CN117980085A - 弯曲的方法和用于执行弯曲方法的折弯机 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于弯曲管状金属制品(2)的方法，该方法包括至少以下步骤a)通过计算单元(12)确定管状金属制品(2)的弯曲顺序，以及b)根据在执行步骤a)期间所确定的弯曲顺序来弯曲管状金属制品(2)。在步骤a)期间，由计算单元(12)执行至少以下子步骤：a1)限定管状金属制品(2)的初始构造(20)和最终构造(21)，其与初始构造(20)相差N个弯曲，a2)根据初始构造(20)和最终构造(21)确定一个或多个探索性弯曲顺序(22)，每个探索性弯曲顺序(22)具有成本(F)，以及a3)根据所确定的弯曲顺序，提出具有最小成本的至少一个或多个探索性弯曲顺序(22)。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2021年7月1日提交的意大利专利申请No.102021000017384的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种弯曲管状金属制品、特别是金属线材或金属管材的方法，以用于获得一定的弯曲管状制品。特别地，本发明涉及一种弯曲管状金属制品的方法，该方法改进了弯曲的顺序的确定。
有利地，本发明还涉及用于弯曲管状金属制品的折弯机，特别是线材折弯机或管材折弯机。
背景技术
已知折弯机背面用于弯曲金属线材或被用于弯曲金属管材。
这样的机器被配置为执行一系列弯曲以分别获得弯曲线材或弯曲管材。
还已知的是，这些机器包括具有用于执行弯曲的一个或多个弯曲组的至少一个弯曲头和用于执行弯曲头与线材或管材之间的相对运动的启动装置。
启动装置允许获得线材或管材与弯曲组中的至少一个弯曲组之间的相对定位，使得所述弯曲组可执行相应的弯曲。
已知的是，启动装置可以被配置为移动和/或旋转弯曲头和/或沿着或围绕轴线推进和/或旋转线材或管材。
典型的弯曲组包括转台和致动器，转台具有一个或多个接合元件，每个接合元件被配置为接触线材或管材，致动器联接到转台并且被配置为围绕并且沿着轴线旋转和平移转台以弯曲线材或管材。
通常，通过提供关于弯曲本身的信息(弯曲的步骤)和关于线材或管材的定位的信息(对准以改变弯曲头与线材或管材之间的相对位置的步骤)的方法，使每个线材或管材经受弯曲顺序，以获得相应的弯曲线材或相应的期望弯曲管材。
必须选择弯曲顺序，使得在执行弯曲顺序期间的任何时间，线材或管材不会干扰折弯机的部件和/或其自身。
为了避免这些问题，操作者必须手动限定弯曲顺序。这些操作花费大量时间，并且随着最终弯曲的线材或管材的复杂性增加而变得越来越困难和耗时。
此外，应该考虑到的是，这种操作的限定不仅需要操作者的高度经验，而且还需要高的基本资格。在技术工人短缺的国家，这些方面可能存在问题。此外，在存在操作者流动率高的情况下，可能会出现缺陷。
发明内容
因此，在该领域中需要进一步改进弯曲方法和/或折弯机，这将允许解决至少一个已知缺点。
特别地，在该领域中需要一种弯曲方法和/或一种折弯机，其允许减少确定弯曲顺序所需的时间。
通过本发明实现上述目的，因为本发明涉及一种如在独立权利要求中所限定的弯曲管状金属制品的方法。可替代的优选实施例在相应的从属权利要求中得到保护。
上述目的也通过本发明实现，因为本发明涉及根据权利要求15所述的机器。
附图说明
为了更好地理解本发明，下面仅通过非限制性示例并且参考附图描述三个优选实施例，其中：
-图1示意性地且部分地示出了根据本发明的折弯机的第一实施例，为了清楚起见，移除了部件；
-图2以放大图和等距图示出了图1的折弯机和弯曲管材的细节，为了清楚起见，移除了部件；
-图3示出了从初始构造获得最终构造的三种可能的弯曲顺序；
-图4示意性地示出了根据本发明的方法的一部分；
-图5以放大图和等距图示出了根据图1的机器的细节，为了清楚起见，移除了部件；
-图6示意性地且部分地示出了根据本发明的折弯机的第二实施例，为了清楚起见，移除了部件；以及
-图7示意性地和部分地示出了根据本发明的折弯机的第三实施例，为了清楚起见，移除了部件。
具体实施方式
在图1中，1整体表示用于弯曲管状金属制品以获得弯曲的管状金属制品的(自动)折弯机。
具体地，管状金属制品可以为金属线材或金属管材2。
根据一些非限制性实施方案，管状金属制品可具有圆形、卵形、矩形、正方形、椭圆形或任何其他形状的横截面。
根据一些非限制性实施方案，管状金属制品可以是中空的或实心的。
根据一些非限制性实施方案，管状金属制品包含至少一种金属材料。根据一些非限制性变型，金属制品还可以包括至少一种非金属材料，例如复合材料或塑料材料。
在下文中没有限制地参考用于获得弯曲管材2的金属管材2的弯曲的示例。然而，以下描述也适用于其他管状金属制品(诸如金属线材)的弯曲以获得相应的管状金属制品。
此外，下面详细描述用于弯曲金属管材2的折弯机1，而没有任何限制意图。然而，以下描述也可以应用于用于弯曲管状金属制品(例如金属线材)的折弯机1。
特别参照附图1和2，折弯机1至少包括：
-控制单元，其被配置为控制折弯机1自身的操作；
-弯曲头3，其特别地可操作地被连接到控制单元，并且被配置为弯曲管材2，特别地在弯曲站处弯曲；以及
-启动装置，其特别地可操作地被连接到控制单元，并且被配置为控制和/或执行弯曲头3与管材2之间的相对运动。
更详细地，弯曲头3包括一个或多个弯曲组4，在所示的特定情况下，每个弯曲组4被配置为选择性地弯曲管材2。换而言之，每个弯曲组4被配置为弯曲管材2。
更详细地，每个弯曲组4可以至少包括：
-相应的转台5，特别地可移动地插入弯曲头3的相应的壳体座中；
-一个或多个接合元件6，其与相应转台5成一体；以及
-第一致动设备(本身已知且未示出)，特别地可操作地连接到控制单元并且联接到相应的转台5，并且被配置为致动转台5的角运动和/或平移。
此外，控制单元被配置为控制每个第一致动设备，以便通过转台5的角运动和/或平移以及因此接合元件6的相对位移来确定弯曲操作。
在该特定情况下，每个第一致动设备包括至少一个(电动)马达以确定和/或启动相应转台5和/或线性致动器(例如气动致动器)的角运动，以确定相应转台5的平移。
更详细地并且参考图5，启动装置可以被配置为分别沿着和围绕第一轴线A移动和/或旋转管材2。此外，启动装置可以被配置为使弯曲头3围绕第二轴线B旋转。
更详细地，启动装置可设置有一个或多个第二致动设备，该一个或多个第二致动设备被配置为使管材2沿着第一轴线A移动和/或使管材2围绕第一轴线A旋转。
可替代地或附加地，启动装置可以设置有一个或多个第三致动设备，该一个或多个第三致动设备被配置为至少使弯曲头3围绕第二轴线B旋转。
根据所示的非限制性实施例，启动装置包括一个接一个布置的第一组推进轮7和一个接一个布置的第二组推进轮8。特别地，每个推进轮7面向相应的推进轮8，使得推进轮7和推进轮8作用在管材2上的相对侧上。
特别地，第一组和第二组被布置在弯曲头3的上游。
此外，折弯机1，特别是弯曲头3，可以包括被配置为切割管材2的切割单元。
特别参照图1，折弯机1还可以包括容纳(未弯曲)管材2的存储设备9。特别地，启动装置可以被配置为将管材2从存储设备9朝向弯曲头3推进。
更详细地，存储设备9被配置为容纳卷形式的管材2。
更详细地，存储设备9包括支承件10，支承件10承载卷形式的管材2，特别地，支承件10被设计为允许以卷形式布置的管材2的展开。
特别参考图1，折弯机1还可以包括人机界面11，人机界面11被配置为允许操作者将指令传输到折弯机1，特别是传输到控制单元，和/或从折弯机1接收信息。
有利地，折弯机1包括计算单元12，计算单元12特别地可操作地连接到控制单元，计算单元12被配置为确定管材2的弯曲顺序以获得弯曲管材2’。特别地，计算单元12可以被本地地和/或远程地布置。
在使用中，折弯机1弯曲管材2以获得(确定的)弯曲管材2’。
特别地，在启动弯曲方法之前限定弯曲管材2’的形状(构造)。更具体地，控制单元包含与弯曲管材2’相关的信息。
特别地，弯曲管材2’与管材2的区别在于弯曲的数量N。
更详细地，折弯机1根据确定的弯曲顺序来弯曲管材2；特别地，确定的弯曲顺序包括N个弯曲。
在由折弯机1执行弯曲顺序之前确定管材2的弯曲顺序。
更详细地，在执行弯曲的方法期间，执行以下步骤：
a)通过计算单元12来确定管状金属制品2的弯曲顺序；以及
b)根据在步骤a)的执行期间确定的弯曲顺序来弯曲管材2。
更具体地，弯曲顺序限定了多个执行步骤(多个弯曲)，特别是相继执行的N个执行步骤，并且每个执行步骤具有相应的对准的步骤和相应的弯曲的步骤，该弯曲的步骤特别地在相应的对准的步骤的执行之后执行。
在对准的每个步骤期间，管材2和弯曲头3(特别是一个或多个弯曲组4)之间的相对位置被改变，并且在弯曲头3(特别是弯曲组4中的至少一个，甚至更特别是转台5中的至少一个)的弯曲的每个步骤中(通过至少一个接合元件6)，执行管材2的局部弯曲。
更详细地，在执行弯曲的每个步骤之后，管材2呈现(新的)中间构造。
更详细地，在执行弯曲的第一步骤之前，管材2呈现(基本上)线性构造(管材2沿着纵向轴线延伸，特别是平行于第一轴线A，甚至更特别地同轴于第一轴线A)。在执行弯曲的最后步骤之后，管材2对应于弯曲管材2’。
更详细地，在弯曲的每个步骤期间，通过启动相应弯曲组4(特别是相应转台5)来获得管材2的相应弯曲，并且管材2的第一(自由)部分13相对于管材2的第二部分14弯曲(参见图2)，例如，该第二部分14在执行相应弯曲的步骤期间保持静止。特别地，在弯曲的每个步骤期间，获得在第一部分13和第二部分14之间限定的角度。甚至更特别地，至少第一部分13的特定形状从一个弯曲的步骤变化到另一个弯曲的步骤，和/或所限定的角度可以在弯曲的步骤之间变化。
此外，在弯曲的每个步骤期间，至少一个第一致动设备启动相应的弯曲组4，特别是相应的转台5，以执行管材2的相应弯曲。
优选地，在执行弯曲的每个步骤期间，管材2被拧紧，即管材2既不能沿着第一轴线A平移也不能围绕第一轴线A旋转。
更具体地，在对准的步骤期间，获得管材2相对于特定弯曲组4的正确定位，使得其能够执行正确弯曲，即，使得其能够执行正确的弯曲的步骤。
更详细地，在每个对准的步骤期间，第二致动设备沿着第一轴线A移动管材2和/或围绕第一轴线A旋转管材2，和/或一个或多个第三致动设备至少围绕第二轴线B旋转弯曲头3。
此外，在该方法期间并且在执行步骤a)和步骤b)之前，执行初始化步骤，在该初始化步骤期间限定弯曲管材2’的形状。
更具体地，在初始化步骤期间，通过控制单元插入和/或读取和/或检索弯曲管材2’的形状。特别地，弯曲管材2’的形状是以数字方式提供的，并且描述了弯曲管材2’的三维构造。
更详细地，可以将弯曲管材2’的形状通过一个或多个软件系统提供给控制单元，该一个或多个软件系统又可以基于计算机辅助设计(CAD)和/或计算机辅助制造(CAM)软件和/或用于监测和监督的分布式计算机系统(也被称为SCADA)。
优选地，在切割弯曲管材2或管材2’的方法中还可以进行切割步骤。特别地，切割步骤可以在执行弯曲顺序之前、期间或之后执行。
优选地，执行一个或多个重复步骤，在该重复步骤期间，基于在步骤a)的执行期间确定的弯曲顺序，利用新管材2重复步骤b)(并且不再次执行步骤a)。这样，实现了批量生产。
更详细地并且参考图2至图5，在步骤a)期间由计算单元12执行至少以下子步骤：
a1)限定管材2的初始构造20和最终构造21(例如，参见图4)，其中，最终构造21与初始构造相差N个弯曲；
a2)根据初始构造20和最终构造21确定一个或多个探索性弯曲顺序22，每个探索性弯曲顺序22具有根据能量和/或时间方面的弯曲成本而变化的成本；以及
a3)根据确定的弯曲顺序，提出具有最小成本，特别是与其他可能的弯曲顺序相比具有最小成本的至少一个或多个探索性弯曲顺序22，。
具体地，计算单元12从控制单元接收与弯曲管材2的形状有关的信息。
图3和图4示出了根据步骤a)确定至少一个弯曲顺序的示例。在该示例中，管材2’与初始管材2的不同之处在于存在N＝3个弯曲(弯曲被编号为1和3)。理论上，可以通过遵循六个不同的路径(参见路径a)到f)从初始构造开始获得最终构造。
更详细地，在步骤a2)期间，限定了从初始构造20到最终构造21的一个或多个路径(理论上六个路径a)到f))。每个路径呈现管材2的多个可能的中间构造。
更详细地，将每个中间构造通过弯曲(即，通过执行相应步骤的实现)连接到后续的中间构造。
此外，在步骤a2)期间，确定一个或多个路径中的每个路径的相应关联成本，该关联成本取决于相应弯曲的成本，即相应执行步骤的成本。
优选地，对应于最小关联成本的一个或多个路径的相应弯曲限定了要在步骤a3)期间提出的一个或多个探索性弯曲顺序22。
此外，在步骤a)期间，排除不可用的中间构造，例如因为它们将接触折弯机1的一部分。
例如，在图3所示的特定情况下，在步骤a)期间，确定路径d)和f)涉及最小成本，而路径a)、b)、c)和e)不太优选，特别是排除。
此外，申请人已经发现，特别是在计算时间方面，将弯曲管材2’限定为初始构造20并且将非弯曲管材2限定为最终构造21是有利的。换而言之，使用计算单元12通过从弯曲管材2’开始并且限定能够获得非弯曲管材2并且与其他可能的弯曲顺序相比具有最小成本的一个或多个弯曲顺序来确定一个或多个弯曲顺序是有利的。
根据这样的实施例，在步骤b)期间要执行的弯曲顺序对应于在步骤a)期间，特别是在子步骤a2)期间确定的弯曲顺序的相反顺序。
参考图3和图4中的示例，在步骤a)期间，计算单元12以最小成本确定两个探索性弯曲顺序，特别是弯曲顺序0-2-3-1(路径d))或0-3-2-1(路径f))。其他可能的弯曲顺序(路径a)、b)、c)和e))涉及使这些弯曲顺序不期望或不可能的更高成本。然后，在步骤b)期间，管材2根据弯曲顺序1-3-2或1-2-3弯曲，特别是根据操作者所选择的弯曲顺序来弯曲。
参考图5来更详细地解释步骤a)的执行，特别是子步骤a2)的执行。图4具体地举例说明了路径0-2-1-3(路径e))，然而，最终证明其成本高于路径0-2-3-1和0-3-2-1。可以看出，弯曲管材2’不同于其在弯曲2中的后续中间构造，这又不同于弯曲1中的后续中间构造，这又不同于其在弯曲3中的后续中间构造(即，管材2)。因此，相应的探索性弯曲顺序22的成本由弯曲2和3的顺序的成本来确定。
有利地，在步骤a)期间，还执行子步骤a4)(模拟)，在此期间通过计算单元12在弯曲顺序和/或一个或多个探索性弯曲顺序之后来执行三维模拟，以便验证弯曲顺序和/或一个或多个探索性弯曲顺序的可行性。特别地，在子步骤a4)期间，为了验证弯曲顺序和/或一个或多个探索性弯曲顺序的可行性，针对弯曲顺序和/或一个或多个探索性弯曲顺序，模拟管材2(甚至部分弯曲)或管材2’是否可能干扰，特别是撞击折弯机1的一个或多个部分(部件)。
特别地，在步骤b)期间，仅考虑那些探索性弯曲顺序22，其不应当产生管材2、部分弯曲的管材2或弯曲管材2’可能干扰折弯机1的各部分的风险。然而，为了排除任何风险，执行步骤a4)是有利的。
更详细地，在步骤a4)期间，模拟折弯机1整体或部分地和管材2的三维模型，并且模拟执行步骤，特别是相应的对准的步骤和相应的弯曲的步骤，在此期间，获得管材2和(最终)弯曲管材2’的中间构造。如果在步骤a4)期间，执行的模拟确定(弯曲的)执行步骤中的至少一个的实现将导致管材2与折弯机1的一部分接触，则在步骤a3)期间放弃相应的探索性弯曲顺序22并且不提出该探索性弯曲顺序。
根据一些实施例，还执行发信号的步骤a5)，在该步骤a5)期间，通过人机界面11显示在子步骤a3)期间提出的多个探索性弯曲顺序。优选地，操作者通过人机界面11选择探索性弯曲顺序22中的一个作为在步骤a)期间要使用的弯曲顺序。这可能是有利的，因为操作者在他的选择中可以考虑与折弯机1本身的操作不严格相关的附加方面。这些方面可以是以下中的一个或多个：
-在完成管材2’的弯曲之后，在折弯机1所在的工厂中执行要进行的工艺步骤，诸如从折弯机1移除管材2’；
-步骤a)完成后希望弯曲头3或弯曲头3处于一定构造；
-折弯机1在工厂中的特定布置。
更详细地，在步骤a2)期间，至少根据在相应对准的步骤期间所需的能量和/或所需的时间来确定每个弯曲的成本(每个执行步骤的成本)。
优选地，每个弯曲的成本仅根据相应的对准的步骤来确定，特别是与每个对准的步骤相关联的相应对准成本E来确定(换而言之，对准成本E是用于执行各种探索性弯曲顺序的相应对准的步骤的能量和/或时间成本)。换而言之，不根据相应的弯曲的步骤来确定每个弯曲的成本，特别地，不根据执行相应弯曲的步骤所需的能量和/或所需的时间来确定每个弯曲的成本。
这是有利的，因为它有助于并且缩短计算单元12的计算。在这种情况下，应当认为，对于每个可能的弯曲顺序(以各种弯曲顺序之间的不同顺序)执行相同的弯曲的步骤。此外，可能的弯曲顺序之间的差异在于在弯曲顺序之间变化的对准的步骤。因此，用于确定探索性弯曲顺序22是否需要比另一探索性弯曲顺序22最小的成本的相关成本(基本上)仅由对准的步骤来确定。
参考图3和图4中的示例，虽然弯曲1、弯曲2和弯曲3的相应步骤基本上独立于顺序本身，但是由相应的对准的步骤产生的成本是不同的。在弯曲顺序0-2-3-1的情况下，必须执行第一对准的步骤以便能够执行弯曲2的相应步骤，随后执行第二对准的步骤以便执行弯曲3的相应步骤，最后执行第三对准的步骤以便执行弯曲1的相应步骤。
在弯曲顺序0-3-2-1的情况下，必须执行第一、第二和第三对准的步骤，以便执行弯曲3、弯曲2和弯曲1的相应步骤。
相同的推理适用于图3和图4的弯曲顺序(a)、b)、c)和e))，这从成本的角度来看被认为是不利的，因为与其他情况相比，它们的成本太高。
类似于在步骤a)期间要考虑的移动，计算单元12考虑用于确定每个对准的步骤的成本：
i)管材2沿第一轴线A的线性移动Δx；
ii)管材2绕第一轴线A的旋转Δθ；以及
iii)弯曲头3绕第二轴线B的旋转ΔΩ。
然后，计算单元12根据相应的Δx、相应的Δθ和/或相应的ΔΩ来确定每个对准的步骤的对准成本E。特别地，每个对准的步骤的对准成本E与相应的Δx、相应的Δθ和/或相应的ΔΩ成比例地来确定。
更详细地，计算单元12根据以下公式来确定每个对准的步骤的对准成本E：
E＝w1*│Δx/Δxmax│+w2*│Δθ/Δθmax│+w3*│ΔΩ/ΔΩmax│，其中w1、w2
和w3是相应的加权因子，Δxmax、Δθmax和ΔΩmax是相应的最大值。
应当注意的是，与相应最大值的关系考虑不同的范围和不同的单位。因此，与相应最大值的关系缩放相应值并且限定a维成本。
此外，与其他移动i)、ii)和iii)相比，每个移动i)、ii)和iii)可以或多或少地更快和/或可以消耗更少或更多的能量。该方面通过选择加权因子来考虑。优选地，加权因子w1、w2和w3之和等于1(w1+w2+w3＝1)。
有利地，在步骤a2)期间，计算单元12通过图搜索算法来确定对应于最小关联成本的一个或多个路径。
优选地，图搜索算法为A*算法。特别地，A*算法通过借助于通过每个中间构造的最佳路径的估计对该中间构造进行分类来识别从初始构造20到最终构造21的路径。
特别地，通过使用A*算法，可以确定最有希望的路径，而不需要计算所有可能的路径。
此外，在图形搜索算法的执行期间，排除不可用的中间构造，例如因为它们将接触折弯机1的部分。
更详细地，在步骤a2)期间，通过(A*算法的)以下子步骤的执行来探索一个或多个路径：
a2i)将初始构造20设置为开始构造；
a2ii)根据从初始构造20到后续中间构造的(相应的对准的步骤的)弯曲成本的总和G，并且根据从后续中间构造到最终构造21的剩余路径的(相应的对准的步骤的)弯曲成本H的(子)估计确定从开始构造到后续中间构造的成本F(换而言之，F＝G+H)；
a2iii)对于一个或多个其他后续中间构造重复子步骤a2ii)；
a2iv)以最小的成本选择一个或多个后续中间构造；
a2v)对于每个选择的后续中间构造，将后续中间构造设置为新的开始构造，并且重复子步骤a2ii)至a2v)，直到到达由最终构造21限定的后续中间构造。
更详细地，一方面根据执行步骤而计算的成本G来确定成本F，特别地，根据从初始构造20到后续中间构造的相应对准的步骤和/或对准成本来确定成本F，另一方面，根据从后续中间构造到最终构造21所需的成本H的估计来确定成本F。
更详细地，相应成本G根据相应Δx、相应Δθ和/或相应ΔΩ进行计算。此外，相应成本H根据弯曲数量N和已经执行的弯曲数量进行估算；换而言之，相应成本H取决于从相应的后续中间构造到达最终构造21仍然需要的弯曲数量。
具体参照图6，数字1’表示根据本发明的折弯机的第二实施例。折弯机1’类似于折弯机1，并且出于这个原因，下面仅描述相对于折弯机1本身的差异，指示与已经用相同附图标记描述的部件相等或等同的部件。
特别地，折弯机1’与折弯机1的不同之处在于，折弯机1’包括两个弯曲头3，两个弯曲头3彼此间隔开，特别是沿着第一轴线A。
特别地，折弯机1’被配置为使具有两个自由部分13的管材2弯曲。此外，每个弯曲头3被配置为弯曲相应的自由部分13。
特别地，每个弯曲头3包括单个弯曲组4。
更详细地，每个弯曲头3可沿第一轴线A和第三轴线C移动，第三轴线C垂直于第一轴线A和第二轴线B。
此外，折弯机1’包括置于弯曲头3之间的夹持设备24，特别是夹持设备24相对于弯曲头3居中。
更具体地，夹持设备24被配置为在弯曲头3的操作期间保持管材2。优选地，夹持设备24还被配置为使管材2围绕第一轴线A旋转。特别地，夹持设备24限定第二致动设备。
更详细地，在每个对准的步骤期间，执行以下移动：
i)管材2沿第一轴线A的线性移动Δx；
ii)管材2绕第一轴线A的旋转Δθ；
iv)弯曲头3沿第三轴线C的线性移动Δz；
v)弯曲头3沿第一轴线A的线性移动Δxa。
然后，在执行步骤a)期间，计算单元12根据相应Δx、相应Δθ、相应Δxa和/或相应Δz来确定每个对准的步骤的对准成本E。
更详细地，计算单元12根据以下公式确定每个对准的步骤的对准成本E：
E＝w1*│Δx/Δxmax│+w2*│Δθ/Δθmax│+w4*│Δxa/Δxa,max│+
w5*│Δz/Δzmax│，其中w1、w2、w4和w5是相应的加权因子，Δxmax、Δθmax、Δxa,max和Δzmax是相应的最大值。
此外，极限Δxmax和Δzmax可以被限定为每个弯曲头1的可获得的矩形区域的极值，Δθmax可以被限定为等于2π，并且Δxa,max可以被限定为在执行弯曲顺序之前管材2的长度。加权因子w1、w2、w4和w5可以基于执行对准的步骤所需的时间和/或能量来缩放，并且被归一化，使得w1+w2+w4+w5＝1，特别地，1表示在能量和/或时间方面执行对准的步骤的单位成本。
更详细地，根据相应值Δx、Δθ、Δxa和Δz计算相应成本G。
特别参考图7，数字1”表示根据本发明的折弯机的第三实施例。折弯机1”类似于折弯机1’，并且出于这个原因，下面仅描述相对于折弯机1’本身的差异，指示与已经用相同附图标记描述的部件相同或等同的部件。
特别地，折弯机1”与折弯机1’的不同之处在于，每个弯曲头3包括两个弯曲组4。
在每个对准的步骤期间，执行以下移动：
i)管材2沿第一轴线A的线性移动Δx；
ii)管材2绕第一轴线A的旋转Δθ；
iii)弯曲头3绕第二轴线B的旋转ΔΩ；以及
v)弯曲头3沿第一轴线A的线性移动Δxa。
然后，在执行步骤a)期间，计算单元12根据相应Δx、相应Δθ、相应Δxa和/或相应ΔΩ确定每个对准的步骤的对准成本E。
更详细地，计算单元12根据以下公式确定每个对准的步骤的对准成本E：E＝w1*│Δx/Δxmax│+w2*│Δθ/Δθmax│+w3*│ΔΩ/ΔΩmax│+w4*│Δxa/Δxa,max│+，其中，w1、w2、w3和w4是相应的加权因子，Δxmax、Δθmax、Δxa,max和ΔΩmax是相应的最大值。
加权因子w1、w2、w3和w4可以基于执行对准的步骤所需的时间和/或能量来缩放，并且被归一化，使得w1+w2+w3+w4＝1，特别地，1表示在能量和/或时间方面执行对准的步骤的单位成本。
更详细地，根据相应值Δx、Δθ、ΔΩ和Δxa计算相应成本G。
通过检查折弯机1、1’和1”的特性和/或根据本发明的方法，可以获得的优点是明显的。
特别地，可以以快速且可靠的方式确定要使用的弯曲顺序，该弯曲顺序避免在执行弯曲顺序期间的任何时间干扰折弯机1、1’和1”的部分。
另一个优点是折弯机1、1’和1”也可以由受训练较少的操作员操作。
在操作者可以从计算单元12提出的选择中选择要使用的弯曲顺序的可能性中可以看到另一个优点。这样，操作者也可以根据不严格依赖于折弯机1、折弯机1’和折弯机1”的因素来选择弯曲顺序。
最后，显而易见的是可以对折弯机1、1’或1”以及此处所描述和示出的弯曲方法进行修改和改变，这些修改和改变不脱离由权利要求限定的保护范围。
Claims (14)
1.一种弯曲管状金属制品(2)、特别是金属线材或金属管材(2)，用以获得弯曲管状制品(2’)的方法，所述方法至少包括以下步骤：
a)通过计算单元(12)来确定管状金属制品(2)的弯曲顺序；以及
b)按照所述步骤a)执行期间所确定的所述弯曲顺序对所述管状金属制品(2)进行弯曲；
其中，在所述步骤a)中，所述计算单元(12)至少执行以下子步骤：
a1)限定所述管状金属制品(2)的初始构造(20)和最终构造(21)，其中，所述最终构造(21)与所述初始构造(20)相差N个弯曲；
a2)根据所述初始构造(20)和所述最终构造(21)确定一个或多个探索性弯曲顺序(22)，每个探索性弯曲顺序(22)具有成本(F)，所述成本(F)根据能量和/或时间方面的弯曲成本而变化；以及
a3)根据所确定的弯曲顺序，提出具有最小成本的至少一个或多个探索性弯曲顺序(22)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个弯曲包括至少一个对准的步骤和弯曲的步骤，其中，在所述对准的步骤期间，所述管状金属制品(2)和至少一个弯曲头(3)之间的相对位置被修改，在所述弯曲的步骤期间，所述弯曲头(3)执行所述管状金属制品(2)的局部弯曲。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定每个弯曲的所述成本，优选地仅根据用于执行相应对准的步骤所需的所述能量和/或所需的所述时间来确定每个弯曲的所述成本，并且
优选地不根据用于执行所述相应的弯曲的步骤所需的所述能量和/或所需的所述时间来确定每个弯曲的所述成本。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述对准的步骤期间，执行以下移动：
i)所述管状金属制品(2)沿第一轴线(A)线性移动(Δx)；
ii)所述管状金属制品(2)绕所述第一轴线(A)旋转(Δθ)；
其中，每次弯曲的所述成本与所述管状金属制品(2)的所述线性移动(Δx)和所述管状金属制品(2)的所述旋转(Δθ)成比例。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，第二轴线(B)垂直于所述第一轴线(A)，第三轴线(C)垂直于所述第一轴线(A)和所述第二轴线(B)；
其中，在所述对准的步骤期间，还执行以下移动中的一个或多个：
iii)所述弯曲头(3)绕所述第二轴线(B)的旋转(ΔΩ)；
iv)所述弯曲头(3)沿所述第三轴线(C)的线性移动(Δz)；
v)所述弯曲头(3)沿所述第一轴线(A)的线性移动(Δxa)；
其中，每个弯曲的所述成本也与所述弯曲头(3)的所述旋转(ΔΩ)和/或所述弯曲头(3)沿所述第三轴线(C)的所述线性移动(Δz)和/或所述弯曲头(3)沿所述第一轴线(A)的所述线性移动(Δxa)成比例。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述步骤a2)中，限定从所述初始构造(20)到所述最终构造(21)的一个或多个路径；
其中，每个路径呈现所述管状金属制品(2)的多个中间构造；
其中，将每个中间构造通过弯曲连接到随后的中间构造；
其中，确定用于所述一个或多个路径中的每个路径的相应的关联成本，所述关联成本取决于相应弯曲的所述成本；
其中，对应于最小关联成本的所述一个或多个路径的所述相应弯曲限定了在所述步骤a3)中所提出的所述一个或多个探索性弯曲顺序(22)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述步骤a2)中，通过图搜索算法，特别是A*算法来确定与所述最小关联成本对应的所述一个或多个路径。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，在所述步骤a2)中，通过执行所述以下子步骤来探索所述一个或多个路径：
a2i)将所述初始构造(20)设置为开始构造；
a2ii)根据从所述初始构造(20)到后续中间构造的所述弯曲成本的总和(G)并且根据从所述后续中间构造到所述最终构造(21)的剩余路径的所述弯曲成本(H)的估计来确定从所述开始构造到所述后续中间构造的成本(F)；
a2iii)针对其他所述后续中间构造中的一个或多个来重复所述子步骤a2ii)；
a2iv)以所述最小成本来选择的一个或多个所述后续中间构造；
a2v)对于每个选择的后续中间构造，将所述后续中间构造设置为新的开始构造，并且重复所述子步骤a2ii)至a2v)，直到到达由所述最终构造(21)限定的所述后续中间构造。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述初始构造(20)对应于所述弯曲管状制品(2’)的所述构造，并且所述最终构造(21)对应于非弯曲管状金属制品(2)；
其中，在所述步骤b)中，将所述弯曲顺序以相反的顺序执行。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括信号发送的步骤a5)，在该信号发送步骤a5)期间，通过人机界面(11)显示所述子步骤a3)中的多个探索性弯曲顺序(22)，并且在该信号发送步骤a5)中，操作者通过所述人机界面(11)来选择所述探索性弯曲顺序(22)中的一个作为在所述步骤a)中使用的所述弯曲顺序。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述步骤a)还包括子步骤a4)，在此期间，在所述弯曲顺序和/或一个或多个所述探索性弯曲顺序(22)之后执行三维模拟，以便验证所述弯曲顺序和/或所述一个或多个探索性弯曲顺序的可行性。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述步骤b)通过折弯机(1、1’、1”)来执行；
其中，在所述子步骤a4)中，为了验证所述弯曲顺序和/或所述一个或多个探索性弯曲顺序(22)的所述可行性，对于所述弯曲顺序和/或所述一个或多个探索性弯曲顺序(22)，模拟所述管状金属制品(2)是否能够干扰、特别是撞击所述折弯机(1、1’、1”)的一个或多个部分和/或其自身。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，执行至少一个重复步骤，在所述重复步骤中，基于在所述步骤a)的执行期间所确定的所述弯曲顺序，用新的管状金属制品(2)来重复所述步骤b)，而不再次执行所述步骤a)。
14.一种用于弯曲管状金属制品(2)，特别是金属管材(2)的金属线材的折弯机(1)，所述折弯机(1)被配置为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
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