Abkantpresse mit Steuereinrichtung zum selbsttätigen Herstellen gewölbter Bleche
Die Erfindung betrifft eine Abkantpresse mit einer Steuereinrichtung zum selbsttätigen Herstellen gewölbter Bleche nach vorgegebenen Profilkurven.
Zum Herstellen von langen gewölbten Blechen mit grosser Blechstärke eignen sich Biegemaschinen mit Biegewalzen nicht mehr und es werden daher hauptsächlich Abkantpressen verwendet. Bekanntlich besteht eine solche Abkantpresse im wesentlichen aus einem ein Abkantmesser tragenden Stössel und einer diesem gegenüberliegenden Kraftaufnahmefläche mit Matrize.
Bei jedem Abkantschritt wird das Blech vom Stössel zwischen die Backen der Matrize gedrückt und je nach Abstand der Backen und Eindringtiefe des Stössels in bezug auf die Backen mehr oder weniger stark abgekantet.
Bei bekannten Abkantpressen werden die Grössen der Vorschubschritte, des Hubes und somit der Eindringtiefe des Stössels und des Abstandes der Matrizenbacken vor Beginn des Biegeprozesses meist auf grund von Erfahrungswerten, die von den Blechdimensionen und den gewünschten Profilkurven abhängen, einzeln eingestellt oder in eine Steuervorrichtung der Abkantpresse eingegeben und während dem Biegevorgang nicht mehr geändert. Auf eine Anpassung der Vorschubschritte, des Stösselhubes und des Matrizenbackenabstandes an die sich sowohl von Blech zu Blech wie auch über die Fläche des einzelnen Bleches ändernden physikalischen Eigenschaften des Bleches, wie z. B. Dicke und Elastizität, wird dabei verzichtet.
Die Schwankungen der Elastizitätseigenschaften hat zur Folge, dass sich das Mass der nach jedem Abkantschritt unvermeidlichen Rückfederung willkürlich ändert, was zu Abweichungen der Profilkurven von der angestrebten idealen Form führt.
Um doch alle diese die Gestalt des fertigen gewölbten Bleches beeinflussenden Faktoren zu berücksichtigen, wurden bisher die Erfahrungswerte der an der Abkantpresse einzustellenden Grössen mit einem Sicherheitszuschlag, der häufig zu gross gewählt wurde, versehen. Damit sollte auf alle Fälle verhindert werden, dass die nach dem ersten Durchgang entstehende Krümmung der Blechwölbung grösser ist als die gewünschte Krümmung, da ein zu stark gekrümmtes Blech nicht mehr ohne weiteres in die gewünschte Form zurückgebracht werden kann. Dies führte nun häufig dazu, dass die Krümmung zu klein ausfiel und eine nochmalige Biegung des bereits vorgewölbten Bleches notwendig wurde.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die erwähnten Nachteile weitgehend zu beheben und eine Abkantpresse mit einer Steuereinrichtung zu schaffen, die es erlaubt, Bleche ohne Nacharbeit den vorgegebenen Profilkurven getreu herzustellen. Es stellt sich somit die Aufgabe, jederzeit die momentan erreichte Form des Bleches zur Bestimmung der an der Abkantpresse einzustellenden Grössen heranzuziehen und diese Grösse neu einzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Abkantpresse der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass ein zwischen den Hubbewegungen des Stössels schrittweise arbeitender Vorschubmechanismus sowie ein Rechner vorgesehen sind, an den einerseits ein den vorgegebenen Profilkurven entsprechende Sollwerte erzeugender Geber und andererseits eine Anzahl nach jeder Ab kantoperntion die momentane Gestalt des Bleches abtastende Istwertgeber angeschlossen sind, wobei der Rechner jeden Schritt des Vorschubmechanismus und jeden Hub des Stössels nach Massgabe der momentanen Sollwerte und der Abweichung der momentanen Istwerte von diesen Sollwerten der Grösse nach errechnet und zur Ausführung freigibt.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht einer liegend angeordneten Ab kantpresse mit einem in Herstellung begriffenen gewölbten Blech, und
Fig. 2 ein Blockschema einer mit der Abkantpresse gemäss Fig. 1 zusammenwirkenden Steuereinrichtung.
Der Rahmen 1 der in der Figur 1 dargestellten liegend angeordneten Abkantpresse trägt mehrere auf der ganzen Länge der Abkantpresse gleichmässig verteilte identische Zylinder 2 (nur einer dargestellt). Im Innern dieser Zylinder 2 sitzt ein fester Anschlag 4, welcher die Bewegung des Kolbens 3 begrenzt und einen konstanten Kolbenhub gewährleistet. Die Zylinder sind an ein ölhydraulisches System angeschlossen, welches schematisch durch ein Steuerorgan 5 mit Anschluss 5a für die Steuerleitung vom Steuersystem angedeutet ist.
Ein auf den im Zylinderinnern herrschenden Druck ansprechender Druckschalter 6 meldet über ein am Anschluss 6a angeschlossenes Kabel dem Rechner das Erreichen eines vorbestimmten Öldruckes im Zylinders.
Der Kolben 3 trägt die Gewindestange 7, die über eine Verstellmutter 10 die Verbindung zwischen dem Kolben 3 und einem ein Abkantmesser 9 tragenden Stössel 8 herstellt, Die Verstellmutter 10, die über ein Zahnradritzel 11 von einem Antriebsmotor 12 entlang der Gewindestange 7 verstellbar ist, dient zum Verändern der Stellung des Stössels in bezug auf die Gewindestange 7. Damit kann bei konstantem Zylinderhub die Länge des Weges des Stössels und somit die Eindringtiefe des Abkantmessers 9 in bezug auf die Matrizenbacken 18 verstellt werden. Der Antriebsmotor 12 erhält seine Steuerbefehle über ein am Anschluss 12a angeschlossenes Kabel. Auf dem Stössel 8 sitzen einige über die ganze Länge gleichmässig verteilte Taster 13, die durch eine Feder 14 an das Blech gedrückt werden und zur Messung der Blechstärke dienen.
Die Messwerte werden von einem mit dem Taster 13 verbundenen Geber 15 über dessen Ausgang 15a an den Rechner gegeben. Auf der dem Stössel 8 gegenüberliegenden Seite trägt der Rahmen 1 sowohl eine feste Anschlagplatte 16 zur senkrechten Positionierung des Bleches wie auch eine Matrize 17 mit durch einen Servormotor 19 in ihrem Abstand voneinander verstellbaren Matrizenbacken 18. Der Servomotor 19 weist einen Anschluss 19a für die Steuerverbindung auf. Auf beiden Stirnseiten der Abkantpresse ist je ein Messystem 20 (nur eines dargestellt) zur koordinatmässigen Kontrolle der Lage der Blechunterkante vorgesehen. Die Blechunterkante liegt in einer auf einem horizontalen Messchlitten 20 befestigten Aufnahmevorrichtung 21, die zwei rechtwinklig zueinander angeordnete und frei drehbar gelagerte Rollen 21a und 21b aufweist.
Der Messchlitten 22 ist mit einem Stellungsgeber 23 mit Steuerkabelanschluss 23a verbunden und läuft auf einer waagrechten Führungsschiene 24. Diese waagrechte Führungsschiene 24 ist an einem von einer senkrechten Führungsschiene 25 verschiebbar geführten Messchlitten 26 befestigt. Die Lage des Messchlittens 26 wird von einem mit diesem gekoppelten Stellungsgeber 27 über den Anschluss 27a an den Rechner gemeldet. Für den Vorschub des Bleches 28 ist ein Kransystem 29 vorgesehen, welches aus einem mit dem Kranbalken 30 fest verbundenen Hubwerk 31 und einem am Kranbalken 30 fahrbar befestigten Hubwerk 32 besteht. Das Blech 28 ist an seinen beiden Enden mit zwei Blechzangen 33 an den Lasthaken der Hubwerke aufgehängt.Diese Anordnung gestattet es, die beiden Enden des Bleches während der Abkantoperation in ungleichen Schritten zu senken.
Die Hubwerke 31 und 32 erhalten ihre Steuerbefehle über an den Anschlüssen 31a und 32a angeschlossene Steuerleitungen.
Die im Blockschema der Figur 2 dargestellte Steuereinrichtung umfasst eine Programmgebereinheit 34, die ein ihr von einem Lochstreifen 35 in codierter Form zugeführtes Programm zur Herstellung eines gewölbten Bleches nach gewünschten Profilkurven in einen mit ihr verbundenen Rechner 36 eingibt. Zur Einspeisung der an der Abkantpresse vom Druckschalter 6 und den Gebern 15, 23, und 27 gemessenen Istwerte sind die Eingänge 6b, 15b, 23b sowie 27b des Rechners mit den entsprechenden Anschlüssen 6a am Druckschalter 5, 15a am Geber 15, 23 am Stellungsgeber 23 und 27a am Stellungsgeber 27 verbunden.
Die vom Rechner auf grund des Vergleiches der von der Programmgebereinheit 34 eingespeisten Sollwerte und der gemessenen Istwerte bestimmter und zur Ausführung freigegebenen Steuersignale werden den Steuersystemen 37 für das ölhydraulische System 5 der Zylinder 2, 38 für den Antriebsmotor 12, 39 für den Servomotor 19, 40 für das Hubwerk 31, sowie 41 für das Hubwerk 32 zugeführt. Von diesen Steuersystemen werden Signale über deren Ausgänge 5b, 12b, 19b, 31b und 32b an die entsprechenden Eingänge 5a des Regelorganes 5 des ölhydraulischen Systems, 12a des Antriebsmotors 12, 19a des Servomotors 19, 31a des Hubwerkes 31, sowie 32a des Hubwerkes 32 übermittelt und dadurch die entsprechenden Antriebe betätigt.
Vor Beginn der Abkantoperation wird das Blech 28 mit dem Hebezeugen 31 und 32 in die Lage für die erste Abkantoperation gebracht, und zwar bündig mit der Matrize 17. Für diese erste Positionierung können die Hebezeuge 31 und 32 vom Rechner oder aber auch von Hand gesteuert werden. Der Abstand der Matrizenbacken 18 wird auf Grund der Blechstärke, die Länge des Stösselvorschubweges auf Grund der Blechstärke und der gewünschten Profilkurven eingestellt.
Die eigentliche Abkantoperation wird durch einen Befehl vom Rechner 36 an die Steuerung 37 für das Regelorgan 5 des ölhydraulischen Systems eingeleitet.
Das Signal vom Steuersystem 37 bewirkt ein Öffnen des Regelorgans 5 und das Drucköl kann in die Kammern der Zylinder 2 fliessen. Dadurch wird der Kolben 3 und der Stössel 8 vorgeschoben. Sobald das am Stössel 8 befestigte Abkantmesser 9 das Blech 28 berührt, wird dieses zwecks Positionierung gegen die Anschlagplatte 16 gedrückt. Durch den sich dadurch dem Vorschub des Stössels 8 und somit auch dem Kolben 3 entgegensetzenden höheren Widerstand steigt der Öldruck in den Zylindern 2 und der Druckschalter 6 spricht an. Dadurch wird ein Impuls an den Rechner 36 gegeben, der über das Steuersystem 37 das Regelorgan 5 schliessen lässt, wodurch der Vorschub des Stössels gestoppt wird. Die Taster 13, die durch die Feder 14 an das Blech gedrückt werden, messen nun die Blechstärke, die über den Geber 15 an den Rechner 36 gemeldet wird.
Dieser vergleicht den gemeldeten Istwert mit dem von der Programmgebereinheit 34 zugeführten Sollwert und erteilt einen der Abweichung des Istwertes vom Sollwert entsprechenden Befehl an das Steuersystem 38 für den die Eindringtiefe des Abkantmessers 9 verstellenden Antriebsmotor 12. Dadurch wird über die vom Antriebsmotor 12 und Zahnradritzel 11 verschiebbare Verstellmutter 10 die Lage des Stössels gegenüber der Gewindestange 7 und somit dem Kolben 3 verändert. Ist zusätzlich noch eine Enden rung des Abstandes der Matrizenbacken 18 notwendig, so kann der Rechner 34 über das Steuersystem 39 den Servomotor 19 betätigen, der den Matrizenbackenab stand verstellt.
Nach Beendigung des Verstellvorganges wird der Vorschub des Stössels programmgemäss fortgesetzt, bis der Kolben 3 am Anschlag 4 im Zylinder 2 anstösst. Damit ist der erste Abkantschritt beendet und der Stössel wird durch Umkehren der Bewegungsrichtung des Kolbens 3 zurückgezogen. Anschliessend gibt der Rechner 36 Befehle an die Steuersysteme 40 und 41, die die beiden Hubwerke 31 und 32 zum Senken des Bleches 28 um einen vorprogrammierten Schritt veranlassen. Dabei kommt die Blechunterkante auf die Rollen 21a und 21b der Aufnahmevorrichtung 21 zu liegen, die sich dementsprechend von den Messchlitten 22 und 26 geführt den Führungsschienen 24 und 25 entlang verschiebt.
Der zweite Abkantschritt wird durch ein erneutes Vorschieben des Stössels 8 eingeleitet. Nach Andrükken des Bleches 28 an die Anschlagplatte 16 durch das Abkantmesser 9 und der damit verbundenen Druckerhöhung des Öles im Zylinder 2 wird die Vorschubbewegung des Stössels 9 durch das Ansprechen des Druckschalters 6 über den Rechner 36 gestoppt.
Die Taster 13 messen wieder die Dicke des Bleches 28 und melden den gemessenen Wert über die Geber 15 an den Rechner 36. Zusätzlich wird die Lage der Aufnahmevorrichtung 21 und damit die koordinatmässige Position der Blechunterkante über die Stellungsgeber 23 bzw. 27 der Messchlitten 22 bzw. 26 an den Rechner 36 übermittelt. Der Rechner 36 vergleicht nun die ihm gemeldeten Istwerte der Blechdicke und der Lage der Blechunterkante mit den von der Programmgebereinheit 34 eingespeisten Sollwerten und errechnet die allfällig erforderlichen Korrekturgrössen.
In Abhängigkeit dieser Korrekturgrössen gibt der Rechner die Ausführungsbefehle an das Steuersystem 38 für den die Vorschublänge und damit die Eindringtiefe bezüglich der Matrizenbacken 18 des Abkantmessers 9 verstellenden Antriebsmotor 12 und, falls notwendig, auch an das Steuersystem 39 für den Servomotor zum Verändern des Matrizenbackenabstandes, wobei anschliessend der Antriebsmotor 12, eventuell auch der Servomotor 19 betätigt wird. Ein allfällig vom Rechner bestimmter Korrekturwert für die Grösse des programmierten nächstfolgenden Senkschrittes für die Hubwerke 31 und 32 wird vorläufig gespeichert und beim folgenden Senken des Bleches berücksichtigt. Sind die Korrekturen vom Antriebsmotor 12 bzw. Servomotor 19 ausgeführt, so wird die Vorschubbewegung des Stössels 8 bis zum Anschlag des Kolbens 3 fortgesetzt und dabei das Blech abgekantet.
Der Stössel wird nun zurückgezogen, worauf der Rechner über die Steuersysteme 40 und 41 die Hubwerke 31 und 32 zum Senken des Bleches 28 um einen Schritt veranlasst, wobei die vorgegebene Grösse dieses Schrittes allenfalls um den oben erwähnten, gespeicherten Korrekturwert angepasst wird.
Alle weiteren Abkantschritte erfolgen automatisch auf Grund des vom Lochstreifen 35 in codierter Form zugeführten Programmes und verlaufen analog zu dem oben beschriebenen zweiten Schritt. Jedesmal wird die tatsächlich erreichte, momentane Form des Bleches ermittelt, gemessen und Abweichungen von der vorgegebenen Idealform festgestellt und zur Korrektur des nächstfolgenden Schrittes herangezogen.
Die Grösse der Senkschritte kann für die beiden Hebezeuge verschieden gewählt und für dasselbe Hebezeug während dem Abkantprozess verändert werden.
Dadurch lassen sich gewölbte Bleche mit verschiedensten Profilkurven herstellen.