AT401625B - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der biegewinkel eines bleches während des biegens und verfahren zum biegen eines bleches - Google Patents

Description

AT 401 625 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Biegewinkel zwischen jedem Paar benachbarter Abschnitte eines Bleches während der Ausführung der Biegung mit einer Biegemaschine, die mit einem oberen Stempel und einem unteren Stempel mit einer vertieften Nut zum Zusammenwirken mit dem oberen Stempel auf das zwischen diesen eingeführte Belch ausgestattet ist.

Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bestimmen von Biegewinkeln zwischen zwei benachbarten Abschnitten eines Bleches während des Biegevorganges mittels einer mit einem oberen Stempel und einem unteren Stempel mit einer vertieften Nut zum Zusammenwirken mit dem oberen Stempel auf das zwischen diesen eingeführte Blech ausgestatten Biegemaschine.

Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Biegen eines Bleches unter Anwendung des vorerwähnten Verfahrens zum Feststellen von Winkeln.

Biegebearbeitungen wurden bisher durch Einführungen eines zu biegenden Bleches zwischen einem oberen und einem unteren Stempel bewerkstelligt. Der untere Stempel hat einen vertieften Sitz bzw. eine vertiefte Nut und der obere Stempel dringt durch relative Bewegung der beiden Stempel zueinander in den vertieften Sitz des unteren Stempels unter Steuerung durch eine zentrale Steuereinheit der Biegemaschine über einen bestimmten Abstand ein. Die auf der Grundlage von Parametern, wie Art und Stärke des Bleches, gewünschter Biegungswinkel usw., ausgeführte Steuerung legt den Betrag der Relativbewegung des oberen und des unteren Stempels zueinander fest, nachdem das Blech mit dem unteren Stempel in stationäre Berührung gebracht worden ist.

Als Ergebnis drückt der obere Stempel das Blech über einen vorbestimmten Abstand in den vertieften Sitz des unteren Stempels; dadurch wird das Blech abschnittweise in den Sitz gebogen. Die Genauigkeit der Biegewinkel hängt offensichtlich davon ab, wie tief der obere Stempel in den vertieften Sitz eindringt. Je tiefer der obere Stemel eindringt, desto größer ist die erzielte Genauigkeit.

Die beschriebene Biegemaschine ermöglicht nicht die Erzielung genauer Biegewinkel mit einem einzigen Biegevorgang. Tatsächlich behält das Blech während seiner plastischen Verformung eine gewisse Elastizität, durch welche beim Trennen des oberen Stempels vom unteren Stempel ein elastisches Rückfedern des Bleches mit dem Effekt erfolgt, daß der vorher erzielte Biegewinkel des Bleches verringert wird. Obwohl diese Erscheinung bekannt ist und beim Einstellen der Biegeparameter durch passende Korrekturkoeffizienten berücksichtigt wird, ist es dennoch unmöglich, den tatsächlichen Betrag der Erscheinung theoretisch vorherzusagen und die Erscheinung auf diese Weise vollständig zu korrigieren. Wenn somit genaue Biegewinkel gefordert werden, ist es notwendig, nach dem Biegen den erzielten Winkel zu messen und nach Möglichkeit einen zweiten, korrigierenden Biegevorgang auszuführen. Es ist klar, daß durch diesen Umstand die Produktivität verringert, die Produktion komplizierter und die Herstellungskosten höher werden.

Ein derartiges Verfahren ist bespielsweise aus der JP-60-247 415 A1 bekannt geworden, wobei der Biegewinkel zuerst gemessen wird und danach mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, wonach ein neuerliches automatisches Biegen auf den gewünschten Wert erfolgt.

Aus der JP-63-49 327 A1 ist eine abgewandelte Biegevorrichtung zu entnehmen, wobei mit einer einzelnen Einheit der jeweiligen Biegewinkel festgestellt werden soll.

Die DE-3441 113 A1 zeigt und beschreibt eine Biegemaschine mit numerischer Steuerung zum Abkanten von Blechen, bei welcher eine mit der Steuerung verbundene Meßeinrichtung vorgesehen ist, welche einen gemessenen Biegewinkel mit einem vorgegebenen Winkel vergleicht, wonach bei Abweichung ein Korrekturbiegevorgang durchgeführt wird.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum indirekten Messen von Biegewinkeln, um welche ein Blech gebogen wurde, während des Biegeschrittes zu schaffen, d.h. solange das Blech noch zwischen einem oberen und einem unteren Stempel der Biegemaschine gehalten wird, in einer Weise, daß sofort jede mögliche erforderliche Korrektur ausgeführt wrden kann und dadurch in einem einzigen Bearbeitungsschritt genaue Biegewinkel erzielbar sind.

Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung einer Vorrichtung, die während eines Biegeschrittes zum Feststellen und indirekten Messen der Biegewinkel eines einmal während einer Biegebearbeitung gebogenen Bleches ersetzbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Biegen eines Bleches unter Anwendung des Verfahrens zum Feststellen von Winkeln.

Zur Lösung der Aufgabe dient ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen der Biegewinkel zwischen jedem Paar benachbarter Abschnitte eines Bleches während der Ausführung der Biegung mit einer Biegemaschine, die mit einem oberen Stempel und einem unteren Stempel mit einer vertieften Nut zum Zusammenwirken mit dem oberen Stempel auf das zwischen diesen eingeführte Blech ausgestattet ist.

Das Verfahren zum indirekten Bestimmen jedes Biegewinkels ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: 2

AT 401 625 B nach einer Biegung und elastischer Entspannung des Bleches Messen jedes Abstandes zwischen jeder Wandfläche, in welcher Sensoren vorgesehen sind, und dem der Wandfläche zugewandten Abschnitt an zwei gewünschten Stellen der Wandfläche; unter Verwendung dieser Messungen wie an sich bekanntes Berechnen jedes Winkels zwischen jeder Wand und dem der Wand zugewandten Abschnitt, und algebraisches Summieren der Werte des Winkels jedes Scheitels und der zwei berechneten Winkel je zwischen den zwei benachbarten Wandflächen und den zwei benachbarten Abschnitten.

Die Messung jedes Abstandes von zwei Punkten jeder Wand wird nach bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens mittels Differentialübertragern oder pneumatischer Meßfühler ausgeführt.

Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren zum Biegen eines Bleches umfaßt die folgenden Schritte:

Ausbilden von Biegungen mit vorbestimmten Winkeln im Blech durch Pressen desselben mit dem oberen Stempel gegen die Nut des unteren Stempels zum Bilden von Biegewinkeln, die nicht kleiner sind als die gewünschten Biegewinkel, unter Steuerung durch eine zentrale Steuereinheit,

Abheben des oberen Stempels vom unteren Stempel um einen Abstand, der hinreichend groß für eine Entspannung ist und eine vollständige elastische Entspannung des Bleches ermöglicht, Messen der zwischen jedem Paar benachbarter Abschnitte des Bleches gebildeten Winkel, und

Ausführen eines zusätzlichen Biegevorganges, falls der Wert der gemessenen Winkel von den gewünschten Werten abweicht, nachdem die Messungen durch Vergleichen mit dem vorangehend in der zentralen Steuereinheit eingespeicherten, gewünschten Wert zugänglich gemacht wurden, der Vergleich der Messungen mit den vorher in der zentralen Steuereinheit gespeicherten, gewünschten Werten ausgeführt wurde und ein Korrekturparameter berechnet wurde.

Die Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zum Bestimmen von Biegewinkeln zwischen zwei benachbarten Abschnitten eines Bleches während des Biegevorganges mittels einer mit einem oberen Stempel und einem unteren Stempel mit einer vertieften Nut zum Zusammenwirken mit dem oberen Stempel auf das zwischen diesen eingeführte Blech ausgestatten Biegemaschine, welche im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß die Vorrichtung Fühler in den Wänden zum Messen der Abstände zwischen den Wänden und Abschnitten eines Bleches eingebaut hat, und eine algebraische Summiervorrichtung zum Empfangen von Signalen der Fühler aufweist.

Die Vorrichtung zum Feststellen der ausgebildeten Winkel umfaßt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform E-förmige Differentialübertrager, deren jeder ein Paar Sekundärwicklungen sowie eine zwischen den Sekundärwickungen untergebrachte Primärwicklung aufweist, die mit einer elektrischen Versorgungsquelle verbunden ist, welche Übertrager jeweils an einer zugeordneten Wand entweder des Sitzes des unteren Stempels oder des oberen Stempels angeordnet ist, wobei die Achse der Wicklungen im wesentlichen normal zu der Wand liegt, sowie eine algebraische Summiervorrichtung, deren Eingänge die Spannungen an den Anschlüssen der Sekundärwicklungen der Differentialübertrager zugeführt sind.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung zum Feststellen der Winkel eine Mehrzahl pneumatischer Meßfühler, die paarweise an zwei Stellen jeder Wand entweder des Sitzes des oberen Stempels oder des unteren Stempels angeordnet sind und deren Achsen im wesentlichen normal zu der Wand gerichtet sind, sowie eine algebraische Summiervorrichtung, deren Eingängen die zughörigen Signale von den Ausgängen der pneumatischen Meßfühler als Funkton des Ausströmwiderstan-des der Mediumstrahlen zugeführt sind, welche von den pneumatischen Meßfühlern gegen die in der Nähe befindlichen Abschnitte des Bleches gerichtet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Biegemaschine, die mit einer erfindungsgemäßen Winkelfeststellvorrichtung ausgestattet ist: Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Biegemaschine, die mit einer anderen erfindungsgemäßen Winkelfeststellvorrichtung ausgestattet ist; Fig. 3 eine Einzelheit eines pneumatischen Meßfühlers der Winkelfeststellvorrichtung gemäß Fig. 2; Fig. 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Winkelfeststellvorrichtung von Fig. 1; Fig. 5 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Winkelfeststellvorrichtung von Fig. 2 und Fig.3, und Fig.6 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer im oberen Stempel einer Biegemaschine angeordneten Winkelfeststellvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Biegemaschine 1 mit einer erfindungsgemäßen Biegewinkelfeststellvorrichtung. Die Biegemaschine 1 umfaßt einen oberen Stempel 2 und einen unteren Stempel 3, zwischen welche ein zu biegendes Blech 4 eingeführt werden kann. Der obere Stempel 2 und der untere Stempel 3 sind in Pfeilrichtung mit einer an sich bekannten Betätigungsvorrichtung 9 relativ zueinander bewegbar. Der obere Stempel 2 drückt das Blech 4 in den vertieften Sitz 5 des unteren Stempels 3 um das Blech in zwei Abschnitte 7 und 8 zu biegen, wobei zwischen den beiden Abschnitten eine Biegekante 6 entsteht. Die benachbarten Abschnitte 7 und 8 des Bleches 4 werden an bezüglich der Biegekante 6 gegenüberliegen- 3

AT 401 625 B den Seiten zwischen geneigten Flächen 10 des oberen Stempels 2 und des unteren Stempels 3 in Berührung mit dem unteren Stempel 3 gehalten, insbesondere gegen geneigte Kanten 11 des Sitzes 5. Der Sitz 5 ist durch gegenüberliegende geneigte Flanken 12 definiert, die von Wandflächen 13, den Kanten 11 und dem Scheitel 16 am Grund des Sitzes 5 begrenzt sind.

Gemäß der Erfindung sind im Sitz 5 zwei E-förmige Differentialübertrager 18 und 19 angeordnet, deren jeder einen entsprechend dem Großbuchstaben E geformten Kern 24 aufweist. Der Kern 24 weist drei Schenkel auf, an welchen zwei einander gegenüberliegende Sekundärwicklungen 21 und 22 sowie eine zentrale Primärwicklung 23 zwischen den Sekundärwicklungen 21 und 22 vorgesehen sind. Die Primärwicklung 23 ist an eine elektrische Wechselstromquelle 25 angeschlossen. Die Übertrager 18, 19 sind an je einer seitlichen Flanke 12 des Sitzes 5 angeordnet, wobei die Achsen der Wicklungen 21, 22, 23 im wesentlichen normal zur inneren Wandfläche 13 der betreffenden Flanke 12 gerichtet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Erzeugung eines magnetischen Flusses durch die Primärwicklung 23, welcher über die Sekundärwicklungen 21, 22 jedes Übertragers geschlossen wird, wie dies durch die bogenförmigen Linien an der rechten Seite angedeutet ist, u.zw. durch das Blech 4 hindurch, insbesondere durch dessen Abschnitte 7, 8, die beim Biegen an die Flanken 12 gelangen.

Die Anschlüsse der Sekundärwicklungen 21, 22 sind über Zweidrahtleitungen 28 an eine algebraische Summiervorrichtung 30 bekannter Art angeschlossen, die an ihren Eingängen die Spannungen V1 und V2 von den Wicklungen 21 und 22 des Übertragers 19 und die Spannungen V3, V4 von den Wicklungen 21, 22 des Übertragers 18 empfängt. Die algebraische Summiervorrichtung 30 ist mit einem Analog-Digital-Wandler 30a verbunden, dessen Ausgangsleitung 31 mit einer elektronischen zentralen Steuereinheit 32 bekannter Art, beispielsweise einem Mikroprozessor, zum Steuern der Biegemaschine 1 verbunden ist. Die zentrale Steuereinheit 32 steuert die Betätigungsvorrichtung 9 zum Bestimmen der Relativbewegung des oberen Stempels 2 und des unteren Stempels 3. Die Leitung 31 ist insbesondere mit einem Abschnitt 33 der zentralen Steuereinheit verbunden. Dieser Abschnitt 33 berechnet auf Grundlage des über die Leitung 31 von der Summiervorrichtung 30 empfangenen Signals Korrekturkoeffizienten. Die Korrekturkoeffizienten gelangen dann an die zentrale Steuereinheit 32, der außerdem, beispielsweise durch geeignete Steuersoftware, externe Arbeitsparameter P zugeführt werden (beispielsweise Stärke und Art des Materials des Bleches 4, ein Wert des zu erzielenden Biegewinkels usw.).

Im Betrieb wird das Blech 4 nach dem Einführen zwischen den oberen Stempel 2 und den unteren Stempel 3 gefaltet. Der vertiefte Sitz 5 des unteren Stempels 3 hat am Scheitel 16 einen Winkel a von festem und bekanntem Wert. Der Wert des Winkels ist in der zentralen Steuereinheit 32 gespeichert. Dann werden der obere Stempel 2 und der untere Stempel 3 einander unter Wirkung der Betätigungsvorrichtung 9 durch die zentrale Steuereinrichtung 32 entsprechend dem darin gespeicherten Programm, welches später die Parameter P verarbeitet, einander genähert. Gleichzeitig liefert jede Wechselstromquelle 25 eine Wechselspannung an die Anschlüsse der Primärwicklungen 23 jedes Übertragers 18, 19. Sobald der obere Stempel 2 mit dem Blech 4 in Berührung gelangt, verformt er das Blech, indem er es in den Sitz 5 drückt und die Faltung 6 bildet. Während des Biegevorganges ist die zentrale Steuereinheit 32 in der Weise programmiert, daß sie das Eindringen des oberen Stempels 2 in den Sitz 5 zu einem Zeitpunkt anhält, damit zwischen den Abschnitten 7 und 8 des Bleches 4 ein Winkel ß ausgebildet wird, dessen Wert in jedem Fall nicht kleiner ist als der gewünschte Wert.

Es ist klar, daß, ausgehend von einem ungefalteten Blech 4 mit einem Winkel ß von 180' (ebenes Blech), dieser Winkel zunehmend verkleinert wird, während der obere Stempel 2 das Blech 4 in den Sitz 5 drückt, wobei die Biegung 6 zunehmend tiefer wird. Es ist weiters klar, daß die Biegung 6 teilweise im Zustand einer elastischen Verformung verbleibt, wodurch die Tiefe der Biegung 6 verringert wird bzw. der vorangehend erzielte Winkel ß vergrößert wird, sobald das Blech 4 entlastet wird.

Nach dem Eindringen bewirkt die zentrale Steuereinheit 32 eine relative Trennung des oberen Stempels 2 vom unteren Stempel 3 um einen solchen Betrag, daß sich das Blech elastisch entspannen kann, wodurch die verbleibende elastische Verformung des Bleches aufgehoben wird. Nach dieser elastischen Rückkehr zeigt das Blech 4 eine geringfügige Vergrößerung des Winkels ß und kommt mit den Flanken 12, insbesondere mit den Kanten 11 der Flanken 12, in Berührung. Gemäß der Erfindung wird, sobald die zentrale Steuereinheit 32 die Trennung des unteren Stempels 3 vom oberen Stempel 2 um einen Betrag zuläßt, der für die vollständige elastische Entspannung des Bleches 4 ausreichend ist, der vergrößerte Winkel ß gemessen.

Gemäß der Erfindung wird diese Messung durch Messen des Abstandes zwischen jedem Abschnitt 7 (oder 8) des Bleches 4 und der zugeordneten Flanke 12 des Sitzes 5 an zwei vorbestimmten, voneinander entfernten Stellen der Wandfläche 13 der Flanke 12 indirekt durchgeführt. Insbesondere wird bevorzugt, die erste Stelle nahe dem Scheitel 16 bei einem Schenkel des Kernes 24 zu wählen, an welchem die Wicklung 22 jedes Übertragers 18 (oder 19) vorgesehen ist. Die zweite Stelle soll nahe der seitlichen Kante 11 und 4

AT 401 625 B bei einem Schenkel des Kernes 24 liegen, an welchem die Wicklung 21 jedes Übertragers 18 (oder 19) vorgesehen ist. Die mit D1, D2, D3 und D4 bezeichneten Abstände werden in Form entsprechender Spannungen V1, V2, V3 bzw. V4 an den Anschlüssen der Sekundärwicklungen 21 und 22 der beiden Übertrager 18, 19 festgestellt. Die von den Wechselstromquellen 25 gespeisten Primärwicklungen 23 erzeugen ein magnetisches Feld, dessen Kraftlinien über die Abschnitte 7, 8 des Bleches geschlossen werden und in den Sekundärwicklungen 21, 22 ein verkettetes magnetisches Feld induzieren, wodurch diese Wicklungen Potentialdifferenzen VI, V2, V3 und V4 an ihren Anschlüssen liefern. Diese Spannungen sind eine Funktion der Abstände D1, D2, D3 und D4. Da die Windungszahl jeder Wicklung 21 (oder 22) festliegt und konstant ist, hängen die Spannungen ausschließlich vom verketteten magnetischen Fluß in den Wicklungen selbst ab, welcher seinerseits ausschließlich eine Funktion der magnetischen Widerstände des magnetischen Kreises bestehend aus jeder Primärwicklung, den zugeordneten Sekundärwicklungen, den zugehörigen Abschnitten 7, 8 des Bleches und der zugehörigen Luftspalte zwischen diesen und den Sekundärwicklungen, gegeben durch die Abschnitte D1, D2, D3 und D4, sind. Je größer diese Abstände sind, umso größer ist die Streuung des magnetischen Flusses und der magnetische Widerstand im gesamten magnetischen Kreis, und folglich ist der mit den zugehörigen Sekundärwicklungen verkettete magnetische Fluß entsprechend kleiner, so daß von diesen Wicklungen entsprechend kleinere Spannungen V1, V2, V3 und V4 geliefert werden. Anderseits, je kleiner diese Abstände sind, umso größer sind die in den Sekundärwicklungen induzierten Spannungen. Die Spannungen erreichen ihren Größtwert, wenn die Abstände D Null sind.

Sobald das Blech 4 vom oberen Stempel 2 freikommt, liest die Summiervorrichtung 30 die Spannungswerte V1, V2, V3, V4 ab und wertet sie zum Berechnen der Winkel a1 und a.2 zwischen jedem Abschnitt 7, 8 des Bleches und der zugeordneten Flanke 12 aus. Diese Berechnung wird auf der Grundlage ausgeführt, daß innerhalb des Linearitätsbereiches des eingesetzten Übertragers jeder Winkel umgekehrt proportional zur Differenz zwischen den Effektivwerten der Spannungen V1 und V2 (bzw. V3 und V4) ist, u.zw. unabhängig vom Abstand des Abschnittes 7 (oder 8) des Bleches von der zugeordneten Flanke 12 des unteren Stempels. Die den Signalen a1 und a2 proportionalen Spannungssignale werden im Analog-Digital-Wandler 30a in digitale Form umgewandelt. Dann arbeitet die zentrale Steuereinheit 32, in welcher die geometrischen Parameter und Proportionalitätskonstanten des Systems, wie sie durch den unteren Stempel 3, die Übertrager 18, 19 und durch die Anordnung des Bleches 4 gegeben und gespeichert sind, für die Berechnung der Werte von a1 und o2, wobei die Werte des bekannten und vorangehend gespeicherten Winkels α und die Werte der Winkel a1 und a2 algebraisch addiert werden. Schließlich liefert die Steuereinheit 32 an ihrem Ausgang den genauen Wert des erzielten Biegewinkels ß. Zu diesem Zeitpunkt verarbeitet die zentrale Steuereinheit 32 den Wert des Winkels ß und vergleicht diesen mit dem einen der Parameter P darstellenden gewünschten Wert. Bei einem negativen Ergebnis dieses Vergleiches erarbeitet die zentrale Steuereinheit 32 einen Korrekturparameter im Abschnitt 33 und steuert die Ausführung eines zusätzlichen Biegevorganges zum Vertiefen der Biegung 6 um einen Betrag in Abhängigkeit vom erarbeiteten Korrrekturparameter, um den gewünschten Wert des Winkels ß zu erhalten.

Fig.4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer in einem unteren Stempel 3 mit einem vertieften Sitz, bestehend aus zwei geneigten Seitenwänden 13a, 13a und einer Bodenwand 13b eingebauten Winkelfeststellvorrichtung. Der Sitz 5 hat zwei Scheitel 16, 16, deren Winkel a3 bzw. a4 betragen. Bei diesem Beispiel biegt der (nicht dargestellte) obere Stempel das Blech 4 in drei Abschnitte 7, 8 und 8a durch Ausführen zweier Biegungen 6, 6 mit zugehörigen Biegewinkeln /31, ß2. Die Vorrichtungen umfaßt drei Differentialübertrager 18, 19 und 20, die an den Wänden 13a, 13a, 13b des vertieften Sitzes im unteren Stempel 3 einer Biegemaschine eingebaut sind. Die Biegewinkel /31 und /32 werden an Hand der Winkel γΐ, y2 und >3, welche in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben festgestellt werden, berechnet und, falls erforderlich, wird ein zusätzlicher Biegevorgang ausgeführt, um die erzielten Biegungen 6 des Bleches 4 in ähnlicher Weise wie vorher beschrieben zu vertiefen.

Fig.2 zeigt eine Biegemaschine 1 mit einer anderen erfindungsgemäßen Winkelfeststellvorrichtung. Gemäß der Erfindung sind im Sitz 5 vier pneumatische Meßfühler 50, 51, 52 und 53 bekannter Art vorgesehen. Jeder Meßfühler ist an einer entsprechenden seitlichen Flanke 12 des Sitzes 5 angebracht, wobei seine Achse im wesentlichen normal zu inneren Wandfläche 13 der zugeordneten Flanke 12 gerichtet ist. Der pneumatische Meßfühler richtet einen Gasstrom (beispielsweise Luft) gegen den zugeordneten Abschnitt 7 oder 8. der beim Biegevorgang der Flanke 12 gegenüberliegt, senkrecht auf die zugeordnete Wandfläche 13 der entsprechenden Flanke 12. Der unter geeignetem Druck stehende Gasstrom wird durch Rohrleitungen 63 zugeführt, die Zumindest teilweise im unteren Stempel 3 ausgebildet sind und in bekannter Weise, was der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, an ein System angeschlossen sind, beispielsweise an jede Art einer pneumatischen Versorgung in der Umgebung, in welcher die Maschine 1 arbeitet. 5

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Fig.3 zeigt als Beispiel und zum besseren Verständnis der Erfindung die Anordnung eines der bekannten pneumatischen Meßfühler 50, 51, 52, 53 schematisch in größerem Maßstab. Unter Druck stehendes Gas 64 wird einer ersten Kammer 65 zugeführt, die über eine kalibrierte Drossel 67 mit einer zweiten Kammer 66 in Verbindung steht. Dabei wird ein Gasstrahl aus der Kammer 66 durch eine Düse 68 gegen die Oberfläche des Abschnittes 7 des Bleches 4 ausgestoßen. Ein Differentialmanometer 69 mißt dauernd den Druckunterschied zwischen den Kammern 65 und 66. Im Betrieb sind die Meßfühler 50, 51, 52, 53 mit den Düsen 68 bündig mit der Wandfläche 13 der zugehörigen Flanke 12 angeordnet. Die Anwesenheit der Abschnitte 7, 8 des Bleches 4 bildet ein Hindernis für die Auslässe der Düsen 68. Je näher die Düse am Blech 4 liegt, desto größer ist die Behinderung. Anders ausgedrückt, je geringer der Abstand Dl, D2, D3 und D4 zwischen jeder Düse und dem zugehörigen Abschnitt 7, 8 ist, desto stärker wird die Strömung behindert. Dadurch wird die Strömungsrate des Gasstrahles 64 durch die Düse verringert und durch die Gasansammlung in der Kammer 66 steigt der Druck in dieser, während der Druck in der Kammer 65 dank Anwesenheit der kalibrierten Drossel 67 im wesentlichen konstant bleibt. Auf diese Weise lassen sich die Werte der Abstände Dl, D2, D3 und D4 aus den Druckänderungen zwischen den Kammern 65, 66 jedes Meßfühlers 50, 51, 52 und 53 feststellen. Die Druckänderung wird vom zugeordneten Differentialmanometer 69 angezeigt.

Die Differentialmanometer 69 liefern ein der festgestellten Druckdifferenz proportionales elektrisches Signal und sind mit einer algebraischen Summiervorrichtung 30 bekannter Art über zugeordnete Datenleitungen 29 verbunden. Die Summiervorrichtung 30 empfängt diese Signale an ihren Eingängen und steht über eine Ausgangsleitung 31 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer elektronischen zentralen Steuereinheit 32 bekannter Art, beispielsweise einem Mikroprozessor, zum Steuern der Biegemaschine 1 in Verbindung. Die zentrale Steuereinheit 32 steuert die Betätigungsvorrichtung 9 zur Festlegung der Relativbewegung des oberen Stempels 2 und des unteren Stempels 3. Insbesondere steht die Leitung 31 mit einem Abschnitt 33 der zentralen Steuereinheit 32 in Verbindung. Dieser Abschnitt 33 berechnet auf Grundlage des Wertes des von der Summiervorrichtung 30 über die Leitung 31 ankommenden Signals Korrekturkoeffizienten, die dann der zentralen Steuereinheit 32 zur Verfügung gestellt werden, wobei der Steuereinheit außerdem, beispielsweise mittels geeigneter Steuersoftware, externe Arbeitsparameter P (beispielsweise Stärke und Material des Bleches 4 sowie der Wert des zu erzielenden Biegewinkels) zugeführt werden.

Im Betrieb wird das Blech 4 nach dem Einführen zwischen dem oberen Stempel 2 und dem unteren Stempel 3 gebogen. Der vertiefte Sitz 5 des unteren Stempels 3 hat beim Scheitel 16 einen Winkel a mit einem festen und bekannten Wert. Der Betrag des Winkels wird in der zentralen Steuereinheit 32 gespeichert. Dann wird durch Ansteuerung der Betätigungsvorrichtung 9 durch die zentrals Steuereinheit 32 gemäß dem gespeicherten Programm, welches später die Parameter P verarbeitet die Annäherung des oberen Stempels 2 und des unteren Stempels 3 veranlaßt. Gleichzeitig werden durch die Rohrleitungen 63 entsprechende Ströme von Druckluft 64 den Düsen 68 der pneumatischen Meßfühler 50, 51, 52 und 53 zugeführt. Wenn der obere Stempel 2 mit dem Blech 4 in Berührung gelangt, verformt er das Blech, indem er es gegen den Sitz 5 drückt und die Biegung 6 formt. Während dieses Biegevorganges ist die zentrale Steuereinheit 32 dahingehend programmiert, daß sie das Eindringen des oberen Stempels 2 in den Sitz 5 an einer Stelle zur Bildung eines Winkels ß zwischen den Abschnitten 7 und 8 anhält, wenn der Betrag des Winkels in jedem Fall nicht kleiner ist als der gewünschte Wert.

Es ist klar, daß bei Beginn mit einem ungebogenen Blech 4, das einen Winkel ß von 180° (ebenes Blech) aufweist, dieser Winkel zunehmend verringert wird, wenn der obere Stempel 2 das Blech 4 gegen den Sit2 5 verdrängt, wodurch die Biegung 6 zunehmend vertieft wird. Es ist weiters klar, daß die Biegung 6 eine teilweise elastische Verformung mitumfaßt, durch welche die Tiefe der Biegung 6 verringert bzw. der vorher erzielte Winkel ß vergrößert wird, wenn das Blech 4 freigegeben wird.

Nach dem Vordringen bewirkt die zentrale Steuereinheit 32 eine relative Trennung des oberen Stempels 2 vom unteren Stempel 3 um einen Betrag, der eine elastische Entspannung des Bleches 4 erlaubt, wodurch die elastische Verformung des Bleches 4 aufgehoben wird. Nach vollständiger elastischer Entspannung erreicht das Blech 4 eine geringfügige Zunahme des Betrages des Winkels ß und legt sich an die Flanken 12 an. insbesondere an die Kanten 11 der Flanken 12. Sobald die zentrale Steuereinheit 32 den unteren Stempel 3 und den oberen Stempel 2 um einen hinreichenden Betrag voneinander trennt, um die vollständige elastische Entlastung des Bleches 4 zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung der zwischen den Abschnitten 7, 8 gebildete vergrößerte Winkel ß gemessen.

Gemäß der Erfindung wird diese Messung indirekt durch Messen des Abstandes zwischen jedem Abschnitt 7 (oder 8) des Bleches 4 und der zugeordneten Flanke 12 des Sitzes 5 an zwei vorbestimmten Stellen bewerkstelligt, die in hinreichend großem Abstand voneinander auf der Wandfläche 13 der Fianke 12 liegen. Es ist insbesondere bevorzugt, die erste Stelle nahe dem Scheitel 16 bei den Meßfühlern 51, 52 6

AT 401 625 B und die zweite Stelle nahe dem seitlichen Rand 11 bei den Meßfühlern 50, 53 zu wählen. Die als Dl, D2, D3 und D4 angezeigten Abstände werden als entsprechende Druckdifferenzen zwischen den Kammern 25 und 26 jedes Druckfühlers 50, 51, 52, 53 festgestellt, von den Manometern 29 angezeigt und über Leitungen 29 als elektrische Signale in Form einer Spannung oder eines Stromes je nach der Art des Interfaces, mit welchen die Manometer 69 ausgestattet sind, an die Einheit 30 übertragen.

Sobald das Blech 4 vom oberen Stempel 2 freikommt, liest die Summiervorrichtung 30 die von den Manometern 69 übertragenen Signale und verwertet diese entsprechend ihrem Programm für die Berechnung der Winkel al und a2 zwischen jedem Abschnitt 7, 8 des Bleches und der zugeordneten Flanke 12. Diese Berechnung wird nach einfachen geometrischen Regeln ausgeführt. Schließlich bildet die Summiervorrichtung 30 die algebraische Summe des Wertes des bekannten und vorher eingespeicherten Winkels o und der Werte der Winkel a1 und <*2 und liefert an ihrem Ausgang über die Leitung 31 den genauen Wert der erzielten Biegewinkel ß. Zu diesem Zeitpunkt verarbeitet die zentrale Steuereinheit 32 den Wert des Winkels ß und vergleicht diesen mit dem als einer der Parameter P vorliegenden gewünschten Wert. Wenn dieser Vergleich ein negatives Ergebnis liefert, verarbeitet die zentrale Steuereinheit 32 im Abschnitt 33 einen Korrekturparameter und steuert die Ausführung eines zusätzlichen Biegeschrittes zum Vertiefen der Biegung 6 um einen Betrag, der vom berechneten Korrekturparameter abhängt, um den gewünschten Wert des Winkels ß zu erzielen.

Fig.5 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der mit pneumatischen Meßfühlern arbeitenden Winkelfeststellvorrichtung. Nach diesem Beispiel sind die Meßfühler in einem unteren Stempel 3 mit einem vertieften Sitz 5 bestehend aus zwei zueinander senkrechten Seitenwänden 13a, 13a und einer Bodenwand 13b eingebaut. Die Winkelfeststellvorrichtung umfaßt sechs pneumatische Meßfühler 50, 51, 52, 53, 54 und 55. Jedes Paar Meßfühler ist an der Wand 13a oder 13b des vertieften Sitzes 5 des unteren Stempels 3 einer Biegemaschine angebracht. In diesem Fall werden Biegewinkel in gleicher Weise wie vorher beschrieben berechnet und, falls erforderlich, wird eine zusätzliche Biegung vorgenommen, um die am Blech 4 erzielten Biegungen in ähnlicher Weise zu vertiefen wie vorher beschrieben.

Fig.6 zeigt eine weitere Winkelfeststellvorrichtung, die derjenigen gemäß Fig.2 ähnlich ist, jedoch sind die pneumatischen Meßfühler 50, 51, 52 und 53 im oberen Stempel 2 einer Biegemaschine vorgesehen. Bei diesem Beispiel ist je ein Paar pneumatischer Meßfühler an jeder geneigten Wand 10 des oberen Stempels 2 an zwei Stellen angebracht, deren gegenseitige Abstände L1 oder L2 betragen, wobei ihre Achsen im wesentlichen normal zu der Wand 10 verlaufen. Von den Meßfühlern sind Gasströme gegen die Abschnitte 7, 8 des Bleches 4 gerichtet.

Die Abstände D1, D2, D3 und D4 von jeder Wandfläche 10 zu den Abschnitten 7 oder 8 des Bleches 4 an den betreffenden Stellen werden in gleicher Weise gemessen, wie dies für die Vorrichtung gemäß Fig.2 beschrieben worden ist.

Die Winkel α1, a2 zwischen jeder Wand 10 und den Abschnitten 7 oder 8 des Bleches 4 werden unter Verwendung der folgenden Gleichungen erhalten: a1 = arctan (D1 - D2)/L1 a2 = arctan (D4 - D3)/L2.

Danach wird der Biegewinkel ß durch Addieren dieser Werte und eines konstanten Wertes a des zwischen den beiden Wänden 10 und 10 des oberen Stempels 2 eingeschlossenen Winkels gebildet. Der Wert a ist allgemein gleich dem Wert des Winkels am Scheitel 16 des Sitzes 5.

Wenngleich bei dem Beispiel gemäß Fig.6 pneumatische Meßfühler als Sensoren zum Feststellen der Abstände D1, D2, D3 und D4 eingesetzt sind, ist die Verwendung von Differentialübertragern im oberen Stempel entsprechend der Beschreibung der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung möglich.

Es ist klar, daß alle vorher beschriebenen Stufen durch einen einzigen Biegevorgang ausgeführt werden können. In der Praxis erfolgt die Messung der Winkel «1 und a.2 in Echtzeit, während das Blech 4 sich noch im Sitz 5 zwischen dem oberen Stempel 2 und dem unteren Stempel 3 befindet. Die Stufe gegenseitiger Trennung von oberem Stempel und unterem Stempel vor der Meßstufe ist auf die minimale Zeit beschränkt, die für die elastische Entspannung des Bleches 4 erforderlich ist. Eine Unterdrückung der elastischen Entspannung würde zu falschen Meßergebnissen führen.

Eine mit einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ausgestattete Biegemaschine 1 kann ein Blech mit einem einzigen Biegevorgang mit Genauigkeit biegen, d.h. ohne Erfordernis einer zweiten Positionierung des Bleches, was zu einer Vereinfachung des Herstellungszyklus, höherer Produktivität und geringeren Herstellungskosten führt. 7

Claims (8)

1. ΑΤ 401 625 Β Weiters ist zu bemerken, daß der Einsatz eines pneumatischen Systems zum Messen der Abstände D die Feststellung der Biegewinkel von Blech jeglicher Art ermöglicht, u.zw. von ferromagnetischen und anderen Blechen und unabhängig von der Anwesenheit von Schmutz oder anderen Verunreinigungen in der Meßzone, welche durch die von den Meßfühlern ausgestoßenen Luftstrahlen weggeblasen werden können. Patentansprüche 1. Verfahren zum Bestimmen der Biegewinkel (/3,/31 ,£2) zwischen jedem Paar (7-8,8-8a) benachbarter Abschnitte (7,8,8a) eines Bleches (4) während der Ausführung der Biegung mit einer Biegemaschine (1), die mit einem oberen Stempel (2) und einem unteren Stempel (3) mit einer vertieften Nut (5) zum Zusammenwirken mit dem oberen Stempel auf das zwischen diesen eingeführte Blech ausgestattet ist, gekennzeichnt durch folgende Schritte: nach einer Biegung und elastischer Entspannung des Bleches Messen jedes Abstandes (D1 ,D2,D3,D4) zwischen jeder Wandfläche (10,13,13a,13b), in welcher Sensoren (18,19,20,50,51,52,53,54, 55) vorgesehen sind, und dem der Wandfläche zugewandten Abschnitt (7,8,8a) an zwei gewünschten Steilen der Wandfläche; unter Verwendung dieser Messungen wie an sich bekanntes Berechnen jedes Winkels (α1 ,α2,7ΐ ,72,γ3) zwischen jeder Wand und dem der Wand zugewandten Abschnitt; und algebraisches Summieren der Werte des Winkels (α,α3,α4) jedes Scheitels (16) und der zwei berechneten Winkel (α1,α2,7ΐ, 72,γ3) je zwischen den zwei benachbarten Wandflächen und den zwei benachbarten Abschnitten.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (D1,D2,D3,D4) als - wie an sich bekannt - Spannungswerte (V1,V2,V3,V4,V5,V6) an den Anschlüssen entsprechender Sekundärwicklungen (21,22) wenigstens eines Differentialübertragers (18,19,20) in jeder Wand (10,13,13a,13b) gemessen werden, wobei die Sekundärwicklungen (21,22) an den beiden Stellen der Wandfläche (10,13,13a,13b) angeordnet sind und wobei eine Primärwicklung (23) des Differentialübertragers mit einem Wechselstromsignal bekannter Größe versorgt wird und zum Erzeugen eines Magnetfeldes angeordenet ist, welches über den Abschnitt des Bleches geschlossen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Wand (10,13,i3a,13b) ein E-förmiger Differentialübertrager (18,19,20) angeordnet und mit. einer einzigen Primärwicklung (23) sowie zwei Sekundärwicklungen (21,22) an den Seiten der Primärwicklung ausgestattet ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (D1.D2.D3.D4) mittels einer Mehrzahl pneumatischer Meßfühler (50,51,52,53,54,55) gemessen werden, von welchen jedes Paar in jeder Wand (10,13,13a,13b) an den beiden Stellen angeordnet ist, um je einen Gasstrahl gegen den Abschnitt in einer normal zu diesem liegenden Richtung auszustoßen.
5. 5. Verfahren zum Biegen eines Bleches (4) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Ausbilden von Biegungen mit vorbestimmten Winkeln im Blech durch Pressen desselben mit dem oberen Stempel gegen die Nut des unteren Stempels zum Bilden von Biegewinkeln, die nicht kleiner sind als die gewünschten Biegewinkel, unter Steuerung durch eine zentrale Steuereinheit (32), Abheben des oberen Stempels vom unteren Stempel um einen Abstand, der hinreichend groß für eine Entspannung ist und eine vollständige elastische Entspannung des Bleches ermöglicht, Messen der zwischen jedem Paar benachbarter Abschnitte des Bleches gebildeten Winkel, und Ausführen eines zusätzlichen Biegevorganges, falls der Wert der gemessenen Winkel von den gewünschten Werten abweicht, nachdem die Messungen durch Vergleichen mit dem vorangehend in der zentralen Steuereinheit eingespeicherten, gewünschten Wert zugänglich gemacht wurden, der Vergleich der Messungen mit den vorher in der zentralen Steuereinheit gespeicherten, gewünschten Werten ausgeführt wurde und ein Korrekturparameter berechnet wurde.
6. 6. Vorrichtung zum Bestimmen von Biegewinkeln (/3,/31,/32) zwischen zwei benachbarten Abschnitten (7-8,8-8a) eines Bleches (4) während des Biegevorganges mittels einer mit einem oberen Stempel (2) und einem unteren Stempel (3) mit einer vertieften Nut (5) zum Zusammenwirken mit dem oberen Stempel auf das zwischen diesen eingeführte Blech ausgestatten Biegemaschine (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Fühler (18,19, 20.25.28,29.50.51.52,53.54,55,63.64,69) in den Wänden (10,13. 8 AT 401 625 B 13a,13b) zum Messen der Abstände zwischen den Wänden und Abschnitten (7.8,8a) eines Bleches (4) eingebaut hat, und eine algebraische Summiervorrichtung (30) zum Empfangen von Signalen der Fühler aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler eine Mehrzahl E-förmiger Differentialübertrager (18, 19,20) umfassen, von welchen jeder in einer Wand (10,13,13a,13b) eingebaut ist und eine mit einer Wechselstromquelle (25) verbundene Primärwicklung (23) sowie ein Paar beiderseits der Primärwicklung und gegebenenfalls in Abstand von dieser angeordneter Sekundärwicklungen (21,22) aufweist, wobei die Achsen der Wicklungen im wesentlichen normal zur Wandfläche (10,13,13a,13b) gerichtet sind, und daß die algebraische Summiervorrichtung (30) Spannungswerte von den Anschlüssen der Sekundärwicklungen (21,22) der Differentialübertrager empfängt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler eine Mehrzahl pneumatischer Meßfühler (50,51.52,53, 54,55) umfassen, die paarweise in jeder Wand (10,l3,13a,l3b) eingebaut sind, wobei die Meßfühler der Paare in gewünschtem Abstand voneinander angeordnet und deren Achsen im wesentlichen normal zu der Wandfläche gerichtet sind, um einen Gasstrahl in einer Richtung normal zu der Wandfläche auszustoßen, und daß die algebraische Summiervorrichtung (30) das Drucksignal von den Meßfühlern empfängt. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 9