-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Biegeprozesses zum Biegen eines Biegekörpers, insbesondere eines Biegeprofils. Der Biegeprozess kann vorzugsweise dem Freiformbiegen zugeordnet werden, wobei eine Biegekontur bzw. die Zielgeometrie nicht werkzeuggebunden, sondern von einer Werkzeugkinematik, d. h. von einer gezielten Relativbewegung wenigstens eines Biegeelements, insbesondere mehrerer relativ zueinander beweglicher Biegeelemente, beeinflusst wird.
-
Entsprechende Verfahren sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Beispielsweise umfasst das Freiformbiegen das im Stand der Technik bekannte, so genannte Drei-Rollen-Schubbiegen, bei welchem das Biegeprofil zwischen einer Biegerolle und wenigstens einer Stützrolle geführt wird und in einer Transporteinheit bzw. einer ein Vorschubmittel aufweisenden Vorschubeinheit fixiert ist. Durch Zustellen der Umformrolle quer zur Profillängsachse und anschließendem oder auch gleichzeitigem Profilvorschub über die Transporteinheit bzw. über das Vorschubmittel wird das Profil gebogen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben, welches ins besondere im Hinblick auf eine einfache, präzise sowie kostengünstige Maßnahme die Ansteuerung eines Biegeprozesses zum Biegen eines dreidimensionalen Biegekörpers erlaubt und damit die Herstellung von dreidimensionalen Biegekörper mit einer höheren Qualität und einer höheren Genauigkeit ermöglicht.
-
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Biegeprozesses zum Biegen eines Biegekörpers gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Biegeprozesses zum Biegen eines Biegekörpers, insbesondere eines Biegeprofils, wobei eine Biegevorrichtung eine mit wenigstens einem Biegeelement versehene Biegeeinrichtung aufweist und das wenigstens eine Biegeelement auf Grundlage eines Steuerungssignals eine definierte Bewegung ausführt, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: (a) Ausführen eines Datenverarbeitungsprozesses in welchem durch Vergleich wenigstens zweier Koordinatensysteme eine Zielgeometrie des gebogenen Biegekörpers in einer Sollbiegeinformation beschrieben wird und (b) Ausführen eines Biegeprozesses, wobei vor und/oder während des Biegeprozesses das das wenigstens eine Biegeelement steuernde Steuerungssignal auf Grundlage der Sollbiegeinformation verwendet wird, um durch das wenigstens eine Biegeelement den Biegekörper zu biegen. Hiermit wird ein definiertes und präzises Biegen des Biegekörpers durch die Biegevorrichtung erreicht. Der durch den Biegeprozess der Biegevorrichtung herzustellende Biegekörper kann typischerweise einen dreidimensionalen Biegekörper umfassen. So kann die Zielgeometrie des Biegekörpers eine Krümmung des Biegekörpers in wenigstens einer Raumachse, vorzugsweise in wenigstens zwei nicht zusammenfallenden Raumachsen aufweisen. Beispielsweise weist die Zielgeometrie des Biegekörpers eine erste Krümmung des Biegekörpers an einer ersten Biegestelle des Biegekörpers um eine erste Biegeachse bzw. Raumachse und eine zweite Krümmung desselben Biegekörpers an einer zweiten Biegestelle des Biegekörpers um eine zweite Biegeachse bzw. Raumachse auf, wobei die erste Biegeachse und die zweite Biegeachse nicht zusammenfallen bzw. in deren Projektion in eine Ebene einen Winkel ungleich 0° einschließen, insbesondere einen Winkel im Bereich von 15° bis 165° einschließen. Da im Stand der Technik keine standardisierten Verfahren zur Beschreibung von 3D-Raumstrukturen für Biegekörper vorliegen, kann dies auf effektive und präzise Weise durch das hierin genannte Verfahren erreicht werden. Zum Erreichen von dreidimensionalen Biegekonturen bzw. Biegelinien kann der Biegekörper bzw. das Biegeprofil im Kontakt mit wenigstens einem biegevorrichtungsseitigen rotierbaren Biegeelement um die Längsachse des Biegekörpers gedreht werden. Mit anderen Worten wird damit eine Torsion bzw. ein Verdrillen des Biegekörpers zumindest abschnittsweise ermöglicht. Zur Erzeugung einer Biegelinie bzw. mit einer Funktion n-ten Grades, auch als Spline bezeichnet, kann das wenigstens eine Biegeelemente zumindest abschnittsweise in wenigstens zwei unterschiedlichen Bewegungsfreiheitsgraden bewegt werden, während der Vorschub des Biegeköpers, insbesondere kontinuierlich und/oder insbesondere mit gleichbleibender Geschwindigkeit, erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann der Vorschub des Biegekörpers zumindest abschnittsweise mit einer variablen Geschwindigkeit erfolgen.
-
Bevorzugt erfolgt die Anwendung des hierin beschriebenen Biegeverfahrens bei einem als Matrizen-Druckbiegeverfahren und/oder Druckbiegen mit bewegter Matrize bezeichneten Verfahren. In der Literatur finden sich hierfür auch Bezeichnungen wie MOS-Bending, Freiformbiegen nach Nissin oder Freiformbiegen nach Neu.
-
Das Biegeelement kann als Matrize bzw. als Biegematrize ausgebildet sein, dabei wirkt das Biegeelement formbeeinflussend bzw. biegend auf den Biegekörper der im Zuge des Vorschubs berührend an dem Biegeelement vorbeigeführt wird ein. Der wenigstens eine Biegekörper wirkt zumindest von einer Richtung, vorzugsweise von wenigstens zwei Richtungen auf den Biegekörper ein.
-
In einem vorgelagerten Verfahrensschritt/Prozessschritt wird ein Datenverarbeitungsprozesses, insbesondere ein Berechnungsprozess, ausgeführt, in welchem durch Vergleich wenigstens zweier Koordinatensysteme eine Zielgeometrie des gebogenen Biegekörpers in einer Sollbiegeinformation beschrieben wird. Durch die Verwendung zweier Koordinatensysteme und durch deren Vergleich wird es ermöglicht eine Zielgeometrie des Biegekörpers präzise zu beschreiben und in eine Sollbiegeinformation zu überführen. Diese Sollbiegeinformation ist eingerichtet, als Steuerungssignal für die Ansteuerung wenigstens eines beweglichen Biegeelements einer Biegevorrichtung verwendbar zu sein. Vorzugsweise handelt es sich bei wenigstens einem der verwendeten Koordinatensysteme um ein geradliniges, ein krummliniges, ein geradlinig orthogonales oder ein krummlinig orthogonales Koordinatensystem. Die Art des Koordinatensystems kann beispielsweise für zwei, insbesondere für sämtliche, innerhalb eines Biegeprozesses zur Bildung eines Biegekörpers verwendeten Koordinatensysteme gleich sein. Beispielsweise werden für ein erstes und ein zweites Koordinatensystem jeweils ein Kugelkoodinatensystem verwendet, um die Zielgeometrie des Biegekörpers bzw. Sollbiegeinformation zu beschreiben. Auch kann optional die Sollbiegeinformation eine Soll-Biegelinie zur Beschreibung von 3D-Raumbiegungen umfassen, sodass hiervon ausgehend ein Steuerungssignal ableitbar sein, welches geeignet ist, die Soll-Bewegungskurven von wenigstens einem biegevorrichtungsseitig zu bewegenden Biegeelement zu steuern.
-
Der Vergleich der wenigstens zwei in dem Datenverarbeitungsprozess, insbesondere in dem Berechnungsprozess, verglichenen Koordinatensysteme kann beispielsweise hinsichtlich einer translatorischen und/oder rotatorischen Verschiebung bzw. Veränderung erfolgen. Die wenigstens zwei Koordinatensysteme können zu zumindest zu deren jeweiligen Betrachtungszeitpunkt mit einem vordefinierten Punkt oder Bereich des Biegekörpers zusammenfallen bzw. diesen repräsentieren. Durch die Ermittlung des Unterschieds der den Biegekörper darstellenden Koordinaten kann die räumliche Veränderung bzw. der räumliche Verlauf des Biegekörpers bzw. die Biegelinie zu den den jeweiligen Koordinatensystemen zugeordneten Bereichen des Biegekörpers beschrieben werden. Beispielsweise kann der Biegekörper in einem ersten Punkt auf einer Mittellängsachse des Biegekörpers durch ein erstes Koordinatensystem und in einem zweiten, von dem ersten Punkt unterschiedlichen Punkt auf der Mittellängsachse des Biegekörpers durch das zweite Koordinatensystem abgebildet werden. Die beiden Punktbetrachtungen können durch Iteration, Durchschnittswertermittlung oder andere mathematische Methoden zu einem stetigen Abbild der Biegeinformation bzw. der Biegelinie für den Biegekörper und damit zur Sollbiegeinformation führen.
-
Es ist möglich, dass ein erstes Koordinatensystem an oder in einem Führungsbereich, insbesondere an oder in einem statischen Führungsabschnitt, der Biegevorrichtung und ein zweites Koordinatensystem an oder in einem von dem Führungsbereich in Verlagerungsrichtung des Biegekörpers in die Biegevorrichtung weisender Richtung angeordnet ist. Insbesondere ist das zweite Koordinatensystem innerhalb eines Wirkbereichs des wenigsten einen Biegeelements angeordnet. Der Führungsbereich kann einen statischen Führungsabschnitt und/oder eine statische Führungsöffnung für einen unverformten oder einen nicht in der Zielgeometrie vorliegenden, zu biegenden Biegekörper bilden, wobei dieser statische Führungsabschnitt und/oder die, insbesondere statische, Führungsöffnung von dem Biegekörper durchlaufen werden muss, um in Kontakt mit dem Biegeelement zu gelangen. Durch ein Vorschubmittel bzw. ein Transportmittel kann der Biegekörper „angeschoben“ werden und so über die Führungsöffnung bzw. eine Einführöffnung in Bereich überführt werden, in welchem wenigstens ein Biegeelement angeordnet ist, das durch Kontakt mit dem Biegekörper auf diesen einen verbiegenden Einfluss nimmt. Typsicherweise kann die Führungsöffnung bzw. die Einführöffnung als ein statischer, d. h. ortsfester Bereich, der Biegevorrichtung vorgesehen sein, womit eine, insbesondere automatisierte, Zuführung des zu verbiegenden Biegekörpers an oder in die Biegevorrichtung erleichtert wird. In einer optionalen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass ein die Führungsöffnung bzw. die Einführöffnung bildender Führungsabschnitt der Biegevorrichtung translatorisch und/oder rotatorisch beweglich ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann ein für den Biegekörper als Führung zumindest abschnittsweise wirksamer Führungsabschnitt, z. B. die Führungselemente, der Biegevorrichtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ausgebildet sein.
-
Ein zweites, neben dem in dem Führungsbereich angeordnete erste Koordinatensystem kann im Bereich des wenigstens einen beweglichen Biegeelements angeordnet sein. Hierzu kann das zweite Koordinatensystem ausgehend von dem ersten Koordinatensystem in Bewegungsrichtung bzw. in Verlagerungsrichtung des Biegekörpers folgend angeordnet sein. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bewegung bzw. die Bewegbarkeit des Biegeelements durch ein relativ zu dem Biegeelement fixiertes Koordinatensystem abgebildet wird. Mit anderen Worten kann das zweite Koordinatensystem das Biegeelement oder zumindest einen Bereich des Biegeelements repräsentieren, derart, dass eine Bewegung des Biegeelements durch eine entsprechende Bewegung des dem Biegeelement zugeordneten Koordinatensystems abbildbar ist. In dem Fall, dass das erste Koordinatensystem den ortsfesten Führungsbereich bzw. die ortsfeste Führungsöffnung bzw. Einführöffnung repräsentiert bzw. dort angeordnet ist und das zweite Koordinatensystem das bewegliche Biegeelement repräsentiert bzw. dort angeordnet ist, ergibt sich folglich ein erstes, ortsfestes, insbesondere globales, Koordinatensystem und ein zweites, variables, insbesondere lokales, Koordinatensystem.
-
Alternativ oder zusätzlich kann es in einer beispielshaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass ein erstes Koordinatensystem an einem ersten Wirkbereich eines ersten beweglichen Biegeelements der Biegevorrichtung und ein zweites Koordinatensystem an einem zweiten Wirkbereich eines zweiten, von dem ersten beweglichen Biegeelement unterschiedlichen Biegeelement der Biegevorrichtung angeordnet ist. Insbesondere erfolgt bei Bewegung des ersten und/oder zweiten Biegeelements eine entsprechende Bewegung des dem jeweiligen Biegeelement zugeordneten Koordinatensystems. Es können dabei eines oder beide Biegeelemente jeweils für sich beweglich in der Biegevorrichtung gelagert sein. Dadurch, dass die jeweiligen Koordinatensysteme die jeweiligen Bewegungen der entsprechenden Biegeelemente „mitmachen“, kann eine präzise Abbildung der Bewegungsabläufe der Biegeelemente zur Bildung der Zielgeometrie des Biegekörpers erreicht werden. Die Wirkbereiche der Biegeelemente sind jeweils als die Kontaktflächen von Biegeelement und Biegekörper zu verstehen, durch deren Zusammenwirken eine definierte Verformung bzw. ein Biegen des Biegekörpers resultiert.
-
Es kann sich als zweckmäßig erweisen, wenn auf Grundlage von wenigstens einer den Biegeprozess beeinflussenden Randbedingungsinformation die Sollbiegeinformation gezielt geändert bzw. gezielt beeinflusst wird. Insbesondere kann hierbei die Randbedingungsinformation eine Materialinformation zu einem Material des Biegekörpers, einer Geometrieinformation des Biegekörpers und/oder einer Biegevorrichtungsinformation zu der Biegevorrichtung umfassen. Die Randbedingungsinformation kann hierbei vor oder während des Biegeprozesses die Sollbiegeinformation gezielt verändern bzw. modifizieren oder auch während des Datenverarbeitungsprozesses in die Ermittlung bzw. Erzeugung der Sollbiegeinformation mit einfließen. Die geänderte bzw. die die Randbedingungsinformation berücksichtigende Sollbiegeinformation wird als Grundlage des Steuerungssignals zur Bewegungssteuerung von wenigstens einem Biegeelement verwendet. Mit anderen Worten kann durch die Berücksichtigung von wenigstens einer Randbedingungsinformation bei der Bildung der Sollbiegeinformation bzw. durch eine Anreicherung der Sollbiegeinformation mit wenigstens einer Randbedingungsinformation ein realistisches Abbild für die Ansteuerung der Biegevorrichtung, insbesondere des wenigstens einen beweglichen Biegeelements der Biegevorrichtung, erreicht werden. Beispielsweise kann hierbei aufgrund von Berechnungen basierend der Bauteilgeometrie und/oder den Biegekörpereigenschaften eine erste Sollbiegeinformation ermittelt bzw. berechnet werden. Diese erste Sollbiegeinformation kann basierend auf einer Randbedingungsinformation eine Modifikation erfahren, wobei die Randbedingungsinformation beispielsweise eine ein kinematisches Verhalten der Biegevorrichtung abbildende Kinematikinformation, eine auf einer FEM Simulation des Biegeprozesses basierende FEM-Information und/oder eine auf einem Abgleich wenigstens eines Musterbauteils mit einer Zielgeometrie basierende Abgleichinformation umfasst.
-
Die wenigstens eine Randbedingungsinformation kann zumindest teilweise vor oder während des Biegeprozesses ermittelt und/oder erfasst werden. Beispielsweise kann eine vor dem Biegeprozess ermittelte oder vorliegende Randbedingungsinformation eine Information hinsichtlich der Geometrie des noch nicht den vorgesehenen Biegeprozess durchlaufenden Biegekörpers (Ausgangsgeometrie des zu biegenden Biegekörpers) und/oder hinsichtlich des Werkstoffs des Biegekörpers bilden. Diese Informationen können beispielsweise aus einer Datenbank entnommen werden und z. B. von Seiten eines Herstellers des Ausgangsmaterials oder des Halbzeugs bzw. des zu biegenden Biegekörpers bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch eine manuelle Dateneingabe, durch eine kabelgebundene oder kabellose Datenübermittlung und/oder durch eine Erfassungseinrichtung noch vor dem Durchlaufen des Biegeprozesses eine, beispielsweise eine Charge von zu biegenden Biegekörpern betreffende Chargeninformation zumindest einen Bestandteil einer vor dem Biegeprozess ermittelten oder erfassten Randbedingungsinformation bilden. Alternativ oder zusätzlich kann ein, insbesondere an oder in der Biegevorrichtung angeordnetes, Erfassungsmittel vorgesehen sein, welches zur Gewinnung von Informationen betreffend den Biegekörper und/oder die Biegevorrichtung während des Biegeprozesses erfasst und zur Bildung und/oder Beeinflussung von Randbedingungsinformation verwendet wird. So kann beispielsweise über eine als Kraftmesseinrichtung ausgebildete Erfassungseinrichtung wenigstens eine innerhalb der Biegevorrichtung wirkende Kraft ermittelt werden und der Biegevorrichtung zur gezielten Beeinflussung des der Biegevorrichtung zugeführten Steuerungssignals zur Ansteuerung wenigstens eines beweglichen Biegeelements verwendet werden. Die ermittelte Kraft kann hierbei vorzugsweise bereichsspezifisch die Kraftentwicklung abbilden, d. h., dass die Kraftermittlung für wenigstens zwei unterschiedliche Bereiche des Biegekörpers und/oder der Biegevorrichtung erfolgt und die Kraftinformation eine entsprechende bereichsspezifische Aussage zulässt. Beispielsweise können damit biegevorrichtungsspezifische Merkmale bzw. Charakteristiken betreffend deren Alterung, insbesondere Verschleiß, deren Toleranzverhalten, insbesondere Toleranzen von beweglichen Bauteilen wie zum Beispiel die Achsparallelität und/oder deren Positionsgenauigkeit wenigstens eines beweglichen Biegeelements in die Bildung des Steuerungssignals und damit in die Ansteuerung des wenigstens einen beweglichen Biegeelements berücksichtigt werden. Diese Maßnahmen können zu einer schnellen und präzisen Ansteuerung der Biegevorrichtung führen. Die Erfassungseinrichtung kann beispielsweise wenigstens einen optischen, haptischen und/oder thermischen Sensor umfassen, dessen Sensorergebnis zumindest zur gezielten Beeinflussung bzw. zur Modifikation der Randbedingungsinformation führt. Hierzu kann die Erfassungseinrichtung beispielsweise als optische Kamera, als Berührungssensor und/oder als Wärmebildkamera ausgebildet sein.
-
Die Materialinformation des Biegekörpers kann wenigstens eine, insbesondere bereichspezifische, chemische und/oder physikalische Eigenschaft des Biegekörpers vor, während und/oder nach dem Biegeprozess umfassen, vorzugsweise umfasst die physikalische Eigenschaft, insbesondere bereichsspezifisch, die Dichte, die spezifische Wärmekapazität, den spezifischen Widerstand, den Temperaturkoeffizient, den Wärmeausdehnungskoeffizenten, den Normalschmelzpunkt, die Permeabilität, den Brechungsindex, das Elastizitätsmodul und/oder das Schubmodul des Biegekörpers. Derartige Materialinformationen des Biegekörpers können für eine präzise Berechnung der Wechselwirkung zwischen dem Biegekörper und der Biegevorrichtung während des Biegeprozesses dienen. Insbesondere ein Rückfederverhalten des biegend beanspruchten Biegekörpers kann insbesondere durch Betrachtung von dessen physikalischen Eigenschaften präziser vorhergesehen werden.
-
Die Geometrieinformation kann die geometrische Form des Biegekörpers vor, während und/oder nach dem Biegeprozess umfassen, insbesondere umfasst die Geometrieinformation wenigstens abschnittsweise (a) eine Wanddicke eines zumindest abschnittsweise als Hohlkörper ausgebildeten Biegekörpers, (b) eine Längen- und/oder Breitenerstreckung eines Biegekörpers, (c) eine Flächenerstreckung des Biegekörpers und/oder (d) eine Volumenerstreckung des Biegekörpers. Die Berücksichtigung einer Geometrieinformation für die Randbedingungsinformation kann dahingehend für die Ansteuerung der Biegevorrichtung und insbesondere der beweglichen Biegeelement der Biegevorrichtung hilfreich sein, da durch die Geometrieinformation ein Biegewiderstandsmoment und/oder ein Torsionswiderstandsmoment für den zu biegenden Biegekörper ermittelbar ist. Eine Berücksichtigung des Biegewiderstandsmoments und/oder des Torsionswiderstandsmoments erlaubt eine zielgenauere Ansteuerung der Biegevorrichtung zur Erlangung eines der Zielgeometrie entsprechenden bzw. übereinstimmenden Biegekörpers.
-
Zur Berücksichtigung von biegevorrichtungsspezifischen Parametern kann die Biegevorrichtungsinformation herangezogen werden, welche wenigstens (a) eine eine Alterung der Biegevorrichtung betreffende Alterungsinformation, (b) eine eine Toleranz zumindest eines beweglichen Biegeelements der Biegevorrichtung betreffende Toleranzinformation, (c) eine eine Temperatur der Biegevorrichtung, insbesondere eines Biegeelements, betreffende Temperaturinformation umfasst. Da die Erlangung der Zielgeometrie des Biegekörpers nicht ausschließlich auf die Beschaffenheit des Biegekörpers zurückzuführen ist, sondern in einem Zusammenspiel des Biegekörpers mit der Biegevorrichtung steht, kann es zielführend sein, wenn biegevorrichtungsspezifische Aspekte zur Bildung einer modifizierten Sollbiegeinformation bzw. einer die Biegevorrichtung ansteuernden Steuerungsinformation berücksichtigt werden. Beispielswiese kann die Biegeinformation einen, vorzugsweise variablen, Parameter der Biegevorrichtung umfassen. Auch kann die Biegevorrichtung mit wechselweise in Verwendung stehenden, insbesondere beweglichen, Biegeelement betrieben werden, so dass die Biegevorrichtungsinformation das konkret für das Biegen eines definierten Biegekörpers zum Einsatz vorgesehene Biegeelement angeben kann.
-
Wenigstens eine Randbedingungsinformation kann beispielsweise in einer, insbesondere biegevorrichtungsseitigen, Datenspeichereinheit abgelegte werden oder ablegbar sein und zur Bildung eines Steuerungssignals verwendet und schließlich einer, vorzugsweise biegevorrichtungsseitigen, Steuereinheit zur Bildung eines Steuerungssignals übermittelt werden.
-
Auch kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollbiegeinformation durch eine Korrekturinformation geändert bzw. modifiziert wird oder änderbar bzw. modifizierbar ist, wobei die Korrekturinformation auf Grundlage einer durch einen FEM-Prozess simulierten Biegeprozess erzeugte bzw. ermittelte FEM-Information und/oder auf Grundlage einer durch Herstellung eines Testbiegebauteils durch die Biegevorrichtung und dessen Abgleich mit der Zielgeometrie erzeugte bzw. ermittelte Abweichungsinformationen gebildet wird. Damit kann die durch eine FEM-Information und/oder eine Abweichungsinformationen umfassende Korrekturinformation zu einer, gegebenenfalls weiteren, Änderung bzw. Modifikation der Sollbiegeinformation führen. 1:02
Die Biegevorrichtung kann wenigstens ein Biegeelement umfassen, das in zumindest einem translatorischen und/oder rotatorischen Freiheitsgrad, insbesondere relativ zu einem weiteren für das Biegen des Biegekörpers biegewirksamen Biegeelement, bewegbar angeordnet oder ausgebildet ist. Durch eine längs- und/oder drehbewegliche Lagerung des wenigstens einen Biegeelements innerhalb der Biegevorrichtung kann eine frei gestaltbare Verbiegung des Biegekörpers erreicht werden. Es kann vorgesehen sein, dass ein erstes Biegeelement dreh- und/oder längsbeweglich innerhalb der Vorrichtung gelagert ist und ein zweites Biegeelement starr bzw. ortsfest in oder an der Biegevorrichtung platziert ist.
-
Es ist möglich, dass eine Biegevorrichtung verwendet wird, die wenigstens zwei Biegeelemente umfasst, wobei ein erstes Biegeelement vor oder während des Biegeprozesses eine Bewegung entlang wenigstens eines ersten Freiheitsgrads und ein zweites Biegeelement vor oder während des Biegeprozesses eine Bewegung entlang wenigstens eines zweiten, insbesondere von dem ersten unterschiedlichen, Freiheitsgrad ausführt. Insbesondere kann wenigstens ein Biegeelement derart in oder an der Vorrichtung gelagert sein, dass dieses Biegeelement wenigstens in zwei unterschiedliche Freiheitsgrade, beispielsweise einem linearen und einen rotatorischen Freiheitsgrad, bewegbar ist.
-
Der aus dem hierin beschriebenen Verfahren resultierende gebogene Biegekörper kann vorzugsweise als Fahrzeugbauteil eingesetzt werden, insbesondere wird der Biegekörper als ein in einem Kraftfahrzeug verbautes Fahrzeugbauteil verwendet. Alternativ kann der gebogene Biegekörper auch zur Bildung sonstiger Bauteile oder Baugruppen eingesetzt werden, z. B. kann der Biegekörper zumindest einen Bestandteil eines Treppenlifts für Rollstuhlfahrer oder einen Bestandteil eines gebogenen Fahrradständers bilden.
-
Neben dem Verfahren zur Steuerung eines Biegeprozesses zum Biegen eines Biegekörpers betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung zum Ansteuern wenigstens eines Biegeelements einer Biegevorrichtung zum Biegen eines Biegekörpers, insbesondere eines Biegeprofils, die zur Ausführung eines hierin beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Biegevorrichtung zum Biegen eines Biegekörpers, insbesondere eines Biegeprofils, die zur Ausführung eines hierin beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Schließlich betrifft die Erfindung ferner einen Biegekörper, insbesondere ein Kraftfahrzeugbauteil, welches in einem hierin beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
-
Die, insbesondere biegevorrichtungsseitig angeordnete, Steuereinrichtung steuert anhand des von Ihr verarbeiteten Steuerungssignals wenigstens ein Biegeelement. Das Steuerungssignal kann von einer, insbesondere biegevorrichtungsseitig angeordneten, Steuereinheit unter Berücksichtigung wenigstens einer Information, z. B. einer Randbedingungsinformation erzeugt und/oder geändert werden. Die Steuereinrichtung und die Steuereinheit können in einem gemeinsamen Steuergehäuse angeordnet sein und/oder in einem Steuerungsmittel, das beide Funktionen umfasst umgesetzt sein.
-
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auf die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, die erfindungsgemäße Biegevorrichtung sowie auf den erfindungsgemäßen Biegekörper übertragbar bzw. anzuwenden.
-
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Biegevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung einer Biegevorrichtung gemäß 1 in einem fortgeschrittenen Biegeprozesszeitpunkt;
- 3 eine perspektivische Prinzipdarstellung einer Sollbiegeinformation gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4a, 4b eine schematische Darstellung eines Steuerungssignals für einen ersten (4a) und für einen zweiten (4b) Bewegungsfreiheitsgrad eines Biegeelement gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 5 eine schematische Darstellung eines zeitlichen Ablaufs einer Erzeugung bzw. Modifikation einer Sollbiegeinformationserzeugung und des daraus abgeleiteten Steuerungssignals gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 6 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Datenverarbeitungsprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 7 eine schematische Detaildarstellung von Unterschritten (Substeps) der iterativen Berechnung der Bewegungskurven der Biegevorrichtung aus dem Datenverarbeitungsprozesses gemäß 6.
-
1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Biegevorrichtung 2 zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Steuerung eines Biegeprozesses zum Biegen eines Biegekörpers 1, insbesondere eines Biegeprofils, wobei die Biegevorrichtung 2 eine mit wenigstens einem Biegeelement 3 versehene Biegeeinrichtung 4 aufweist und das wenigstens eine Biegeelement 3 auf Grundlage eines Steuerungssignals 5 eine definierte Bewegung ausführt. In den 1 und 2 ist die Bewegung des aus, insbesondere zwei gegenüberliegenden, Flächenabschnitten 6, 6' bestehenden Biegeelements 3 als ein Anteil einer translatorischen Bewegung in y-Richtung und als ein Anteil einer Drehbewegung um die z- bzw. z'-Achse dargestellt und mit dem Pfeil 7 verdeutlicht. Mit anderen Worten weist das zweite Koordinatensystem 9 im Vergleich zu dem ersten Koordinatensystem 8 sowohl einen Abstand 55 in x-Richtung, einen Abstand 56 in y-Richtung sowie eine Verdrehung um die z-Achse auf. Die Biegevorrichtung 2 arbeitet derart, dass ein vorzugsweise zunächst geradliniger Biegekörper 1 in einem, insbesondere geradlinig verlaufenden und wenigstens zwei Führungselemente 12, 12' aufweisenden, Führungsbereich 10 der Biegevorrichtung 2 bereitgestellt bzw. eingebracht wird. Der Führungsbereich 10 ist in der dargestellten Ausführungsform als statischer, d. h. als ortsfester Führungsabschnitt 13 der Biegevorrichtung 2 ausgebildet und umfasst zwei statische bzw. ortsfeste Führungselemente 12, 12'. Das zu dem wenigstens einen Biegeelement 3 weisende Ende der Führungselemente 12, 12' bildet eine Führungsöffnung 14 bzw. eine Einführöffnung, welche einen Beginn einer Strecke bildet, entlang dieser eine Verformung bzw. eine Biegung des zu biegenden Biegekörpers vermittels dem wenigstens Biegeelement 3 eingeleitet wird. Über die Vorschubbewegung (vgl. Pfeil 15) eines Vorschubmittels 11 wird der zu biegende Biegekörper 1 zu dem Biegeelement 3 hinbewegt. Durch einen Kontakt des Biegeelements 3 mit dem zumindest an der Führungsöffnung 14 geführten Biegekörpers 1 wird eine zumindest an zwei Orten des Biegekörpers 1 erfolgende Führung erreicht, so dass durch gezielte Relativverlagerung der führenden Mittel zueinander eine eine Biegebeanspruchung auf den zu biegenden Biegekörper 1 resultierende Wirkung erreichbar ist. Mit anderen Worten wird durch das Drücken des Vorschubmittels 11 auf das dem Biegeelement 3 entgegengesetzten Ende des Biegekörpers 1 der Biegekörper 1 in eine durch die Flächenabschnitte 6, 6' des Biegeelements 3 gebildete Führungskontur gezwungen. Die Führungskontur des Biegeelements 3 und die Führungsöffnung 14 definieren einen Führungskanal, der zumindest durch seinen Anfangs- und Endpunkt definiert ist. Nachdem der Biegekörper 1 diesen Führungskanal durchlaufen hat, weist der Biegekörper 1 wenigstens einen gebogenen Abschnitt 16 auf. In 1 ist der durch die Führungsöffnung 14 und das Biegeelement 3 gebildete Führungskanal geradlinig ausgebildet bzw. die Führungsöffnung 14 und das Biegeelement 3 koaxial zueinander ausgerichtet. In dieser Stellung wird keine Biegung des Biegekörpers 1 erreicht. Erst durch die Verlagerung des Biegeelements 3 relativ zu der Führungsöffnung 14 aus dieser in 1 gezeigten Grundstellung kann eine Verbiegung des Biegekörpers 1 durch die Biegevorrichtung 2 ausgeführt werden.
-
Für die Anwendung des hierin beschriebenen Verfahrens werden zwei Koordinatensysteme 8, 9 verwendet. Beispielhaft kann gemäß 1 ein erstes Koordinatensystem 8 an oder in der Führungsöffnung 14 und ein zweites Koordinatensystem 9 an oder in dem Biegeelement 3 angeordnet sein. Vorzugsweise ist das zweite Koordinatensystem 9 im Zentrum des Biegeelements 3 bzw. im Zentrum des den biegeelementseitigen Führungskanalsabschnitt bildenden Bereichs angeordnet.
-
3 zeigt einen Biegekörper 3, wobei die beiden miteinander zu vergleichenden Koordinatensystem 8, 9 eine Verdrehung bzw. Verdrillung um die Biegelinie 23 aufweisen. Mit anderen Worten erfolgt eine Torsionsbeanspruchung des Biegekörpers 3. Um diese in der Sollbiegeinformation präzise zu beschreiben kann zusätzlich eine Stützkurve 25 verwendet werden, welche z. B. auf oder an einem Oberflächenbereich des Biegekörpers 3 verläuft, in der dargestellten Ausführung gemäß 3 weist der Biegekörper eine rechteckige Querschnittsform auf, wobei in der Mitte bzw. auf halber Höhe der in der Zeichnung links dargestellten kurzen Rechteckseite die Stützkurve 25 verläuft. Durch eine Betrachtung des Verlaufs der Stützkurve 25 relativ zu der Biegelinie 23 kann auf einfache Weise eine Verdrehung des Biegekörpers 3 entlang seiner Mittellängsachse bzw. der Biegelinie 23 beschrieben werden.
-
In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Datenverarbeitungsprozess 17 ausgeführt, wobei durch diesen über einen Vergleich zweier Koordinatensysteme 8, 9 eine Zielgeometrie des gebogenen Biegekörpers 1 beschreibende Sollbiegeinformation 18 erzeugt wird. In einem nachgelagerten Verfahrensschritt wird ein Biegeprozess ausgeführt, wobei vor und/oder während des Biegeprozesses ein das wenigstens eine Biegeelement 3 steuerndes Steuerungssignal 5 auf Grundlage der Sollbiegeinformation 18 verwendet wird, um durch das wenigstens eine Biegeelement 3 den Biegekörper 1 zu biegen. Das Steuerungssignal 5 steuert das wenigstens eine Biegeelement 3 derart an, dass dieses eine, insbesondere relativ zu einer Führungsöffnung 14, definierte Bewegung ausführt. Beispielhaft ist in den 4a und 4b jeweils ein Teil eines Steuerungssignals 5 zur Ansteuerung eines Biegeelements 3 dargestellt, wobei in Abhängigkeit von der Zeit und damit in Abhängigkeit des definierten Vorschubs des Biegekörpers 1 durch das Vorschubmittel 11 die Bewegung des Biegeelements 3 in den Translationsbewegungen entlang der Z-Achse (4a) und entlang der Y-Achse (4b) dargestellt ist. Analog hierzu kann ein Steuerungssignal 5 des Biegeelements 3 für eine Drehbewegung eine analog von der Zeit abhängige Drehwinkelinformation umfassen.
-
Der Vergleich der wenigstens zwei in dem Datenverarbeitungsprozess 17, insbesondere in dem Berechnungsprozess, verglichenen Koordinatensysteme 8, 9 erfolgt insbesondere hinsichtlich einer translatorischen und/oder rotatorischen Verschiebung bzw. Veränderung. Mit anderen Worten wird der Unterschied der beiden Koordinatensysteme 8, 9 hinsichtlich einer translatorischen und/oder rotatorischen Veränderung verglichen. Die aus dem Vergleich resultierenden Informationen werden zur Beschreibung der Sollbiegeinformation 18 bzw. zur Erzeugung des auf Grundlage der Sollbiegeinformation 18 basierenden Steuerungssignals 5 verwendet.
-
Gemäß der 1 und 2 kann es vorgesehen sein, dass ein erstes Koordinatensystem 8 an einem Führungsbereich 10, insbesondere an einem statischen Führungsabschnitt 13, der Biegevorrichtung 2 und ein zweites Koordinatensystem 9 an einem von dem Führungsbereich 10 in Verlagerungsrichtung (vgl. Pfeil 19) des Biegekörpers 1 zu wenigstens einem Biegeelement 3 weisender Richtung angeordnet ist. Hierbei kann beispielsweise das zweite Koordinatensystem 9 innerhalb eines Wirkbereichs (z. B. die Flächenabschnitte 6, 6') des wenigsten einen Biegeelements 3 angeordnet oder ausgebildet, d. h., dass das zweite Koordinatensystem 9 nahe oder in bzw. an dem Kontaktbereich des Biegeelements 3 mit dem Biegekörper 1 angeordnet ist.
-
Alternativ oder zusätzlich kann ein erstes Koordinatensystem 8 an einem ersten Wirkbereich eines ersten beweglichen Biegeelements 3 der Biegevorrichtung 2 und ein zweites Koordinatensystem 9 an einem zweiten Wirkbereich eines zweiten, von dem ersten beweglichen Biegeelement 3 unterschiedlichen Biegeelement (nicht dargestellt) der Biegevorrichtung 2 angeordnet sein, insbesondere erfolgt bei Bewegung des ersten und/oder zweiten Biegeelements 3 eine entsprechende Bewegung des dem jeweiligen Biegeelement 3 zugeordneten Koordinatensystems 8, 9.
-
Gemäß dem in 5 dargestellten Datenverarbeitungsprozess kann beispielhaft vorgesehen sein, dass zunächst in einem ersten Prozessschritt 20 eine Berechnung der Sollbiegeinformation 18 durch Vergleich wenigstens zweier Koordinatensysteme 8, 9 erfolgt. Zusätzlich kann in dem ersten Prozessschritt 20 wenigstens eine Randbedingungsinformation berücksichtigt werden, die zu einer gezielten Änderung bzw. Modifikation der Sollbiegeinformation 18 noch innerhalb des ersten Prozessschritts 20 führt. Beispielsweise kann als Randbedingungsinformation eine Materialinformation zu einem Material des Biegekörpers 1, eine Geometrieinformation des Biegekörpers 1 und/oder eine Biegevorrichtungsinformation zu der Biegevorrichtung 2 verwendet werden.
-
Die Randbedingungsinformation kann zumindest teilweise vor oder während des Biegeprozesses ermittelt und/oder erfasst werden, insbesondere wird wenigstens eine Randbedingungsinformation zumindest teilweise durch ein, insbesondere biegevorrichtungsseitig angeordnetes, Erfassungsmittel 21 erfasst.
-
Die Materialinformation des Biegekörpers 1 kann wenigstens eine, insbesondere bereichspezifische, chemische und/oder physikalische Eigenschaft des Biegekörpers 1 vor, während und/oder nach dem Biegeprozess umfassen, vorzugsweise umfasst die physikalische Eigenschaft, insbesondere bereichsspezifisch, die Dichte, die spezifische Wärmekapazität, den spezifischen Widerstand, den Temperaturkoeffizient, den Wärmeausdehnungskoeffizenten, den Normalschmelzpunkt, die Permeabilität, den Brechungsindex, das Elastizitätsmodul und/oder das Schubmodul des Biegekörpers 1. Die Geometrieinformation kann beispielsweise die geometrische Form des Biegekörpers 1 vor, während und/oder nach dem Biegeprozess umfassen, insbesondere umfasst die Geometrieinformation wenigstens abschnittsweise (a) eine Wanddicke eines zumindest abschnittsweise als Hohlkörper ausgebildeten Biegekörpers 1, (b) eine Längen- und/oder Breitenerstreckung eines Biegekörpers 1, (c) eine Flächenerstreckung eines Biegekörpers 1 und/oder (d) eine Volumenerstreckung eines Biegekörpers 1.
-
Die Biegevorrichtungsinformation zu der Biegevorrichtung 2 kann beispielsweise wenigstens (a) eine eine Alterung der Biegevorrichtung 2 betreffende Alterungsinformation, (b) eine eine Toleranz zumindest eines beweglichen Biegeelements 3 der Biegevorrichtung 2 betreffende Toleranzinformation und/oder (c) eine eine Temperatur der Biegevorrichtung 2, insbesondere eines Biegeelements 3, betreffende Temperaturinformation, umfassen.
-
Die Randbedingungsinformation kann vorzugsweise in einer Datenspeichereinheit (nicht dargestellt) abgelegt oder ablegbar sein und über eine kabelgebundene oder kabellose Datenverbindung einer Steuereinheit (nicht dargestellt) zur Erzeugung eines Steuerungssignals 5 übermittelt werden.
-
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sollbiegeinformation 18 durch eine Korrekturinformation geändert bzw. modifiziert wird, wobei die Korrekturinformation (a) auf Grundlage einer durch einen FEM-Prozess simulierten Biegeprozess erzeugten bzw. ermittelten FEM-Information und/oder (b) auf Grundlage einer durch Herstellung eines Testbiegebauteils durch die Biegevorrichtung 2 und einen Abgleich des Testbiegebauteils mit der Zielgeometrie erzeugten bzw. ermittelten Abweichungsinformationen, gebildet wird. Diese Veränderung bzw. Modifizierung der Sollbiegeinformation kann z. B. innerhalb des ersten Prozessschritts 20 erfolgen.
-
Gemäß 5 kann es vorgesehen sein, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Biegeverfahrens zum Biegen eines Biegekörpers eine Erzeugung bzw. eine Modifikation einer Sollbiegeinformation 18 ausgeführt wird. Beispielsweise können in einem ersten Prozessschritt 20 für den jeweiligen Biegekörper 1 standardisierte Informationen 27 zur Bildung der Sollbiegeinformation 18 und zur Bildung des Steuerungssignals 5 verwendet werden. In erster Linie werden hierzu typische Wertebereiche für die Sollbiegeinformation 18 herangezogen, welche auf Informationen beruhen können, die aus einem Muster- oder Testbiegeprozess, aus einem FEM-Prozess, aus einer allgemeinen Materialinformation des Biegekörpers 1 und/oder aus der allgemeinen bzw. typischen Geometrieinformation zu dem biegenden Biegekörpers abgeleitet wurden, für eine Vielzahl von Biegeprozesses verwendet und deshalb auch als standardisierte Information 27 bezeichnet werden kann. Um z. B. chargenspezifische bzw. vorbearbeitungsspezifische Schwankungen in den für das Biegeverhalten des Biegekörpers 1 beeinflussenden Eigenschaften des Biegekörpers 1 genauer zu berücksichtigen, kann eine auf standardisierten Informationen 27 beruhende Sollbiegeinformation 18 modifiziert werden. Hierzu kann eine Chargeninformation 28 verwendet werden, in welche z. B. chargenspezifische Materialkennwerte und/oder Geometriewerte des zu verbiegenden Biegekörpers 1 nach Wechsel der Charge der zu verbiegenden Biegekörper 1 im Zuge eines zweiten Prozessschritts 22 einfließen kann. Mit anderen Worten kann in einem zweiten Prozessschritt 22 eine chargenspezifische bzw. serienspezifische Information 28 in die Gestaltung der Sollbiegeinformation 18 und damit in die Gestaltung des Steuerungssignals 5 einfließen. Beispielsweise betrifft eine Charge bzw. eine Serie eine Gruppe von in einem identischen oder gleichartigen Fertigungsprozess erzeugter zu biegender Biegekörper 1. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass im Zuge eines weiteren, insbesondere dritten, Prozessschritts 24 kurz vor dem Biegeprozess oder während des Biegeprozess ermittelt Information, hier als Online-Information 29 bezeichnet, zur Modifizierung der Sollbiegeinformation 18 bzw. des Steuerungssignals 5 berücksichtigt werden. So kann z. B. über das Erfassungsmittel 21 die Materialdicke des Biegekörpers 1 optisch erfasst werden und diese konkrete den aktuell zu biegenden Biegekörper 1 betreffende Information zur „Feinjustierung“ bzw. zur Online-Modifikation von Biegeprozessparameter bzw. des Steuerungssignals 5 verwendet werden. Beispielsweise kann für diese, kurz vor dem Biegeprozess oder während des Biegeprozesses erfolgende Modifizierung der Sollbiegeinformation 18 wenigstens eine der folgenden Informationen berücksichtigt werden: (a) Krümmungsverlauf in einer Vorformzone, d. h. in einem zwischen zwei biegewirksamen Bereichen der Biegevorrichtung 2, (b) Kraft an einem Biegeelement 3, (c) Kraft an dem Vorschubmittel 11, (d) Rückhaltekraft an einem Biegeelement 3, insbesondere an einem Biegedorn. Durch diese z. B. in Echtzeit bzw. Online während des Biegeprozesses für einen Biegekörper 1 erfolgende Erfassung und Modifizierung der für die Biegung dieses Biegekörpers 1 zur Anwendung kommenden Sollbiegeinformation 18 bzw. Steuerungssignals 5, kann ein genaueres Erreichen der Zielgeometrie des jeweils zu biegenden Biegekörpers 1 erreicht werden. Beispielsweise kann durch einen Onlineabgleich einer an dem Vorschubmittel 11 anliegenden Ist-Kraft mit einer Soll-Kraft im Falle einer Abweichung eine Nachregelung der Bewegungsteuerung des angesteuerten Biegeelements 3 derart erfolgen, dass zumindest Teilbereiche des zu biegenden Biegekörpers 1 in deren durch die Biegevorrichtung 2 ausgeführten Verbiegung beeinflusst werden.
-
Auch kann es vorgesehen sein, dass das Biegeelement 3 derart ausgebildet ist, dass sich dieses in zumindest einem translatorischen und/oder rotatorischen Freiheitsgrad, insbesondere relativ zu einem weiteren für den Biegekörper 3 biegewirksamen Biegeelement (nicht dargestellt), bewegbar angeordnet oder ausgebildet ist. Insbesondere kann eine Biegevorrichtung 2 verwendet werden, die wenigstens zwei Biegeelemente 3 umfasst, und ein erstes Biegeelement 3 vor oder während des Biegeprozesses eine Bewegung entlang wenigstens eines ersten Freiheitsgrads und ein zweiten Biegeelement 3 vor oder während des Biegeprozesses eine Bewegung entlang wenigstens eines zweiten, insbesondere von dem ersten unterschiedlichen, Freiheitsgrad ausführt. Dadurch, dass mehrere jeweils gesondert in deren Bewegung ansteuerbare Biegeelemente 3 vorgesehen sind, kann eine schnellerer und/oder ein mit weniger mechanischer Belastung für das einzelne Biegeelement 3 auskommender Biegeprozess mit den Biegeelementen 3 dargestellt werden.
-
Der Biegekörper 1 kann nach seiner bestimmungsgemäßen Verbiegung bzw. Verformung als Fahrzeugbauteil, insbesondere als Kraftfahrzeugbauteil eingesetzt werden.
-
Anhand der 6 ist eine weitere beispielshafte Ausführungsform schematisch dargestellt, wonach in einem ersten Schritt 30 ein Biegekörper 3, insbesondere gestützt auf einem CAD-System, modelliert wird. Anschließend erfolgt in einem zweiten Schritt 31 die Erzeugung einer Bauteilmittellinie, beispielsweise gemäß VDI 3430. Hierzu können Informationen zu der Geometrie (z. B. Blechdicke) und/oder dem Material (z. B. Werkstoff) des Biegekörpers 1 berücksichtigt werden. In einem dritten Schritt 32 erfolgt eine Bestimmung einer Werkzeuggeometrie. Hierbei kann das Kinematikverhältnis der Biegevorrichtung 2 bzw. des wenigstens einen, in der Biegevorrichtung 2 zum Einsatz kommenden Biegeelements 3 berücksichtigt werden. Danach wird in einem vierten Schritt 33 eine iterative Berechnung der Bewegungskurve bzw. der Sollbiegeinformation 18 des wenigstens einen Biegeelements 3 ausgeführt. In einem fünften Schritt 34 erfolgt eine Abschätzung der Herstellbarkeit, hierbei werden Informationen zu den Prozessgrenzen, insbesondere zur Biegegrenze, berücksichtigt. D. h. es wird plausibilisiert, ob der Biegekörper 1 z. B. überhaupt derartige Biegebewegungen ohne Rissbildung ausführen kann. Sofern sich hierbei Risse am Biegekörper 1 ergeben sollten, so kann beispielsweise eine Veränderung von der Geometrien wenigstens eines Biegeelements 3 ausgeführt und in diesem Fall die Überprüfung mit einem nochmaligen Durchlaufen des dritten bis fünften Schritts 32, 33, 34 ausgeführt werden. Sofern die Abschätzung der Herstellbarkeit zu einem positiven Ergebnis führt, wird in einem sechsten Schritt 35 eine FEM-Simulation des Biegeprozesses ausgeführt. Sofern diese zu einem negativen Ergebnis führt, kann eine Änderung des Biegekörpers 1 vorgenommen werden, wobei dieser geänderte Biegekörper 1 beginnend mit dem zweiten Schritt 31 nochmals überprüft wird. Im Falle, dass die FEM-Simulation des Biegeprozesses (6. Schritt 35) positiv verläuft, wird in einem siebten Schritt 36 ein Abgleich des Krümmungsverlaufs von einer Ist-Beschaffenheit zu einer Soll-Beschaffenheit durchgeführt. Falls es zu einem nicht tolerierbaren Unterschied zwischen dem Soll-Krümmungsverlauf und einem Ist-Krümmungsverlauf kommen sollte, kann im Zuge einer Nachregelung der Bewegungskurven und einer anschließenden nochmaligen Abgleichprüfung vorgenommen werden. Sofern der Abgleich des Krümmungsverlaufs positiv ist, wird in einem achten Schritt 37 eine Übergabe der Bewegungskurven an die Biegevorrichtung 2 vorgenommen. Nachdem in einem neunten Schritt 38 ein Biegekörper 1 anhand der Bewegungskurven bzw. basieren auf der Sollbiegeinformation 18 auf der Biegevorrichtung 2 hergestellt wurde, kann über einen Abgleich des Soll- und des Ist-Krümmungsverlaufs gegebenenfalls eine Kompensation der Bewegungskurven bzw. eine Feinjustierung der Bewegungskurven ausgeführt werden. Schließlich führt das Verfahren zu einer Sollbiegeinformation 18 und damit zu einem Steuerungssignal 5, das es erlaubt mit der Biegevorrichtung 2 produktionsfähige Biegekörper 1 die einer Zielgeometrie ähnlich sind bzw. dieser entsprechen herzustellen.
-
Gemäß einer beispielshaften Ausführungsform kann die iterative Berechnung der Bewegungskurven und damit der vierte Schritt 33 derart ablaufen, wie dies in 7 unter Verweis auf mehrere Unterschritte (Substeps) gezeigt ist. In einem erstem Unterschritt 40 wird eine Biegelinie in ein Softwareprogramm importiert. In dem nachfolgenden zweiten Unterschritt 41 erfolgt eine Auswahl eines Berechnungspunktes i. Danach erfolgt eine Transformation der Biegelinie in ein erstes Koordinatensystem 8 in einem dritten Unterschritt 42. In einem vierten Unterschritt 43 wird die Position des Biegeelements 3 bestimmt, hierzu kann beispielsweise der Abstand des Biegeelements 3 zu dem ersten Koordinatensystem 8 berücksichtigt werden. In einem anschließenden fünften Unterschritt 44 wird ein zweites, insbesondere lokales, Koordinatensystem 9 erzeugt bzw. aufgebaut, hierbei kann z. B. eine die Sollbiegeinformation 18 ergänzende Stützkurve 25 importiert oder modelliert werden. Danach erfolgt in einem sechsten Unterschritt 45 eine Bestimmung eines Torsionswinkels zwischen dem ersten und zweiten Koordinatensystem 8, 9. Hierbei erfolgt der Vergleich des ersten Koordinatensystems 8 mit dem zweiten Koordinatensystem 9. Dieser Torsionswinkel kann beispielsweise in einem optionalen siebten Unterschritt 46 durch Berücksichtigung von torsionsspezifischen Kompensationsfaktoren zu einer Sollbiegeinformation 18 mit einer kompensierten Profiltorsion führen. Danach wird in einem achten Unterschritt 47 ein weiteres (z. B. drittes), verdrehtes Koordinatensystem aufgebaut, wobei dieses in Abhängigkeit zu dem Torsionswinkel steht. Nachdem das weitere, verdrehte Koordinatensystem erstellt bzw. modelliert ist, erfolgt in einem neunten Unterschritt 48 die Bestimmung totaler Abstände zwischen dem Biegeelement 3 und dem weiteren, verdrehten Koordinatensystem. Schließlich erfolgt in einem zehnten und elften Unterschritten 49 und 50 eine Bestimmung der Rotation und Translation des Biegeelements 3, gefolgt von einer in einem zwölften Unterschritt 51 ausgeführten Berechnung des Verhältnisses von Translation und Rotation des Biegeelements 3. Anschließend kann es optional in einem dreizehnten Unterschritt 52 zu einer Kompensation totaler Abstände kommen, hierzu kann eine, die Translation betreffende Korrekturfaktorinformationen einfließen. In einem vierzehnten Unterschritt 53 erfolgt eine Berechnung der kompensierten Translation und der Rotation. Die Unterschrittabfolge beginnend mit dem zweiten Unterschritt 41 und endend mit dem vierzehnten Unterschritt 53 kann iterativ für jeden Punkt auf der Biegelinie ausgeführt werden, um ein möglichst kontinuierliches Abbild zur Bildung der Sollbiegeinformation 18 bzw. des Steuerungssignals 5 zu erreichen. Schließlich können zumindest Teile der auf diese Weise ermittelten Sollbiegeinformation 18 bzw. des auf diese Weise ermittelten Steuerungssignals 5 über einen fünfzehnten Unterschritt 54 als Bewegungskurven bzw. Sollbiegeinformation 18 und damit auch als Steuerungssignal 5 exportiert und durch entsprechende Übermittlung an eine Steuerungseinheit einer Biegevorrichtung zur Ansteuerung wenigstens eines Biegeelements 3 einer Biegevorrichtung 2 eingesetzt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Biegekörper
- 2
- Biegevorrichtung
- 3
- Biegeelement
- 4
- Biegeeinrichtung
- 5
- Steuerungssignal
- 6, 6'
- Flächenabschnitt
- 7
- Pfeil
- 8
- erstes Koordinatensystem
- 9
- zweites Koordinatensystem
- 10
- Führungsbereich
- 11
- Vorschubmittel
- 12,
- 12'Führungselement
- 13
- Führungsabschnitt
- 14
- Führungsöffnung
- 15
- Pfeil
- 16
- gebogener Abschnitt
- 17
- Datenverarbeitungsprozess
- 18
- Sollbiegeinformation
- 19
- Pfeil
- 20
- erster Prozessschritt
- 21
- Erfassungsmittel
- 22
- zweiter Prozessschritt
- 23
- Biegelinie
- 24
- dritter Prozessschritt
- 25
- Stützkurve
- 26
- standardisierte Information
- 27
- Chargeninformation
- 28
- Online-Information
- 30
- erster Schritt
- 31
- zweiter Schritt
- 32
- dritter Schritt
- 33
- vierter Schritt
- 34
- fünfter Schritt
- 35
- sechster Schritt
- 36
- siebter Schritt
- 37
- achter Schritt
- 38
- neunter Schritt
- 39
- zehnter Schritt
- 40
- erster Unterschritt
- 41
- zweiter Unterschritt
- 42
- dritter Unterschritt
- 43
- vierter Unterschritt
- 44
- fünfter Unterschritt
- 45
- sechster Unterschritt
- 46
- siebter Unterschritt
- 47
- achter Unterschritt
- 48
- neunter Unterschritt
- 49
- zehnter Unterschritt
- 50
- elfter Unterschritt
- 51
- zwölfter Unterschritt
- 52
- dreizehnter Unterschritt
- 53
- vierzehnter Unterschritt
- 54
- fünfzehnter Unterschritt
- 55
- Abstand
- 56
- Abstand
