitenden Biegeprozesses bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform; Fig. 17 die Erläuterung einer Kollisionsprüfung, und Fig. 18 ein Prozeß-Flußdiagramm eines Verfahrens zum Vorbereiten von Biegedaten.

In Fig. 4 ist als Biegemaschine 1 eine Abkantpresse dargestellt, die eine obere Schürze 3 und eine in vertikaler Richtung betätigbare untere Schürze 5 zeigt. Am unteren Abschnitt der oberen Schürze 3 ist ein oberer Stempel 7 und am oberen Abschnitt der unteren Schürze 5 ist ein unterer Stempel 9 jeweils mit einer Mehrzahl ein Klemmstück 13 durchsetzender Schrauben 11 befestigt. Dies erfolgt in der Weise, daß bei gelockerten Schrauben 11 der obere Stempel 7 und der untere Stempel 9 durch die obere Schürze 3 bzw. durch die untere Schürze 5 beispielsweise von rechts eingeführt und bei richtiger Position die Schrauben 11 festgezogen werden. An der Vorderseite der unteren Schürze 5 ist eine mit einem sich in seitlicher Richtung (in Richtung der X-Achse) erstreckenden Längssupport 15 ausgestattete vordere Abdeckung 17 vorgesehen.

Zum Übertragen von Hubbefehlen an die untere Schürze 5 dienen eine bewegliche Schalttafel 19 und ein bewegliches Fußpedal 21. Die Schalttafel 19 dient außerdem zum Eingeben der erforderlichen Daten für eine numerische Steuervorrichtung.

Fig. 5 zeigt in Einzelheiten einen in einem Werkstückbearbeitungsabschnitt 23 zwischen der oberen Schürze 3 und der unteren Schürze 5 der Biegemaschine 1 angeordneten hinteren Meßfühler 25. Der hintere Meßfühler 25 weist eine Mehrzahl von Tragkörpern 27 auf, die sich (in Richtung der Y-Achse) nach hinten in die Nähe der linken und rechten Enden der unteren Schürze 5 erstrecken. An den Tragkörpern 27 sind eine von einem Motor 29 angetriebene Leitspindel 31 und eine parallel zur Leitspindel 31 verlaufende 4

AT 401 484 B gerade Führung 33 angeordnet.

An der Leitspindel 31 und der geraden Führung 33 ist ein Paar Gleitstücke 35 angeordnet. Zwischen dem rechten und dem linken Gleitstück 35, 35 erstreckt sich waagrecht ein Träger 37, dessen Höhe mittels einer antreibbaren Höheneinstellvorrichtung 39 frei einstellbar ist.

Der hintere Meßfühler 25 ist bezüglich des Trägers 37 seitlich frei verstellbar angeordnet und an der Vorderseite des hinteren Meßfühlers 25 ist ein Anschlagteil 41 vorgesehen. Die Höhe des Anschlagteiles 41 ist mittels der antreibbaren Höheneinstellvorrichtung 39 der Gleitstücke 35 einstellbar.

Beim Biegen eines Werkstückes W mit der Biegemaschine 1 wird zuerst das Werkstück W in den Werkstückbearbeitungsabschnitt 23 der Biegemaschine 1 eingeführt und dann wird die Spitze des Werkstückes W von der spitzen Fläche des Anschlagteiles 41 an dem maßgenau eingestellten hinteren Meßfühler getroffen. Danach wird die untere Schürze 5 bezüglich der oberen Schürze 3 angehoben und es wird am Werkstück W zwischen dem oberen Stempel 7 und dem unteren Stempel 9 ein Biegevorgang ausgeführt. Diese Folge von Vorgängen wird durch die numerische Steuervorrichtung selbsttätig ausgeführt.

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm für eine Ausführungsform des Verfahrens, wonach der Biegeprozeß für das Werkstück W mit einer vorgeschriebenen Gestalt für die Biegemaschine 1 eingestellt wird.

Wenn ein Erzeugnis in die in Fig. 7 gezeigte Gestalt gebogen wird, ist es erforderlich, für eine Gestalteingabe an die numerische Steuervorrichtung für das Werkstück W zu sorgen.

Zu diesem Zweck werden in einem Schritt 101 Daten betreffend das Material, die Blechstärke des Werkstückes W und die Stempel eingegeben, jedem einzelnen einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Biegepunkte, beginnend von einem Ende des Werkstückes W, wie in Fig. 8 angegeben, werden Zahlen 0, 1, 2......... zugeordnet und die Biegelänge sowie der Biegewinkel werden für die einzelnen Biegepunkte eingegeben.

Aus dem in Fig. 8 gezeigten Gestalteingabe-Datenformat ist ersichtlich, daß am Biegepunkt 1 eine Abkantung um 90“ und am Biegepunkt 2 eine Abkantung um 90“ in entgegengesetzter Richtung auszuführen ist.

Nach dem Eingeben der Gestalt-Eingabedaten für diesen Zweck werden in einem Schritt 102 Bearbeitungsdaten in dem in Fig. 9 gezeigten Format eingegeben.

Aus diesen Biegeprozeß-Eingaben ist ersichtlich, daß der Punkt 0 der Auftreffpunkt für den Anschlagteil 41 bei der ersten Biegebearbeitung ist und daß der Biegepunkt 1 die Position ist, auf welche der untere Stempel eingestellt wird. Bei der zweiten Biegebearbeitung ist ersichtlich, daß das Werkstück W am Punkt 3 vom Anschlagteil 41 getroffen wird und Punkt 2 als Biegepunkt eingestellt ist.

Wenn bei den Eingaben für den Prozeß wegen des Erfordernisses des vorbereitenden Biegens am Biegepunkt 1 im Falle der vorliegenden Ausführungsform Eingabe 0 erfolgt, was bedeutet, daß der Anschlagteil 41 am Auftreffpunkt 0 anstößt, wird ein Klassifikationscode für vorbereitendes Biegen zugeordnet, beispielsweise (Stern), als ein Code zum Bezeichnen des vorbereitenden Biegens eingegeben und es wird der Winkel für das vorbereitende Biegen eingegeben.

Dann werden die Daten für den normalen Biegevorgang 2 eingegeben und nach diesem normalen Biegevorgang werden zusätzlich Biegebearbeitungsdaten eingegeben, um das zusätzliche Biegen am Biegepunkt 1 im dritten Verfahrensschritt zu bewirken.

Nach vollständiger Eingabe der Daten für die Werkstückgestalt und die Biegebearbeitung erfolgen in einem Schritt 103 Berechnungen für die Werkstückausdehnung entsprechend der Werkstückgestalt, der Position entsprechend der Werkstückgestalt, der Position des hinteren Meßfühlers 25, der Hubposition für die untere Schürze 5, die vertikale Position des Anschlagteiles 41, den Betrag für das Zurückziehen des Anschlagteiles 41 für den Rückzug beim Ausfuhren eines Biege Vorganges, die Biegegeschwindigkeit, die Art des Wendens des Werkstückes W u.dgl. seitens der numerischen Steuervorrichtung in Abhängigkeit vom Rechenprogramm.

Es werden Berechnungen für die Eingabewerte für jede Achse zum Steuern der Biegemaschine 1 angestellt (Schritt 104).

Die Ergebnisse der Berechnungen werden angezeigt (Schritt 105).

Bei der Anzeige im Schritt 105 wird der in Fig. 3(a) bis (c) dargestellte Prozeß angezeigt, wobei auch "vorbereitendes Biegen” und zusätzliches Biegen für den vorbereitenden Biegeprozeß bzw. den zusätzlichen Biegeprozeß gleichzeitig im Prozeßdiagramm angezeigt werden.

Zusätzlich wird bis zu dem auf das vorbereitende Biegen folgenden zusätzlichen Biegen der Winkel für das vorbereitende Biegen am Biegepunkt 1, an welchem das vorbereitende Biegen ausgeführt wurde, als Gestalt des Werkstückes W angezeigt.

Nach der zusätzlichen Bearbeitung ist auf der Anzeige die Gestalt mit dem tatsächlichen Biegewinkel ersichtlich. 5

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Damit ist die Eingabe der Daten für die Gestalt des Werkstückes und den Ablauf des Biegeprozesses vollständig. Nach Bestätigung der Richtigkeit der eingegebenen Daten gemäß der Anzeige für den Biegeprozeß durch die Bedienungsperson werden die Daten für die Ausführung des Biegevorganges eingegeben (Schritt 106).

Auf diese Weise wird es unter Anwendung des Einstellens des Biegeprozesses für die Biegemaschine gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung durch Eingeben der vorbereitenden Prozeßdaten für die Gestalt des Werkstückes W und für den Ablauf des Biegeprozesses über eine Tastatur oder andere Eingabemittel ermöglicht, den vorbereitenden Biegeprozeß einzustellen und eine Sichtanzeige des vorbereitenden Biegeprozesses zu erhalten, so daß die Bedienungsperson den vorbereitenden Biegeprozeß auf dem Anzeigeschirm der numerischen Steuervorrichtung überprüfen kann.

Fig. 11 zeigt eine erfindungsgemäße Prozeßeinstellvorrichtung für eine Biegemaschine, umfassend eine Eingabevorrichtung 201 für die Werkstückgestalt und eine Eingabevorrichtung 203 für den Ablauf des Biegeprozesses, welche von normalen Tastaturen gebildet sein können und über welche Daten einzugeben sind, durch die der Biegeprozeß simuliert wird; eine Kollisionsprüfvorrichtung 205, die hinsichtlich des Auftretens von Kollisionen prüft; eine Einstellvorrichtung 207 für einen vorbereitenden Biegeprozeß, über welche ein neuer vorbereitender Biegeprozeß einzustellen und ein Biegeprozeß abzuändern ist, wenn die Kollisionsprüfvorrichtung 205 eine Kollision feststellt; eine Rechenvorrichtung 209 für Eingabewerte für jede Achse, welche auf Grund des mit der Einstellvorrichtung 207 für den vorbereitenden Biegeprozeß eingestellten vollständigen Biegeprozesses die Eingabewerte für jede Achse berechnet; und eine Anzeigevorrichtung 211, die den Biegeprozeß auf Grund der Rechenergebnisse von der Rechenvorrichtung 209 für die Eingabewerte für jede Achse anzeigt, den vorbereitenden Biegeprozeß anzeigt und die Eingabedaten u.dgl. anzeigt.

Wenn ein Biegeprozeß an einem bestimmten Biegepunkt P auszuführen ist und Bedenken bestehen, daß die vor dem Biegepunkt P befindliche Seite des Werkstückes W mit dem unteren Stempel 9 kollidieren kann, wird mit der Prozeßeinstellvorrichtung der Biegemaschine ein Biegepunkt P’ gefunden, der an der Vorderseite dem Biegepunkt P am nächsten liegt und der einen bezüglich des bestimmten Biegepunktes P entgegengesetzt gerichteten Biegewinkel hat, und der vorbereitende Biegeprozeß wird selbsttätig für den Biegepunkt P' eingestellt.

Weiters wird, wie in Fig. 10(d) gezeigt, wenn der Biegeprozeß an dem bestimmten Biegepunkt P ausgeführt wird und eine Kollision an der hinter dem unteren Stempel 9 und dem Biegepunkt P liegenden Seite gefunden wird, ein Biegepunkt P" gefunden, der dem Biegepunkt P an der Rückseite am nächsten liegt und der einen bezüglich des bestimmten Biegepunktes P entgegengesetzt gerichteten Biegewinkel hat, und der vorbereitende Biegeprozeß wird für den Biegepunkt P" eingestellt.

Kurz gesagt, für den Fall, daß Gestalt-Eingabedaten von der Eingabevorrichtung 201 geliefert werden, wie in Fig. 14 gezeigt, und normale Biegeprozeß-Eingabedaten von der Eingabevorrichtung 203 geliefert werden, wie in Fig. 15 gezeigt, führen die Kollisionsprüfvorrichtung 205 und die Einstellvorrichtung 207 für den vorbereitenden Biegeprozeß die Kollisionsprüfung sowie die Einstellung des vorbereitenden Biegeprozesses gemäß dem in Fig. 12 dargestellten Flußdiagramm aus.

Wenn die Simulation des Biegeprozesses von der Kollisionsvorrichtung 205 auf der Grundlage der Prozeßeingabedaten ausgeführt wird, wird bei Ermittlung des Auftretens einer Kollision mit dem unteren Stempel am Biegepunkt P mit der Biegeprozeßnummer n eine Entscheidung getroffen, ob die Kollision vor oder hinter dem unteren Stempel 9 auftritt (Schritt 301).

Wenn dabei die Kollision vor dem unteren Stempel auftritt, wird ein Biegepunkt gefunden, für welchen der Biegewinkel den umgekehrten Code hat wie für den Biegepunkt P und welcher der an der Vorderseite dem Biegepunkt P, für den Kollision vorliegt, am nächsten liegende Biegepunkt ist, kurz gesagt, es wird ein Biegepunkt P' gefunden und der vorbereitende Biegeprozeß wird selbsttätig auf eine Biegeprozeßnummer x bezüglich des Biegepunktes P' eingestellt (Schritte 302a, 303, 304).

Kurz gesagt, es wird gemäß Fig. 16(a) das Identifikationssymbol für vorbereitendes Biegen an der Biegeprozeßnummer x des Biegepunktes P' angezeigt und gleichzeitig wird auch der Winkel für das vorbereitende Biegen eingestellt und dem Biegepunkt P' wird ein zusätzlicher Biegeprozeß n' hinzugefügt, der auf den Biegeprozeß n des bestimmten Biegepunktes P folgt.

Wenn im Schritt 301 gefunden wird, daß an der Rückseite des bestimmten Biegepunktes P Kollision auftritt, wird ein Biegepunkt P" ausgewählt, der dem Biegepunkt P an der Rückseite am nächsten liegt und der einen bezüglich des Biegewinkels am bestimmten Biegepunkt P entgegengesetzt gerichteten Biegewinkel hat (Schritt 302b).

Dann wird gemäß Fig. 16(b) das Symbol hinzugefügt, um den Prozeß für das vorbereitende Biegen für den Biegeprozeß y am Biegepunkt P" einzustellen. Gleichzeitig wird der Winkel für das vorbereitende Biegen eingestellt und ein zusätzlicher Biegeprozeß n' am Biegepunkt P” hinzugefügt, welcher auf den 6

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Biegeprozeß n am bestimmten Biegepunkt P folgt. Der vorbereitende Biegeprozeß wird dann selbsttätig eingestellt (Schritte 303, 304).

Auf diese Weise wird durch Eingeben von Eingabedaten für eine Werkstückgestalt und einen Biegeprozeß durch die numerische Steuervorrichtung eine Prüfung auf Kollision vorgenommen. Wenn gefunden wird, daß an einem bestimmten Biegepunkt Kollision auftritt, wird selbsttätig der vorbereitende Biegeprozeß für einen Punkt eingestellt, welcher vor diesem Biegepunkt liegt, so daß keine Kollision entsteht.

Sobald dies durchgeführt ist, wird selbsttätig der vorbereitende Biegeprozeß eingestellt, wonach jeder Biegeprozeß, der den vorbereitenden Biegeprozeß enthält, auf der Anzeigevorrichtung 211 angezeigt wird. Gleichzeitig erscheinen auf den Anzeigefeldern für den vorbereitenden Biegeprozeß und für den zusätzlichen Biegeprozeß "Vorbereitendes Biegen" bzw. "zusätzliches Biegen" und dies wird von der Bedienungsperson überprüft.

Weiters prüft die Bedienungsperson nach dem Einstellen des Biegeprozesses für das Werkstück W die Arbeitsweise auf der Anzeigevorrichtung. Dann wird der tatsächliche Biegeprozeß mit Hilfe der Schalttafel 19 oder durch Betätigung des Fußpedals 21 ausgeführt. Wenn dann der Biegeprozeß an jedem Punkt ausgeführt ist, führt der hintere Meßfühler 25 selbsttätig nach Informationen von der numerischen Steuervorrichtung eine Maßprüfung aus. Es werden die Längs- und Vertikal-Positionen des Anschlagteiles 41 eingestellt und ebenso wird die obere Grenzposition der unteren Schürze 5 selbsttätig eingestellt, so daß die aufeinanderfolgenden Biegevorgänge so ausgeführt werden, wie der Biegeprozeß eingestellt worden ist.

Wenn der Biegeprozeß an einem bestimmten Biegepunkt unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen des Prozesses für eine Biegemaschine abläuft und Bedenken bestehen, daß eine Kollision zwischen dem Werkstück und dem unteren Stempel auftreten kann, ist es, wie vorangehend ausgeführt, möglich, eine solche Kollision durch Einstellen des Prozesses für den vorbereitenden Biegeprozeß an den erforderlichen Biegepunkten zu vermeiden und den Biegevorgang für eine Vielzahl von Gestalten unbehindert auszuführen.

Außerdem prüft im Falle der Eingabe von Daten für die Werkstückgestalt und für einen normalen Biegeprozeß unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einstellen des Prozesses für eine Biegemaschine beim Auftreten von Kollision an einem bestimmten Biegepunkt die numerische Steuervorrichtung selbsttätig diese Kollision und ermöglicht eine selbsttätige Einstellung des vorbereitenden Biegeprozesses am erforderlichen Punkt, so daß eine Kollision nicht auftritt. Dies eliminiert die schwierige Aufgabe des sorgfältigen Prüfens hinsichtlich Kollision und des Eingebens der Einstellung für den Biegeprozeß seitens der Bedienungsperson und reduziert die Belastung bei jedem einzelnen Schritt.

Bei der vorstehenden Erklärung wird der Fall betrachtet, in welchem eine Kollision zwischen dem Werkstück und dem unteren Stempel auftritt, es kann jedoch in Abhängigkeit von der Gestalt des zu biegenden Werkstückes auch eine Kollision zwischen dem Werkstück und dem oberen Stempel auftreten. Dementsprechend ist es erforderlich, auch eine Prüfung hinsichtlich Kollision zwischen dem oberen Stempel und dem Werkstück vorzunehmen.

Gemäß Fig. 17 erfolgt eine Prüfung in der Hinsicht, ob eine Kollision zwischen dem oberen Stempel 7 und dem Werkstück W auftritt, wenn das Werkstück W vom oberen Stempel 7 gebogen wird.

Aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, daß ein durch schräge Linien gekennzeichneter Kollisionsbereich M entsteht, wobei die Kollision von einem Ausgangspunkt Pi an einem Ende des Werkstückes W bis zu einem Punkt P2 reicht, an welchem das Biegen beendet ist. Da der Biegeablauf in entgegengesetzter Richtung vor sich geht wie der Ablauf der Produktentwicklung, entsteht der Kollisionsbereich M vom letzten Biegepunkt P2, der durch den Biegewinkel 0 bedingt ist, zum Punkt Pi, wo die Kollision beginnt, wie dies durch den Pfeil A angedeutet ist.

Fig. 18 zeigt, daß nach dem selbsttätigen oder manuellen Einstellen der Daten für die Maschine und die Stempel im Schritt 401 und dem selbsttätigen oder manuellen Einstellen des Biegeablaufes im Schritt 402 dann im Schritt 403 eine Kollisionsprüfung ausgeführt wird, wie in Fig. 17 gezeigt.

Dementsprechend wird, wenn im Schritt 403 festgestellt wird, daß der gesamte Biegeprozeß kollisionsfrei ist, das Programm zum Schritt 404 fortschreiten, in welchem die Biegedaten für jeden auszuführenden Prozeß aufgezeichnet werden.

Wenn anderseits im Schritt 403 das Auftreten von Kollision festgestellt wird, schreitet das Programm zum Schritt 405 fort, in welchem eine Entscheidung getroffen wird, ob es möglich ist. die Stempel, die Maschine und den Biegeablauf zu ändern oder nicht. In folgenden Situationen kann der Biegeablauf nicht abgeändert werden: verschiedene Zustände im Bereich der Stempel od.dgl. sind mit der Präzision des Erzeugnisses verknüpft oder es wurden alle möglichen Zustände im Bereich der Stempel od.dgl. überprüft.

Wenn im Schritt 405 festgestellt wird, daß eine Abänderung des Zustandes unmöglich ist, wird die das Vorhandensein einer Kollision anzeigende Entscheidung des Schrittes 403 ignoriert, die Biegedaten werden im Schritt 404 aufgezeichnet und gleichzeitig wird im Schritt 406 das Ausmaß der Kollision erhalten. 7

Claims (4)

1. AT 401 484 B Danach wird für den Fall, daß der kollidierende Abschnitt des Stempels zur Vermeidung der Kollision zwischen dem Werkstück und dem Stempel entfernt wurde, eine Berechnung ausgeführt und eine Entscheidung getroffen, um zu bestimmen, ob der bearbeitete Stempel der Belastung des Biegeprozesses widerstehen kann oder nicht. Wenn im Schritt 407 die Entscheidung JA lautet, werden Daten für einen zusätzlichen Prozeß zum Entfernen des kollidierenden Teiles des Stempels im Schritt 408 aufgezeichnet Lautete im Schritt 407 die Entscheidung NEIN, dann ist das Biegen des Werkstückes unmöglich und das Programm wird angehalten. Wenn im Schritt 405 die Änderung eines Zustandes möglich ist, schreitet das Programm zum Schritt 409 weiter, in welchem die gegenwärtigen Bedingungen für die Stempel, die Maschine, den Biegeablauf und das Kollisionsausmaß im Speicher abgelegt werden. Im Schritt 410 wird entschieden, ob die Änderungen an den Stempeln, der Maschine, dem Biegeablauf und dem Ausmaß der Kollision vollständig sind. Wenn sie noch nicht vollständig sind, kehrt das Programm zu den Schritten 401 und 402 zurück und es wird abermals unter den geänderten Bedingungen eine Kollisionsprüfung vorgenommen. Wenn die Entscheidung im Schritt 410 JA lautet, schreitet das Programm zum Schritt 411 fort, in welchem Bedingungen ausgewählt werden, welche das geringste Kollisionsausmaß im Schritt 409 ergeben, wonach das Programm zu den Schritten 404 und 407 zurückkehrt. Aus der vorangehenden Erklärung ergibt sich, daß die Bedienungsperson ohne Vorliegen einer Kollision im Schritt 404 Biegedaten erhalten kann und bei Vorliegen von Kollision in den Schritten 404 und 408 Biegedaten und Daten für die zusätzliche Bearbeitung der Stempel erhalten kann. Wenn die zusätzliche Bearbeitung der Stempel ausgeführt wird, ist die im Schritt 403 festgestellte Kollision ausgeschaltet. Dann können die im Schritt 404 vorbereiteten Biegedaten ohne Abänderung für die zusätzlich bearbeiteten Stempel zur Anwendung gelangen. Wenn die Daten für die zusätzliche Bearbeitung als CAD-Daten vorliegen, dann können Daten für numerische Maschinensteuerung für die zusätzliche Bearbeitung ausgegeben werden. Aus diesem Beispiel ergibt sich, daß im Falle von Kollision Daten für die zusätzliche Bearbeitung der Stempel und auf Grund dieser Daten Biegedaten für die Anwendung der nachbearbeiteten Stempel erhalten werden können. Dadurch läßt sich die Nachbearbeitung der Stempel rasch ausführen und es erübrigt sich, zusätzliche Zeit und Mühe für die neuerliche Vorbereitung der Biegedaten aufzuwenden. Wenn man beim Vorbereiten der Biegedaten gemäß der Erfindung auf eine Kollision zwischen den Stempeln und dem Werkstück stößt, lassen sich sowohl Daten für eine zusätzliche Bearbeitung der Stempel als auch Biegedaten erhalten. Daher läßt sich die Nachbearbeitung der Stempel in einfacher Weise ausführen und danach kann rasch mit dem Biegeprozeß begonnen werden. Wenngleich die Erfindung an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es klar, daß verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Patentansprüche 1. Verfahren zum Biegen eines Werkstückes in eine bestimmte Form zwischen einem oberen Stempel und einem unteren Stempel umfassend ein Verfahren zum Einstellen einer Sequenz eines Biegeprozesses zur kollisionsfreien Formung des Werkstückes durch eine Vielzahl von Biegeschritten, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Festlegen von Daten für die Formen der oberen und unteren Stempel und die bestimmte Form des Werkstückes, wobei die Daten die einer Folge von Biegepunkten zugeordneten Nummern, beginnend von einer Seite der entworfenen Gestalt des Werkstückes, sowie Biegelänge und Biegewinkel für jeden Biegepunkt enthalten, - Bestimmen aufeinanderfolgender Anschlagpunkte und Biegepunkte im Prozeßablauf unter Verwendung der Werkstückgestalt-Daten, - Bestimmen von zusätzlichen Biegepunkten, an welchen ein abgeändertes Biegen erforderlich ist, um in an sich bekannter Weise eine Kollision zwischen dem Werkstück und einem der Stempel während der Verfahrenssequenz zu verhindern, wobei i) Biegepunkte auf der Seite festgelegt werden, auf welcher eine Kollision mit einem der Stempel bei Durchführung der Biegefolge auftreten würde, ii) die zusätzlichen Biegepunkte mit einer zur Biegerichtung entgegengesetzten Richtung festgelegt werden, und iii) diese zusätzlichen Biegepunkte festgelegt werden, welche den Biegepunkten am nächsten liegen. 8 AT 401 484 B - Zuordnen von Identifikations-Codes und kleinen Biegewinkeln für das abgeänderte Biegen zu den vorher bestimmten Biegepunkten, und - Biegen des Werkstückes gemäß der ergänzten Sequenz des Biegeprozesses.
2. 2. Vorrichtung zum Einstellen eines Biegeprozesses für eine Biegemaschine, welche ein Werkstück in eine bestimmte Form zwischen einem oberen Stempel und einem unteren Stempel durch eine Vielzahl von Biegeschritten biegt, gekennzeichnet durch: - eine Eingabeeinrichtung (201,203) zur Eingabe der für die Definition der Form der Stempel (7,9) und der bestimmten Form des Werkstückes (W) notwendigen Eingabedaten, welche die einer Folge von Biegepunkten (0,1,2,...) zugeordneten Nummern, beginnend von einer Seite der entworfenen Gestalt des Werkstückes (W), sowie Biegelänge und Biegewinkel für jeden Biegepunkt enthalten, - eine an sich bekannte Kollisionsprüfeinrichtung (205), die jeden Schritt des Biegeprozesses für das Werkstück (W) auf der Grundlage der Eingabedaten simuliert, so daß eine Kollision zwischen dem Werkstück (W) und den unteren Stempeln (9) überprüft wird, und - eine Einstelleinrichtung (207) für ein abgeändertes Biegen zur Berechnung eines abgeändertenen Biegewinkels bei jedem bestimmten Biegepunkt, so daß die Biegeprozeßinstruktionen an diesen zusätzlichen Biegepunkten für ein abgeändertes Biegen automatisch eingestellt sind, wobei die Einstelleinrichtung (207) i) Biegepunkte auf der Seite festlegt, auf welcher eine Kollision mit einem der Stempel (7, 9) bei Durchführung der Biegefolge auftreten würde, ii) die zusätzlichen Biegepunkte (p') mit einer zur Biegerichtung entgegengesetzten Richtung festlegt, und iii) diese zusätzlichen Biegepunkte (P') festlegt, welche den Biegepunkten (P) am nächsten liegen.
3. 3. Verfahren zum Biegen eines Werkstückes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Kollisionswert zwischen dem Werkstück und einem der oberen oder unteren Stempel berechnet wird, um die für die Bereitstellung eines geeigneten Stempels notwendigen Daten zu erhalten.
4. 4. Verfahren zum Biegen eines Werkstückes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder unter Verwendung des dem berechneten Kollisionswert entsprechenden geeigneten Stempels durchführbarer Biegeprozeß simuliert wird und die günstigste Biegebedingung ausgewählt wird. Hiezu 14 Blatt Zeichnungen 9