DE10260353A1

DE10260353A1 - Werkzeugsatz mit einem daran angebrachten Positionssensor

Info

Publication number: DE10260353A1
Application number: DE10260353A
Authority: DE
Inventors: Arthur L Lanni; Tri D Vu; Vladimir Segal
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2003-07-17
Also published as: US20030121303A1; ITMI20022727A1

Abstract

Der Werkzeugsatz (10) zur Biegung eines Werkstückes (20), das eine Markierung (22) an einer vorher bestimmten Stelle aufweist, umfasst ein männliches Werkzeug (14) mit einem im Wesentlichen V-förmigen Endabschnitt (24), ein weibliches Werkzeug (12), in dem eine im Wesentlichen V-förmige Nut ausgebildet ist und einen Sensor (16), der an dem männlichen Werkzeug (14) oder an dem weiblichen Werkzeug (12) angebracht ist. Der Sensor (16) spricht auf die Markierung (22) an, wenn die Markierung (22) an einer vorher bestimmten Stelle bezüglich des Sensors (16) angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Biegen eines Werkstückes, das aus einem Blechmaterial gebildet ist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Werkzeugsatz, der ein weibliches Werkzeug umfasst, in dem ein Sensor angebracht ist, um den Werkzeugsatz zu einer vormarkierten Stelle an dem Werkstück auszurichten.

Hintergrund der Erfindung

Bremspressen werden normalerweise verwendet, um Werkstücke zu biegen, die aus einem Blechmaterial gebildet sind. Beispielsweise umfassen Magnetkerne von elektrischen Leistungsumformern typischerweise eine Vielzahl von dünnen Blechen, oder Schichten, die aus einem magnetischen Material, wie z. B. einem Siliziumstahl oder aus einer amorphen Legierung gebildet ist. Jede Schicht kann in einer Bremspresse angeordnet werden, an mehreren Stelle gebogen werden, und dann auf anderen ähnlich geformten Schichten angeordnet und mit diesen verbunden werden, um den Magnetkern zu bilden.

Magnetkerne, die auf diese Weise geformt werden, müssen normalerweise sehr enge Dimensionstoleranzen aufweisen. Die minimalen Dimensionstoleranzen, die jeder bestimmte Magnetkern haben muss, sind durch die Präzision begrenzt, mit der die zusammengesetzten Schichten während des Biegeprozesses positioniert werden können. Mit anderen Worten muss jede Schicht während des Biegeprozesses bezüglich des Werkzeugsatzes präzise positioniert werden, um enge Dimensionstoleranzen innerhalb des zusammengesetzten Magnetkerns zu erreichen.

Bekannte Bremspressen umfassen oft eine Art von Mechanismus, der automatisch das Werkstück zwischen dem männlichen und dem weiblichen Werkzeug des Werkzeugsatzes positioniert. Dieser Mechanismus bewegt das Werkstück, bis eine vorher bestimmte Stelle an dem Werkstück im Wesentlichen zu dem sich gegenüberliegenden männlichem und weiblichem Werkzeug ausgerichtet ist. Daraufhin wird das männliche Werkzeug betätigt und stanzt eine Biegung in das Werkstück an der vorher bestimmten Stelle oder in der Nähe der Stelle.

Das Werkstück wird normalerweise durch Verwendung eines mechanischen Anschlags positioniert. Zur Positionierung des Werkstücks können auch einer oder mehrere Sensoren, z. B. Kontaktschalter oder optische Vorrichtungen, verwendet werden. Mechanische Anschläge und Sensoren zeigen an, dass ein Ende des Werkstücks in einem vorher bestimmten Abstand von dem Werkzeugsatz angeordnet sind. In anderen Worten identifiziert die Bremspresse indirekt auf der Basis der Stelle eines Endes des Werkstückes die Stelle, an der eine Biegung auszubilden ist, und eine vorher bestimmte Beziehung zwischen dem Ende des Werkstücks der gewünschten Biegestelle. Die Präzision des Biegeprozesses wird daher durch alle Ungenauigkeiten beeinflusst, die die Anordnung des Endes des Werkstücks mit sich bringt. Die Präzision des Biegeprozesses wird außerdem durch alle Ungenauigkeiten in der Bestimmung der Beziehung zu dem Ende des Werkstücks und der gewünschten Biegestelle beeinflusst. Diese Faktoren begrenzen zusammen die Gesamt- Präzision, mit der die Biegungen auf dem Werkstück platziert werden können.

Viele Hersteller von elektrischen Leistungstransformatoren sehen sich einem fortwährenden Druck von ihren Kunden ausgesetzt, leistungsfähigere Transformatoren bereitzustellen. Eine erhöhte Leistungsfähigkeit kann durch Verringerung der Herstellungstoleranzen der Elemente erreicht werden, dis den Transformator bilden. Erhöhungen der Leistungsfähigkeit können deshalb dadurch erreicht werden, dass die Präzision des Biegeprozesses erhöht wird, mit dem die zusammen zu setzenden Schichten des Magnetkerns des Transformators gebildet werden. Genauer gesagt kann der Magnetkern mit engeren Dimensionstoleranzen hergestellt werden, indem die Präzision erhöht wird, mit der der Werkzeugsatz bezüglich der Schichten während des Biegeprozesses positioniert wird. Die Präzision, mit der herkömmliche Werkzeugsätze bezüglich eines Werkstückes positioniert werden können, ist jedoch wie oben erwähnt begrenzt. Es besteht deshalb ein andauernder Bedarf für einen Werkzeugsatz, der präziser als die herkömmlichen Werkzeugsätze positioniert werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein derzeit bevorzugtes System zum Biegen eines Werkstückes, das eine Markierung an einer vorher bestimmten Stelle aufweist, umfasst ein männliches Werkzeug mit einem im Wesentlichen V-förmigen Stirnabschnitt, ein weibliches Werkzeug, in dem eine im Wesentlichen V-förmige Nut ausgebildet ist, und einen Sensor an dem männlichen oder dem weiblichen Werkzeug, der auf die Markierung anspricht, wenn die Markierung an einer vorher bestimmten Position bezüglich des Sensors angeordnet ist.

Ein bevorzugter Werkzeugsatz zum Biegen eines Werkstücks mit einer reflektiven Markierung an einer vorher bestimmten Stelle auf seine Oberfläche umfasst ein männliches Werkzeug mit einem im Wesentlichen V-förmigen Stirnabschnitt, ein weibliches Werkzeug, in dessen einen Ende eine im Wesentlichen V-förmige Nut ausgebildet ist und das eine Bohrung aufweist, die sich von der V-förmigen Nut nach innen erstreckt, und einen optischen Sensor, der in der Bohrung angebracht ist und einen vorher bestimmten Ausgang erzeugen kann, wenn sich der Sensor in optischer Verbindung mit der reflektiven Markierung befindet.

Ein derzeit bevorzugter Werkzeugsatz zum Biegen eines Werkstückes an einer vorher bestimmten Stelle die durch eine Oberflächenmarkierung angezeigt wird, umfasst ein männliches Werkzeug mit einem im Wesentlichen V-förmigen Stirnabschnitt, und ein weibliches Werkzeug, das einen Stirnabschnitt aufweist, in dem eine Nut ausgebildet ist.

Die Nut kann den Stirnabschnitt des männlichen Werkzeugs wenigstens teilweise aufnehmen und ist im Wesentlichen um eine Mittellinie des weiblichen Werkzeugs zentriert. Der derzeit bevorzugte Werkzeugsatz umfasst außerdem einen Sensor, der in dem weiblichen Werkzeug angebracht ist, und im Wesentlichen zu der Mittellinie des weiblichen Werkzeugs ausgerichtet ist. Der Positionssensor kann auf die Oberflächenmarkierung ansprechen, wenn die Oberflächenmarkierung im Wesentlichen mit der Mittellinie des weiblichen Werkzeugs ausgerichtet ist.

Ein derzeit bevorzugter Werkzeugsatz zum Biegen eines Werkstückes an einer vorher bestimmten Biegestelle, die mit einem Material markiert ist, das eine höhere Reflektivität als eine Oberfläche des Werkstücks aufweist, umfasst ein männliches Werkzeug mit einem im Wesentlichen V-förmigen Stirnabschnitt und ein weibliches Werkzeug in dessen einen Ende eine im Wesentlichen V-förmige Nut ausgebildet ist. Der derzeit bevorzugte Werkzeugsatz umfasst außerdem einen optischen Sensor, der an dem männlichen oder dem weiblichen Werkzeug angebracht ist. Dieser optische Sensor kann einen Ausgang mit einer ersten Größe erzeugen, wenn sich der optische Sensor in optischer Verbindung mit dem Material befindet, und der optische Sensor kann einen Ausgang mit einer zweiten Größe erzeugen, wenn sich der optische Sensor in optischer Verbindung mit der Oberfläche des Werkzeugs befindet.

Ein derzeit bevorzugtes Verfahren zum Biegen eines Werkstückes an einer vorher bestimmten Stelle umfasst die Platzierung des Werkstücks auf einer Bremspresse, eine Bewegung eines Werkzeugsatzes der Bremspresse bis die vorher bestimmte Biegestelle zwischen einem männlichen und einem weiblichen Werkzeug des Werkzeugsatzes positioniert ist, und das Stanzen des Werkstücks mit dem männlichen Werkzeug, um darin eine Biegung zu bilden.

Ein derzeit bevorzugtes Verfahren zur Biegung eines Werkstückes an einer vorher bestimmten Stelle die durch eine Oberflächenmarkierung angezeigt wird, umfasst die Platzierung des Werkstücks in einer Bremspresse auf der ein Werkzeugsatz angebracht ist, die Bewegung eines des Werkzeugsatzes oder des Werkstücks bezüglich des Werkstücks bzw. des Werkzeugsatzes, die Lokalisierung einer vorher bestimmten Stelle unter Verwendung eines Sensors der an dem Werkzeugsatz angebracht ist und auf die Oberflächenmarkierung anspricht, eine Anhaltebewegung des Werkzeugsatzes oder des Werkstückes, wenn der Werkzeugsatz im Wesentlichen zu der vorher bestimmten Stelle ausgerichtet ist, und das Stanzen einer Biegung in dem Werkstück unter Verwendung eines männlichen Werkzeugs des Werkzeugsatzes.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugsatzes,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 gezeigten Werkzeugsatzes, und ein Einzelblech das zum Biegen in dem Werkzeugsatz geeignet ist, entlang der Linie A-A von Fig. 1,

Fig. 3 eine auseinandergezogene Querschnittsdarstellung eines weiblichen Werkzeugs und eines optischen Sensors des in Fig. 1 und 2 gezeigten Werkzeugsatzes entlang der Linie A-A von Fig. 1,

Fig. 4 eine Unteransicht des in Fig. 2 gezeigten Einzelbleches,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht des in Fig. 1 und 2 gezeigten Werkzeugsatzes und des in den Fig. 2 und 4 gezeigten Einzelbleches entlang der Linie A-A von Fig. 1, wobei das durch den Werkzeugsatz gebogene Einzelblech gezeigt ist, und

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer Bremspresse an der der in den Fig. 1, 2 und 5 gezeigte Werkzeugsatz angebracht ist.

Detaillierte Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen

Die Fig. 1 bis 4 und 6 zeigen eine derzeit bevorzugte Ausführungsform eines Werkzeugsatzes 10, der in einer Bremspresse 100 verwendet werden kann. Die Figuren sind jeweils auf ein gemeinsames Koordinatensystem 11 bezogen, das darin gezeigt ist. Der Werkzeugsatz 10 umfasst ein weibliches Werkzeug 12 und ein männliches Werkzeug (Stempel) 14. Der Werkzeugsatz 10 kann ein Werkstück an einer oder mehreren vorher bestimmten Stellen biegen (diese Stellen werden nachstehend als "Biegestellen" bezeichnet). Das hier beschriebene Werkstück ist eine Einzelblech 20 für einen Magnetkern eines elektrischen Leistungstransformators. Das Einzelblech 20 wird von einem relativ dünnen, schmalen Streifen aus Magnetmaterial, wie z. B. einem texturierten Siliziumstahl oder einer amorphen Legierung gebildet. Es ist anzumerken, dass diese spezielle Art des Werkstücks nur aus beispielhaften Zwecken beschrieben wird, da durch den Werkzeugsatz 10 alle möglichen Arten von Werkstücken, die aus einem Blechmaterial gebildet sind, gebogen werden können.
Der Werkzeugsatz 10 umfasst außerdem einen optischen Sensor 16, der in dem weiblichen Werkzeug 12 angebracht ist (siehe Fig. 2 und 3). Der Sensor 16 wird zur Identifizierung einer oder mehrerer Markierungen 22 auf dem Einzelblech 20 verwendet (siehe Fig. 2 und 4). Die Markierung 22 wird an einer gewünschten Biegestelle an dem Einzelblech 20 angebracht, bevor das Einzelblech 20 in der Bremspresse 100 platziert wird. Es ist anzumerken, dass zur Klarheit bei dem in den Figuren gezeigten Einzelblech nur eine der Markierungen 22 gezeigt ist. Der Werkzeugsatz 10 kann auch für ein Einzelblech 20 mit mehreren Markierungen 22 verwendet werden, d. h. das Einzelblech 20 kann an mehr als einer Stelle durch den Werkzeugsatz 10 gebogen werden. Außerdem ist die Größe der Markierung 22 zur Klarheit in den Figuren übertrieben.
Das männliche Werkzeug 14 weist einen im Wesentlichen V-förmigen Stirnabschnitt 24 auf, der durch eine erste Winkelfläche 24a und eine zweite Winkelfläche 24b gebildet wird (siehe Fig. 2). Die erste und die zweite Winkelfläche 24a, 24b sind voneinander durch einen Winkel getrennt, der mit dem Symbol "α" in Fig. 2 bezeichnet ist. Der Wert von "α" ist abhängig von dem gewünschten Biegewinkel, der in dem Einzelblech 20 ausgebildet werden soll. Daher ist ein spezieller Wert für "α" nicht angegeben.
In einem Stirnabschnitt des weiblichen Werkzeugs 12 ist eine Nut 26 ausgebildet (siehe Fig. 2 und 3). Die Nut 26 wird durch eine erste Winkelfläche 28a, eine zweite Winkelfläche 28b und eine untere Fläche 28c gebildet, die in die erste und die zweite Winkelfläche 28a, 28b übergeht. Die Nut 26 ist im Wesentlichen V-förmig. Die erste und die zweite Winkelfläche 28a, 28b sind durch einen Winkel getrennt, der durch das Symbol "β" in Fig. 2 bezeichnet ist. Die Nut 26 und der Stirnabschnitt 24 des männlichen Werkzeugs 14 sind komplementär. Mit anderen Worten sind die Winkel β und α annähernd gleich, so dass der Endabschnitt 24 in die Nut 26 passen kann.
Das weibliche Werkzeug 26 weist außerdem eine erste Stirnfläche 28b auf, die in die erste Winkelfläche 28a übergeht, und eine zweite Stirnfläche 28e auf, die in die zweite Winkelfläche 28b übergeht. Die erste und die zweite Stirnfläche 28d, 28e sind im Wesentlichen eben und liegen im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittellinie C1 des weiblichen Werkzeugs 12.
In dem weiblichen Werkzeug 12 ist eine Bohrung 29 ausgebildet (siehe Fig. 3). Die Bohrung 29 erstreckt sich von der unteren Fläche 26c nach innen (in der "Y"-Richtung) entlang der Mittellinie C1 des weiblichen Werkzeugs 12. Die Bohrung 29 ist ungefähr entlang des halben Weges der Länge ("X"-Dimension) des weiblichen Werkzeugs 12 angeordnet (siehe Fig. 1). Der Sender 16 ist innerhalb der Bohrungen 29 so befestigt, dass ein Ende des Sensors 16 im Wesentlichen bündig zu der unteren Fläche 28c ist. Der Sensor 16 kann in der Bohrung 29 durch ein geeignetes Mittel, wie z. B. ein Klebemittel oder durch einen Presssitz befestigt werden.
Der Sensor 16 ist ein optischer Sensor herkömmlicher Konstruktion. Beispielsweise kann der Sensor 16 ein herkömmlicher Photoreflektor sein, der eine lichtemittierende Diode und zwei Lichtempfangsbereiche aufweist. Der Sensor 16 ist elektrisch mit einem elektronischen Steuersystem (nicht gezeigt) der Bremspresse 100 verbunden. Der Sensor 16 kann einen ansprechenden Ausgang erzeugen, wenn die Markierung 22 auf dem Einzelblech 20 angrenzend an die Nut 26 positioniert ist und im Wesentlichen zu der Mittellinie C1 des weiblichen Werkzeugs 12 ausgerichtet ist (wie es in Fig. 2 gezeigt ist). Mit anderen Worten zeigt der Sensor 16 dem Steuersystem an, dass eine Markierung 22 direkt über dem weiblichen Werkzeug 12 angeordnet ist. Weitere Details bezüglich des Sensors 16 sind für ein Verständnis der derzeit bevorzugten Ausführungsform nicht erforderlich und werden deshalb hier nicht dargelegt. Außerdem ist anzumerken, dass die derzeit bevorzugte Ausführungsform nicht auf die Verwendung mit optischen Sensoren begrenzt ist. Es kann irgendeine geeignete Art von Sensoren anstatt des optischen Sensors 16 verwendet werden.
Der Werkzeugsatz 10 kann wie oben beschrieben mit einer Bremspresse 100 verwendet werden. Allgemeine Details, die sich auf eine Bremspresse 100 beziehen, sind wie folgt. Es ist anzumerken, dass die Bremspresse nur zu illustrativen Zwecken beschrieben wird. Der derzeit bevorzugte Werkzeugsatz kann in Verbindung mit allen Arten von Bremspressen verwendet werden.
Die Bremspresse 100 umfasst eine Schlitteneinrichtung 102 (siehe Fig. 6). Das männliche und das weibliche Werkzeug 14,12 sind an der Schlittenanordnung 102 angebracht. Das männliche und das weibliche Werkzeug 14, 12 sind im Abstand zueinander angeordnet und fluchten im Wesentlichen in der Vertikalrichtung ("Y")-Richtung. Mit anderen Worten stimmt die Mittellinie C1 des weiblichen Werkzeugs 12 im Wesentlichen mit einer Mittellinie C2 des männlichen Werkzeugs 14 überein, und es ist ein Spalt zwischen dem männlichen und dem weiblichen Werkzeug 14, 12 vor dem Beginn des Biegeprozesses vorhanden.
Die Schlittenanordnung 102 ist an einem stationären Trägerarm 103 aufgehängt und kann eine Translationsbewegung in "Z"-Richtung durchführen, d. h. in der Richtung die durch den Pfeil 30 in Fig. 6 gezeigt ist. Das männliche und das weibliche Werkzeug 14, 12 sind mechanisch mit der Schlittenanordnung 102 so gekoppelt, dass das männliche und das weibliche Werkzeug 14, 12 eine Translationsbewegung mit der Schlittenanordnung 102 durchführen können. Mit anderen Worten verursacht eine Bewegung der Schlittenanordnung 102 in der "Z"-Richtung eine entsprechende Bewegung sowohl des männlichen Werkzeugs 14 als auch des weiblichen Werkzeugs 12.
Das männliche Werkzeug 14 ist mechanisch mit einem hydraulischen Druckkolben 106 gekoppelt, der an der Schlittenanordnung 102 angebracht ist. Der hydraulische Druckkolben 106 kann das männliche Werkzeug 14 nach unten, d. h. in "Y"-Richtung in Richtung des weiblichen Werkzeugs 12 antreiben. Die Schlitteneinrichtung 102 hindert das weibliche Werkzeug 12 von einer wesentlichen Bewegung in der Vertikalrichtung ("Y")-Richtung. Die Bremspresse 100 umfasst außerdem einen stationären Werkzeugtisch, der das Einzelblech 20 während des Biegeprozesses trägt (der Werkzeugtisch ist in den Figuren zur Klarheit nicht gezeigt).
Einzelheiten des den Werkzeugsatz 10 und die Bremspresse 100 betreffenden Betriebs sind wie folgt. Eine Markierung 22 wird an jeder der gewünschten Biegestellen auf dem Einzelblech 20 vor dem Biegeprozess platziert, wie es oben stehend beschrieben wurde. Die Markierung 22 wird vorzugsweise durch Aufbringung eines Wulstes aus reflektivem Material, z. B. einer reflektiven Farbe über die Breite ("X"-Dimension) des Einzelbleches 20 an jeder gewünschten Biegestelle gebildet.
Das Einzelblech 20 wird daraufhin auf dem Werkzeugtisch angeordnet, der die Enden des Einzelbleches 20 trägt. Das männliche und das weibliche Werkzeug 14, 12 werden angrenzend an und auf gegenüberliegenden Seiten des Einzelbleches 20 positioniert, wenn das Einzelblech 20 auf dem Werkzeugtisch angeordnet wird, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
Nach ihrer Aktivierung positioniert die Bremspresse 100 den Werkzeugsatz 10 an einer Position in der Nähe der gewünschten Biegestelle an dem Einzelblech 20. Genauer gesagt aktiviert das elektronische Steuersystem der Bremspresse 100 einen hydraulischen Antriebsmechanismus 110 innerhalb der Bremspresse 100. Durch den Antriebsmechanismus 110 führt die Schlitteneinrichtung 102 (und der Werkzeugsatz 10) eine Translationsbewegung in "Z"-Richtung durch.
Die lichtemittierende Diode des Sensors 16 richtet einen konzentrierten Lichtstrahl auf die angrenzende Fläche des Einzelbleches 20 wenn die Schlittenanordnung 102 das weibliche Werkzeug in Längsrichtung entlang des Einzelbleches 20 bewegt. Das Ausgangssignal des Sensors 16 ist proportional zur Intensität der Lichtenergie, die die Lichtempfangsbereiche des Sensors 16 erreichen (ein wesentlicher Großteil dieser Energie stellt das Licht dar, das durch die lichtemittierende Diode erzeugt wurde und in Richtung des Sensors 16 durch die Fläche des Einzelbleches 20 reflektiert wird).
Die Größe des Ausgangssignals erhöht sich aufgrund der relativ hohen Reflektivität der Markierung 22 bezüglich der nicht markierten Oberflächenabschnitte des Einzelbleches 20 wesentlich, wenn der Sensor 16 (und das weibliche Werkzeug 12) eine Position angrenzend an die Markierung 22, d. h. direkt unter dieser erreichen. Mit anderen Worten, erhöht sich die Größe des Ausgangssignals deutlich, wenn die Markierung 22 angrenzend an die Nut 26 positioniert ist und im Wesentlichen zu der Mittellinie 1 des weiblichen Werkzeugs 12 ausgerichtet ist.
Das elektronische Steuersystem der Bremspresse 100 erkennt die erhöhte Größe des Ausgangssignals als Zeichen, dass der Werkzeugsatz 10 angrenzend an eine gewünschte Biegestelle an dem Einzelblech 20 positioniert ist. In Ansprechung hierauf deaktiviert das elektronische Steuersystem den Antriebsmechanismus 110 sofort. Hierdurch wird der Werkzeugsatz 10 an einer Position angrenzend an die Markierung 22 angehalten, d. h. an einer Position angrenzend an die gewünschte Biegestelle auf dem Einzelblech 20.
Daraufhin aktiviert das elektronische Steuersystem den hydraulischen Druckkolben 106. Der hydraulische Druckkolben 106 bewegt das männliche Werkzeug 14 nach unten (in "Y"- Richtung) in Richtung des Einzelbleches und des weiblichen Werkzeugs 12. Der sich hieraus ergebende Kontakt zwischen dem männlichen Werkzeug 14, dem Einzelblech 20 und dem weiblichen Werkzeug 12 biegt das Einzelblech 20 an der gewünschten Biegestelle, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Der Winkel der resultierenden Biegung wird durch die Werte der jeweiligen Winkel α und β an dem männlichen Werkzeug 14 und dem weiblichen Werkzeug 12 bestimmt.
Eine Positionierung des Werkzeugsatzes 10 durch Verwendung des in dem weiblichen Werkzeug 12 angebrachten Sensors 16 ermöglicht die Positionierung des Werkzeugsatzes 10 mit einem relativ hohen Grad an Präzision bezüglich einer gewünschten Stelle an dem Einzelblech. Genauer gesagt haben die Anmelder einen Werkzeugsatz 10 entwickelt, der eine direkte Anzeige der relativen Positionen des Werkzeugsatzes 10 und einer gewünschten Biegestelle an dem Werkstück, wie z. B. dem Einzelblech 20, anzeigt. Daher werden durch Verwendung des Werkzeugsatzes 10 die Ungenauigkeiten beseitigt, die bei bekannten Werkzeugsätzen vorhanden waren, die, wie zuvor erwähnt, auf der Basis einer indirekten Bestimmung ihrer Position bezüglich des Werkstücks positioniert wurden. Es können deshalb geringere und günstigere Dimensionstoleranzen bei der Formung von Komponenten, wie z. B. dem Einzelblech 20 durch Verwendung des Werkzeugsatzes 10 anstatt eines bekannten Werkzeugsatzes erreicht werden.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann der Sensor 16 anstatt in dem weiblichen Werkzeug 12 in dem männlichen Werkzeug 14 angebracht sein. Zusätzlich kann mehr als ein Sensor 16 in dem weiblichen Werkzeug 12 oder dem männlichen Werkzeug 14 angebracht sein. Außerdem kann der Werkzeugsatz zusammen mit einer bekannten Bremspresse verwendet werden, d. h. zusammen mit einer Bremspresse, bei der das Werkstück anstatt des Werkzeugsatzes vor dem Biegeprozess bewegt wird, um den Werkzeugsatz und die gewünschte Biegestelle an dem Werkstück auszurichten.

Claims

1. System zum Biegen eines Werkstücks, auf dem eine Markierung an einer vorher bestimmten Stelle angebracht ist, mit
einem männlichen Werkzeug (14), das einen im Wesentlichen V-förmigen Stirnabschnitt (24) aufweist,
einem weiblichen Werkzeug (12), in dem eine im Wesentlichen V-förmige Nut (26) ausgebildet ist, und
einem Sensor (16), der an dem männlichen Werkzeug (14) oder dem weiblichen Werkzeug (12) angebracht ist und auf die Markierung (22) anspricht, wenn die Markierung (22) an einer vorher bestimmten Position bezüglich des Sensors (16) angeordnet ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem männlichen Werkzeug (14) oder dem weiblichen Werkzeug (12) eine Bohrung (29) ausgebildet ist und der Sensor (16) in der Bohrung (29) angebracht ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) in dem weiblichen Werkzeug (12) angebracht ist.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) ein optischer Sensor ist.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) auf die Markierung (22) ansprechen kann, wenn der Sensor (16) und die Markierung (22) in optischer Verbindung miteinander stehen.

6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) ein Photoreflektor ist, der eine lichtemittierende Diode und einen Lichtempfangsbereich aufweist.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es nicht mehr als einen der Sensoren (16) aufweist.

8. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (26) von einer ersten Fläche (28c), die im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittellinie (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) verläuft, einer zweiten Fläche (28a), die in ein erstes Ende der ersten Fläche (28c) übergeht und bezüglich der ersten Fläche (28c) geneigt ist, und einer dritten Fläche (28b) gebildet wird, die in ein zweites Ende der ersten Fläche (28c) übergeht und bezüglich der ersten Fläche (28c) geneigt ist.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem weiblichen Werkzeug (12) eine Bohrung (29) ausgebildet ist, wobei sich die Bohrung (29) von der ersten Fläche (28c) erstreckt und im Wesentlichen parallel zu der Mittellinie (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) verläuft, und der Sensor (16) in der Bohrung (29) so angebracht ist, dass ein Ende des Sensors (16) im Wesentlichen zu der ersten Fläche (28c) bündig ist.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) auf die Markierung (22) anspricht, wenn die Markierung (22) angrenzend an die Nut (26) positioniert ist und die Markierung im Wesentlichen zu der Mitteilung (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) ausgerichtet ist.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang des Sensors (16) eine erste Größe hat, wenn die Markierung (22) angrenzend an die Nut (26) angeordnet ist und im Wesentlichen zu der Mittellinie (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) ausgerichtet ist, und dass der Ausgang des Sensors (16) eine zweite Größe aufweist, wenn Stellen auf dem Werkstück, die nicht die vorher bestimmte Stelle sind, angrenzend an die Nut (26) positioniert sind und im Wesentlichen zu der Mittellinie (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) ausgerichtet sind.

12. Werkzeugsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) einen Ausgang erzeugt und der Sensor auf die Markierung (22) durch Erhöhung einer Größe des Ausgangs anspricht.

13. Werkzeugsatz zum Biegen eines Werkstücks mit einer reflektiven Markierung (22) an einer vorher bestimmten Stelle auf seiner Oberfläche, mit
einem männlichen Werkzeug (14) mit einem im Wesentlichen V-förmigen Stirnabschnitt (24),
einem weiblichen Werkzeug (12) mit einem Stirnabschnitt, in dem eine im Wesentlichen V-förmige Nut (26) ausgebildet ist, wobei sich eine Bohrung (29) von der V-förmigen Nut (26) aus nach innen erstreckt, und
einem optischen Sensor (16), der in der Bohrung (29) angebracht ist und einen vorher bestimmten Ausgang erzeugen kann, wenn der Sensor (16) mit der reflektiven Markierung (22) optisch in Verbindung steht.

14. Werkzeugsatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) ein Photoreflektor ist, der eine lichtemittierende Diode und einen Lichtempfangsbereich umfasst.

15. Werkzeugsatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (26) von einer ersten Fläche (28c), die im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittellinie (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) verläuft, einer zweiten Fläche (28a), die in ein erstes Ende der ersten Fläche (28c) übergeht und bezüglich der ersten Fläche (28c) geneigt ist, und einer dritten Fläche (28b) gebildet wird, die in ein zweites Ende der ersten Fläche (28c) übergeht und bezüglich der ersten Fläche (28c) geneigt ist.

16. Werkzeugsatz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) in der Bohrung (29) so angebracht ist, dass ein Ende des Sensors (16) im Wesentlichen bündig zu der ersten Fläche (28c) ist.

17. Werkzeugsatz zum Biegen eines Werkstückes an einer vorher bestimmten Stelle, die durch eine Oberflächenmarkierung (22) gekennzeichnet ist, mit
einem männlichen Werkzeug (14), das einen im Wesentlichen V-förmigen Stirnabschnitt (24) aufweist,
einem weiblichen Werkzeug (12) mit einem Stirnabschnitt, in dem eine Nut (26) ausgebildet ist, wobei die Nut (26) den Stirnabschnitt (24) des männlichen Werkzeugs (14) wenigstens teilweise aufnehmen kann und im Wesentlichen um eine Mittellinie (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) zentriert ist, und
einem Sensor (16), der in dem weiblichen Werkzeug (12) angebracht ist und im Wesentlichen zu der Mittellinie (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) ausgerichtet ist, wobei der Positionssensor (16) auf die Oberflächenmarkierung (22) ansprechen kann, wenn die Oberflächenmarkierung im Wesentlichen zu der Mittellinie (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) ausgerichtet ist.

18. Werkzeugsatz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (26) von einer ersten Fläche (28c), die im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittellinie (C1) des weiblichen Werkzeugs (12) verläuft, einer zweiten Fläche (28a), die in ein erstes Ende der ersten Fläche (28c) übergeht und bezüglich der ersten Fläche (28c) geneigt ist, und einer dritten Fläche (28b) gebildet wird, die in ein zweites Ende der Fläche (28c) übergeht und bezüglich der ersten Fläche (28c) geneigt ist.

19. Werkzeugsatz nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) in der Bohrung (29) so angebracht ist, dass ein Ende des Sensors (16) im Wesentlichen bündig zu der ersten Fläche (28c) ist.

20. Werkzeugsatz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) einen Ausgang erzeugt und der Sensor (16) auf die Oberflächenmarkierung (22) durch Erhöhung der Größe des Ausgangs anspricht.

21. Werkzeugsatz zum Biegen eines Werkstücks an einer vorher bestimmten Biegestelle, die durch ein Material markiert ist, das eine höhere Reflektivität aufweist, als eine Oberfläche des Werkstücks, mit
einem männlichen Werkzeug (14), das einen im Wesentlichen V-förmigen Stirnabschnitt (24) aufweist,
einem weiblichen Werkzeug (12) mit einem Ende, in dem eine im Wesentlichen V- förmige Nut (26) ausgebildet ist, und
einem optischen Sensor, der in dem männlichen Werkzeug (12) oder in dem weiblichen Werkzeug (14) angebracht ist, wobei der optische Sensor (16) einen Ausgang mit einer ersten Größe erzeugen kann, wenn der optische Sensor (16) mit dem Material in optischer Verbindung steht, und der optische Sensor (16) einen Ausgang mit einer zweiten Größe erzeugen kann, wenn der optische Sensor (16) mit der Oberfläche des Werkstücks optisch in Verbindung steht.

22. Werkzeugsatz nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Größe größer ist als die zweite Größe.

23. Werkzeugsatz nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor ein Photoreflektor ist, der eine lichtemittierende Diode und einen Lichtempfangsbereich aufweist.

24. Verfahren zum Biegen eines Werkstücks an einer vorher bestimmten Biegestelle, bei dem
das Werkstück auf einer Bremspresse (100) platziert wird,
ein Werkzeugsatz (10) der Bremspresse (100) bewegt wird, bis die vorher bestimmte Biegestelle zwischen einem männlichen Werkzeug (14) und einem weiblichen Werkzeug (12) des Werkzeugsatzes (10) positioniert ist, und
das Werkstück mit dem männlichen Werkzeug (12) gestanzt wird, um darin eine Biegung zu bilden.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem eine Markierung (22) an der vorher bestimmten Biegestelle platziert wird, und durch Messung ein Ansprechung eines an dem männlichen Werkzeug (14) oder dem weiblichen Werkzeug (12) angebrachten Sensors (16), der auf die Markierung (22) anspricht, bestimmt wird, wenn die vorher bestimmte Biegestelle zwischen dem männlichen Werkzeug (14) und dem weiblichen Werkzeug (12) positioniert ist.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung eines Werkzeugsatzes (10) der Bremspresse (100) bis zur Positionierung der vorher bestimmten Biegestelle zwischen einem männlichen Werkzeug (14) und einem weiblichen Werkzeug (12) des Werkzeugsatzes eine Bewegung des Werkzeugsatzes (10) umfasst, bis eine Mittellinie (C1, C2) des männlichen Werkzeugs (14) und/oder des weiblichen Werkzeugs (12) im Wesentlichen zu der Markierung (22) ausgerichtet ist.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung einer Ansprechung eines Sensors (16), der an dem männlichen Werkzeug (14) und dem weiblichen Werkzeug (12) angebracht ist und auf die Markierung (22) anspricht, die Messung einer Ansprechung eines an dem weiblichen Werkzeug (12) angebrachten Sensors (16) umfasst.

28. Verfahren zum Biegen eines Werkstücks an einer vorherbestimmten Stelle, die durch eine Oberflächenmarkierung gekennzeichnet ist, bei dem
das Werkstück in einer Bremspresse (100) platziert wird, an der ein Werkzeugsatz (10) angebracht ist,
der Werkzeugsatz (10) oder das Werkstück bezüglich des Werkstücks bzw. des Werkzeugsatzes (10) bewegt wird,
die vorher bestimmte Stelle durch Verwendung eines an dem Werkzeugsatz (10) angebrachten Sensors (16) lokalisiert wird, der auf die Oberflächenmarkierung (22) anspricht,
die Bewegung des Werkzeugsatzes (10) oder des Werkstückes angehalten wird, wenn der Werkzeugsatz (10) im Wesentlichen zu der vorher bestimmten Stelle ausgerichtet ist, und
eine Biegung in das Werkstück durch Verwendung eines männlichen Werkzeugs (14) des Werkzeugsatzes (10) gestanzt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugsatz (10) bezüglich des Werkstückes bewegt wird.

30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierung der vorher bestimmten Stelle durch Verwendung eines an dem Werkzeugsatz (10) angebrachten Sensors (16), der auf die Oberflächenmarkierung (22) anspricht, das Scannen einer Fläche des Werkstückes nach der Oberflächenmarkierung (22) durch Verwendung des Sensors (16) umfasst.

31. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenmarkierung (22) auf dem Werkstück platziert wird.

32. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierung der vorher bestimmten Stelle durch Verwendung eines an dem Werkzeugsatz (10) angebrachten Sensors (16), der auf die Oberflächenmarkierung (22) anspricht, die Verwendung eines optischen Sensors (16) umfasst, der an dem Werkzeugsatz (10) angebracht ist und auf die Oberflächenmarkierung (22) anspricht, wenn der optische Sensor (16) mit der Oberflächenmarkierung (22) optisch in Verbindung steht.

33. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierung der vorher bestimmten Stelle durch Verwendung eines an dem Werkzeugsatz (10) angebrachten Sensors (16), der auf die Oberflächenmarkierung anspricht, die Lokalisierung der vorher bestimmten Stelle durch Verwendung eines Sensors (16) umfasst, der an einem weiblichen Werkzeug (12) des Werkzeugsatzes (10) angebracht ist.