AT528048A1 - Anschlagvorrichtung für eine Biegemaschine zur Positionierung eines Biegewerkstücks - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlagvorrichtung (1) für eine Biegemaschine (2) zur Positionierung eines Biegewerkstücks (3) für die Durchführung eines Biegevorgangs, wobei die Anschlagvorrichtung (1) zumindest zwei Anschlagfinger (4a, 4b) umfasst, die mittels einer Positioniereinrichtungen (6) entlang einer ersten Bewegungsachse (X) relativ zueinander positionierbar sind, die von Anschlag-Steuerungseinheit (7) steuerbar ist, in der ein Verformungsmodell (8) implementiert ist, in welchem eine Verformung der Anschlagvorrichtung (1) in Abhängigkeit zumindest eines festgelegten Parameters (P) von auf die Anschlagfinger (4a, 4b) wirkenden Anschlagkräften (FAa, FAb) abgebildet ist, wobei ein Wert des zumindest einen Parameters (P) ermittelbar oder vorgebbar ist und wobei von der Anschlag- Steuerungseinheit (7) anhand des Verformungsmodells (8) und des Werts des zumindest einen Parameters (P) eine Verformung der Anschlagvorrichtung (1) ermittelbar ist und die Positioniereinrichtung (6) ansteuerbar ist, um die Anschlagfinger (4a, 4b) entlang der ersten Bewegungsachse (X) relativ zueinander zu positionieren, sodass die ermittelte Verformung zumindest teilweise kompensierbar ist.

Description

richtung vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft zudem eine Biegemaschine zur Durchführung eines Biegevorgangs an einem Biegewerkstück, wobei die Biegemaschine einen unteren Biegebalken mit einer unteren Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Unterwerkzeugs und einen oberen Biegebalken mit einer oberen Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Oberwerkzeugs aufweist, wobei der obere Biegebalken in einer, vorzugsweise vertikalen, Biegeebene relativ zum unteren Biegebalken bewegbar ist, wobei die Biegemaschine eine Anschlagvorrichtung zur Positionierung des Biegewerkstücks in der Biegemaschine für die Durchführung eines Biegevorgangs umfasst, und wobei die Biegemaschine eine Maschinen-Steuerungseinheit zur

Steuerung der Biegemaschine umfasst.

Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Biegemaschine, die einen unteren Biegebalken mit einem daran angeordneten Unterwerkzeug und

einen oberen Biegebalken mit einem daran angeordneten Oberwerkzeug umfasst

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nierbar sind.

Die Anschlagvorrichtung (auch unter dem Begriff Hinteranschlag bekannt) einer Biegemaschine (auch unter Abkantpresse oder Biegepresse bekannt), ist ein Bauteil, das der Positionierung und Ausrichtung des zu biegenden Blechwerkstücks vor dem Biegen dient. Die Anschlagvorrichtung befindet sich auf der Seite der Biegemaschine, die der Seite der Zuführung des Blechwerkstücks gegenüberliegt. Die Anschlagvorrichtung umfasst in der Regel zumindest zwei Anschlagfinger, die je nach gewünschter Biegelänge an der gewünschten Stelle positioniert werden können. Die Position der Anschlagfinger erfolgt üblicherweise über ein geeignetes

Steuerungssystem, z.B. ein CNC-System.

Die Anschlagvorrichtung dient dazu, die Konsistenz und exakte Position des Blechwerkstücks beim Biegen zu gewährleisten. Durch entsprechende Positionierung der Anschlagfinger lassen sich präzise Biegewinkel, Längen und geometri-

sche Formen realisieren.

In modernen Anlagen kann die Steuerung der Anschlagvorrichtung in die Steuerung der Biegemaschine integriert sein, um eine automatische Positionierung und Steuerung zu ermöglichen. Die kann aber grundsätzlich auch eine separate Steuerung umfassen, die in geeigneter Weise mit der Steuerung der Biegemaschine verbunden sein kann. Diese Integration bzw. Verbindung bietet eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen der Anschlagvorrichtung und der Biegemaschine, was einen genauen Biegevorgang und eine präzise und wiederholbare Biegung ermöglicht.

Während die Bedienung von Biegemaschinen, insbesondere die Zuführung des

Blechwerkstücks, früher in der Regel manuell durch einen Bediener erfolgte, kom-

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neter Weise mit der Steuerung der Biegemaschine verbunden sein.

Derartige Handhabungsroboter können naturgemäß deutlich höhere Kräfte erzeugen als menschliche Bediener. Dadurch kann es beim Andrücken des Blechwerkstücks an die Anschlagfinger zu einer Deformation der Anschlagvorrichtung kommen, welche zu einem unerwünschten Versatz der Biegelinie am Blechwerkstück führen kann. Die Deformation kann z.B. durch eine (elastische) Verformung des Materials der Anschlagvorrichtung bedingt sein, kann aber auch durch eine gewisse Verstellung der Antriebe der verfügbaren Achsen bedingt sein. Beide Einflussgrößen können nicht oder nur eingeschränkt reduziert werden. Zwar könnte eine Deformation auch durch eine Reduktion der Anschlagkräfte erreicht werden, dies ist jedoch in der Regel nicht erwünscht, da für ein gesichertes Anschlagen eine gewisse Höhe der Anschlagkräfte nötig ist. Somit werden im Betrieb entsprechende Fehler in der Biegelinie verursacht, die bisher in Kauf genommen werden

mussten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Anschlagvorrichtung, eine Biegemaschine und ein

Verfahren zum Betreiben einer Biegemaschine anzugeben, mit welchen der Versatz der Biegelinie aufgrund des Anschlagens des Werkstücks an den Anschlag-

fingern reduziert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die eingangs genannte Anschlagvorrichtung dadurch gelöst, dass in der Anschlag-Steuerungseinheit ein Verformungsmodell implementiert ist, In welchem eine Verformung der Anschlagvorrichtung in Abhängigkeit zumindest eines festgelegten Parameters von auf die Anschlagfinger wirkenden Anschlagkräften abgebildet ist, dass ein Wert des zumindest einen Parameters ermittelbar ist oder der Anschlag-Steuerungseinheit vorgebbar ist und dass die An-

schlag-Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, anhand des Verformungsmodells

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minimiert wird.

Der zumindest eine Parameter umfasst vorzugsweise eine Höhe der Anschlagkraft und eine Position eines Kraftangriffspunkts der Anschlagkraft. Dadurch werden die beiden Größen berücksichtigt, die den größten Einfluss auf die Verformung der Anschlagvorrichtung haben. Auch weitere Parameter könnten natürlich berück-

sichtigt werden, beispielsweise eine Richtung des Kraftvektors der Anschlagkraft.

Die Anschlag-Steuerungseinheit kann dazu ausgebildet sein, einen Istwert der Höhe der Anschlagkräfte anhand zumindest einer elektrischen Größe, vorzugsweise eines elektrischen Stroms, der Positioniereinrichtung zu ermitteln und/oder einen Istwert der Position der Kraftangriffspunkte der Anschlagkräfte anhand einer bekannten Position der Anschlagfinger zu ermitteln. Dadurch kann die Kraft beispielsweise aus dem Motorstrom ermittelt werden. Die Position des Kraftangriffspunkts entspricht dabei im Wesentlichen der Position der Anschlagfinger, welche bekannt ist bzw. in Abhängigkeit des zu biegenden Werkstücks festgelegt werden

kann.

Die Anschlag-Steuerungseinheit kann beispielsweise eine Benutzerschnittstelle zur Vorgabe oder Auswahl des Werts des zumindest einen Parameters der Anschlagkräfte umfassen. Dadurch kann ein Bediener beispielsweise bekannte Erfahrungswerte vorgeben, die im Verformungsmodell verwendet werden. Dadurch

wird eine sehr einfache Ausführungsform geschaffen.

Alternativ oder zusätzlich kann die Anschlagvorrichtung eine Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung des Werts des zumindest einen Parameters der Anschlagkräfte umfassen. Dadurch können z.B. Istwerte der Kraft oder des Kraftangriffs-

punkt ermittelt, insbesondere gemessen werden.

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auch zusätzlich, z.B. zur redundanten Ermittlung des Werts eines Parameters.

Die Ermittlungseinrichtung kann beispielsweise zumindest einen Kraftsensor, vorzugsweise einen Piezosensor oder Dehnmessstreifen, zur Erfassung eines Istwerts der Anschlagkraft umfassen. Der Kraftsensor kann z.B. im Bereich des Anschlagfingers angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Ermittlungseinrichtung auch eine Positionsermittlungseinrichtung zur Erfassung eines Istwerts einer Position der Kraftangriffspunkte der Anschlagkräfte an den Anschlagfingern umfassen. Die Positionsermittlungseinrichtung kann z.B. zumindest einen Positionssensor umfassen, vorzugsweise einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera, einen kapazitiven Sensor oder einen induktiven Sensor. Dadurch kann der Kraftangriffspunkt z.B. zusätzlich oder redundant zur Bereitstellung durch die Anschlag-Steuerungseinheit erfasst werden. Bei Verwendung einer Kamera könnte z.B. auch ein Kraftvektor aus der Bewegung des Werkstücks ermittelt wer-

den.

Die Positioniereinrichtung umfasst vorzugsweise zumindest für einen Anschlagfin-

ger eine erste Positioniervorrichtung zur Positionierung des jeweiligen Anschlag-

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weils anderen Anschlagfinger entlang der ersten Bewegungsachse bewegbar ist.

Es kann jedoch auch für jeden Anschlagfinger eine separate erste Positioniervorrichtung vorgesehen sein, sodass jeder der beiden Anschlagfinger jeweils unabhängig vom anderen Anschlagfinger entlang der ersten Bewegungsachse bewegbar ist. Dadurch kann die Erfindung bei einem bekannten 6-Achs-Hinteranschlag

verwendet werden.

Die erste Positioniervorrichtung umfasst vorzugsweise eine Führung, einen daran geführten und mit dem jeweiligen Anschlagfinger verbundenen Führungsteil und eine vorzugsweise elektrische Antriebseinheit zum Antrieb des Führungsteils. Je nach konstruktiver Ausführung der Anschlagvorrichtung kann der Anschlagfinger z.B. unmittelbar mit dem Führungsteil verbunden sein (5-Achs-Hinteranschlag) oder mittelbar, z.B. mittels einer weiteren Positioniervorrichtung, mit dem Füh-

rungsteil verbunden sein (6-Achs-Hinteranschlag).

Die Anschlagvorrichtung kann auch zumindest einen Anschlagbalken umfassen, der sich entlang einer zweiten Bewegungsachse erstreckt, die im Wesentlichen normal zur ersten Bewegungsachse steht und die im angeordneten Zustand der Anschlagvorrichtung in der Biegemaschine im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, wobei die Anschlagfinger entlang der zweiten Bewegungsachse relativ zueinander beweglich am zumindest einen Anschlagbalken angeordnet sind, und wobei die Positioniereinrichtung für jeden Anschlagfinger eine zweite Positioniervorrichtung zur Positionierung des jeweiligen Anschlagfingers entlang des zumindest einen Anschlagbalkens umfasst. Die zweite Positioniervorrichtung weist dabei vorzugsweise eine Führung, einen daran geführten und mit dem jeweiligen Anschlagfinger (unmittelbar oder mittelbar) verbundenen Führungsteil und eine vorzugsweise elektrische Antriebseinheit zum Antrieb des Führungsteils auf. Beispielsweise kann mittels eines einzigen Anschlagbalkens ein bekannter 4-Achs-Hinter-

anschlag oder ein bekannter 5-Achs-Hinteranschlag ausgebildet werden. Beim 4-

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schlagbalken somit lediglich entlang der zweiten Bewegungsachse bewegbar sein.

Beim 5-Achs-Hinteranschlag kann ein Anschlagfinger entlang der ersten Bewegungsachse unbeweglich am Anschlagbalken angeordnet sein und relativ zum Anschlagbalken somit lediglich entlang der zweiten Bewegungsachse bewegbar sein. Der andere Anschlagfinger kann hierbei sowohl entlang der ersten Bewegungsachse als auch entlang der zweiten Bewegungsachse relativ zum Anschlagbalken bewegbar sein. Dies kann z.B. dadurch realisiert werden, dass der Führungsteil der zweiten Positioniervorrichtung zugleich die Führung der ersten Positioniervor-

richtung ausbildet.

Die dritte Positioniereinrichtung kann eine dritte Positioniervorrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Schrägstellung des zumindest einen Anschlagbalkens in einer durch die erste Bewegungsachse und die zweite Bewegungsachse aufgespannten Ebene zu erzeugen, durch welche die Anschlagfinger entlang der ersten Bewegungsachse relativ zueinander positionierbar sind. Dadurch kann die erfindungsgemäße Verformungskompensation in einfacher Weise bei einem 4Achs-Hinteranschlag verwendet werden, bei welchem die beiden Anschlagfinger entlang der ersten Bewegungsachse unbeweglich am Anschlagbalken angeordnet

sind.

Die dritte Positioniervorrichtung umfasst dabei vorzugsweise eine erste Führung mit einem daran geführten ersten Führungsteil und eine erste Antriebseinheit zum Antrieb des ersten Führungsteils sowie eine zweite Führung mit einem daran geführten zweiten Führungsteil und eine zweite Antriebseinheit zum Antrieb des zweiten Führungsteils umfasst, wobei die erste Führung und die zweite Führung in einer Längsrichtung des Anschlagbalkens in einem festgelegten Abstand voneinander beabstandet sind. Die dritte Positioniervorrichtung kann nicht nur zur Schrägstellung verwendet werden, sondern auch zur Positionierung des Anschlagbalkens entlang der ersten Bewegungsachse. Folglich können die Anschlagfinger mittels der dritten Positioniervorrichtung einerseits gemeinsam entlang der ersten

Bewegungsachse bewegt werden, indem der erste Führungsteil und der zweite

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bewegt werden.

Weiters ist es vorteilhaft, wenn die Positioniereinrichtung eine vierte Positioniervorrichtung zur Positionierung der Anschlagfinger gemeinsam oder relativ zueinander in einer normal zur ersten Bewegungsachse und normal auf die zweite Bewegungsachse stehenden dritten Bewegungsachse umfasst. Die dritte Bewegungsachse ist vorzugsweise im angeordneten Zustand der Anschlagvorrichtung in der Biegemaschine im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Dadurch kann im Betrieb eine Positionierung der Anschlagfinger in vertikaler Richtung erfolgen. Vorzugsweise umfasst auch die vierte Positioniervorrichtung zumindest eine Führung, einen daran geführten Führungsteil und eine vorzugsweise elektrische Antriebseinheit zum Antrieb des Führungsteils. Besonders bevorzugt umfasst die vierte Positioniervorrichtung zwei Führungen, zwei Führungsteile und zwei Antriebseinheiten

zum Antrieb der Führungsteile.

Das Verformungsmodell kann ein analytisches Modell, ein empirisches Modell oder ein Simulationsmodell umfassen, wobei das Simulationsmodell vorzugsweise ein Finite-Elemente-Modell umfasst. Dadurch kann eine hohe Flexibilität erreicht werden und je nach konkreter Anwendung kann ein geeignetes Modell verwendet

werden.

Beispielsweise kann das Finite-Elemente-Modell eine Vielzahl von verschiedenen Simulationen der Anschlagvorrichtung umfassen, wobei jede Simulation eine Einzelverformung der Anschlagvorrichtung bei einer festgelegten Position des Kraftangriffspunkts der Anschlagkraft und einem festgelegten Wert der Anschlagkraft für einen Anschlagfinger umfasst und wobei eine Gesamtverformung der Anschlagvorrichtung bei mehreren wirkenden Anschlagkräften durch Superposition der Einzelverformungen ermittelbar ist und wobei die Anschlag-Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, die Anschlagfinger entlang der ersten Bewegungsachse rela-

tiv zueinander zu positionieren, um die ermittelte Gesamtverformung zumindest

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werden.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die eingangs genannte Biegemaschine, wobei die Anschlagvorrichtung erfindungsgemäß ausgebildet ist. Die Anschlagvorrichtung ist dabei so in der Biegemaschine angeordnet, dass die erste Bewegungsachse im Wesentlichen normal auf die Biegeebene steht und dass die Maschinen-Steuerungseinheit die Anschlag-Steuerungseinheit umfasst oder dass die Maschinen-Steuerungseinheit mit der Anschlag-Steuerungseinheit verbunden ist und dazu ausgebildet ist, die Anschlag-Steuerungseinheit zu steuern. Die Anschlagvorrichtung kann ein Bestandteil der Biegemaschine sein oder eine beste-

hende Biegemaschine kann mit der Anschlagvorrichtung nachgerüstet werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Handhabungsroboter vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, das Biegewerkstück in der Biegemaschine an der Anschlagvorrichtung zu positionieren und vorzugsweise zusätzlich dazu ausgebildet ist, das Biegewerkstück während der Durchführung des Biegevorgangs gemäß einer vorgegebenen Biegetrajektorie zu bewegen, wobei der Handhabungsroboter eine Roboter-Steuerungseinheit umfasst. Die Maschinen-Steuerungseinheit kann die Roboter-Steuerungseinheit umfassen oder die Roboter-Steuerungseinheit kann mit der Maschinen-Steuerungseinheit verbunden sein und von der Maschi-

nen-Steuerungseinheit ansteuerbar sein.

Der Handhabungsroboter kann eine Lastermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer beim Anschlagen auf den Handhabungsroboter wirkenden Reaktionskraft und vorzugsweise eines auf den Handhabungsroboter wirkenden Reaktionsmoments umfassen und die Roboter-Steuerungseinheit kann dazu ausgebildet sein, die ermittelte mittlere Reaktionskraft und vorzugsweise das ermittelte Reaktionsmoment

an die Anschlag-Steuerungseinheit zu übermitteln und die Anschlag-Steuerungs-

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einheit kann dazu ausgebildet sein, die erhaltene Reaktionskraft und vorzugsweise das erhaltene Reaktionsmoment zur Ermittlung der Verformung der Anschlagvorrichtung zu verwenden. Dadurch kann beispielsweise auf die oben genannte Ermittlungseinrichtung der Anschlagvorrichtung verzichtet werden oder es kann eine redundante Ermittlung von Parametern der Anschlagkraft und/oder ggf. eine redundante Ermittlung der Verformung durchgeführt werden. Beispielsweise können zunächst die auf die Anschlagfinger wirkenden Anschlagkräfte aus einem Kräftegleichgewicht und einem Momentengleichgewicht ermittelt werden und daraus kann wiederum die Verformung anhand des Verformungsmodells ermittelt

werden.

Die Aufgabe wird weiters mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, indem folgende Schritte durchgeführt werden: Einlegen eines Biegewerkstücks, vorzugsweise mittels eines Handhabungsroboters, in die Biegemaschine zwischen dem Unterwerkzeug und dem Oberwerkzeug; Positionieren des Biegewerkstücks, vorzugsweise mittels des Handhabungsroboters, in der Biegemaschine durch Anschlagen des Biegewerkstücks an zumindest einem Anschlagfinger der Anschlagvorrichtung; Vorgeben eines Werts zumindest eines Parameters der Anschlagkraft mit welcher das Biegewerkstück an dem zumindest einen Anschlagfinger anschlägt an eine Steuerungseinheit oder Ermitteln des zumindest einen Parameters; Ermitteln einer Verformung der Anschlagvorrichtung mittels der Steuerungseinheit anhand des Werts des zumindest einen Parameters der Anschlagkraft und eines in der Steuerungseinheit implementierten Verformungsmodells, in welchem eine Verformung der Anschlagvorrichtung in Abhängigkeit des zumindest einen Parameters abgebildet ist; Ansteuern der Positioniereinrichtung mittels der Steuerungseinheit, derart, dass die zumindest zwei Anschlagfinger entlang der ersten Bewegungsachse relativ zueinander derart positioniert werden, dass die ermittelte Verformung zumindest teilweise kompensiert wird. Die Kompensation der Verformung bei Anschlagen an lediglich einem Anschlagfinger kann z.B. bei Verwen-

dung von kleineren Werkstücken vorteilhaft sein.

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Es kann vorteilhaft sein, wenn zusätzlich folgende Schritte durchgeführt werden: Biegen des Biegewerkstücks zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug durch Bewegen des oberen Biegebalkens relativ zum unteren Biegebalken und Biegen des Biegewerkstücks und vorzugsweise gleichzeitiges Bewegen des Biegewerkstücks mittels des Handhabungsroboters entlang einer vorgegebenen

Biegetrajektorie.

Der Wert des zumindest einen Parameters kann der Anschlag-Steuerungseinheit über eine Benutzerschnittstelle vorgegeben oder ausgewählt werden. Alternativ kann der Wert des zumindest einen Parameters mittels einer Ermittlungseinrichtung der Anschlagvorrichtung ermittelt werden. Alternativ kann von einer Lastermittlungseinrichtung des Handhabungsroboters eine beim Anschlagen auf den Handhabungsroboter wirkende Reaktionskraft und vorzugsweise ein Reaktionsmoment ermittelt werden und der Anschlag-Steuerungseinheit von einer RoboterSteuerungseinheit des Handhabungsroboters übermittelt werden, wobei der Wert des zumindest einen Parameters von der Anschlag-Steuerungseinheit anhand der Reaktionskraft und vorzugsweise des Reaktionsmoments ermittelt wird. Alternativ kann ein Istwert der Höhe der Anschlagkraft von der Anschlag-Steuerungseinheit anhand zumindest einer elektrischen Größe, vorzugsweise eines elektrischen Stroms, der Positioniereinrichtung ermittelt werden und/oder ein Istwert der Position der Kraftangriffspunkte der Anschlagkraft kann von der Anschlag-Steuerungseinheit anhand einer festgelegten Position des zumindest einen Anschlagfingers

ermittelt werden.

Die Ermittlungseinrichtung kann zumindest einen Kraftsensor, vorzugsweise einen Piezosensor oder Dehnmessstreifen, umfassen, mit dem ein Istwert der Anschlagkraft ermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Lastermittlungseinrichtung zumindest einen Kraftsensor, vorzugsweise einen Piezosensor oder Dehnmessstreifen, umfassen, mit dem ein Istwert der Reaktionskraft ermittelt wird. Die Ermittlungseinrichtung kann auch zumindest eine Positionsermittlungseinrichtung umfassen, mit der ein Istwerts eines Kraftangriffspunktes der Anschlagkraft ermit-

telt wird, wobei die Positionsermittlungseinrichtung vorzugsweise einen optischen

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Sensor, insbesondere eine Kamera, einen kapazitiven Sensor oder einen indukti-

ven Sensor umfasst.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Biegemaschine mit einer erfindungsgemäßen Anschlagvorrichtung

und mit einem Handhabungsroboter;

Fig. 2 die erfindungsgemäße Anschlagvorrichtung in einer ersten vorteilhaften

Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 3 die erfindungsgemäße Anschlagvorrichtung in einer zweiten vorteilhaf-

ten Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 4 die erfindungsgemäße Anschlagvorrichtung in einer dritten vorteilhaften

Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 5 ein Finite-Elemente-Modell mit symmetrischer Belastung der Anschlagvorrichtung; Fig. 6 ein Finite-Elemente-Modell der Anschlagvorrichtung mit asymmetri-

scher Belastung;

Fig. 7 ein Finite-Elemente-Modell der Anschlagvorrichtung mit einer ersten

Einzelverformung;

Fig. 8 ein Finite-Elemente-Modell der Anschlagvorrichtung mit einer zweiten

Einzelverformung;

Fig. 9 ein Finite-Elemente-Modell der Anschlagvorrichtung mit einer Ge-

samtverformung;

Fig. 10 ein Finite-Elemente-Modell der Anschlagvorrichtung nach der Verfor-

mungskompensation;

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Fig. 11 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-

angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In Fig.1 ist eine Biegemaschine 2 mit einer Anschlagvorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Biegemaschine 2 ist dazu ausgebildet, um einen Biegevorgang an einem Biegewerkstück 3 durchzuführen. Das Biegewerkstück 3 ist insbesondere ein Blechwerkstück. Die Biegemaschine 2 weist einen unteren Biegebalken 30 mit einer unteren Werkzeugaufnahme 31 zur Aufnahme eines Unterwerkzeugs 32 auf und weist einen oberen Biegebalken 33 mit einer oberen Werkzeugaufnahme 34 zur Aufnahme eines Oberwerkzeugs 35 auf. Das Oberwerkzeug 35 und das Unterwerkzeug 32 kön-

nen, vorzugsweise automatisiert, auswechselbar sein.

Zur Durchführung des Biegevorgangs ist der obere Biegebalken 33 in einer, vorzugsweise vertikalen, Biegeebene 5 relativ zum unteren Biegebalken 30 bewegbar. Die Biegemaschine 2 umfasst eine Anschlagvorrichtung 1 zur Positionierung des Biegewerkstücks 3 in der Biegemaschine 2 für die Durchführung des Biege-

vorgangs.

Die Biegemaschine 2 weist weiters eine Maschinen-Steuerungseinheit 36 zur Steuerung der Biegemaschine 2 auf. Die Maschinen-Steuerungseinheit 36 kann in bekannter Weise eine geeignete Hardware und/oder Software aufweisen. Derar-

tige Steuerungseinheiten sind im Stand der Technik bekannt.

Die nachfolgend noch näher beschriebene Anschlagvorrichtung 1 ist so in der Bie-

gemaschine 2 angeordnet, dass die erste Bewegungsachse X (siehe auch Fig.2

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bis Fig.4) im Wesentlichen normal auf die Biegeebene 5 der Biegemaschine 2 steht. Wenn die Anschlagvorrichtung 1 eine separate Anschlag-Steuerungseinheit 7 umfasst, dann kann diese über eine geeignete Kommunikationsverbindung mit der Maschinen-Steuerungseinheit 36 verbunden sein. Die Maschinen-Steuerungseinheit 36 ist in diesem Fall dazu ausgebildet, die Anschlag-Steuerungseinheit 7 zu steuern. Alternativ kann die Anschlagvorrichtung 1 aber auch in der MaschinenSteuerungseinheit 36 integriert sein, wie in Fig.1 dargestellt ist, beispielsweise in

Form einer geeigneten Hardware und/oder Software.

Vorzugsweise ist auch ein Handhabungsroboter 37 vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, das Biegewerkstück 3 in der Biegemaschine 2 an der Anschlagvorrichtung 1 zu positionieren. Der Handhabungsroboter 37 kann ein geeigneter Industrieroboter sein, wie z.B. ein Mehrachs-Roboter, insbesondere 6-Achs-Roboter. Der Handhabungsroboter 37 kann einen Endeffektor umfassen, an dem ein geeigneter Greifer, vorzugsweise wechselbar, befestigt ist. Der Greifer dient dazu, das Biegewerkstück 3 zu greifen. Der Greifer kann beispielsweise einen bekannten Vakuum-Greifer umfassen, wie in Fig.1 angedeutet. Der Greifer könnte aber auch

anders ausgebildet sein, z.B. in Form eines Zangengreifers.

Zudem kann der Handhabungsroboter 37 das Biegewerkstück 3 während der Durchführung des Biegevorgangs ggf. gemäß einer vorgegebenen Biegetrajektorie T unterstützend bewegen. Der Handhabungsroboter 37 umfasst eine RoboterSteuerungseinheit 38, die wiederum eine geeignete Hardware und/oder Software umfassen kann. Die Roboter-Steuerungseinheit 38 kann über eine geeignete Kommunikationsverbindung mit der Maschinen-Steuerungseinheit 36 verbunden sein oder kann ggf. auch in der Maschinen-Steuerungseinheit 36 integriert sein. Die Maschinen-Steuerungseinheit 36 kann mit der Roboter-Steuerungseinheit 38 kommunizieren, um während des Biegevorgangs eine Bewegung des oberen Biegebalkens 33 und eine Bewegung des Roboters, insbesondere des Endeffektors,

aufeinander abzustimmen.

Die Anschlagvorrichtung 1 weist zumindest zwei Anschlagfinger 4a, 4b auf, die entlang einer ersten Bewegungsachse X relativ zueinander positionierbar sind. Die

Anschlagvorrichtung 1 ist so in der Biegemaschine 2 angeordnet oder anordenbar,

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dass die erste Bewegungsachse X im Wesentlichen normal auf die vorzugsweise vertikale Biegeebene 5 der Biegemaschine 2 steht. In Fig.1 ist lediglich ein Anschlagfinger 4a dargestellt. Der zweite Anschlagfinger 4b kann sich beispielsweise in Richtung normal auf die Zeichenebene (hier entlang der Z-Achse) hinter dem

ersten Anschlagfinger 4a befinden.

Die Anschlagvorrichtung 1 umfasst eine Positioniereinrichtung 6, die dazu ausgebildet ist, die Anschlagfinger 4a, 4b entlang der ersten Bewegungsachse X relativ zueinander zu positionieren. Die Positioniereinrichtungen 6 kann eine Anzahl von geeigneten Führungen und vorzugsweise elektrischen Antrieben umfassen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Positioniereinrichtung 6 werden nachfolgend noch näher beschrieben. Die Positioniereinrichtung 6 kann beispielsweise einen Anschlagbalken 18 umfassen, der sich in Z-Richtung erstreckt. Die beiden Anschlagfinger 4a, 4b können am Anschlagbalken 18 beweglich angeordnet sein,

wie nachfolgend noch näher erläutert wird.

Weiters ist eine Anschlag-Steuerungseinheit 7 zur Steuerung der Positioniereinrichtung 6 vorgesehen. Die Anschlag-Steuerungseinheit 7 kann eine geeignete Hardware und/oder Software umfassen. Wie bereits erwähnt wurde, kann die Anschlag-Steuerungseinheit 7 als separate Einheit ausgebildet sein und mit der Maschinen-Steuerungseinheit 36 verbunden bzw. verbindbar sein oder sie kann auch

in der Maschinen-Steuerungseinheit 36 integriert sein, wie in Fig.1 angedeutet ist.

Erfindungsgemäß ist in der Anschlag-Steuerungseinheit 7 ein Verformungsmodell 8 implementiert, in welchem eine Verformung der Anschlagvorrichtung 1 in Abhängigkeit zumindest eines festgelegten Parameters P von auf die Anschlagfinger 4a, 4b wirkenden Anschlagkräften FAa, FAb abgebildet ist. Ein Wert des zumindest einen Parameters P kann entweder ermittelbar sein oder kann der Anschlag-Steuerungseinheit 7 vorgegeben werden. Die Anschlag-Steuerungseinheit 7 ist dazu ausgebildet, anhand des Verformungsmodells 8 und des Werts des zumindest einen Parameters P eine Verformung der Anschlagvorrichtung 1 zu ermitteln und

die Positioniereinrichtung 6 derart anzusteuern, dass die Anschlagfinger 4a, 4b

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entlang der ersten Bewegungsachse X relativ zueinander positionierbar sind, sodass die ermittelte Verformung zumindest teilweise kompensierbar ist. Details

dazu werden nachfolgend noch näher beschrieben.

Das Verformungsmodell 8 kann beispielsweise ein analytisches Modell umfassen. Hierbei wird das mechanische System der Anschlagvorrichtung 1 mathematisch abgebildet und die Verformung wird basierend auf den vorgegebenen oder ermit-

telten Werten der Parameter der Anschlagkräfte berechnet.

Das Verformungsmodell kann hingegen auch ein empirisches Modell umfassen, bei welchem die Verformung der Anschlagvorrichtung 1 basierend auf durchgeführten praktischen Versuchen abgebildet ist. Beispielsweise kann die Anschlagvorrichtung 1 in einer Vielzahl von Versuchen mit unterschiedlich hohen Anschlagkräften FA bei unterschiedlichen Kraftangriffspunkten belastet werden und die Verformung messtechnisch erfasst werden. Aus den Ergebnissen kann ein entsprechendes Verformungsmodell erstellt werden, das beispielsweise in Form eines

Kennfeldes in der Anschlag-Steuerungseinheit 7 hinterlegt sein kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verformungsmodell ein Simulationsmodell, insbesondere ein Finite-Elemente-Modell (FEM-Modell), wie

nachfolgend anhand von Fig.5 bis Fig.10 näher beschrieben wird.

Der zumindest eine Parameter P umfasst vorzugsweise eine Höhe der jeweiligen Anschlagkraft FAa, FAb sowie eine Position eines Kraftangriffspunkts der Anschlagkraft FAa, FAb.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anschlag-Steuerungseinheit 7 einen Istwert der Höhe der Anschlagkräfte FAa, FAb anhand zumindest einer elektrischen Größe, vorzugsweise eines elektrischen Stroms, der Positioniereinrichtung 6 ermitteln. Alternativ oder zusätzlich kann die Anschlag-Steuerungseinheit 7 einen Istwert der Position der Kraftangriffspunkte der Anschlagkräfte FAa. FAb anhand einer festgelegten Position der Anschlagfinger 4a, 4b ermitteln. Die Position kann beispielsweise durch ein in der Maschinen-Steuerungseinheit 36

implementiertes Biegeprogramm vorgegeben sein, in dem die Positionen der der

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Anschlagfinger 4a, 4b z.B. in Abhängigkeit der Geometrie des Biegewerkstücks 3 festgelegt sind.

Die Anschlag-Steuerungseinheit 7 kann auch eine Benutzerschnittstelle 9 zur Vorgabe oder Auswahl des Werts des zumindest einen Parameters P der Anschlagkräfte FAa, FAb umfassen. Wenn die Anschlag-Steuerungseinheit 7 in der Maschinen-Steuerungseinheit 36 integriert ist, dann kann die Vorgabe oder Auswahl z.B. auch über eine Benutzerschnittstelle 9 der Maschinen-Steuerungseinheit 36 erfolgen. Die Benutzerschnittstelle 9 kann beispielsweise eine geeignete Eingabeeinheit und ggf. eine geeignete Ausgabeeinheit aufweisen, z.B. eine kombinierte Eingabe-/Ausgabe-Einheit in Form eines Touchscreens. Dadurch können z.B. zu erwartende Werte oder Erfahrungswerte für den zumindest einen Parameter P vor-

gegeben werden oder ausgewählt werden.

Optional kann die Anschlagvorrichtung 1 auch eine Ermittlungseinrichtung 10 zur Ermittlung des Werts des zumindest einen Parameters P der Anschlagkräfte FAa, FAb umfassen. Die Ermittlungseinrichtung 10 kann beispielsweise einen oder mehrere Kraftsensoren 12, z.B. in Form von Piezosensoren oder Dehnmessstreifen, zur Erfassung eines Istwerts der Anschlagkraft FAa, FAb umfassen. Beispielsweise kann je Anschlagfinger 4a, 4b ein Kraftsensor vorgesehen sein. Der erfasste Istwert kann an die Anschlag-Steuerungseinheit 7 übermittelt werden und

von dieser im Verformungsmodell 8 verwendet werden.

Alternativ oder zusätzlich könnte die Ermittlungseinrichtung 10 auch eine Positionsermittlungseinrichtung 13 zur Erfassung eines Istwerts einer Position der Kraftangriffspunkte der Anschlagkräfte FAa, FAb an den Anschlagfingern 4a, 45 umfassen. Die Positionsermittlungseinrichtung 13 kann z.B. einen oder mehrere Positionssensoren umfassen, beispielsweise einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera, einen kapazitiven Sensor oder einen induktiven Sensor. Die Positionsermittlungseinrichtung 13 kann auch Teil der Positioniereinrichtung 6 sein und zur Erfassung der Position der Anschlagfinger 4a, 4b dienen. In diesem Fall können die Kraftangriffspunkte z.B. aus der Position der Anschlagfinger 4a, 4b und ei-

ner bekannten Geometrie der Anschlagfinger 4a, 4b ermittelt werden.

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Die Anschlag-Steuerungseinheit 7 kann auch eine Datenschnittstelle 11 zur Verbindung mit der Roboter-Steuerungseinheit 38 des Handhabungsroboters 37 oder zur Verbindung mit der Maschinen-Steuerungseinheit 36 der Biegemaschine 2 umfassen, über welche der Wert zumindest einen Parameters P der Anschlagkräfte FAa, FAb übermittelbar ist. Selbstverständlich kann die Anschlagvorrichtung 1 auch über eine (nicht dargestellte) Stramversorgungsanschluss verfügen. Die Stromversorgung kann beispielsweise unmittelbar über eine externe Stromversor-

gung erfolgen oder mittelbar über die Stromversorgung der Biegemaschine 2.

Beispielsweise kann der Handhabungsroboter 37 eine Lastermittlungseinrichtung 39 zur Ermittlung einer Reaktionskraft FR umfassen, die während des Anschlagens des Blechwerkstücks 3 an die Anschlagfinger 4a, 4b auf den Handhabungsroboter 37 wirkt, insbesondere auf den Greifer. Vorzugsweise ist die Lastermittlungseinrichtung 39 zusätzlich dazu ausgebildet, ein Reaktionsmoment MR zu ermitteln, das während des Anschlagens des Blechwerkstücks 3 an die Anschlagfinger 4a, 4b auf den Handhabungsroboter 37 wirkt. Die Roboter-Steuerungseinheit 38 kann dazu ausgebildet sein, die ermittelte Reaktionskraft FR und vorzugsweise das ermittelte Reaktionsmoment MR über die Datenschnittstelle 11 an die Anschlag-Steuerungseinheit 7 zu übermitteln. Die Lastermittlungseinrichtung 39 kann beispielsweise einen geeigneten Kraftsensor zur Messung der Reaktionskraft FR umfassen. Das Reaktionsmoment MR kann von der Lastermittlungseinrichtung 39 beispielsweise anhand des Motorstroms einer Drehachse des Handhabungsroboters 37 ermittelt werden, vorzugsweise der Drehachse, die am nächsten zum Grei-

fer liegt. Die

Die Anschlag-Steuerungseinheit 7 kann dazu ausgebildet sein, die erhaltene Reaktionskraft FR und vorzugsweise das erhaltene Reaktionsmoment MR zur Ermittlung der Verformung der Anschlagvorrichtung 1 anhand des Verformungsmodells zu verwenden. Dazu kann die Anschlag-Steuerungseinheit 7 beispielsweise zunächst anhand der ermittelten Reaktionskraft FR und anhand des ermittelten Reaktionsmoments MR die auf die Anschlagfinger 4a, 4b wirkenden Anschlagkräfte FAa, FAb ermitteln. Diese können danach im Verformungsmodell 8 zur Ermittlung

der Verformung herangezogen werden. Die Ermittlung der Anschlagkräfte FAa,

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FAb kann beispielsweise anhand eines Kräfte- und Momentengleichgewichts erfolgen. Eine derartige Ermittlung ist in der technischen Mechanik bekannt, weshalb

an dieser Stelle keine nähere Beschreibung erfolgt.

Anhand von Fig.2 bis Fig.4 werden nachfolgend vorteilhafte Ausgestaltungen der

Anschlagvorrichtung 1 beschrieben.

Fig.2 zeigt eine Anschlagvorrichtung 1 in Form eines sogenannten 4-Achs-Hinteranschlags in einer perspektivischen Darstellung. Die Anschlagvorrichtung 1 weist einen Anschlagbalken 18 auf, der sich entlang einer zweiten Bewegungsachse Z erstreckt, die im Wesentlichen normal zur ersten Bewegungsachse X steht. Im angeordneten Zustand der Anschlagvorrichtung 1 in der Biegemaschine 2 ist die zweite Bewegungsachse Z im Wesentlichen horizontal ausgerichtet (siehe auch Fig.1). Die Anschlagfinger 4a, 4b sind entlang der zweiten Bewegungsachse Z relativ zueinander beweglich am Anschlagbalken 18 angeordnet. Die Positioniereinrichtung 6 umfasst hier für jeden Anschlagfinger 4a, 4b eine zweite Positioniervorrichtung 40 zur Positionierung des jeweiligen Anschlagfingers 4a, 4b in Z-Richtung

entlang des zumindest einen Anschlagbalkens 18.

Die zweiten Positioniervorrichtungen 40 können z.B. eine gemeinsame Führung

41 aufweisen, z.B. in Form einer Führungsschiene und jeweils einen Führungsteil 42, der entlang der gemeinsamen Führung 41 geführt ist. Zudem kann jeweils eine vorzugsweise elektrische Antriebseinheit 43 zum Antrieb des Führungsteils 42 vorgesehen sein. Die Führungsteile 42 sind im gezeigten Beispiel unmittelbar mit den Anschlagfingern 4a, 4b verbunden. Die Antriebseinheiten 43 sind von der Anschlag-Steuerungseinheit 7 ansteuerbar und mit einer (nicht dargestellten) Ener-

gieversorgung verbunden.

Wie in Fig.2 ersichtlich ist, sind die beiden Anschlagfinger 4a, 4b relativ zum Anschlagbalken in X-Richtung 18 unbeweglich. Um dennoch die für die Erfindung notwendige Relativpositionierung in X-Richtung zu ermöglichen, umfasst die Positioniereinrichtung 6 in der dargestellten Ausführungsform eine dritte Positioniervor-

richtung 19, die dazu ausgebildet ist, eine Schrägstellung des Anschlagbalkens 18

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in einer durch die erste Bewegungsachse X und die zweite Bewegungsachse Z

aufgespannten Ebene zu erzeugen.

Die dritte Positioniervorrichtung 19 umfasst hier eine erste Führung 20, z.B. in Form einer geeigneten Führungsschiene, und eine zweite Führung 23, z.B. in Form einer geeigneten Führungsschiene, die sich Jeweils in X-richtung erstrecken. Die erste Führung 20 und die zweite Führung 23 sind in Längsrichtung des Anschlagbalkens 18, d.h. in Z-Richtung, in einem festgelegten Abstand L voneinander beabstandet. An der ersten Führung 20 ist ein erster Führungsteil 21 geführt, der von einer ersten Antriebseinheit 22 angetrieben ist. An der zweiten Führung 23 ist in analoger Weise ein zweiter Führungsteil 24 geführt, der von einer zweiten Antriebseinheit 25 angetrieben ist. Die erste Antriebseinheit 22 und die zweite Antriebseinheit 25 sind von der Anschlag-Steuerungseinheit 7 ansteuerbar und wiederum an eine (nicht dargestellte) Energieversorgung angeschlossen. In der dargestellten Ausführungsform sind die erste Antriebseinheit 22 und die zweite Antriebseinheit 25 an den Führungen 20, 23 angeordnet. Natürlich ist dies lediglich beispielhaft zu verstehen und die erste Antriebseinheit 22 und die zweite Antriebseinheit 25 können an einer anderen geeigneten Stelle angeordnet sein, z.B. an

den Führungsteilen 21, 24.

Im dargestellten Beispiel sind der erste Führungsteil 21 und der zweite Führungsteil 24 mittels eines nach oben offenen U-Profils verbunden, wodurch eine höhere Struktursteifigkeit erreicht wird. Entgegen der Darstellung könnten der erste Führungsteil 21 und der zweite Führungsteil 24 jedoch auch als separate

Bauteile ausgeführt sein.

Die Schrägstellung des Anschlagbalkens 18 kann dadurch erreicht werden, dass die erste Antriebseinheit 22 und die zweite Antriebseinheit 25 voneinander unabhängig von der Anschlag-Steuerungseinheit 7 angesteuert werden können, Ssodass der erste Führungsteil 21 und der zweite Führungsteil 24 in entgegenge-

setzte Richtungen bewegt werden.

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Die Positioniereinrichtung 6 umfasst weiters eine vierte Positioniervorrichtung 26, die dazu ausgebildet ist, die Anschlagfinger 4a, 4b in einer normal zur ersten Bewegungsachse X und normal auf die zweite Bewegungsachse Z stehenden dritten Bewegungsachse R zu positionieren. Die dritte Bewegungsachse R ist im angeordneten Zustand der Anschlagvorrichtung 1 in der Biegemaschine 2 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Die vierte Positioniervorrichtung 26 ist hier dazu ausgebildet, den Anschlagbalken 18 in R-Richtung zu bewegen. Die Anschlagfinger 4a, 4b können somit in vertikaler Richtung nur gemeinsam bewegt werden, d.h. nicht

voneinander unabhängig bzw. relativ zueinander.

Die vierte Positioniervorrichtung 26 umfasst im gezeigten Beispiel zwei Führungen 27, an welchen der erste Führungsteil 21 und der zweite Führungsteil 24 der dritten Positioniervorrichtung 19 vorgesehen sind. Die beiden Führungen 27 sind an den Schenkeln des U-Profils angeordnet. und somit in Z-Richtung im Wesentlichen im gleichen Abstand L voneinander beabstandet, wie die erste Führung 20 und die zweite Führung 23 der dritten Positioniervorrichtung 19. An den Führungen 27 ist jeweils ein Führungsteil 28 geführt, der von einer vorzugsweise elektrischen Antriebseinheit 29 angetrieben ist. Die beiden Führungsteile 28 sind mit dem Anschlagbalken 18 verbunden. Die Antriebseinheiten 29 können von der Anschlag-Steuerungseinheit 7 angesteuert werden und über eine geeignete Energie-

versorgung mit der nötigen Energie versorgt werden.

Die Antriebseinheiten 43 der zweiten Positioniervorrichtung 40, die Antriebseinheiten 22, 25 der dritten Positioniervorrichtung 19 und die Antriebseinheiten 29 der vierten Positioniervorrichtung 26 können z.B. geeignete Linearmotoren, geeignete Riemenantriebe, Kettenantriebe, Zahnstangenantriebe o.ä. umfassen. Derartige Antriebe sind bekannt, weshalb an dieser Stelle keine nähere Beschreibung er-

folgt.

Fig.3 zeigt eine Anschlagvorrichtung 1 in Form eines sogenannten 5-Achs-Hinteranschlags in einer perspektivischen Darstellung. Für gleiche Teile werden gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in Fig.2 verwendet. Die dargestellte Anschlagvorrichtung 1 weist wiederum einen Anschlagbalken 18 auf, der

sich in Z-Richtung erstreckt.

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Analog wie in Fig.2 umfasst die Positioniereinrichtung 6 eine zweite Positioniervorrichtung 40 zur Bewegung der Anschlagfinger 4a, 4b in Z-Richtung entlang des Anschlagbalkens 18, eine dritte Positioniervorrichtung 19 zur Bewegung der Anschlagfinger 4a, 4b in X-Richtung sowie eine vierte Positioniervorrichtung 26 zur Positionierung der Anschlagfinger 4a, 4b in R-Richtung. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in Fig.2 Bezug genom-

Men.

Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig.2 kann die dritte Positioniervorrichtung 19 jedoch lediglich dazu ausgebildet sein, die Anschlagfinger 4a, 4b gemeinsam in X-Richtung zu bewegen. Das bedeutet, dass eine Schrägstellung des Anschlagbalkens 18 durch entgegengesetzte Bewegung der Führungsteile 21, 24

hier nicht zwingend erforderlich, jedoch selbstverständlich möglich ist.

Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig.2 ist hier zumindest für den zweiten Anschlagfinger 4b eine erste Positioniervorrichtung 14 zur Positionierung des Anschlagfingers 4b entlang der ersten Bewegungsachse X relativ zum ersten Anschlagfinger 4a vorgesehen. Im gezeigten Beispiel ist der erste Anschlagfinger 4a in X-Richtung relativ zum Anschlagbalken 18 unbeweglich, analog wie in Fig.2. Der zweite Anschlagfinger 4b hingegen ist in X-Richtung relativ zum Anschlagbalken 18 beweglich. Natürlich könnte aber auch für beide Anschlagfinger 4a, 4b je-

weils eine separate erste Positioniervorrichtung 14 vorgesehen sein.

Die erste Positioniervorrichtung 14 umfasst vorzugsweise eine Führung 15, einen daran geführten und mit dem Anschlagfinger 4b verbundenen Führungsteil 16 und eine vorzugsweise elektrische Antriebseinheit 17 zum Antrieb des Führungsteils 16. Die Führung 15 fungiert hierbei zugleich als Führungsteil 42 der zweiten Positioniervorrichtung 40 und ist an der Führung 41 in Z-Richtung beweglich am Anschlagbalken 18 angeordnet. Die Antriebseinheit 17 ist von der Anschlag-Steuerungseinheit 7 ansteuerbar und kann an eine geeignete Energieversorgung angeschlossen sein (nicht dargestellt). Die elektrische Antriebseinheit 17 kann z.B. wiederum einen geeigneten Linearmotor, Riemenantrieb, Kettenantrieb, Zahnstan-

genantrieb o.ä. umfassen.

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Fig.4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Anschlagvorrichtung 1 in Form eines sogenannten 6-Achs-Hinteranschlags in einer perspektivischen Darstellung. Für gleiche Teile werden wiederum gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnun-

gen wie in Fig.2 und Fig.3 verwendet.

Die Positioniereinrichtung 6 umfasst je Anschlagfinger 4a, 4b eine erste Positioniervorrichtung 14 zur Positionierung des jeweiligen Anschlagfingers 4a, 4b entlang der ersten Bewegungsachse X relativ zum jeweils anderen Anschlagfinger 4a, 4b, eine zweite Positioniervorrichtung 40 zur Bewegung des jeweiligen Anschlagfingers 4a, 4b in Z-Richtung sowie eine vierte Positioniervorrichtung 26 zur Positionierung der des jeweiligen Anschlagfingers 4a, 4b in R-Richtung. Die beiden Anschlagfinger 4a, 4b können somit entlang allen Bewegungsachsen X, Z, R

unabhängig voneinander und relativ zueinander bewegt werden.

Die dargestellte Anschlagvorrichtung 1 weist zwei Anschlagbalken 18a, 18b auf, der sich jeweils in Z-Richtung erstrecken und die in X-Richtung voneinander beabstandet sind. An den Anschlagbalken 18a, 18b ist jeweils eine Führung 41 vorgesehen, die Teil der zweiten Positioniervorrichtungen 40 ist. Weiters ist für jede zweite Positioniervorrichtung 40 ein Führungsteil 42 und eine Antriebseinheit 43 zum Antrieb des Führungsteils 42 vorgesehen. Die Führungsteile 42 erstrecken sich jeweils in X-Richtung, und weisen jeweils ein erstes Ende auf, das an der Führung 41 des ersten Anschlagbalkens 18a geführt ist und ein gegenüberliegendes zweites Ende, das an der Führung 41 des zweiten Anschlagbalkens 18b geführt ist.

Ferner umfassen die Führungsteile 42 der zweiten Positioniervorrichtung 40 jeweils die Führung 15 der ersten Positioniervorrichtung 14. An den Führungen 15 sind die Führungsteile 16 in X-Richtung geführt. Die Führungsteile 16 sind jeweils von einer Antriebseinheit 17 angetrieben. Die Führungsteile 16 der ersten Positioniervorrichtung 14 umfassen hier die Führungen 27 der vierten Positioniervorrichtung 26. An den Führungen 27 sind die Führungsteile 28 in R-Richtung geführt. Die Führungsteile 28 sind jeweils von einer Antriebseinheit 29 angetrieben. Die Anschlagfinger 4a, 4b sind an den oberen Enden der Führungsteile 28 angeord-

net.

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Die Antriebseinheiten 17 der ersten Positioniervorrichtungen 14, die Antriebseinheiten 43 der zweiten Positioniervorrichtungen 40 und die Antriebseinheiten 29 der vierten Positioniervorrichtungen 26 können z.B. geeignete Linearmotoren, geeignete Riemenantriebe, Kettenantriebe, Zahnstangenantriebe o.ä. umfassen. Derartige Antriebe sind bekannt, weshalb an dieser Stelle keine nähere Beschreibung erfolgt. Die Antriebseinheiten 17, 43, 29 können von der Anschlag-Steuerungseinheit 7 angesteuert werden. Dazu können die Antriebseinheiten 17, 43, 29 über geeignete Steuerleitungen mit der Anschlag-Steuerungseinheit 7 verbunden sein, wie schematisch angedeutet ist. Zudem können die Antriebseinheiten 17, 43, 29

an eine geeignete Energieversorgung angeschlossen sein.

Fig.5 bis Fig.10 zeigen jeweils ein stark vereinfachtes FEM-Modell eines Anschlagbalkens 18 der Anschlagvorrichtung 1 gemäß Fig.2. Die Anschlagfinger 4a, 4b sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die Verformungen der Anschlagvorrichtung 1 sind in den Figuren zur besseren Erkennbarkeit stark überzeichnet

dargestellt.

Fig.5 und Fig.6 zeigen unterschiedliche Verformungen des Anschlagbalkens 18 bei verschiedenen Belastungen. In Fig.5 wirken eine erste Anschlagkraft FAa auf den (nicht dargestellten) ersten Anschlagfinger 4a und eine zweite Anschlagkraft FAb auf den (nicht dargestellten) zweiten Anschlagfinger 4b. Die Anschlagkräfte FAa, FAb sind hier im Wesentlichen gleich groß und die Kraftangriffspunkte, d.h. die Positionen der Anschlagfinger 4a, 4b in Z-Richtung, sind bzgl. einer Symmetrieachse SA symmetrisch, d.h. gleich weit von der Symmetrieachse SA entfernt. Wie in Fig.5 ersichtlich ist, resultiert aus dieser Belastung eine im Wesentlichen symmetrische Verformung des Anschlagbalkens 18. In Fig.6 ist ein zweiter Belastungsfall dargestellt, bei welchem die erste Anschlagkraft FAa an der gleichen Stelle und in gleicher Höhe auf den ersten Anschlagfinger 4a wirkt, wie in Fig.5. Die zweite Anschlagkraft FAb ist jedoch geringer als in Fig.5 und wirkt zentraler, d.h. der Kraftangriffspunkt liegt näher an der Symmetrieachse SA als in Fig.5. Wie in Fig.6 ersichtlich ist, resultiert aus dieser Belastung eine asymmetrische Verfor-

mung des Anschlagbalkens 18.

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Je nach Höhe der Anschlagkräfte FAa, FAb und Position der Anschlagfinger 4a, 4b ergeben sich somit eine Vielzahl von verschiedenen Belastungsfällen, die zu unterschiedlichen Verformungen der Anschlagvorrichtung 1, hier insbesondere des Anschlagbalkens 18, führen. Um diese Vielzahl von Belastungsfällen im Simulationsmodell abbilden zu können, wird vorzugsweise das Prinzip der Superposi-

tion verwendet, wie nachfolgend anhand von Fig. 7 bis Fig.10 erläutert wird.

Dazu können zunächst Verformungen des Anschlagbalkens 18 bei Belastung nur eines Anschlagfingers 4a (oder 4b) an verschiedenen Positionen und bei unterschiedlich hohen Anschlagkräften FAa, FAb ermittelt werden. Diese Verformungen werden im Rahmen der Erfindung als Einzelverformungen bezeichnet. Die gesuchte Verformung des Anschlagbalkens 18 bei gleichzeitiger Belastung des ersten Anschlagfingers 4a mit einer ersten Anschlagkraft FAa und des zweiten Anschlagfingers 4b mit einer zweiten Anschlagkraft FAb (im Rahmen der Erfindung als Gesamtverformung bezeichnet) kann anschließend durch entsprechende Überlagerung der zuvor ermittelten Einzelverformungen ermittelt werden. Das Superpositionsprinzip kann angewendet werden, da sich die zu erwartende Verformung der Anschlagvorrichtung 1, insbesondere des Anschlagbalkens 18, im linear-elastischen Bereich des Materialverhaltens bewegt und daher keine starken

Nichtlinearitäten zu erwarten sind.

Beispielsweise kann mittels des FEM-Modells zunächst eine Vielzahl von Simulationen für unterschiedliche Einzelverformungen der Anschlagvorrichtung 1 durchgeführt werden. Jede Simulation wird dabei für eine festgelegte Position des Kraftangriffspunkts der Anschlagkraft FA und einem festgelegten Wert der Anschlagkraft FA für einen Anschlagfinger 4a (oder 4b) durchgeführt. Die gesuchte Gesamtverformung der Anschlagvorrichtung 1 bei bestimmten, auf beide Anschlagfinger 4a, 4b wirkenden Anschlagkräften FA1, FA2, kann von der Anschlag-Steuerungsein-

heit 7 danach durch Superposition der Einzelverformungen ermittelt werden.

Je nachdem, wo der Kraftangriffspunkt liegt, kann entweder der erste Anschlagfinger 4a oder der zweite Anschlagfinger 4b belastet werden. Vorzugsweise wird für

einen in Z-Richtung rechts der Symmetrieachse SA liegenden Kraftangriffspunkt

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der zweite Anschlagfinger 4b belastet und für einen in Z-Richtung links der Symmetrieachse SA liegenden Kraftangriffspunkt der erste Anschlagfinger 4a belastet. Grundsätzlich kann es für eine einfache Simulation aber ggf. auch ausreichend sein, wenn die Anschlagkräfte direkt auf den Anschlagbalken wirken, sodass die

Anschlagfinger 4a, 4b im FEM-Modell nicht abgebildet werden müssen.

Fig.7/ und Fig.8 zeigen z.B. Jeweils eine Einzelverformung des Anschlagbalkens 18 bei einem bestimmten Belastungsfall. In Fig.7 wirkt eine Anschlagkraft FAa mit einem festgelegten ersten Wert und mit einer festgelegten ersten Position des Kraftangriffspunkts auf den ersten Anschlagfinger 4a. Die Position des Kraftangriffspunkts entspricht im Wesentlichen der Position des Anschlagfingers 4a oder kann daraus abgeleitet werden. In Fig.8 wirkt eine Anschlagkraft FAb mit einem festgelegten (und vom ersten Wert verschiedenen) zweiten Wert bei einer festgelegten (und von der ersten Position verschiedenen) zweiten Position des Kraftangriffspunkts auf den zweiten Anschlagfinger 4b. Fig.9 zeigt die Superposition der Einzelverformungen aus Fig.7 und Fig.8, wenn beide Anschlagkräfte FAa, FAb gleich-

zeitig wirken (stark übertrieben).

Mittels dieser Methodik kann eine hinreichend große Anzahl von Einzelverformungen simuliert werden. Basierend auf den vielen simulierten Einzelverformungen kann danach eine Gesamtverformung für einen gewünschten Belastungsfall ermittelt werden, wie in Fig.9 dargestellt ist. Hierbei wirken eine erste Anschlagkraft FAa einer bestimmten Höhe und mit einem bestimmten Kraftangriffspunkt und eine zweite Anschlagkraft FAb einer bestimmten Höhe und mit einem bestimmten Kraftangriffspunkt zugleich auf den Anschlagbalken 18. Die erste Anschlagkraft FAa wirkt dabei beispielsweise auf den ersten Anschlagfinger 4a und die zweite

Anschlagkraft FAb auf den zweiten Anschlagfinger 4b.

Wenn die Höhe und der Kraftangriffspunkt einem zuvor simulierten Belastungsfall entsprechen, dann kann dieser direkt zur Ermittlung der Gesamtverformung herangezogen werden. In der Regel werden die Höhe und/oder der Kraftangriffspunkt jedoch keinem zuvor simulierten Belastungsfall entsprechen. In diesem Fall kann die entsprechende Einzelverformung beispielsweise näherungsweise aus den

nächstliegenden Simulationen ermittelt werden, z.B. durch Interpolation.

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Wie in Fig.9 ersichtlich ist, kann aus der vorgegebenen Belastung basierend auf den Einzelverformungen und dem Prinzip der Superposition die Gesamtverformung der Anschlagvorrichtung 1, insbesondere des Anschlagbalkens 18, ermittelt werden. Am ersten Anschlagfinger 4a ergibt sich dabei eine erste Verformung AXa in X-Richtung und am zweiten Anschlagfinger 4b ergibt sich eine zweite Verformung AXb in X-Richtung, wobei im konkreten Fall AXa > AXb. Die Werte der Verformungen hängen von der konstruktiven Ausführung der Anschlagvorrichtung 1, von den verwendeten Materialien sowie von der Höhe und Kraftangriffspunkte der Anschlagkräfte FAa, FAb ab und können beispielsweise im Bereich von einigen

Mikrometern (um) bis zu wenigen Millimetern (mm) betragen.

Die ermittelte Gesamtverformung kann schließlich zur relativen Positionierung der Anschlagfinger 4a, 4b in X-Richtung verwendet werden, um die Gesamtverformung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, zu kompensieren. Wie bereits Ausführung beschrieben wurde, kann die relative Positionierung der Anschlagfinger 4a, 4b in X-Richtung erfolgen, indem die Positioniereinrichtung 6 von der Anschlag-Steuerungseinheit 7 erfolgen (oder ggf. von der Maschinen-Steue-

rungseinheit 36, wenn die Anschlag-Steuerungseinheit 7 darin integriert ist).

Wenn die Anschlagvorrichtung 1 z.B. gemäß Fig.2 ausgebildet ist (4-Achs-Hinteranschlag), dann kann die relative Positionierung durch Schrägstellung des Anschlagbalkens 18 erreicht werden, d.h. durch Ansteuerung der dritten Positioniervorrichtung 19, z.B. durch entgegengesetzte Bewegung des ersten Führungsteils 21 und zweiten Führungsteils 24. Wenn die Anschlagvorrichtung 1 gemäß Fig.3 ausgebildet ist (5-Achs-Hinteranschlag), dann kann die relative Positionierung hingegen auch durch Bewegung des zweiten Anschlagfingers 4b relativ zum ersten Anschlagfinger 4a erfolgen, insbesondere durch Bewegung des Führungsteils 16 der ersten Positioniervorrichtung 14. Optional könnte hierbei auch eine zusätzliche

Schrägstellung des Anschlagbalkens 18 durchgeführt werden.

Für die Ausführungsform gemäß Fig.4 (6-Achs-Hinteranschlag) kann in analoger Weise ein separates (nicht dargestelltes) Simulationsmodell erstellt werden. Die grundlegende Vorgangsweise bleibt dabei unverändert, weshalb auf eine detail-

lierte Beschreibung an dieser Stelle verzichtet wird.

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In Fig.10 ist die Anschlagvorrichtung 1 nach der Kompensation der Verformung dargestellt. Darin ist beispielhaft eine Verstellung bzw. Positionierung des ersten Führungsteils 21 und zweiten Führungsteils 24 dargestellt, die zur einer Schrägstellung des Anschlagbalkens 18 führt, durch welche die Verformung der Anschlagvorrichtung 1 kompensiert werden kann. Im gezeigten Beispiel konnte die Verformung der Anschlagvorrichtung 1 zwar nicht vollständig kompensiert werden,

jedoch zu einem erheblichen Teil.

Zur Veranschaulichung kann die erste Verformung AXa am ersten Anschlagfinger 4a in X-Richtung vor der Kompensation beispielsweise 7/10um betragen und die zweite Verformung AXb am zweiten Anschlagfinger 4b in X-Richtung 58um (siehe Fig.9). Nach der Kompensation kann die erste Verformung AXa‘ am ersten Anschlagfinger 4a in X-Richtung beispielsweise nur noch 8um betragen und die zweite Verformung AXb‘ am zweiten Anschlagfinger 4b in X-Richtung nur noch 4um (siehe Fig. 10).

Die erfindungsgemäße Anschlagvorrichtung 1 kann in einer Biegemaschine 2 gemäß dem in Fig.11 dargestellten Verfahren mit den nachfolgend beschriebenen Schritten S1-S5 verwendet werden. Die Schritte S1-S5 müssen natürlich nicht

zwingend in der dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden.

Die Anschlagvorrichtung 1 kann z.B. gemäß Fig.2-Fig.4 ausgebildet sein und wird in einem ersten Schritt S1 zunächst so in der Biegemaschine 2 angeordnet, dass erste Bewegungsachse X im Wesentlichen normal auf die Biegeebene 5 der Biegemaschine 2 steht. Die Anschlag-Steuerungseinheit 7 kann danach mittels einer geeigneten Datenkommunikationsverbindung mit der Maschinen-Steuerungseinheit 36 verbunden werden. Gleichfalls wird die Anschlagvorrichtung 1 an eine geeignete (nicht dargestellte) Energieversorgung angeschlossen, z.B. an eine externe Energiequelle oder an die bestehende Energieversorgung der Biegemaschine 2. Wie bereits erwähnt wurde, kann die Anschlagvorrichtung 1 auch bereits ein Bestandteil der Biegemaschine 2 sein, wobei Schritt S1 in diesem Fall entfallen kann. Die Anschlag-Steuerungseinheit 7 kann in der Maschinen-Steuerungs-

einheit 36 integriert sein.

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Wenn die Anschlagvorrichtung betriebsbereit installiert ist, dann kann der Biegevorgang durchgeführt werden. Dazu kann in einem weiteren Schritt S2 ein geeignetes Biegewerkstück 3, z.B. ein flaches Blechwerkstück, zwischen das Unterwerkzeug 32 und das Oberwerkzeug 35 der Biegemaschine 2 eingelegt werden (siehe Fig.1). Dies kann vorzugsweise mittels des Handhabungsroboters 37 erfolgen. Im Zuge des Einlegens kann das Biegewerkstück 3, vorzugsweise wiederum mittels des Handhabungsroboters 37, an einen oder an beide Anschlagfinger 4a, 4b der Anschlagvorrichtung 1 angedrückt bzw. angeschlagen werden, um das Biegewerkstück 3 in gewünschter Weise relativ zur Biegeebene 5 auszurichten. Das Andrücken an den Anschlagfingern 4a, 4b (oder an zumindest einem der Anschlagfinger 4a, 4b) erfolgt mit einer bestimmten Anschlagkraft FAa, FAb, wie zu-

vor bereits ausführlich beschrieben wurde.

Die Anschlagfinger 4a, 4b können zuvor in gewünschter Weise entlang der verfügbaren Achsen (X, Z, R) positioniert werden. Die Positionen können beispielsweise durch ein Biegeprogramm festgelegt sein, das in der Maschinen-Steuerungseinheit 36 hinterlegt ist. Alternativ könnten die Positionen der Anschlagfinger 4a, 4b z.B. auch vorgegeben werden, z.B. über eine Benutzerschnittstelle der Maschinen-Steuerungseinheit 36 der Biegemaschine 2 oder über die Benutzerschnitt-

stelle 9 der Anschlag-Steuerungseinheit 7 der Anschlagvorrichtung 1.

Im nächsten Schritt S3 kann für jede Anschlagkraft FAa, FAb der Wert zumindest eines Parameters P vorgegeben oder ermittelt werden. Die Positionen der Anschlagfinger 4a, 4b können z.B. als Kraftangriffspunkte (=Parameter P) herangezogen werden oder die Kraftangriffspunkte können anhand der Positionen der Anschlagfinger 4a, 4b und deren bekannter Geometrie ermittelt werden. Die Kraftangriffspunkte könnten ggf. auch von der Ermittlungseinrichtung 10 der Anschlagvor-

richtung 1 ermittelt werden, z.B. mittels geeigneter Positionssensoren.

Wie bereits beschrieben wurde kann die Höhe der Anschlagkräfte FAa, FAb (als Parameter P) entweder vorgegeben werden, beispielsweise wiederum über die die Benutzerschnittstelle der Biegemaschine 2 oder über die Benutzerschnittstelle 9 der Anschlagvorrichtung 1. Die Höhe der Anschlagkräfte FAa, FAb für einen Bie-

gevorgang an einem Biegewerkstück 3 kann auch bekannt sein, z.B. aufgrund von

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aus Erfahrungswerten. Die Erfahrungswerte können gespeichert sein und zur Durchführung des Biegevorgangs über eine Benutzerschnittstelle ausgewählt wer-

den.

Für eine höhere Genauigkeit kann die Höhe der Anschlagkräfte FAa, FAb auch mittels der Ermittlungseinrichtung 10 der Anschlagvorrichtung 1, insbesondere mittels eines darin enthaltenen Kraftsensors 12, ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich könnte die Höhe der Anschlagkräfte FAa, FAb auch durch die AnschlagSteuerungseinheit 7 selbst erfolgen, beispielsweise anhand einer Stromaufnahme der Positioniereinrichtung 6, insbesondere der ersten Positioniervorrichtung 14

und/oder der dritten Positioniervorrichtung 19 (siehe Fig.2 - Fig.4).

Alternativ oder zusätzlich könnte die Höhe der Anschlagkräfte FAa, FAb auch aus dem von der Lastermittlungseinrichtung 39 des Handhabungsroboters 37 ermittelten Reaktionskraft FR ermittelt werden. Die Reaktionskraft FR kann beispielsweise mittels eines enthaltenen Kraftsensors ermittelt werden (nicht dargestellt). Wenn das Blechwerkstück 3 an beide Anschlagfinger 4a, 4b gleichzeitig anschlägt, dann kann beispielsweise aus der vom Kraftsensor erfassten Reaktionskraft FR eine mittlere Anschlagkraft für die beiden Anschlagfinger 4a, 4b ermittelt werden, z.B.

von der Roboter-Steuerungseinheit 38 oder der Anschlag-Steuerungseinheit 7.

Beispielsweise könnte für beide Anschlagkräfte FAa, FAb die halbe erfasste Reaktionskraft FR als mittlere Anschlagkraft verwendet werden. Wenn das Blechwerkstück 3 lediglich an einem Anschlagfinger 4a, 4b angeschlagen wird (z.B. bei kleineren Blechen oder bei sequentiellem Anschlagen), dann kann die erfasste Reaktionskraft FR direkt als jeweilige Anschlagkraft FAa, FAb verwendet werden. Optional kann mittels der Lastermittlungseinrichtung 39 auch zusätzlich das Reaktionsmoment MR um eine festgelegte Drehachse ermittelt werden, z.B. anhand eines Motorstroms. Aus dem Reaktionsmoment MR und der Reaktionskraft FR können die Anschlagkräfte FAa, FAb ermittelt werden, beispielsweise durch Bildung

eines Kräfte- und Momentengleichgewichts. In einem nächsten Schritt S4 kann anhand des zumindest einen vorgegebenen

oder ermittelten Werts des zumindest einen Parameters P der Anschlagkräfte

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FAa, FAb (insbesondere Höhe und Kraftangriffspunkte der Anschlagkräfte FAa, FAb) und des in der Anschlag-Steuerungseinheit 7 (oder in der Maschinen-Steuerungseinheit 36) implementierten Verformungsmodells 8 die Verformung der Anschlagvorrichtung 1 ermittelt werden (beispielsweise mittels eines FEM-Modells,

wie anhand von Fig.5-10 beschrieben wurde).

In einem weiteren Schritt $5 kann die Positioniereinrichtung 6 der Anschlagvor-

richtung 1 mittels der Anschlag-Steuerungseinheit 7 (oder der Maschinen-Steuerungseinheit 36) derart angesteuert werden, dass die Anschlagfinger 4a, 4b entlang der ersten Bewegungsachse X relativ zueinander derart positioniert werden, dass die ermittelte Verformung zumindest teilweise kompensiert wird, z.B. wie in

Fig.10 dargestellt.

In einem weiteren Schritt S6 kann das Blechwerkstück 3 schließlich in bekannter Weise gebogen werden, indem der bewegliche obere Biegebalken 33 relativ zum unteren Biegebalken 30 bewegt wird. Die Bewegung kann von der MaschinenSteuerungseinheit 26 gesteuert werden. Optional kann hierbei das Biegewerkstück 3 vom Handhabungsroboter 27 gehalten und gleichzeitig entlang einer vorgegebenen Biegetrajektorie T bewegt werden (siehe Fig.1). Nach dem Biegen kann das Blechwerkstück entnommen werden und ein neuer Biegevorgang durchgeführt werden. Wenn derselbe Biegevorgang erneut an einem weiteren Biegewerkstück 3 durchgeführt wird, dann ist nicht zwingend eine neue Ermittlung der Verformung nötig, sondern die bereits ermittelten Einstellungen der Anschlagfinger 4a, 4b können erneut verwendet werden. Wenn die Anschlagkräfte FAa, FAb dabei nicht vorgegeben, sondern ermittelt werden (z.B. mittels Kraftsensorik), dann kann ausreichen, wenn lediglich eine Skalierung der zuvor ermittelten Verformung

erfolgt, d.h. eine Anpassung an die neu ermittelten Anschlagkräfte FAa, FAb.

Wenn der oder die Parameter nicht ermittelt, sondern vorab vorgegeben bzw. ausgewählt werden, dann können die Ermittlung der Verformung und die Positionierung der Anschlagfinger 4a, 4b auch bereits vor dem Einlegen des Blechwerkstücks 3 durchgeführt werden. Die Kompensation der Verformung stellt sich hierbei automatisch nach dem Anschlagen des Blechwerkstücks 3 an die Anschlagfin-

ger 4a, 4b ein.

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Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen

Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zu-

grundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert

und/oder verkleinert dargestellt wurden.

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10 11 12 13

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Bezugszeichenliste

Anschlagvorrichtung Biegemaschine Biegewerkstück

erster Anschlagfinger

zweiter Anschlagfinger Biegeebene Positioniereinrichtung Anschlag-Steuerungseinheit Verformungsmodell Benutzerschnittstelle Ermittlungseinrichtung Datenschnittstelle Kraftsensor Positionsermittlungseinrichtung

erste Positioniervorrichtung Führung der ersten Positioniervorrichtung

Führungsteil der ersten Positioniervorrichtung | Antriebseinheit Anschlagbalken

dritte Positioniervorrichtung erste Führung der dritten Positioniervorrichtung

erster Führungsteil der dritten Positioniervorrichtung

erste Antriebseinheit der drit-

ten Positioniervorrichtung

23

24

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26 27

28

29

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

42

43

zweite Führung der dritten Positioniervorrichtung

zweiter Führungsteil der dritten Positioniervorrichtung zweite Antriebseinheit der dritten Positioniervorrichtung vierte Positioniervorrichtung Führung der vierten Positioniervorrichtung

Führungsteil der vierten Positioniervorrichtung!l Antriebseinheit der vierten Positioniervorrichtung

unterer Biegebalken

untere Werkzeugaufnahme Unterwerkzeug

oberer Biegebalken

obere Werkzeugaufnahme Oberwerkzeug Maschinen-Steuerungseinheit Handhabungsroboter Roboter-Steuerungseinheit Lastermittlungseinrichtung zweite Positioniervorrichtung Führung der zweiten Positioniervorrichtung

Führungsteil der zweiten Positioniervorrichtung! Antriebseinheit der zweiten

Positioniervorrichtung

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Claims (20)

Patentansprüche

1. Anschlagvorrichtung (1) für eine Biegemaschine (2) zur Positionierung eines Biegewerkstücks (3) für die Durchführung eines Biegevorgangs, wobei die Anschlagvorrichtung (1) zumindest zwei Anschlagfinger (4a, 4b) umfasst, die entlang einer ersten Bewegungsachse (X) relativ zueinander positionierbar sind, wobei die Anschlagvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, so in der Biegemaschine (2) angeordnet zu werden, dass die erste Bewegungsachse (X) im Wesentlichen normal auf eine, vorzugsweise vertikale, Biegeebene (5) der Biegemaschine (2) steht, wobei die Anschlagvorrichtung (1) eine Positioniereinrichtungen (6) umfasst, die dazu ausgebildet ist, die Anschlagfinger (4a, 4b) entlang der ersten Bewegungsachse (X) relativ zueinander zu positionieren und wobei eine Anschlag-Steuerungseinheit (7) zur Steuerung der Positioniereinrichtung (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anschlag-Steuerungseinheit (7) ein Verformungsmodell (8) implementiert ist, in welchem eine Verformung der Anschlagvorrichtung (1) in Abhängigkeit zumindest eines festgelegten Parameters (P) von auf die Anschlagfinger (4a, 4b) wirkenden Anschlagkräften (FAa, FAb) abgebildet ist, dass ein Wert des zumindest einen Parameters (P) ermittelbar ist oder der Anschlag-Steuerungseinheit (7) vorgebbar ist und dass die Anschlag-Steuerungseinheit (7) dazu ausgebildet ist, anhand des Verformungsmodells (8) und des Werts des zumindest einen Parameters (P) eine Verformung der Anschlagvorrichtung (1) zu ermitteln und die Positioniereinrichtung (6) derart anzusteuern, dass die Anschlagfinger (4a, 4b) entlang der ersten Bewegungsachse (X) relativ zueinander positionierbar sind, sodass die ermittelte Verformung zumindest teilweise kompen-

sierbar ist.

2. Anschlagvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Parameter (P) eine Höhe der Anschlagkraft (FAa, FAb)

und eine Position eines Kraftangriffspunkts der Anschlagkraft (FAa, FAb) umfasst.

3. Anschlagvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Anschlag-Steuerungseinheit (7) dazu ausgebildet ist, einen Istwert der

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Höhe der Anschlagkräfte (FAa, FAb) anhand zumindest einer elektrischen Größe, vorzugsweise eines elektrischen Stroms, der Positioniereinrichtung (6) zu ermitteln und/oder einen Istwert der Position der Kraftangriffspunkte der Anschlagkräfte (FAa, FAb) anhand einer bekannten Position der Anschlagfinger (4a, 4b) zu ermit-

teln.

4. Anschlagvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlag-Steuerungseinheit (7) eine Benutzerschnittstelle (9) zur Vorgabe oder Auswahl des Werts des zumindest einen Parameters (P) der Anschlagkräfte (FAa, FAb) umfasst und/oder dass die Anschlagvorrichtung (1) eine Ermittlungseinrichtung (10) zur Ermittlung des Werts des zumindest einen Parameters (P) der Anschlagkräfte (FAa, FAb) umfasst und/oder dass die Anschlag-Steuerungseinheit (7) eine Datenschnittstelle (11) zur Verbindung mit einer Roboter-Steuerungseinheit (38) eines Handhabungsroboters oder zur Verbindung mit einer Maschinen-Steuerungseinheit (36) einer Biegemaschine (2) umfasst, über welche der Wert zumindest einen Parameters (P) der Anschlagkräfte (FAa, FAb) übermittelbar ist.

5. Anschlagvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (10) zumindest einen Kraftsensor (12), vorzugsweise einen Piezosensor oder Dehnmessstreifen, zur Erfassung eines Istwerts der Anschlagkraft (FAa, FAb) umfasst und/oder dass die Ermittlungseinrichtung (10) eine Positionsermittlungseinrichtung (13) zur Erfassung eines Istwerts einer Position der Kraftangriffspunkte der Anschlagkräfte (FAa, FAb) an den Anschlagfingern (4a, 4b) umfasst, wobei die Positionsermittlungseinrichtung (13) vorzugsweise ZUmindest einen Positionssensor, umfasst, wobei der zumindest eine Positionssensor vorzugsweise einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera, einen

kapazitiven Sensor oder einen induktiven Sensor umfasst.

6. Anschlagvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (6) zumindest für einen Anschlag-

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finger (4a, 4b) eine erste Positioniervorrichtung (14) zur Positionierung des jeweiligen Anschlagfingers (4a, 4b) entlang der ersten Bewegungsachse (X) relativ zum jeweils anderen Anschlagfinger (4a, 4b) umfasst, wobei vorzugsweise für jeden Anschlagfinger (4a, 4b) eine separate erste Positioniervorrichtung (14) vorgesehen ist und wobei die erste Positioniervorrichtung (14) vorzugsweise eine Führung (15), einen daran geführten und mit dem jeweiligen Anschlagfinger (4a, 4b) verbundenen Führungsteil (16) und eine vorzugsweise elektrische Antriebseinheit

(17) zum Antrieb des Führungsteils (16) umfasst.

7. Anschlagvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagvorrichtung (1) zumindest einen Anschlagbalken (18) umfasst, der sich entlang einer zweiten Bewegungsachse (Z) erstreckt, die im Wesentlichen normal zur ersten Bewegungsachse (X) steht und die im angeordneten Zustand der Anschlagvorrichtung (1) in der Biegemaschine (2) im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, wobei die Anschlagfinger (4a, 4b) entlang der zweiten Bewegungsachse (Z) relativ zueinander beweglich am zumindest einen Anschlagbalken (18) angeordnet sind, und dass die Positioniereinrichtung (6) für jeden Anschlagfinger (4a, 4b) eine zweite Positioniervorrichtung (40) zur Positionierung des Anschlagfingers (4a, 4b) entlang des zumindest einen Anschlagbalkens (18) umfasst, wobei die zweite Positioniervorrichtung (40) vorzugsweise eine Führung (41), einen daran geführten und mit dem jeweiligen Anschlagfinger (4a, 4b) verbundenen Führungsteil (42) und eine vorzugsweise elektrische Antriebsein-

heit (43) zum Antrieb des Führungsteils (42) umfasst.

8. Anschlagvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (6) eine dritte Positioniervorrichtung (19) umfasst, die dazu ausgebildet ist, eine Schrägstellung des zumindest einen Anschlagbalkens (18) in einer durch die erste Bewegungsachse (X) und die zweite Bewegungsachse (Z) aufgespannten Ebene zu erzeugen, durch welche die Anschlagfinger (4a, 4b) entlang der ersten Bewegungsachse (X) relativ zueinander positio-

nierbar sind.

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9. Anschlagvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Positioniervorrichtung (19) eine erste Führung (20) mit einem daran geführten ersten Führungsteil (21) und eine erste Antriebseinheit (22) zum Antrieb des ersten Führungsteils (21) sowie eine zweite Führung (23) mit einem daran geführten zweiten Führungsteil (24) und eine zweite Antriebseinheit (25) zum Antrieb des zweiten Führungsteils (24) umfasst, wobei die erste Führung (20) und die zweite Führung (23) in einer Längsrichtung des Anschlagbalkens (18) in einem

festgelegten Abstand (L) voneinander beabstandet sind.

10. Anschlagvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (6) eine vierte Positioniervorrichtung (26) zur Positionierung der Anschlagfinger (4a, 45) gemeinsam oder relativ zueinander in einer normal zur ersten Bewegungsachse (X) und vorzugsweise normal auf die zweite Bewegungsachse (Z) stehenden dritten Bewegungsachse (R) umfasst, wobei die dritte Bewegungsachse (R) im angeordneten Zustand der Anschlagvorrichtung (1) in der Biegemaschine (2) im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, wobei die vierte Positioniervorrichtung (26) vorzugsweise zumindest eine Führung (27), einen daran geführten Führungsteil (28) und eine vorzugsweise

elektrische Antriebseinheit (29) zum Antrieb des Führungsteils (28) umfasst.

11. Anschlagvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungsmodell (8) ein analytisches Modell, ein empirisches Modell oder ein Simulationsmodell umfasst, wobei das Simulationsmo-

dell vorzugsweise ein Finite-Elemente-Modell umfasst.

12. Anschlagvorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Finite-Elemente-Modell eine Vielzahl von unterschiedlichen Simulationen der Anschlagvorrichtung (1) umfasst, wobei jede Simulation eine Einzelverformung der Anschlagvorrichtung (1) bei einer festgelegten Position des Kraftangriffspunkts der Anschlagkraft (FAa, FAb) und einem festgelegten Wert der Anschlagkraft

(FAa, FAb) für einen Anschlagfinger (4a, 4b) umfasst, wobei eine Gesamtverfor-

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mung der Anschlagvorrichtung (1) bei mehreren gleichzeitig wirkenden Anschlag-

kräften (FAa, FAb) durch Superposition der Einzelverformungen ermittelbar ist und wobei die Anschlag-Steuerungseinheit (7) dazu ausgebildet ist, die Anschlagfinger ((4a, 4b) entlang der ersten Bewegungsachse (X) relativ zueinander zu positionie-

ren, um die ermittelte Gesamtverformung zumindest teilweise zu kompensieren.

13. Biegemaschine (2) zur Durchführung eines Biegevorgangs an einem Biegewerkstück (3), wobei die Biegemaschine (2) einen unteren Biegebalken (30) mit einer unteren Werkzeugaufnahme (31) zur Aufnahme eines Unterwerkzeugs (32) und einen oberen Biegebalken (33) mit einer oberen Werkzeugaufnahme (34) zur Aufnahme eines Oberwerkzeugs (35) aufweist, wobei der obere Biegebalken (33) In einer, vorzugsweise vertikalen, Biegeebene (5) relativ zum unteren Biegebalken (30) bewegbar ist, wobei die Biegemaschine (2) eine Anschlagvorrichtung (1) zur Positionierung des Biegewerkstücks (3) in der Biegemaschine (2) für die Durchführung eines Biegevorgangs umfasst, und wobei die Biegemaschine (2) eine Maschinen-Steuerungseinheit (36) zur Steuerung der Biegemaschine (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist, wobei die Anschlagvorrichtung (1) so in der Biegemaschine (2) angeordnet ist, dass die erste Bewegungsachse (X) im Wesentlichen normal auf die Biegeebene (5) steht und dass die Maschinen-Steuerungseinheit (36) die Anschlag-Steuerungseinheit (7) umfasst oder dass die Maschinen-Steuerungseinheit (36) mit der die Anschlag-Steuerungseinheit (7) ver-

bunden und dazu ausgebildet ist, die Anschlag-Steuerungseinheit (7) zu steuern.

14. Biegemaschine (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Handhabungsroboter (37) vorgesehen ist, der dazu ausgebildet ist, das Biegewerkstück (3) in der Biegemaschine (2) an der Anschlagvorrichtung (1) zu positionieren und vorzugsweise zusätzlich dazu ausgebildet ist, das Biegewerkstück (3)

während der Durchführung des Biegevorgangs gemäß einer vorgegebenen Biege-

trajektorie (T) zu bewegen, wobei der Handhabungsroboter (37) eine Roboter-

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Steuerungseinheit (38) umfasst, wobei vorzugsweise die Maschinen-Steuerungseinheit (36) die Roboter-Steuerungseinheit (38) umfasst oder die Roboter-Steue-

rungseinheit (38) von der Maschinen-Steuerungseinheit (36) ansteuerbar ist.

15. Biegemaschine (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Handhabungsroboter (37) eine Lastermittlungseinrichtung (39) zur Ermittlung einer beim Anschlagen auf den Handhabungsroboter (37) wirkenden Reaktionskraft (FR) und vorzugsweise eines um eine festgelegte Drehachse wirkenden Reaktionsmoments (MR) umfasst, dass die Roboter-Steuerungseinheit (38) dazu ausgebildet ist, die ermittelte Reaktionskraft (FR) und vorzugsweise das ermittelte Reaktionsmoment (MR) an die Anschlag-Steuerungseinheit (7) zu übermitteln und dass die Anschlag-Steuerungseinheit (7) dazu ausgebildet ist, die erhaltene Reaktionskraft (FR) und vorzugsweise das erhaltene Reaktionsmoment (MR) zur Er-

mittlung der Verformung der Anschlagvorrichtung (1) zu verwenden.

16. Verfahren zum Betreiben einer Biegemaschine (2), die einen unteren Biegebalken (13) mit einem daran angeordneten Unterwerkzeug (32) und einen oberen Biegebalken (33) mit einem daran angeordneten Oberwerkzeug (35) umfasst und eine Anschlagvorrichtung (1) zur Positionierung eines Biegewerkstücks (3) für die Durchführung eines Biegevorgangs umfasst, wobei die Anschlagvorrichtung (1) zumindest zwei Anschlagfinger (4a, 4b) umfasst, die mittels einer Positioniereinrichtung (6) relativ zueinander entlang einer, im Wesentlichen normal auf eine, vorzugsweise vertikale, Biegeebene (5) der Biegemaschine (2) stehenden, ersten Bewegungsachse (X) positionierbar sind, wobei folgende Schritte durchgeführt werden:

- Einlegen eines Biegewerkstücks (3), vorzugsweise mittels eines Handhabungsroboters (37), in die Biegemaschine (2) zwischen dem Unterwerkzeug (32) und dem Oberwerkzeug (35),

- Positionieren des Biegewerkstücks (3), vorzugsweise mittels des Handhabungsroboters (37), in der Biegemaschine (2) durch Anschlagen des Biegewerkstücks (3) an zumindest einem der Anschlagfinger (4a, 4b) der Anschlagvorrichtung (1)

- Vorgeben eines Werts zumindest eines Parameters (P) der Anschlagkraft (FAa,

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FAb), mit welcher das Biegewerkstück (3) an dem zumindest einen Anschlagfinger (4a, 4b) anschlägt an eine Steuerungseinheit (7, 36) oder Ermitteln des zumindest einen Parameters (P),

- Ermitteln einer Verformung der Anschlagvorrichtung (1) mittels der Steuerungseinheit (7, 36) anhand des zumindest einen Werts des zumindest einen Parameters (P) der Anschlagkraft (FAa, FAb) und eines in der Steuerungseinheit (7, 36) implementierten Verformungsmodells (8), in welchem eine Verformung der Anschlagvorrichtung (1) in Abhängigkeit des zumindest einen Parameters (P) abgebildet ist, und

- Ansteuern der Positioniereinrichtung (6) mittels der Steuerungseinheit (7, 36) derart, dass die zumindest zwei Anschlagfinger (4a, 4b) entlang der ersten Bewegungsachse (X) relativ zueinander positioniert werden, sodass die ermittelte Ver-

formung zumindest teilweise kompensiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich folgende Schritte durchgeführt werden:

- Biegen des Biegewerkstücks (3) zwischen dem Oberwerkzeug (35) und dem Unterwerkzeug (32) durch Bewegen des oberen Biegebalkens (33) relativ zum unteren Biegebalken (13) und

- vorzugsweise gleichzeitiges Bewegen des Biegewerkstücks (3) mittels des

Handhabungsroboters (37) entlang einer vorgegebenen Biegetrajektorie (T).

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Parameter (P) der Anschlagkraft (FAa, FAb) zumindest eine Höhe der Anschlagkraft (FAa, FAb) und eine Position eines Kraftangriffspunkts der Anschlagkraft (FAa, FAb) umfasst.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des zumindest einen Parameters (P) der Anschlag-Steuerungseinheit (7) über eine Benutzerschnittstelle (9) vorgegeben oder ausgewählt

wird oder dass der Wert des zumindest einen Parameters (P) mittels einer Ermitt-

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lungseinrichtung (10) der Anschlagvorrichtung (1) ermittelt wird oder dass von einer Lastermittlungseinrichtung (39) des Handhabungsroboters (37) eine beim Anschlagen auf den Handhabungsroboter (37) wirkende Reaktionskraft (FR) und vorzugsweise ein Reaktionsmoment (MR) ermittelt wird und der Anschlag-Steuerungseinheit (7) von einer Roboter-Steuerungseinheit (38) des Handhabungsroboters (37) übermittelt wird und dass der Wert des zumindest einen Parameters (P) von der Anschlag-Steuerungseinheit (7) anhand der Reaktionskraft (FR) und vorzugsweise des Reaktionsmoments (MR) ermittelt wird oder dass ein Istwert der Höhe der Anschlagkraft (FAa, FAb) von der Anschlag-Steuerungseinheit (7) anhand zumindest einer elektrischen Größe, vorzugsweise eines elektrischen Stroms, der Positioniereinrichtung (6) ermittelt wird oder dass ein Istwert der Position des Kraftangriffspunkts der Anschlagkraft (FAa, FAb) von der Anschlag-Steuerungseinheit (7) anhand einer festgelegten Position des zumindest einen An-

schlagfingers (4a, 4b) ermittelt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (10) zumindest einen Kraftsensor (12), vorzugsweise einen Piezosensor oder Dehnmessstreifen, umfasst, mit dem ein Istwert der Anschlagkraft (FAa, FAb) ermittelt wird und/oder dass die Lastermittlungseinrichtung (39) zumindest einen Kraftsensor, vorzugsweise einen Piezosensor oder Dehnmessstreifen, umfasst, mit dem ein Istwert der Reaktionskraft (FR) ermittelt wird und/oder dass die Ermittlungseinrichtung (10) zumindest eine Positionsermittlungseinrichtung (13) umfasst, mit der ein Istwerts eines Kraftangriffspunktes der Anschlagkraft (FAa, FAb) ermittelt wird, wobei die Positionsermittlungseinrichtung (13) vorzugsweise einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera, einen ka-

pazitiven Sensor oder einen induktiven Sensor umfasst.

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