DE102018006985A1

DE102018006985A1 - Richtmaschine zum biege-richten, kalibrierungseinrichtung dafür und biege-richt-verfahren

Info

Publication number: DE102018006985A1
Application number: DE102018006985.1A
Authority: DE
Inventors: Manfred Mitze
Original assignee: MAE Maschinen und Apparatebau Goetzen GmbH
Current assignee: MAE Maschinen und Apparatebau Goetzen GmbH
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Richtmaschine (1) zum Biege-Richten von, insbesondere metallischen, Werkstücken (9) und/oder Bauteilen (9). Die Richtmaschine (1) umfasst eine Biege-Richt-Einrichtung (10) mit zumindest einem Biege-Richt-Werkzeug (5, 6), eine Maschinensteuerung (14) zum Steuern/Regeln der Richtmaschine (1) und/oder Richtmaschinenkomponenten (5, 6, 10, 16, 17, 18, 19, 20) und eine Fehlstellenerfassungseinrichtung (17) zum Erfassen von im Werkstück/Bauteil (9) vor dem Biege-Richten vorhandenen oder beim Biege-Richten entstehenden Material-Fehlstellen. Die Richtmaschine (1) umfasst ferner eine Kalibrierungseinrichtung (18), wobei die Kalibrierungseinrichtung (18) mit der Fehlstellenerfassungseinrichtung (17) zumindest eine kalibrierende Fehlstellenmessung an zumindest einem Werkstück/Bauteil durchführt, während das Biege-Richt-Werkzeug (5, 6) so gesteuert/geregelt wird, dass das Werkstück/Bauteil mit einer Kalibrierungskraft beaufschlagt wird, insbesondere bis das Werkstück/Bauteil erkennbar strukturell versagt. Die Kalibrierungseinrichtung (18) generiert basierend auf der zumindest einen kalibrierenden Fehlstellenmessung ein Kalibrierungsparameter umfassendes Kalibrierungs-Datenpaket. Das Kalibrierungs-Datenpaket wird, insbesondere von der Maschinensteuerung (14) oder von der Kalibrierungseinrichtung (18), mit zumindest einem Vergleichs-Datenpaket verglichen, welches entweder auf vorangegangenen, insbesondere kalibrierenden, Fehlstellenmessungen oder auf einer hinterlegbaren Daten-Vergleichstabelle basiert. Aufgrund einer mit einer Material-Veränderung bei zumindest einem Biege-Richt-Werkzeug (5, 6) korrelierende Daten-Abweichung der Daten des Kalibrierungs-Datenpakets von den Daten des Vergleichs-Datenpakets ist, insbesondere mittels Maschinensteuerung (14) oder Kalibrierungseinrichtung (18), ein Informations- und/oder Warn-Hinweis erzeugbar, der den Anwender der Richtmaschine (1) informiert/warnt, dass sich das zumindest eine Biege-Richt-Werkzeug (5, 6) strukturell verändert, insbesondere verschleißt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Richtmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Demnach dient die Richtmaschine dem Biege-Richten von, insbesondere metallischen, Werkstücken und/oder Bauteilen. Die Richtmaschine umfasst eine Biege-Richt-Einrichtung mit zumindest einem Biege-Richt-Werkzeug. Das Biege-Richt-Werkzeug kann zumindest einen Amboss und zumindest eine Stößel und/oder zumindest einen Hammer umfassen. Die Richtmaschine umfasst des Weiteren eine Maschinensteuerung zum Steuern/Regeln der Richtmaschine und/oder Richtmaschinenkomponenten. Die Richtmaschine umfasst auch eine Fehlstellenerfassungseinrichtung zum Erfassen von im Werkstück/Bauteil vor dem Biege-Richten vorhandenen oder beim Biege-Richten entstehenden Material-Fehlstellen. Eine derartige Fehlstellerfassung kann festkörperphysikalisch, insbesondere akustisch, erfolgen. Dies kann räumlich aufgelöst, zeitlich aufgelöst und/oder frequenzaufgelöst erfolgen. Je höher die (Orts-, Zeit- und/oder Frequenz-)Auflösung ist, desto anspruchsvoller ist die Fehlstellerfassung, da die Menge der bei der Fehlstellenerfassung generierten Daten aufwändiger handhabbar ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kalibrierungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12. Demnach ist die Kalibrierungseinrichtung mit einer an der, insbesondere hierin beschriebenen, Richtmaschine anordbaren Fehlstellenerfassungseinrichtung verbindbar.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Biege-Richten von, insbesondere metallischen, Werkstücken und/oder Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 13. Bei dem Verfahren ist eine eine Biege-Richt-Einrichtung umfassende, insbesondere hierin beschriebene, Richtmaschine vorgesehen. Die Biege-Richt-Einrichtung ist geeignet, das Werkstück/Bauteil mit zumindest Biege-Richt-Werkzeug zu richten. Das Biege-Richten wird von einer Maschinensteuerung gesteuert/geregelt. Vor dem Biege-Richten vorhandene oder während des Biege-Richtens entstandene Material-Fehlstellen sind im Werkstück/Bauteil mittels einer Fehlstellenerfassungseinrichtung erfassbar.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Fehlstellenerfassungseinrichtung zum Erfassen von Fehlstellenerfassungsdaten gemäß Anspruch 23.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
Zur Erzeugung einer harten, verschleißfesten Randschicht werden viele Werkstücke respektive Bauteile wärmebehandelt. In der Großserienfertigung etwa bei Wellen für Fahrzeuggetriebe werden dazu leistungsfähige Durchlaufanlagen genutzt.
Es können auch andere Werkstücke/Bauteile behandelt werden, exemplarisch wird das Prinzip am Beispiel eines als Welle gebildeten Werkstücks/Bauteils erläutert.
Trotz der sehr konstanten Fertigungsprozesse kommt es in der Praxis zu Härteverzügen, die die zulässige Rundlauftoleranz der Wellen häufig deutlich überschreiten. Beispielsweise ist bei einer üblichen Rundlauftoleranz von 0,04 mm mit Ausgangsverformungen bis 0,4 mm zu rechnen. Ursache dafür kann etwa sein, dass die Wellen eher an der Außenseite durch den Ofen gefördert wurden und daher über den Wellenumfang keine gleichmäßige Temperatur erreicht wurde.
Zur Korrektur dieser Fehler werden automatische Biege-Richtanlagen verwendet. Dort werden die Wellen in (spitze) Werkstück-Halterungen gespannt und der Rundlauffehler wird gemessen. Mit zumindest einem an geeigneter Position auf dem Wellenumfang angreifenden Richthammer wird die Welle dann gegen bevorzugt zwei unterhalb der Welle stehende Ambosse so weit gebogen, bis die Streckgrenze des Wellenmaterials überschritten und eine plastische Verformung der Welle auftritt. Die Anlagen sind regelmäßig rechnergesteuert, ein Richtvorgang dauert etwa 20 bis etwa 30 Sekunden.
Leider führt die hohe Werkstückbelastung beim Biegerichten oftmals zum Versagen der Wellen beim Richten. Auf der Wellenunterseite treten durch die hohe Zugspannung Risse auf, in seltenen Fällen bricht die Welle sogar völlig durch. Ein Erfassungsgerät zur Erkennung auftretender Risse gehört daher bei Richtmaschinen für, insbesondere gehärtete, Werkstücke/Bauteile zum Standard. Richtmaschine und Erfassungsgerät kommunizieren üblicherweise über eine Datenschnittstelle, wobei über die Schnittstelle von dem Erfassungsgerät ein Schalt-Signal übermittelt wird, mit welchem der Richtvorgang beim Erkennen eines Risses angehalten wird. Ggf. werden Richtposition und/oder Rissmerkmale (Energie) datentechnisch erfasst und übertragen zwecks Zuordnung zu einer werkstückspezifischen respektive werkzeugspezifischen Richtstatistik. Die Rissentstehung wird zumeist mit einem Piezo-Quarzsensor am Werkstück/Bauteil und/oder an einer Maschinenkomponente, etwa am Richthammer, anhand charakteristischer Schall-Frequenz- und/oder Schall-Amplitudenmuster reproduzierbar erkannt.
Der Anteil des Ausschusses beim Biege-Richten beträgt bei aktuellen Getriebewellen zwischen etwa 0,2% und bis zu etwa 30%. Trotz vieler Verbesserungen in den Wärmebehandlungsanlagen wurde beobachtet, dass dieser Anteil tendenziell ansteigt. Als Ursache hierfür kommen hauptsächlich aktuelle Leichtbau-Trends in Frage, bei denen hohlgebohrte und insofern besonders rissanfällige Werkstücke/Bauteile gefertigt werden. Zum Zeitpunkt des Biege-Richtens sind bereits viele Bearbeitungsschritte an den Wellen ausgeführt, sodass ein Ausfall eine erhebliche Kostenbelastung darstellt. Zudem gelingt eine verlässliche Angabe zu einer Fertigungsstückzahl aufgrund der ausfallenden Werkstücke/Bauteile regelmäßig nicht. In der laufenden Produktion ist darüber hinaus zu beobachten, dass die Rissquoten bei gleichem Wellentyp starken Schwankungen unterliegen. Ungleichmäßigkeiten der Materialqualität, die Nutzung unterschiedlicher Wärmebehandlungsanlagen, differierende Ausbildung der in den Anlagen erzeugten Härteschicht sowie schwankende Liegezeiten vor dem Richten führen zu starken Unterschieden beim Richtverhalten und der Ausschussquote.
Zu Verzögerungen bei der maschinellen Bearbeitung kommt es nicht nur dann, wenn das Werkstück/Bauteil beim Biege-Richten reißt oder bricht, sondern auch dann, wenn Verschleißerscheinungen beim Biege-Richt-Werkzeug auftreten, so dass Werkzeuge oder Werkzeugkomponenten ausgetauscht werden müssen, wodurch die Richtmaschine stillsteht.
Schließlich zeigt die Erfahrung beim Biege-Richten, dass bestimmte Schall- oder Geräuschmuster, welche bei der Fehlstellenanalyse erfasst und bewertet werden, ihren Ursprung nicht etwa in einer entstandenen Fehlstelle im Werkstück/Bauteil haben, sondern vielmehr einem (unerkannten) Verschleiß von Richteinrichtung oder Richtwerkzeug entstammen. Dies führte bisweilen zu der Erkenntnis, dass einige der Schall- oder Geräuschmuster oftmals von der Fehlstellenerfassungseinrichtung als „Riss“ missinterpretiert werden. In der Praxis kann dies dazu führen, dass aufgrund von missinterpretierten Fehlstellenerfassungsdaten etwa 10% bis etwa 90% der als „gerissen“ aussortierten Werkstücke/Bauteile tatsächlich schadenfrei sind. Insofern bildet ein fehlstellenerfassungsgemäßes, jedoch tatsächlich schadenfreies Aussortieren von Werkstücken/Bauteilen eine Beeinträchtigung der Effizient der Richtmaschine.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund besteht das Problem beim Biege-Richten nunmehr darin, den Biege-Richt-Vorgang reproduzierbar zu optimieren, insbesondere im Hinblick auf den Werkzeug-Verschleiß, d. h. im Hinblick auf eine Reduzierung verschleißbedingter Ausfallzeiten der Richtmaschine. Diese Aufgabe wird durch eine Richtmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Demnach umfasst die Richtmaschine eine Kalibrierungseinrichtung, wobei die Kalibrierungseinrichtung mit der Fehlstellenerfassungseinrichtung zumindest eine kalibrierende Fehlstellenmessung an zumindest einem Werkstück/Bauteil durchführt, während das Biege-Richt-Werkzeug so gesteuert/geregelt wird, dass das Werkstück/Bauteil mit einer Kalibrierungskraft beaufschlagt wird, insbesondere bis das Werkstück/Bauteil erkennbar strukturell versagt. Die Kalibrierungseinrichtung generiert basierend auf der zumindest einen kalibrierenden Fehlstellenmessung ein Kalibrierungsparameter umfassendes Kalibrierungs-Datenpaket. Das Kalibrierungs-Datenpaket wird, insbesondere von der Maschinensteuerung oder von der Kalibrierungseinrichtung, mit zumindest einem Vergleichs-Datenpaket, welches entweder auf vorangegangenen, insbesondere kalibrierenden, Fehlstellenmessungen oder auf einer hinterlegbaren Daten-Vergleichstabelle basiert, verglichen. Aufgrund einer mit einer Material-Veränderung bei zumindest einer Komponente der Biege-Richt-Einrichtung, insbesondere bei einem Biege-Richt-Werkzeug, korrelierenden Daten-Abweichung der Daten des Kalibrierungs-Datenpakets von den Daten des Vergleichs-Datenpakets ist, insbesondere mittels Maschinensteuerung oder Kalibrierungseinrichtung, ein Informations- und/oder Warn-Hinweis erzeugbar, der den Anwender der Richtmaschine informiert/warnt, dass sich die zumindest eine Komponente der Biege-Richt-Einrichtung, insbesondere das zumindest eine Biege-Richt-Werkzeug, strukturell verändert, insbesondere verschleißt.
Ein hierbei herbeigeführtes strukturelles Versagen des Werkstücks/Bauteils kann etwa ein Riss oder ein Bruch sein. Mit einer Fehlstellenmessung, insbesondere mit einer kontrollierten zerstörenden Messung, werden Daten generiert, aus denen Werkzeugeigenschaften hergeleitet werden können. Das Herleiten kann in der Kalibrierungseinrichtung erfolgen. Mit den Daten betreffend Werkzeugeigenschaften gelingt eine (Auto-)Kalibrierung der Werkzeuge der Richtmaschine.
Insbesondere die (das Werkstück) zerstörende Messung, d. h. eine (Neu-)Kalibrierung, erfolgt bevorzugt zum Start der Richtbearbeitung einer Produktionscharge, bei Bedarf auch öfter. Damit ist die Qualität des Biege-Richtens, etwa im Hinblick auf eine Reduzierung einer bearbeitungsbedingten Rissquote, bereits von Beginn an gesichert.
Die kalibrierende Fehlstellenerfassung erfordert einerseits einen (erweiterten) Datenaustausch zwischen der Maschinensteuerung und der Fehlstellenerfassungseinrichtung, ggf. auch mit einer oder mehreren Fertigungssteuerungen des Anlagenbetreibers. Im Ergebnis wird auch der Richtablauf durch die Werkzeug-Kalibrierung optimiert.
Das Biege-Richt-Werkzeug kann Ambosse, etwa zumindest ein Ambosspaar, und zumindest einen Stößel umfassen sowie Aktuatoren, Tastsensoren und evtl. eine Bewegungseinrichtung für das Werkstück/Bauteil. Eine mit der Fehlstellenerfassungseinrichtung erfassbare Fehlstelle kann ein Riss im Werkstück/Bauteil sein, ein Einschluss, eine Symmetrie-Abweichung im Festkörper oder ein Oberflächenfehler. Sofern von einem anderen Werkstück/Bauteil die Rede ist, betrifft dies bevorzugt ein anderes Stück des gleichen Typs, etwa aus einer Charge oder Fertigungsserie. Die bei der kalibrierenden Fehlstellenerfassung generierten Kalibrierungsparameter umfassen Werte für die Kraft, einen Kraftgradient, eine Position, eine mechanische Beanspruchungsdauer, eine Häufigkeit der Beanspruchung und/oder die Art der Beanspruchung (etwa langsam oder stoßartig).
Eine selbsttätige Parameteranpassung kann in vorab definierten Grenzen erfolgen, die etwa der Betreiber der Anlage vorgibt. Ungewöhnliche Mess- respektive Testergebnisse außerhalb der zugelassenen Grenzen können für entsprechende Fehlermeldungen oder gar für ein Stillsetzen der Anlage genutzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Richtmaschine kann vorgesehen sein, dass die Kalibrierungseinrichtung der Maschinensteuerung zugeordnet ist. Das Zuordnen der Kalibrierungseinrichtung zu der Maschinensteuerung kann dadurch erfolgen, dass die Kalibrierungseinrichtung (datentechnisch) an der Maschinensteuerung oder an einer oder mehreren Komponenten der Maschinensteuerung angeschlossen ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kalibrierungseinrichtung (integrierbarer oder integrierter) Bestandteil der Maschinensteuerung ist, etwa in Gestalt eines Moduls oder einer Steuerkarte oder eines Adapters. Die Kalibrierungseinrichtung kann zumindest einen Hardware-Bestandteil umfassen und/oder zumindest einen Software-Bestandteil. Es kann eine Nachrüstbarkeit der Kalibrierungseinrichtung vorgesehen sein, d. h. in bestehende Richtmaschinen kann die Kalibrierungseinrichtung durch Nachrüsten nachträglich eingebaut oder angeschlossen werden, dort insbesondere in oder an die Maschinensteuerung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Kalibrierungseinrichtung und/oder die Maschinensteuerung eine Datenschnittstelle umfasst/umfassen, mit der werkstückspezifische und/oder werkstücktypspezifische und/oder bauteilspezifische und/oder bauteiltypspezifische und/oder werkzeugspezifische und/oder werkzeugtypspezifische Daten respektive Fertigungsdaten, insbesondere umfassend Maschinen- und/oder Materialeigenschaften, gelesen werden können. Eine Datenverarbeitung der Maschinensteuerung kann ein Verarbeiten der Fertigungsdaten und der Kalibrierungsparameter vorsehen, wobei bei dem Verarbeiten Steuerungs-/Regelungsparameter für Biege-Richt-Vorgänge generiert werden. Mit der Datenschnittstelle gelingt der apparativ respektive verfahrensbedingt intensivere Datenaustausch zwischen der Richtmaschinensteuerung und der Fehlstellenerfassungseinrichtung, so dass Prozessgrößen wie etwa die aktuelle Amboss-/Stößel-Konfiguration, die Richtkraft, die Durchbiegung und auch Ergebnisse einer (zerstörenden) Messung jederzeit übermittelbar sind. Die werkstücktypspezifischen respektive bauteiltypspezifischen respektive werkzeugtypspezifischen Daten variieren je nach Werkzeugkonfiguration respektive je nach Werkstücktyp/Bauteiltyp, mitunter auch je nach Serie oder Charge. Typischerweise variieren die werkstück- respektive bauteilspezifischen Fertigungsdaten innerhalb der Charge, die typspezifischen Fertigungsdaten mit jedem Typ.
Die Fehlstellenerfassung, insbesondere dabei die Störgeräuschmuster aus dem Maschinenantrieb wie auch aus den (Mikro-)Bewegungen zwischen Werkstück und Richtamboss können mit dem (erfassten und entsprechend hinterlegten) Ursprungszustand datentechnisch verglichen werden. Bei größer werdenden Störpegeln kann die Anlage durch eine entsprechende Meldung zum Austausch von Richtwerkzeugen oder Antriebselementen auffordern (vorausschauende respektive proaktive Wartung, PdM, engl. predictive maintainance). Eine hierauf basierende kontinuierliche und vor allem nahezu selbsttätige Verschleißkontrolle ist insofern von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung, als ein fehlstellenerfassungsgemäßes, jedoch tatsächlich schadenfreies Aussortieren von Werkstücken/Bauteilen vermieden wird, wodurch erhebliche Kosten nicht nur beim Biege-Richten sondern auch bei der dem Biege-Richten vorausgegangenen Fertigung des Werkstücks/Bauteils eingespart werden können.
Bei einer produktionsdatenabhängigen Richtparametrierung sind Optimierungsmaßnahmen im Wesentlichen im Zusammenspiel der Richtmaschinensteuerung mit der Fehlstellenerfassungseinrichtung realisierbar. Liegen jedoch über eine Produktionsdaten-Schnittstelle detaillierte Informationen konkret für das aktuell zu richtende Bauteil und/oder Werkzeug vor, d. h. werkstückspezifische und/oder werkzeugspezifische Informationen/Daten, so kann die Parameteranpassung beim Biege-Richten noch verfeinert werden. Solche Datensätze liegen insbesondere dort vor, wo eine werkstückindividuelle Kennzeichnung und Datenhaltung in der Produktion vor allem von sicherheitsrelevanten Bauteilen Standard ist, etwa zwecks einer Rückverfolgung. Nützlich für die Optimierung der Richtprozesse und der Rissquote sind solche werkstückindividuellen Datensätze insbesondere dann, wenn die Bauteile nicht aus einer einzigen Fertigungslinie mit gleichmäßiger Qualität entstammen, sondern mehrere Linien parallel betrieben werden und die Bauteile im Mix zur Richtmaschine kommen und/oder sehr unterschiedliche Liegezeiten zwischen Wärmebehandlung und Richtvorgang aufweisen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Herkunft samt Zeitablauf bekannt ist und zur Aktivierung der hierfür optimierten Parameter nutzbar ist. So können die Ergebnisse der zerstörenden Prüfung und die Erfahrungen aus bereits gerichteten Bauteilen in der Richtmaschine wie auch in der Fehlstellenerfassungseinrichtung dem jeweils dafür optimierten Parametersatz zugeordnet werden. Das unterschiedliche Richtverhalten kann naturgemäß auch genutzt werden, um die Qualität der Vorfertigung zu verbessern, etwa durch Einschränkung der bei der Rissbildung wichtigen Parameter Einhärtetiefe und Härte.
Im Hinblick auf die Handhabung der Richtmaschine kann es zweckmäßig sein, wenn die Maschinensteuerung den Einrichter/Anwender, insbesondere nach einem Einrichten der Richtmaschine, auffordert, die Kalibrierungseinrichtung zu betätigen, insbesondere beim Wechsel eines Biege-Richt-Werkzeugs und/oder nach Ablauf einer definierbaren Standzeit/Maschinenzeit, in der kein Wechsel eines Biege-Richt-Werkzeugs stattgefunden hat. Dies ist insbesondere beim Wechsel von einem zu biege-richtenden Werkstück-/Bauteil-Typ zweckmäßig und angedacht. Ein anderer Bauteil-Typ liegt etwa dann vor, wenn eine Welle mit anderer Wellengeometrie gerichtet werden soll oder ein Bauteil mit anderen Abmessungen und/oder (Material-)Eigenschaften.
Bevorzugt dokumentiert die Richtmaschine kalibrierende Fehlstellenmessungen. Das Dokumentieren kann in einem geeigneten Dateiformat oder durch ein gedrucktes Dokument erfolgen.
Im Hinblick auf einen für das optimierte Biege-Richten erforderlichen Datentransfer kann eine Datentransfereinrichtung vorgehen sein. Der Datentransfer kann erfolgen zwischen einer oder mehreren der folgenden Richtmaschinenkomponenten: Maschinensteuerung, Biege-Richt-Einrichtung, Fehlstellenerfassungseinrichtung und Kalibrierungseinrichtung. Der Datentransfer kann mit einem oder mehreren Datenkabeln erfolgen, mit einem Bussystem oder kabellos mit bekannten Funk- oder Kommunikationsstandards.
Die Maschinensteuerung kann über eine Eingabeeinrichtung verfügen, mit der ein Einrichter oder Anwender Daten und/oder Parameter zum Biege-Richten, Fehlstellenmessen und/oder Kalibrieren vorgeben kann. Die Eingabeeinrichtung kann über eine Hardware verfügen und/oder über eine Software, etwa eine Applikation. Die Eingabeeinrichtung kann der Maschinensteuerung oder der Kalibriereinrichtung zu geordnet sein.
Eine besonders effiziente Optimierung des Biege-Richt-Prozesses wird dann erreicht, wenn die kalibrierende Fehlstellenmessung unter Berücksichtigung von Fehlstellenquoten-Daten erfolgt. Fehlstellenquoten-Daten umfassen Informationen darüber, inwieweit Biege-Richt-Vorgänge bei einer Werkzeugkonfiguration und/oder bei zuvor bearbeiteten Werkstücken/Bauteilen und/oder Biege-Richt-Vorgänge an zuvor ermittelten Biege-Richt-Positionen bei einer Werkzeugkonfiguration respektive bei einem Werkstück/Bauteil und/oder Biege-Richt-Vorgänge an Positionen, die zu Biege-Richt-Positionen bei vorherigen Biege-Richt-Vorgängen benachbart sind, zur Fehlstellenbildung geführt haben, jeweils in Relation zur Anzahl entsprechender Biege-Richt-Vorgänge ohne Fehlstellenbildung.
Zumindest ein Teil der Fehlstellenquoten-Daten kann dabei von der Maschinensteuerung und/oder von der Fehlstellenerfassungseinrichtung und/oder von der Biege-Richt-Einrichtung generiert werden, etwa beim Biege-Richten des gleichen Werkstück-/Bauteil-Typs. Zumindest ein Teil der Fehlstellenquoten-Daten kann der Maschinensteuerung über eine Datenschnittstelle zur Verfügung gestellt werden.
Im Hinblick auf das Handling der Daten ist es zweckmäßig, wenn die Richtmaschine, insbesondere die Maschinensteuerung, eine Prozessoreinrichtung zum Verarbeiten von Daten umfasst, und/oder dass die Richtmaschine, insbesondere die Maschinensteuerung, einen Datenspeicher zum Speichern von Daten umfasst.
Eine Optimierung eines Biege-Richt-Vorgangs, insbesondere im Hinblick auf den Werkzeug-Verschleiß, d. h. im Hinblick auf eine Reduzierung verschleißbedingter Ausfallzeiten der Richtmaschine, wird durch eine, insbesondere nachrüstbare, Kalibrierungseinrichtung nach Anspruch 12 erzielt. Die Kalibrierungseinrichtung steuert/regelt zumindest eine kalibrierende Fehlstellenmessung an einem in der Richtmaschine angeordneten Werkstück/Bauteil, indem das Werkstück/Bauteil mit einer Kalibrierungskraft beaufschlagt wird, insbesondere bis das Werkstück/Bauteil erkennbar strukturell versagt. Die Kalibrierungseinrichtung generiert basierend auf der zumindest einen kalibrierenden Fehlstellenmessung ein Kalibrierungsparameter umfassendes Kalibrierungs-Datenpaket. Das Kalibrierungs-Datenpaket wird von der Kalibrierungseinrichtung mit zumindest einem Vergleichs-Datenpaket, welches entweder auf vorangegangenen, insbesondere kalibrierenden, Fehlstellenmessungen oder auf einer hinterlegbaren Daten-Vergleichstabelle basiert, verglichen. Aufgrund einer mit einer Material-Veränderung bei zumindest einer Komponente der Biege-Richt-Einrichtung, insbesondere bei einem Biege-Richt-Werkzeug, korrelierenden Daten-Abweichung der Daten des Kalibrierungs-Datenpakets von den Daten des Vergleichs-Datenpakets ist, insbesondere mittels Kalibrierungseinrichtung, ein Informations- und/oder Warn-Hinweis erzeugbar, der den Anwender der Richtmaschine informiert/warnt, dass sich die zumindest eine Komponente der Biege-Richt-Einrichtung, insbesondere das zumindest eine Biege-Richt-Werkzeug, strukturell verändert, insbesondere verschleißt.
Die Kalibrierungseinrichtung kann Hardware umfassen und/oder Software und sie kann in eine bereits eingerichtete und in Betrieb befindliche Richtmaschine oder Richtanlage nachträglich integriert werden respektive daran angeschlossen werden. Die Kalibrierungseinrichtung kann die Fehlstellenerfassungseinrichtung umfassen oder an eine bestehende Fehlstellenerfassungseinrichtung angeschlossen werden. Die Kalibrierungseinrichtung kann an einer Maschinensteuerung angeschlossen werden oder in eine Maschinensteuerung integriert werden. Die Kalibrierungseinrichtung kann als Erweiterungsmodul für eine Richtmaschinenkomponente gebildet sein. Alternativ oder kumulativ kann die Kalibrierungseinrichtung eine Software umfassen, welche in einem Datenspeicher oder Prozessor einer Maschinensteuerung ablegbar und ausführbar ist.
Eine Optimierung eines Biege-Richt-Vorgangs, insbesondere im Hinblick auf den Werkzeug-Verschleiß, d. h. im Hinblick auf eine Reduzierung verschleißbedingter Ausfallzeiten der Richtmaschine, wird ferner durch ein Verfahren nach Anspruch 13 erzielt. Eine kalibrierende Fehlstellenmessung wird an einem Werkstück/Bauteil durchführt, wobei das Werkstück/Bauteil mit der Biege-Richt-Einrichtung mit einer Kalibrierungskraft biegend beaufschlagt wird, insbesondere bis das Werkstück/Bauteil erkennbar strukturell versagt. Basierend auf der kalibrierenden Fehlstellenmessung wird ein Kalibrierungsparameter umfassendes Kalibrierungs-Datenpaket generiert. Das Kalibrierungs-Datenpaket wird datentechnisch an die Maschinensteuerung weitergegeben. Das Kalibrierungs-Datenpaket wird, insbesondere von der Maschinensteuerung oder von der Kalibrierungseinrichtung, mit zumindest einem Vergleichs-Datenpaket, welches entweder auf vorangegangenen, insbesondere kalibrierenden, Fehlstellenmessungen oder auf einer hinterlegbaren Daten-Vergleichstabelle basiert, verglichen. Aufgrund einer mit einer Material-Veränderung bei zumindest einer Komponente der Biege-Richt-Einrichtung, insbesondere bei zumindest einem Biege-Richt-Werkzeugs, korrelierende Daten-Abweichung der Daten des Kalibrierungs-Datenpakets von den Daten des Vergleichs-Datenpakets wird, insbesondere mittels Maschinensteuerung oder Kalibrierungseinrichtung, ein Informations- und/oder Warn-Hinweis erzeugt, der den Anwender der Richtmaschine informiert/warnt, dass sich die zumindest eine Komponente der Biege-Richt-Einrichtung, insbesondere das zumindest eine Biege-Richt-Werkzeug, strukturell verändert, insbesondere verschleißt.
Es kann vorgesehen sein, dass, etwa zu Beginn jeder neuen Fertigungscharge, erforderlichenfalls auch häufiger, die aktuelle Prozessqualität durch eine zerstörende Prozedur in der Richtmaschine ermittelt wird. Ein Bauteil wird dazu in der Richtanlage so weit durchgebogen, bis ein Riss respektive Bruch entsteht. Eine geeignete, insbesondere maschineninterne, Verarbeitung respektive Auswertung des Kalibrierungs-Datenpaktes gestattet, auch die Einstellparameter der Richtmaschine anzupassen und beispielsweise von einer eher taktzeitoptimierten Version mit „aggressiven“ Hubzustellungen auf eine eher werkstückschonende Variante mit geringer Steigerung der Hubtiefe zu wechseln.
Werkzeugspezifische, werkzeugtypspezifische, werkstückspezifische und/oder werkstücktypspezifische und/oder bauteilspezifische und/oder bauteiltypspezifische Daten, insbesondere umfassend Materialeigenschaften, können, vorzugsweise mittels einer der Maschinensteuerung zugeordneten Datenschnittstelle, bei der kalibrierenden Fehlstellenmessung und/oder beim Biege-Richten gelesen und bei der kalibrierenden Fehlstellenerfassung und/oder beim Biege-Richten insofern berücksichtigt werden, als die Einstellungen der kalibrierenden Fehlstellenerfassung und/oder der Biege-Richt-Einrichtung in Abhängigkeit der Daten erfolgt.
Der Einrichter/Anwender kann, insbesondere bei einem Wechsel von einem zu biege-richtenden Werkstück/Bauteil-Typ, aufgefordert werden, eine kalibrierende Fehstellenerfassung durchzuführen. Kalibrierende Fehlstellenmessungen werden zweckmäßiger Weise, insbesondere von der Maschinesteuerung, dokumentiert. Bevorzugt gibt der Einrichter/Anwender Daten und/oder Parameter zum Biege-Richten, Fehlstellenmessen und/oder Kalibrieren vor. Es ist von Vorteil, wenn bei der kalibrierenden Fehlstellenmessung Fehlstellenquoten-Daten berücksichtigt werden. Zumindest ein Teil der Fehlstellenquoten-Daten können beim Steuern/Regeln des Biege-Richt-Vorgangs und/oder bei der kalibrierenden Fehlstellenerfassung generiert werden. Ein Teil der Fehlstellenquoten-Daten können über eine Datenschnittstelle zur Verfügung gestellt werden. Es kann eine Datenverarbeitung vorgesehen sein, insbesondere mit einem Prozessor und/oder einem Datenspeicher.
Gemäß einer vorteilhaften Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine kalibrierenden Fehlstellenmessung an einem ersten Muster-Werkstück/Bauteil-Abschnitt und anschließend an einem zweiten Muster-Werkstück/Bauteil-Abschnitt durchgeführt wird, und/oder dass eine kalibrierende Fehlstellenmessung an einem ersten Werkstück/Bauteil und anschließend an einem zweiten Werkstück/Bauteil durchgeführt wird. Weitere Abschnitte oder Muster können vorgesehen sein, es wird gemäß einer Kalibrierungsprozedur vorgegangen. Aus einer zusammenschauenden Verarbeitung der Daten jeder kalibrierenden Fehlstellenmessung ergeben sich, insbesondere werkzeugspezifische, Grenzwerte der Biege-Richt-Bearbeitung.
Das Durchbiegen kann durch Rotieren der Welle in verschiedenen Winkellagen wiederholt werden, auch ein Wechsel des Richthammers an andere Richtstellen ist möglich. So kann chargenaktuell mit dem Muster- respektive Kalibrier-Werkstück/Bauteil eine Anzahl von Fehlstellen, nämlich Rissen, erzeugt und dazu genutzt werden, Veränderungen der Risssignale in eine optimierte, darauf angepasste Einstellung des Risserfassungsgeräts einfließen zu lassen.
Eine Optimierung eines Biege-Richt-Vorgangs, insbesondere im Hinblick auf den Werkzeug-Verschleiß, d. h. im Hinblick auf eine Reduzierung verschleißbedingter Ausfallzeiten der Richtmaschine, wird ferner durch eine Verwendung einer Fehlstellenerfassungseinrichtung nach Anspruch 23 erzielt. Dabei werden während einer als kalibrierende Fehlstellenmessung durchgeführten, insbesondere ein Werkstück und/oder Bauteil zerstörenden, Biegebeanspruchung sich bildende Fehlstellen oder eine Veränderung bereits vorhandener Fehlstellen erfasst, und zwar bevorzugt mit einer hierin beschriebenen Richtmaschine, und/oder bevorzugt mit einer hierin beschriebenen Kalibrierungseinrichtung, und/oder bevorzugt mit einem hierin beschriebenen Verfahren zum Biege-Richten.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - Biege-Richt-Maßnahmen (schematisch) dargestellt sind. Auch einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden.
Figurenliste
In der Zeichnung zeigen

1A-D schematische Ansichten eines Werkstücks mit verschiedenen Hammer- und Ambosspositionen mit einem entsprechenden Kennliniendiagramm,
2A-C schematischer Verlauf unterschiedlicher Biegespannungen bei gegebener Hammer-/Ambossposition und
3A/B vereinfachte Schemata von Varianten einer Richtmaschine.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In den 1A bis 1D ist schematisch dargestellt, wie in einer Richtmaschine 1 durch die Variation der Längspositionen 2 von Richtambossen 5 und Hämmern 6 der Ort der größten erzeugten Biegespannung 3 und damit der Ort der plastischen Verformung 4 beeinflusst werden kann. Der obere Bereich der 1 A bis 1D zeigt ein als Welle 7 mit mehreren Wellenabschnitten 8 gebildetes Werkstück 9, welches mittels einer Richteinrichtung 10 durch Biegen gerichtet werden soll. Die Richteinrichtung 10 umfasst zwei Ambosse 5 und einen Hammer 6. Der Hammer 6 drückt in vertikaler Richtung (abwärts) auf das Werkstück 9, was zu einer Biegebeanspruchung führt und letztlich zu einer Verformung. Idealerweise kompensiert die Verformung den Geradheitsfehler des Werkstücks 9. In den unteren Bereichen der 1A bis 1D sind graphisch das normierte Maß der Verformung (punktierte Kurve 4) und die Biegebeanspruchung (3) in Abhängigkeit der Position auf der Welle (horizontale Achse, 2) ohne physikalische Einheiten und insofern schematisch dargestellt. Ein Vergleich der 1 A bis 1D offenbart, dass die das Maß für die Biegebeanspruchung (3) und das Maß für die Verformung (4) abhängig sind von der Amboss-/Hammer-Position (2). Sie sind außerdem abhängig von der Form/Geometrie des Werkstücks 9, welche gemäß der 1A bis 1D zwecks besserer Vergleichbarkeit konstant ist.
Ein Vergleich der Diagramminformationen der 1A bis 1D zeigt, dass es möglich ist möglich, gezielt möglichst weiträumig zu richten (1A), nur den mittleren (1B), den linken (1C) oder auch den rechten (1D) Bereich zu verformen. Damit kann die Richtmaschine 1 auf unterschiedliche Krümmungsbilder angemessen reagieren und gezielt Teilbereiche beeinflussen.
Die Krümmungs-Messwerte werden bei jedem Hub erfasst. Hierbei erfolgt eine (kontinuierliche) Fehlstellenerfassung mittels einer Fehlstellenerfassungseinrichtung 17. Mittels einer Kalibriereinrichtung 18 wird das Biege-Richt-Verfahren kalibriert, wobei das Kalibrieren eine zerstörende Biege-Bearbeitung eines Muster-Werkstücks vorsieht. Aus den Ergebnissen der Kalibrierung, aber auch aus jedem einzelnen Rissereignis, lässt sich ableiten, wie groß das Maß der plastischen Verformung bis zum Versagen ist. Üblicherweise ist die plastische Verformbarkeit nicht an allen Richtstellen (MS1, MS2, MS3, ..., siehe 2A) konstant. Querschnittssprünge mit unzureichender Ausrundung, aber auch Innenbohrungen führen zu erhöhter Rissanfälligkeit. Zudem führen die hierin beschriebenen Schwankungen in der laufenden Produktion auch zu unterschiedlichen schadensfrei erreichbaren Verformungen. Mit Kenntnis der aktuell rissfrei realisierten plastischen Verformungen an den einzelnen Richtstellen kann die Richtmaschine 1 erkennen, ob eine vorhandene Krümmung an einer bestimmten Richtstelle voraussichtlich rissfrei zu richten ist. Sollte das Auftreten eines Risses sehr wahrscheinlich sein, so können gezielt an sich bekannte rissvermeidende Maßnahmen aktiviert werden (z. B. Verdrehen oder Versetzen des Stößels (6) von Hub zu Hub, geringe Zustellung, Verändern der Ambossposition, etc.). Eine unnötige Aktivierung dieser meist taktzeitintensiven Maßnahmen wird aufgrund der Kalibrierung vermieden.
Einer Zusammenschau der 2A bis 2C kann die Variation der Gestalt der Verformung eines Werkstücks/Bauteils 9 entnommen werden. Dargestellt ist das Werkstück 9 in schematischer seitlicher Ansicht, an den Stirnseiten 11 in der Richtmaschine 1 etwa mit einem Dorn 12 drehbar fixiert. Ein Richten erfolgt beispielsweise an den Messstellen MS1, MS2 und MS3. Bei einer starken Biegebeanspruchung wird eine Verformung über die Toleranzgrenze 13 hinaus erzielt. Aus den Richtvorgängen bereits bearbeiteter Bauteile 9 hat die Maschine 1 zudem Erkenntnis darüber gewonnen, inwieweit Richtvorgänge an benachbarten Stellen auch Auswirkungen auf die aktuelle Richtposition haben (Mitrichteffekt, siehe 2A).
Üblicherweise würde eine gleichmäßig verformte Welle 7 an allen drei Messstellen MS1 bis MS3 gerichtet (2A), das Ergebnis wäre eine toleranzhaltige Welle 7. Ihre bogenförmige Verformung ist deutlich reduziert, aber weiterhin gleichförmig (2B). Die beiden äußeren Richtstellen MS1 und MS3 sind bei Getriebewellen häufig als dünnere Zapfen ausgeführt und besonders rissanfällig, wohingegen der Mittelbereich an MS2 besser verformbar ist. Dies würde aus den Werten der zerstörten Muster-Werkstücke wie auch aus der laufenden Produktion von der Richtanlage 1 erkannt und beispielsweise strategisch berücksichtigt, indem an der Messstelle MS2 stärker als eigentlich erforderlich durchgebogen wird und die beiden benachbarten Stellen MS1 und MS3 mit in die Toleranz „hineingezogen“ werden, ohne das dort gerichtet worden ist. Dass damit ein wellig verformtes Bauteil 9 erzeugt wird (2C), ist im Regelfall akzeptabel, da weiterhin alle Messwerte in der zulässigen Toleranz liegen. Mit der rissquoten-optimierten Richtstrategie wird durch gezielte Auswertung aktueller Messwerte die Rissquote gesenkt, ohne die Taktzeit nennenswert zu verlängern.
Mit der Fehlstellenerfassung gelingt außerdem eine Erfassung von Messwertänderungen, die auf Materialveränderungen innerhalb der Komponenten (5, 6) der Biege-Richt-Einrichtung 10 schließen lassen. Die dabei vorwiegend „überwachten“ Komponenten sind beispielsweise die Ambosse 5 und/oder der oder die Hämmer 6. Es können aber auch Antriebskomponenten der Biege-Richt-Einrichtung 10 auf Materialveränderungen überprüft werden, etwa Aktuatoren, Antriebe, Werkstückhalter (12), etc.. Das Erfassen von Materialveränderungen erfolgt über die Fehlstellenerfassungseinrichtung 18. Diese umfasst beispielsweise einen akustischen Sensor, der Schallsignale erfasst. Die Schallsignale können von einem Schallgeber oder -sender stammen. Der Sensor kann an dem Werkstück/Bauteil 9 angeordnet sein oder an einer Komponente der Biege-Richt-Einrichtung 10. Die Schallsignalanalyse gestattet eine Zuordnung der Herkunft der Schallsignale. So kann identifiziert werden, ob ein Schallsignal bei einer Fehlstellenerfassung dem Werkstück/Bauteil 9 zuzuordnen ist oder einer Maschinenkomponente. Indem die werkstück-/bauteilrelevanten Schallsignale herausgefiltert werden, gelingt eine ausschließlich maschinenrelevante Schallsignalanalyse. Durch einen Abgleich von messtechnisch erfassten Istwerten mit hinterlegten Sollwerten gelingt das Identifizieren von solchen Fehlstellenerfassungssignalen, welche einer Materialveränderung einer Maschinenkomponente (Biege-Richt-Einrichtungs-Komponente, Werkzeug 5, 6) zuzuordnen sind. Ein Datenabgleich dieser maschinenrelevanten Fehlstellenerfassungssignale führt zu der Information, ob eine Maschinenkomponente verschlissen ist und im Zuge der Maschinenwartung zu tauschen wäre. Indem die Maschinenwartung durch die maschinenrelevante Fehlstellenerfassung effizienter zu warten ist, wird auch das Biege-Richten letztlich effizienter und insofern optimiert, als Maschinenausfallzeiten aufgrund defekter Maschinenkomponenten erheblich reduziert werden. Beispielsweise kann bei einem Werkstücktypwechsel oder Bauteiltypwechsel, bei dem die Maschine 1 ohnehin eingerichtet werden muss, gleichzeitig ein Werkzeug 5, 6 getauscht werden, welches aufgrund der maschinenrelevanten Fehlstellerfassung als verschlissen identifiziert wurde.
Eine rissquoten-optimierte Richtmaschine ist in dem Schema gemäß 3A stark vereinfacht dargestellt. Die Richtmaschine 1 umfasst eine Richteinrichtung 10 mit zumindest einer Amboss-Hammer-Anordnung (5, 6). Die Amboss-Hammer-Anordnung (5, 6) der Richteinrichtung 10 sowie ein etwaiger Werkstück-Manipulator werden von der Maschinensteuerung 14 gesteuert/geregelt.
Bei dem Steuern/Regeln der Richteinrichtung 10 durch die Maschinensteuerung 14 sind die Richteinrichtung 10 und die Maschinensteuerung 14 datentechnisch miteinander über eine Datenleitung 15 miteinander verbunden sind. An der Maschinensteuerung 14 kann eine Datenschnittstelle 16 und eine Eingabeeinrichtung 20 vorgesehen sein, über die externe Daten, etwa werkstückspezifische und/oder bauteilspezifische und/oder werkstücktypspezifische und/oder bauteiltypspezifische Daten an die Maschinensteuerung 14 und/oder an andere Maschinenkomponenten übertragbar sind.
Die in 3A schematisch dargestellte Richtmaschine 1 umfasst ferner eine Fehlstellenerfassungseinrichtung 17, welche datentechnisch zumindest mit der Maschinensteuerung 14 verbunden ist. Mit der Fehlstellenerfassungseinrichtung 17 gelingt im regulären Biege-Richt-Betrieb der Richtmaschine 1 eine Erfassung solcher Werkstücke/Bauteile 9, welche entweder vor dem Biege-Richt-Vorgang eine Fehlstelle, d. h. etwa einen Riss oder Ähnliches, aufweisen, oder in welchen sich während des Biege-Richt-Vorgangs eine Fehlstelle (Riss) bildet. Werkstücke/Bauteile 9 mit Fehlstellen, welche in der Fehlstellenerfassungseinrichtung 17 identifiziert werden, werden vor oder nach der Bearbeitung aussortiert, da sie den Qualitätsvorgaben nicht entsprechen.
Mit Hilfe einer Kalibrierungseinrichtung 18, welche gemäß 3A datentechnisch zumindest mit der Maschinensteuerung 14 und/oder mit anderen Komponenten der Richtmaschine 1 verbunden ist, gelingt ein Kalibriervorgang innerhalb der Richtmaschine 1, wobei das Kalibrieren einen Rahmen von geometrischen und/oder physikalischen Parametern ergibt, innerhalb dessen im Anschluss an das Kalibrieren Biege-Richt-Vorgänge stattfinden können. Das Kalibrieren erfolgt durch eine zerstörende Bearbeitung eines Muster-Werkstücks/Bauteils. Das Muster-Werkstück/Bauteil wird in der Richtmaschine 1 mittels Richteinrichtung 10 mit Kräften solange beaufschlagt, bis es strukturell versagt, d. h. bis es bricht oder reißt.
Dies geschieht, während die Fehlstellenerfassungseinrichtung 17 eine Fehlstellenbildung erfasst und die dabei gewonnen Daten sammelt. Eine Verarbeitung respektive Auswertung der erfassten und gesammelten Daten der Fehlstellenerfassungseinrichtung 17 wird, insbesondere von der Kalibrierungseinrichtung 18, dazu verwertet, Parameter für Biege-Richt-Vorgänge anderer Werkstücke/Bauteile 9, insbesondere gleichen Typs oder der gleichen Charge, so zu bearbeiten (biege-richten), dass dabei keine (kritischen) Fehlstellen entstehen. Die Kalibrierung mittels zerstörender Messung an einem Muster-Werkstück/Bauteil liefert demnach Daten, anhand derer festlegbar ist, an welcher Stelle des Werkstücks/Bauteils 9 mit welcher Kraft respektive auf welche Weise (schnell, langsam, ...) zwecks Biege-Richten gebogen werden darf.
Die Richtanlage 1 gemäß 3A umfasst ferner eine Datentransfereinrichtung 19 zum Transferieren von Daten innerhalb der Richtmaschine 1 und/oder zum Transferieren externer Daten in die Richtmaschine 1, insbesondere in die Maschinensteuerung 14, hinein. Die Daten können umfassen Werte für Biege-Kräfte, BiegeKraft-Gradienten, Positionen von Hammer 6 und/oder Amboss 5, Geometrie des Werkstücks/Bauteils 9, Material des Werkstücks/Bauteils 9, Charge des Werkstücks/Bauteils 9, Herstellungsparameter des Werkstücks/Bauteils 9, vorhergehende Kalibrierungsdaten, Maschinensteuerungsbefehle, Steuerungs-/Regelungs-Daten von Richteinrichtung 10 und/oder Fehlstellenerfassungseinrichtung 17 und/oder Kalibrierungseinrichtung 18, etc..
Gemäß der in 3B ist die Kalibrierungseinrichtung 18 der 14 zugeordnet. Das ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Kalibrierungseinrichtung 18 (Steuer-) Algorithmen umfasst und ohne eigene Hardwarekomponenten auskommt. Die (Steuer-)Algorithmen können so konzipiert sein, dass Sensorik und Aktorik der Richteinrichtung 10 genutzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Richtmaschine
2: Längsposition
3: Biegespannung (Verlauf)
4: (plastische) Verformung (Verlauf)
5: Amboss
6: Hammer
7: Welle
8: Wellenabschnitt
9: Werkstück
10: Richteinrichtung
11: Stirnseite
12: Dorn
13: Toleranzgrenze
14: Maschinensteuerung
15: Datenleitung
16: Datenschnittstelle
17: Fehlstellenerfassungseinrichtung
18: Kalibrierungseinrichtung
19: Datentransfereinrichtung
20: Eingabeeinrichtung
MS1: Messstelle
MS2: Messstelle
MS3: Messstelle

Claims

Richtmaschine (1) zum Biege-Richten von, insbesondere metallischen, Werkstücken (9) und/oder Bauteilen (9), umfassend eine Biege-Richt-Einrichtung (10) mit zumindest einem Biege-Richt-Werkzeug (5, 6), eine Maschinensteuerung (14) zum Steuern/Regeln der Richtmaschine (1) und/oder Richtmaschinenkomponenten (5, 6, 10, 16, 17, 18, 19, 20) und eine Fehlstellenerfassungseinrichtung (17) zum Erfassen von im Werkstück/Bauteil (9) vor dem Biege-Richten vorhandenen oder beim Biege-Richten entstehenden Material-Fehlstellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtmaschine (1) eine Kalibrierungseinrichtung (18) umfasst, wobei die Kalibrierungseinrichtung (18) mit der Fehlstellenerfassungseinrichtung (17) zumindest eine kalibrierende Fehlstellenmessung an zumindest einem Werkstück/Bauteil (9) durchführt, während das Biege-Richt-Werkzeug (5, 6) so gesteuert/geregelt wird, dass das Werkstück/Bauteil (9) mit einer Kalibrierungskraft beaufschlagt wird, insbesondere bis das Werkstück/Bauteil (9) erkennbar strukturell versagt, dass die Kalibrierungseinrichtung (18) basierend auf der zumindest einen kalibrierenden Fehlstellenmessung ein Kalibrierungsparameter umfassendes Kalibrierungs-Datenpaket generiert, dass das Kalibrierungs-Datenpaket, insbesondere von der Maschinensteuerung (14) oder von der Kalibrierungseinrichtung (18), mit zumindest einem Vergleichs-Datenpaket, welches entweder auf vorangegangenen, insbesondere kalibrierenden, Fehlstellenmessungen oder auf einer hinterlegbaren Daten-Vergleichstabelle basiert, verglichen wird, und dass aufgrund einer mit einer Material-Veränderung bei zumindest einer Komponente der Biege-Richt-Einrichtung (10), insbesondere einem Biege-Richt-Werkzeug (5, 6), korrelierenden Daten-Abweichung der Daten des Kalibrierungs-Datenpakets von den Daten des Vergleichs-Datenpakets, insbesondere mittels Maschinensteuerung (14) oder Kalibrierungseinrichtung (18), ein Informations- und/oder Warn-Hinweis erzeugbar ist, der den Anwender der Richtmaschine (1) informiert/warnt, dass sich die zumindest eine Komponente der Biege-Richt-Einrichtung (10), insbesondere das zumindest eine Biege-Richt-Werkzeug (5, 6), strukturell verändert, insbesondere verschleißt.
Richtmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinrichtung (18) der Maschinensteuerung (14) zugeordnet ist.
Richtmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinrichtung (18) und/oder die Maschinensteuerung (14) eine Datenschnittstelle (16) umfasst/umfassen, mit der werkstückspezifische und/oder werkstücktypspezifische und/oder bauteilspezifische und/oder bauteiltypspezifische und/oder werkzeugspezifische und/oder werkzeugtypspezifische Fertigungsdaten, insbesondere umfassend Materialeigenschaften, gelesen werden können, und dass eine Datenverarbeitung der Maschinensteuerung (14) ein Verarbeiten der Fertigungsdaten und der Kalibrierungsparameter vorsieht, wobei bei dem Verarbeiten Steuerungs-/ Regelungsparameter für Biege-Richt-Vorgänge generiert werden.
Richtmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (14) den Einrichter/Anwender auffordert, die Kalibrierungseinrichtung (18) zu betätigen, insbesondere beim Wechsel eines Biege-Richt-Werkzeugs und/oder nach Ablauf einer definierbaren Standzeit/Maschinenzeit, in der kein Wechsel eines Biege-Richt-Werkzeugs stattgefunden hat.
Richtmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtmaschine (1) kalibrierende Fehlstellenmessungen dokumentiert.
Richtmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Datentransfereinrichtung (19) vorgehen ist zum Datentransfer zwischen einer oder mehreren der folgenden Richtmaschinenkomponenten: Maschinensteuerung (14), Biege-Richt-Einrichtung (10), Fehlstellenerfassungseinrichtung (17) und Kalibrierungseinrichtung (18).
Richtmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (14) über eine Eingabeeinrichtung (20) verfügt, mit der Einrichter/Anwender Daten und/oder Parameter zum Biege-Richten, Fehlstellenmessen und/oder Kalibrieren vorgeben kann.
Richtmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kalibrierende Fehlstellenmessung unter Berücksichtigung von Fehlstellenquoten-Daten erfolgt, wobei Fehlstellenquoten-Daten Fehlstelleninformationen von gerichteten Werkstücken/Bauteilen (9) umfassen.
Richtmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Fehlstellenquoten-Daten von der Maschinensteuerung (14) und/oder von der Fehlstellenerfassungseinrichtung (17) und/oder von der Biege-Richt-Einrichtung (10) generiert werden.
Richtmaschine (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Fehlstellenquoten-Daten der Maschinensteuerung (14) über eine Datenschnittstelle (16) zur Verfügung gestellt werden.
Richtmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtmaschine (1), insbesondere die Maschinensteuerung (14), eine Prozessoreinrichtung zum Verarbeiten von Daten umfasst, und/oder dass die Richtmaschine (1), insbesondere die Maschinensteuerung (14), einen Datenspeicher zum Speichern von Daten umfasst.
Kalibrierungseinrichtung (18) zum Kalibrieren einer Richtmaschine (1), insbesondere einer Richtmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Kalibrierungseinrichtung (18) mit einer an der Richtmaschine (1) anordbaren Fehlstellenerfassungseinrichtung (17) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungseinrichtung (18) zumindest eine kalibrierende Fehlstellenmessung an einem in der Richtmaschine (1) angeordneten Werkstück/Bauteil steuert/reget, indem das Werkstück/Bauteil (9) mit einer Kalibrierungskraft beaufschlagt wird, insbesondere bis das Werkstück/Bauteil (9) erkennbar strukturell versagt, und dass die Kalibrierungseinrichtung (18) basierend auf der zumindest einen kalibrierenden Fehlstellenmessung ein Kalibrierungsparameter umfassendes Kalibrierungs-Datenpaket generiert, dass das Kalibrierungs-Datenpaket von der Kalibrierungseinrichtung (18) mit zumindest einem Vergleichs-Datenpaket, welches entweder auf vorangegangenen, insbesondere kalibrierenden, Fehlstellenmessungen oder auf einer hinterlegbaren Daten-Vergleichstabelle basiert, verglichen wird, und dass aufgrund einer mit einer Material-Veränderung bei zumindest einer Komponente der Biege-Richt-Einrichtung (10), insbesondere bei einem Biege-Richt-Werkzeug (5, 6), korrelierenden Daten-Abweichung der Daten des Kalibrierungs-Datenpakets von den Daten des Vergleichs-Datenpakets, insbesondere mittels Kalibrierungseinrichtung (18), ein Informations- und/oder Warn-Hinweis erzeugbar ist, der den Anwender der Richtmaschine (1) informiert/warnt, dass sich die zumindest eine Komponente der Biege-Richt-Einrichtung (10), insbesondere das zumindest eine Biege-Richt-Werkzeug (5, 6), strukturell verändert, insbesondere verschleißt.
Verfahren zum Biege-Richten von, insbesondere metallischen, Werkstücken und/oder Bauteilen mittels einer eine Biege-Richt-Einrichtung umfassenden Richtmaschine, insbesondere mittels einer Richtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Biege-Richt-Einrichtung geeignet ist, das Werkstück/Bauteil mit zumindest Biege-Richt-Werkzeug zu richten, wobei das Biege-Richten von einer Maschinensteuerung gesteuert/geregelt wird, wobei vor dem Biege-Richten vorhandene oder während des Biege-Richtens entstandene Material-Fehlstellen im Werkstück/Bauteil mittels einer Fehlstellenerfassungseinrichtung erfassbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine kalibrierende Fehlstellenmessung an einem Werkstück/Bauteil durchgeführt wird, wobei das Werkstück/Bauteil mit der Biege-Richt-Einrichtung mit einer Kalibrierungskraft biegend beaufschlagt wird, insbesondere bis das Werkstück/Bauteil erkennbar strukturell versagt, und dass basierend auf der kalibrierenden Fehlstellenmessung ein Kalibrierungsparameter umfassendes Kalibrierungs-Datenpaket generiert wird und das Kalibrierungs-Datenpaket datentechnisch an die Maschinensteuerung weitergegeben wird, dass das Kalibrierungs-Datenpaket, insbesondere von der Maschinensteuerung oder von der Kalibrierungseinrichtung, mit zumindest einem Vergleichs-Datenpaket, welches entweder auf vorangegangenen, insbesondere kalibrierenden, Fehlstellenmessungen oder auf einer hinterlegbaren Daten-Vergleichstabelle basiert, verglichen wird, und dass aufgrund einer mit einer Material-Veränderung bei zumindest einer Komponente der Biege-Richt-Einrichtung, insbesondere bei zumindest einem Biege-Richt-Werkzeugs, korrelierenden Daten-Abweichung der Daten des Kalibrierungs-Datenpakets von den Daten des Vergleichs-Datenpakets, insbesondere mittels Maschinensteuerung oder Kalibrierungseinrichtung, ein Informations- und/oder Warn-Hinweis erzeugt wird, der den Anwender der Richtmaschine informiert/warnt, dass sich die zumindest eine Komponente der Biege-Richt-Einrichtung, insbesondere das zumindest eine Biege-Richt-Werkzeug, strukturell verändert, insbesondere verschleißt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass werkstückspezifische und/oder werkstücktypspezifische und/oder bauteilspezifische und/oder bauteiltypspezifische und/oder werkzeugspezifische und/oder werkzeugtypspezifische Fertigungsdaten, insbesondere umfassend Materialeigenschaften, vorzugsweise mittels einer der Maschinensteuerung zugeordneten Datenschnittstelle, bei der kalibrierenden Fehlstellenmessung und/oder beim Biege-Richten gelesen und bei der kalibrierenden Fehlstellenerfassung und/oder beim Biege-Richten insofern berücksichtigt werden, als die Einstellungen der kalibrierenden Fehlstellenerfassung und/oder der Biege-Richt-Einrichtung in Abhängigkeit der Fertigungsdaten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrichter/Anwender, insbesondere bei einem Wechsel von einem zu biege-richtenden Werkstück/Bauteil-Typ, aufgefordert wird, eine kalibrierende Fehstellenerfassung durchzuführen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass kalibrierende Fehlstellenmessungen, insbesondere von der Maschinesteuerung, dokumentiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrichter/Anwender Daten und/oder Parameter zum Biege-Richten, Fehlstellenmessen und/oder Kalibrieren vorgibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei der kalibrierenden Fehlstellenmessung Fehlstellenquoten-Daten berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Fehlstellenquoten-Daten beim Steuern/Regeln des Biege-Richt-Vorgangs und/oder bei der kalibrierenden Fehlstellenerfassung generiert werden.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Fehlstellenquoten-Daten über eine Datenschnittstelle zur Verfügung gestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, eine Datenverarbeitung vorgesehen ist, insbesondere mit einem Prozessor und/oder einem Datenspeicher.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine kalibrierende Fehlstellenmessung an einem ersten Werkstück/Bauteil-Abschnitt und anschließend an einem zweiten Werkstück/Bauteil-Abschnitt durchgeführt wird.
Verwendung einer Fehlstellenerfassungseinrichtung (17) zum Erfassen von Fehlstellenerfassungsdaten während einer als kalibrierende Fehlstellenmessung durchgeführten, ein Werkstück (9) und/oder Bauteil (9) insbesondere zerstörenden, Biegebeanspruchung in einer Richtmaschine (1) mit einer Biege-Richt-Einrichtung (10), insbesondere in einer Richtmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, und/oder insbesondere unter Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 13 bis 22.