DD225061A1

DD225061A1 - Steuerung der profilumformung auf biegemaschinen mit schrittweisem arbeitsablauf

Info

Publication number: DD225061A1
Application number: DD26434584A
Authority: DD
Inventors: Karl Bartuschka
Original assignee: Schiffbau Veb K
Priority date: 1984-06-21
Filing date: 1984-06-21
Publication date: 1985-07-24
Also published as: DD225061B5

Abstract

DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF DAS GEBIET DER UMFORMUNG VON STANGEN, PROFILEN ODER ROHREN. ZIEL DER ERFINDUNG IST EINE STEUERUNG, DIE UNABHAENGIG VOM BIEGEMASCHINENTYP EINSETZBAR IST UND EINEN EFFEKTIVEN SOLL-IST-VERGLEICH ZULAESST. DIE AUFGABE DER ERFINDUNG BESTEHT DARIN, DIE PROFILUMFORMUNG AUF BIEGEMASCHINEN MIT SCHRITTWEISEM ARBEITSABLAUF UNTER EINBEZIEHUNG DER ENDPUNKTKONTROLLE SO ZU STEUERN, DASS EINE PROFILKONTUR MIT HINREICHENDER GENAUIGKEIT ENTSTEHT. DABEI BEZIEHT SICH DER SOLL-IST-VERGLEICH AUF EINEN WINKEL DER VON DER TANGENTE IM KURVENENDPUNKT UND DER TANGENTE IM BIEGEPUNKT GEBILDET WIRD. DURCH ZERLEGUNG DIESES WINKELS DURCH EINE BEZUGSLINIE IN ZWEI TEILWINKEL, DIE DEM KURVENENDPUNKT UND DEM BIEGEPUNKT ZUGEORDNET WERDEN, ERFOLGT EIN BEZUG DES MESSWERTES DIREKT AUF DAS VERFORMTE PROFIL. DADURCH WIRD ERMOEGLICHT, DEN GESAMTWINKEL DURCH ZWEI RAEUMLICH VONEINANDER GETRENNTE WINKELMESSSYSTEME DURCH ADDITION DER TEILWINKEL ZU ERFASSEN UND MIT DEM SOLL-WERT DES WINKELS ZU VERGLEICHEN.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung findet insbesondere in der schiffbaulichen ProfiIumformung Anwendung, bei der automatisch gesteuerte Profilbiegemaschinen mit schrittweisem Arbeitsablauf zum Einsatz gelangen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen '

Es sind mehrere Verfahren zur Steuerung der Profilumformung bekannt, bei denen das Prinzip der Endpunktkontrolle am Profil während des Biegeprozesses angewandt wird. Gemäß DE-AS 1552991 wird die Sollform des Profils durch die Lage des Profilpunktes in einem Koordinatensystem definiert. Dabei werden die jedem Biegeschritt zugeordneten Koordinaten des Endpunktes des Profils mit den Soll-Koordinaten des Endpunktes des Profils mit den Soll-Koordinaten verglichen und, wenn erforderlich, Korrekturbiegungen durchgeführt. Die Koordinaten des Endpunktes können jedoch nur dann richtig bestimmt werden, wenn die am Biegepunkt angelegte Tangente mit der x-Achse des Koordinatensystems in Deckung gebracht wird. Bei dem angewendeten Maschinentyp, der über verschiebbare Außenstempel und einen festen Mittelstempel verfügt, erfolgt dieses durch unterschiedliche Beaufschlagung der beiden Außenstempel, d.h. die Biegekraft zwischen den beiden Außenstempeln der Dreipunkt-Biegemaschine wird In solcherweise verteilt, daß das Profil in die Stellung gebracht wird, in welcher die Tangente im Biegepunkt mit der x-Achse übereinstimmt. Diese Korrektur findet nach Durchführung jedes Biegevorganges statt.

In seiner vorrichtungsgemäßen Ausführung weist dieses Verfahren jedoch einen wesentlichen Mangel auf. Der Profilendpunkt wird durch einen Koordinatenwagen aufgenommen, er bewegt sich somit in einem feststehenden Koordinatensystem. Die Biegemaschine muß deshalb über ein inneres Meßsystem zur Erfassung der Lage der Tangente verfugen. Dieses Meßsystem steuert die beiden verschiebbaren Außenstempel bis die notwendige Bedingung erfüllt ist. Das beschriebene Verfahren ist somit nur durch einen Maschinentyp realisierbar, der über verschiebbare Außenstempel und einen feststehenden Mittelstempel verfügt. .

Diese Art der Endpunktkontrolle stellt sich als ein zusätzlicher Arbeitsgang dar, der nach der Durchführung des jeweiligen Biegevorganges notwendig ist und deshalb eine Verlängerung des gesamten Profilumformungsvorganges bewirkt. Gemäß DD-WP 51760 ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei dem die Ist-Kontur des verformten Profils nach jedem Biegesehritt mit einer verkleinert vorliegenden Kurvenform anhand einer Zeichnung oder eines Rißplanes verglichen wird. Ein Meßsystem legt dabei die Beziehung eines durch Biegung zu erreichenden Punktes zum Anfangspunkt der Kurve und zu einem auf dem bereits fertig gebogenen Teilstück der Kurve befindlichen Punkt fest. Es arbeitet nach dem Winkelvergleich, den die drei Meßpunkte auf der Kurve einschließen. Dieses Verfahren ist hinsichtlich der Sollwertermittlung aufwendig, weil eine verkleinerte Sollkontur zusätzlich erarbeitet werden muß und umständlich in der Handhabung des Meßsystems. Die zur Realisierung des Meßvorganges entwickelte Hilfskonstruktion ermöglicht keine präzise Darstellung des Kurvenverlaufes, da der zur exakten Meßwerterfassung erforderliche Bezugspunkt im Biegepunkt liegt, der hier jedoch zwischen den von dem Meßsystem vorgegebenen Meßpunkten angeordnet ist.

Darüber hinaus bildet die direkte schwer realisierbare Verbindung zwischen der Winkelmeßeinrichtung und dem Profilende eine Fehlerquelle, die insbesondere bei großen Abständen, wie sie bei Schiffbauprofilen gegeben sind, die Meßgenauigkeit beeinträchtigt.

Ziel der Erfindung

Der nützliche Effekt, der bei Anwendung der Erfindung im Vergleich zu cjen bereits bekannten technischen Lösungen erreicht wird, besteht in der Schaffung einer Steuerung, die unabhängig vom Biegemaschinentyp einsetzbar ist und einen effektiven Soll-Ist-Wert-Vergleich zuläßt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Profilumformung auf Biegemaschinen mit schrittweisem Arbeitsablauf unter Einbeziehung der Endpunktkontrolle so zu steuern, daß eine Profilkontur mit hinreichender Genauigkeit entsteht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich der Soll-Ist-Vergleich beim Herstellen der Profilkrümmung auf den Winkel erstreckt, den die Tangente im Kurvenendpunkt mit der Tangente im Biegepunkt einschließt, wobei die einzelnen Biegepunkte zum Kurvenendpunkt definierte Abstände aufweisen. Somit wird die Profilkontur durch diesen jeweils auf den

Biegepunkt bezogenen Winkel und den Abstand Biegepunkt — Kurvenendpunkt bestimmt. Da dieser Winkel meßtechnisch jedoch kaum zu erfassen ist, macht sich dessen Zerlegung in zwei Teilwinkel durch Einführung einer Bezugslinie erforderlich. Durch Parallelverschiebung zu dieser Bezugslinie wird ein Teilwinkel dem Kurvenendpunkt, der andere Teilwinkel dem Biegepunkt zugeordnet. Dadurch wird ermöglicht, den Gesamtwinkel durch zwei räumlich voneinander getrennte, konkret auf das Profil Bezug nehmende Winkelmeßsysteme durch Addition der Teilwinkel zu erfassen und mit dem Soll-Wert des Winkels zu vergleichen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Bezugslinie eine beliebige Lage einnehmen kann. Als vorteilhafte Lösung bietet sich für die Bezuglinie die Achse der Biegemaschine an.

Die dem Kurvenendpunkt zugeordnete Bezugslinie wird durch eine verfahrbare Einrichtung bestimmt, die das Profilende aufnimmt und auf der der Kurvenendpunkt in einer zur Biegemaschinenachse parallelen Richtung geführt wird. Eine erfindungsgemäße Ausführung sieht vor, die Verdrehung der Profilstabilisierungseinrichtungen während des Biegevorganges durch eine Winkelmeßeinrichtung zu erfassen und auf diese Weise den auf den Biegepunkt bezogenen Teilwinkel zu ermitteln. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, den einen Teilwinkel auf den Kurvenendpunkt zu beziehen und den anderen Teilwinkel Punkten zuzuordnen, die sich im Bereich der bereits fertiggestellten Profilkrümmung befinden. Damit ergibt sich die Möglichkeit den gesamten Kurvenlauf meßtechnisch zu erfassen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig.1 die Profilkontur als Funktion der Winkel α-, ... a„

Fig.2 die Zerlegung des Winkels α-, in die Teilwinkel <*·,,·, und a_1/2

Fig.3 das Schema der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird die Profiikontur durch die Winkel α, bis a_n, die die Tangente 4 im Kurvenendpunkt A₀ mit weiteren Tangenten 5 der Kurve bilden und durch die Abstände der jeweiligen Tangentenanlagepunkte, A₁ bis A₂, die den Biegepunkten entsprechen, vom Kurvenendpunkt A₀ definiert. Die Tangentenanlagenpunkte A₁ bis A₂ werden durch Abrollen einer Meßrolle auf der Mallkante des Profils ermittelt. Sie können aber auch als Vorgabe für die Länge des Profiivorschubes zwischen den einzelnen Biegeschritten verwendet werden. Die Winkel 1 der Tangenten 4, 5 werden, zugeordnet zu den jeweiligen Abständen bzw. Biegeschritten, als Sollwert für den Biegevorgang vorgegeben.

In Fig. 2 ist der Winkel 1 gezeigt, der sich aus dem dargestellten Biegeschritt ergibt. Da die meßtechnische Erfassung dieses Winkels 1 mit einem sehr großen Aufwand verbunden wäre, erfolgt die Zerlegung des Winkels 1 durch eine Bezügslinie 8 in zwei Teiiwinkel 2, 3.

Diese Teilwinkel 2,3 lassen sich durch Parallelverschiebung zur Bezugslinie 8 direkt dem Profil 9 zuordnen und ermöglichen auf aiese Weise eine Meßwerterfassung am konkreten Werkstück. Gemäß Fig. 3 ist der Teilwinkel 2 in den Kurvenendpunkt verschoben, während der Teilwinkel 3 dem Biegepunkt 7 zugeordnet ist. Im Äusführungsbeispiel wird die dem Biegepunkt 7 zugeordnete Bezugslinie 8 durch die Biegemaschinenachse 10 gebildet. Diese Bezugslinie 8 wird durch eine fahrbare Einrichtung 11 auf den Kurvenendpunkt 6 übertragen. Die fahrbare Einrichtung 11 nimmt das Profilende auf und stützt es während des gesamten Biegeprozesses ab.

Für jeden Biegeschritt wird durch das Winkelmeßsystem 12 der Teilwinkel 12 am Kurvenendpunkt 5 und durch das Winkelmeßsystem 13 der Teilwinkel 3 am Biegepunkt 7 erfaßt. Durch Addition beider Teiiwinkei 2, 3 erhält man den Winkel 1, der mit dem Soll-Wert des Winkels 1 verglichen wird.

Die Rückfederung kann von beiden Winkelmeßsystemen 12,13 als Winkelwert für den jeweiligen Biegeschritt erfaßt und als Zuschlag zum Soll-Wert des nachfolgenden Biegeschrittes berücksichtigt werden.

Wird nach dem Ausfedern des Profils 9 der Soll-Ist-Wert der Winkel α-, bis H₁₁ noch einmal durchgeführt, so beinhaltet diese Kontrolle auch die Richtigkeit der Rückfederungszugabe. Dadurch daß durch die Winkel α-, ...α,-, für jeden Tangentenanlagepunkt eine Beziehung zum Profilanfang hergestellt wird, tritt keine Fehlersummierung mehr auf. Eventuelle Fehibedienungen z. B.

durch eine fehlerhafte Ist-Werterfassung werden durch den nächsten Biegeschritt hinreichend korrigiert.

Claims

Erfindungsansprüche: . ~

1. Steuerung der Profilumformung auf Biegemaschinen mit schrittweisem Arbeitsablauf durch eine auf den jeweiligen Biegepunkt bezogene Kurvenendpunktkontrolle, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Soll-Ist-Vergleich auf einen von der Tangente (4) im Kurvenendpunkt (6) und der Tangente (5) im Biegepunkt (7) eingeschlossenen Winkel (1) bezieht, der durch eine Bezugslinie (8) in zwei Teilwinkel (2,3) zerlegbar ist, deren Zuordnung zum Kurvenendpunkt (6) einerseits und zum Biegepunkt (7) andererseits durch Parallelverschiebung zur Bezugslinie (8) erfolgt, wobei sowohl dem Kurvenendpunkt (6) als auch dem Biegepunkt (7) je ein Winkelmeßsystem (12,13) zur Ermittlung der Ist-Werte der Teilwinkel (2,3) zugeordnet ist, die durch Addition mit dem Soll-Wert des Winkels (1) vergleichbar sind und die einzelnen Biegepunkte (7) zum Kurvenendpunkt (6) definierte Abstände aufweisen.
2. Vorrichtung zur Steuerung der Profilumformung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Biegepunkt (7) zugeordnete Bezugslinie (8) durch die im Biegezentrum verlaufende Biegemaschinenachse (10) gebildet wird, während sich die dem Kurvenendpunkt (6) zugeordnete Bezugslinie (8) als eine verfahrbare Einrichtung (11) mit parallel zur Biegemaschinenachse (10) verlaufender Kurvenendpunktführung (14) darstellt.
3. Vorrichtung zur Steuerung der Profilumformung nach Punkt 1 und Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung der Profilstabilisierungseinrichtungen zur Ermittlung des auf den Biegepunkt (7) bezogenen Teilwinkels (3) meßtechnisch erfaßbar ist.
4. Vorrichtung zur Steuerung der Profilumformung nach Punkt 1 .·, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Teiiwinkel (2,3) einerseits zum Kurvenendpunkt (6), andererseits zu Punkten der bereits fertiggestellten Profilkrümmung erfolgt.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen