"Jelbsttätige bteuerüng für ein angetriebenes Werkzeug zum
kaltverformenden Biegen oder Richten eines-aus Me-Lall, ins-
beaondere aus Stahl bestehenden yerkstückes"
Die hrfindung betrifft eine selbsttätige Steuerurig für ein angetriebenes Werkzeug
zum kaltverformenden Siegen oder Richten eines aus Me'tall, insbesondere aus Stahl
bestehenden Werk-. stvickes. ._ Die Kaltverformung findet im plastischen Bereich
cies metalli= sehen ;Merkstoffes statt, aus dem das Werkstück besteht. IGur Erzielung
einer definierten Verformung des Werkstückes muß der Dinfluß des elastischen Werkstoffbe'reiches
ausgeschaltet werden, der das Werkstück am Ende des-Biegevorganges zurückfedern
läßto Erschwerend wirken sich dabei die Unterschiede in ,den -Festgkeiten verschiedener,
kalt zu verformender Werkstücke aus, die aus den nicht zu vermeidenden Differenzen
beim Abküh-
len,, dalzen oder -ilderen l-;inflüss-en ci:@@:teneri, -,:eil
diese sie
tröße der iiüekfederung ver@:ndern.
3s ist bekannt,- die nach hbschluß der L_, 1 tverforrnung .Ä@
:f er-- -
tückes auftretende Rückfederung zu i.ieijsen und einen :=:@teren
Tierformun:sgang anzuechlie2en, desaari @.zar von dem 1'@:ei_@=ai:is
bestismit Wird. Die Liessung kann dabei in analogen :xrc.cer_
erfol-
gen, indem die. ienge an durch die verdi -r.,, te:-
1--ydrauli'Z@:öl bestimmt wird. Die AusiVhrung der t"-a.ltverforr"url:J
in zwei _rbeitsgcin@en ist: jeaoch, än,, r .x tisc__.
@s ist ferner bekannt, an den der beIv:.-rschten gerzort;iung
ent-
sprechenden Jeg des -';icgewerkzeuse;, unLii-itelbar eine wei.
tere
Strecke zum Ausgleich der elastischen Pc__ckfederung anzuschlies-
sen. Diese Strecke wird für eine Iüerrzarl von Vierkstüc'=en
je-
weils berechnet und fest eingestellt. Die hiermit erzii-lbaren
Ergebnisse sind wegen der von '@Terk@ eck zu -@rerksfick
fe;@-tzu-
stellenden Untersebiede im Biegewiderstand nicht -enüu genug.
Die Erfindung hat sich die Auf, abees gellt, eine selbstt:.tige
Steuerung zu schaffen, die es erlaubt, unter Ausschaltung der
genannten Nachteile und Schvrerg.,i-.eiten eine jedem fierkstück
-
angegaßte Verförmung am.Werkzeug einzuhalten.
Die Lösung; dieser Aufgabe. erfolgt erfindungsgemäß prinzipiell
durch eine@die Reaktionskraft des mit konstanter Verfotmun,gs-
gescbwindigkeit angetriebenen Biegewerkzeuges fortlaufend
feststellende Leßvorrichtung,eine die von der Ivleßvorrichtung
gewonnene Funktion ableitende Differentialtonseinrichturig,
die
bei brreychen der Streckgrenze des Werketückes ein Einleitungs-
si'--nül gbgibt, das ; eine Einrichtung auslöst, die den weiteren
vo_n 3ie@ewerkzeuizurückgelegten feg feststellt und mit dessen
Soalwer-t in %b-@renstimfuung bringt, der der gewünschten.
Ver-
.or-ut°g des :r erksi-uoxes entspricht und danach den Antrieb
des Biegewerkzeuges. schaltet
Diese Steuerung erlaubt die Durehf'ührun,g-der Kaltverformung
in
einem Arbeitsgang und mit praktisch beliebiger Genauigkeit,
weil bei ;zedem Werkstück 'die Bastizitätegrenze rieu gestimmt
wird. Wäarend nämlich die hon der Me'ßvorrichtung -geleerten-
'werte nicht nur die im Werkstück enthaltenden -Lin-terscliedc
sonderi= auch die mechanischen Toleranzen der Bie;genaschine,
-
a'Q ii. ihr Lagerspiel, Gelenkspiel o. dglö und auch dein Anteil
der elastischen Rückfederung der kaschine selbst enthalten:,,
ergibt die Ableitung der von den keßwerten gebildeten Funktion,-
den -Verlauf der Steigung dieser Kurve und damit eine von den
absoluten Größen unabhängige folge von Werten. Nach einem die-
ser Werte, vier vorher "bestimmt ist und. der die ,1'3astizitäte-
-grenze bei Stahl unmittelbar, bei. anderen-Metallen mt nicht
so- Busgeprägter Eiastiztätsgrenze= hinreichend genau. wi:e.der-
gibt, wird eine am Sollwert der Kaltverformung orientierte
Regelung des Biegeweges, längs dessen sich das Biegewerkzeug
mit konstanter Geschwindigkeit:.bewegt, eingeschaltet. Das
Er-
gebnis ist eine von den Unterschieden des Einzelfallee unabhän-
gige gleichmäßige Verformung der, so bearbeiteten Ifferkstüeke.
Es ist nicht zwingend, 4aber doch zweckmäßig, die Steuerung
elektrisch zu betreiben. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung
ei-
ne keßvorrichtung vor, die die Reaktionskraft des Biegewerkzeu-
ges in einelektrisches Analogsignal verwandelts das als Span-
nungsgröße abgebildet wird. Im Falle von Stahl und Werkstoffen
mit vergleibhbaren Streckgrenzen wird die beschriebene Regelung
bem.Spannungswert Null des differenzierten Signale eingeschal-
tet, während bei anderen Werkstoffen ein vorher festgelegter
Vert- (z. B.5 ' in der-Differentialkurve zur Einschaltung des
,
Reglers verwendet Wirdä
Nachfolgend wird-die Erfindung anhand eines @Ausführungsbeisgie-
nee näher -erläutert; f
ea zeigen
Fig. 1 schematisch eine Biegemaschine mit Teilen der erfin-
dungegemäßen selbst+ntigen Steuerung und .
fig. 2 ein schematisches Diagrzur Wiedergabe der Einzel®
elemente , die zusammen die eriindun,saemäße . selbs-ff:-
tige Steuerung bildet. "Automatic control for a driven tool for
cold-forming bending or straightening a-from Me-Lall, in-
bea special yerkstückes made of steel "
The invention relates to an automatic control unit for a driven tool for the cold-deforming sieving or straightening of a work piece consisting of metal, in particular steel. stvickes. ._ The cold deformation takes place in the plastic area of the material from which the workpiece is made. In order to achieve a defined deformation of the workpiece, the flow of the elastic material area must be switched off, which allows the workpiece to spring back at the end of the bending process unavoidable differences in cooling len ,, dalzen or -ilderen l-; inflüss-en ci: @@: teneri, - ,: eil these you
change the suspension of the iiüekfederung.
3s is known - the after the L_, 1 t deformation .Ä @: f er-- -
tricky springback to i.ieijsen and a: =: @ teren
Animal form: sgang to be connected, desaari @ .zar from the 1 '@: ei _ @ = ai: is
bestismit will. The measurement can take place in analogue: xrc.cer_
gen by the. ienge through the deserved -r. ,, te: -
1 - ydrauli'Z @: oil is determined. The execution of the t "-a.ltverforr" url: J
in two _rbeitsgcin @ s: jeaoch, än, r .x tisc__.
@s is also known to which the be I v: .- rschten gerzort; iung
speaking Jeg des - ';icgewerkzeuse;, unLii-itelbar a white. tere
Line to be connected to compensate for the elastic PC back spring
sen. This route is made up of four pieces for each
because it's calculated and permanently set. The hereby achievable
Results are because of '@ Terk @ eck zu - @ rerksfick fe; @ - tzu-
The differences in the bending resistance are not enough.
The invention made a difference for itself, something of its own: .tige
To create control that allows, by turning off the
mentioned disadvantages and difficulties.
to adhere to the molded deformation on the tool.
The solution; this task. takes place according to the invention in principle
by a @ the reaction force of the constant Verfotmun, gs-
speed driven bending tool continuously
detecting measuring device, one of the measuring device
derived function derived differential toneseinrichturig that
an introductory
si '- nül gb gives that; a device triggers the further
from_n 3ie @ ewerkzeuizuizuizuizarücketen determined and with its
Soalwert in% b- @ renstimfuung brings that of the desired. Ver
.or-ut ° g des: r erksi-uoxes and then the drive
of the bending tool. switches
This control allows the cold deformation to be carried out in
one operation and with practically any precision,
because in the case of 'cedem workpiece' the basticity limit is right
will. While the honing of the measuring device - emptied -
'not only evaluate the -Lin-terscliedc contained in the workpiece
special = also the mechanical tolerances of the bending machine,
a'Q ii. your bearing play, joint play or the like and also your share
the elastic rebound of the machine itself contain: ,,
results in the derivation of the function formed by the Keßwerte,
the course of the slope of this curve and thus one of the
sequence of values independent of absolute magnitudes. After one the-
these values, four previously "is determined and.
limit for steel directly, at. other metals wth no
so- bus-shaped elasticity limit = sufficiently precise. again-
there is one based on the nominal value of the cold deformation
Regulation of the bending path along which the bending tool is
at constant speed: .moved, switched on. The Er-
result is one that is independent of the differences in the individual case
gige uniform deformation of the so machined Ifferkstüeke.
It is not mandatory, but useful, to use the controls
operated electrically. To this end, the invention provides
ne Keßvorrichtung before the reaction force of the bending tool
transforms it into an electrical analog signal
size is mapped. In the case of steel and materials
with comparable yield strengths the described regulation
rated voltage value zero of the differentiated signal switched on
tet, while with other materials a predetermined one
Vert- (e.g. 5 'in the differential curve for switching on the
,
Controller is used
In the following, the invention is based on an @ exemplary embodiment
no more -explained; f
ea show
Fig. 1 schematically shows a bending machine with parts of the invention
improper self + necessary control and.
fig. 2 is a schematic diagram for reproducing the individual®
elements that would fit together. self-ff: -
term control forms.
Ein @Yerkstück 1 aus Stahl wird zwischen zwei Auflagern 2 von einem
Biegestempel 3 kaltverformt und nehmen nach-der Verformung die gestrichelt gezeichnete
Form an.A @ Yerkstück 1 made of steel is between two supports 2 of a
Bending punches 3 are cold-formed and, after the deformation, take the one shown in dashed lines
Shape.
Die Durehbiegung folgt. dem bekannten Hookeschen Gesetz. Ein dieses
Gesetz schematisch wiedergebendes Diagramm ist rechts in Fig. 1 gezeichnet. Bis
zur btreckgrenze: G" S ist die erreichte Dehnung der Dehnungskraft proportional.
Jenseits der Streckgrenze erfolgt eine bleibende- Verformung des Werkstückes. In
dem Diagramm ist auf der Ordinate die Zeit eingetragen, wobei davon ausgegangen
wird, daß das Werkzeug 3 sich, mit konstanter Verformungsgeschwindigkeit bewegt.
Auf der Abszisse ist dagegen das Maß der. erreichten
Die Kurve IVI ist` die Abbildung der Funktion. D .= f(t) Der Kurvenverlauf 1V1 wird
durch kontn'aerliche Messung mit einer 1Vleßvorrichtung: 4 (vergl. Fig.-2) ermittelt,
welche die Größe der Reaktionskraft des: Biegewerkzeuges feststellt.The bending follows. the well-known Hooke's law. A diagram schematically reproducing this law is drawn on the right in FIG. 1. Up to the yield point: G "S, the elongation achieved is proportional to the elongation force. Beyond the yield point, the workpiece is permanently deformed. In the diagram, the time is entered on the ordinate The rate of deformation is on the abscissa, on the other hand The curve IVI is the mapping of the function. D. = F (t) The curve profile 1V1 is determined by continuous measurement with a measuring device: 4 (see Fig. 2), which determines the magnitude of the reaction force of the bending tool.
Bei -dem in Figo i dargestellten Ausführungebeispiel-st zu diesem
Zweck eine Druckmeßdose 4 mit Dehnuugamaßetreifen
an sich bekannter
Konstruktion angebracht.In the embodiment example shown in FIG
Purpose a pressure cell 4 with Dehnuugamaßetreifen
better known per se
Construction attached.
Pie Meßvorrichtunö 4 liefert hiernach ein Spannungssignal 1J1 in einer
Leitung 5 _zu einem Kondensator C. In einer Zweigleitung liegt ein Widerstand R,
während die Zeitung 5 an der Eingangsleite eines Verstärkers T endet. Die Eingangsseite
des Verstärkers trägt eine weitere Zeitung 6a, die bei 7 an masse gelegt ist. Die
Ausgangsseite des Verstärkers V führt auf der Leitung 8 die Spannung.U2: Die beschriebene
Einrichtung dient zur Differentiation der Spannung U1 nach der,.Formel
wobei . ,
'R . C -
Die Abfolge der Werte U2 ergibt das Bild der ersten Ableitung
cfier Kurve k und ist mit Iri' in dem Diagramm nach .rigo 1
be-
zeichnet. _
Wird vorausgesetzt,; daß es sich bei dem Werkstück 1 um ein
Werkstück aus Stahl oder "einem Werkstoff mit vergleichbarem
Dehnungsverhalten handelt, so ist bei
_ .U1, G 's (proportional.)
U2 _ 0.
emäß der in Figo. 2 wiedergegebenen Schaltung erscheint U2
am
Eingang eines riggers g. Der firigger empfängt ein Analogsig-
nal und gibt auf der yetung 10 ein digitales. Einletungseig-
nal. zunäcisi an. eine :Torsteuerung 11: ab. Ein zweiter Eingaang
12 der Torsteuerung 11 kommt von einem Impulsgeber 13s
des en
.mpu@scharakteristik in Fig: 2 gezeichnet ist. Die impuLZzahl
des Gebers iet proportional dem Weg des Verformungswerkzeuges-g
.
.iie 2oxsteuerung 11 ist' über 14 einem Istwert-Zähler 1 5
vorge-
sehaI tet .
Der lstwert-Zätiler bestimmt im Falle von
U2 @ 0
uem weiteren, _d. 1.Q nach Erreichen von, r" S vom-Biegewerkzeug
zurückgeleg, te'n VegQ Einer. Vergleichseinrichtüng ß &ä
ist außer
dem Istwert-Zähler eine Zollwertangabe 1 6 vorgeschaltet. Wenn
-
der Istwert mit dem Sollwert übereinstimmt, entsteht am
Aus-
gang 18 der Vergleichseinrichtung ein Abschaltsi:guslt das-den.
Antrieb des Biegewerkzeuges 3 stillsetzt und dadurch; den Biege-.-
= - - .
weg begrenzt,
Statt den Wert -
U'2 = f. -
Als lriggersignal zu verwenden, lassen mich auch-andere-Werte
von U2 benutzene die hinreichend genau die ::Streckgrenze wie-
dergehen.
Wie ersichtlich,, arbeitet die Biegemaschine mit der beschrie-
benen Steuerung -so-, d2:ß das -Tiliegewerlizeug -3 über G.en
vorgege-
benen Sollwert bei 27 hinausläuft. Dieser zuswtzliche wieg
v.ird
vcn der Steuerung für jedes: einzelne°erlst@cl@ gesondert be,--
;tir_!i:t.. -"ach-erftolgter ;r_tla;stung des @lerl@stL_cl@cs
ist eine
m-2haltz.ge:- werfermung erref-oht, de: das- 'Verlistüch um
den :;etzag
der :#ilastizität zuxvc:fe.de°t.;
The measuring device 4 then supplies a voltage signal 1J1 in a line 5 to a capacitor C. A resistor R is located in a branch line, while the newspaper 5 ends at the input line of an amplifier T. The input side of the amplifier carries another newspaper 6a, which is placed at 7 to ground. The output side of the amplifier V carries the voltage U2 on the line 8. The device described is used to differentiate the voltage U1 according to the formula whereby . ,
'R. C -
The sequence of the values U2 gives the picture of the first derivative
cfier curve k and is with Iri 'in the diagram after .rigo 1
draws. _
Is being expected,; that the workpiece 1 is a
Workpiece made of steel or "a material with a comparable"
Elongation behavior is involved, so is at
_ .U1, G 's (proportional.)
U2 _ 0.
according to the one in Figo. 2 shown circuit appears on U2
Input of a rig g. The firigger receives an analog signal
nal and gives a digital on the yetung 10. Inlet signal
nal. to begin with. one: gate control 11: down. A second entrance
12 of the door control 11 comes from a pulse generator 13s of the en
.mpu @ characteristic in Fig: 2 is drawn. The pulse rate
of the encoder is proportional to the path of the deformation tool-g.
The 2ox control 11 is provided to an actual value counter 1 5 via 14
see.
The actual value counter determines in the case of
U2 @ 0
uem further, _d. 1.Q after reaching "r" S from the bending tool
covered, te'n VegQ one. Comparison facility ß & ä is except
the actual value counter is preceded by a customs value indication 1 6. If -
the actual value agrees with the setpoint, is generated at the output
gear 18 of the comparison device a switch-off signal: this applies.
Drive of the bending tool 3 stops and thereby; the bend -.-
= - -.
limited way,
Instead of the value -
U'2 = f. -
To use it as an trigger signal, also-other-values leave me
those used by U2 that sufficiently accurately reflect the:
to go.
As can be seen, the bending machine works with the described
level control -so-, d2: ß the -Tiliegewerlizeug -3 specified via G.en-
The same setpoint at 27 runs out. This additional weigh v. Is
vcn the control for each: individual ° Erlst @ cl @ separately be, -
; tir_! i: t .. - "ach-erftolgter;r_tla; stung des @ lerl @ stL_cl @ cs is a
m-2haltz.ge:- werfermung bew-oht, de: das- 'Verlistüch um den:; etzag
der: # elasticity zuxvc: fe.de ° t .;