DE19530805A1 - CNC-gesteuerte Rohrbiegemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine CNC-gesteuerte Rohrbiegema­ schine und dabei insbesondere den Antrieb für die Hö­ henverstellung der Gleitschiene.

Eine CNC-gesteuerte Rohrbiegemaschine, von der der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist bei­ spielsweise bekannt aus DE 33 27 509 A1. Rohrbiegema­ schinen dieses Typs haben eine Biegeschablone, gegen die das Rohr mit einer Spannbacke gedrückt wird. Durch gleichzeitiges Drehen der Biegeschablone mit der Spann­ backe wird das Rohr um die Biegeschablone herum gebo­ gen. Zur Abstützung des ungebogenen Rohrabschnitts wäh­ rend des Biegevorganges ist eine Gleitschiene vorgese­ hen, die eine dem Rohr angepaßte längslaufende Nut auf­ weist, welche das Rohr etwa zur Hälfte umschließt. Die Biegeschablone kann als Mehrfach-Biegeschablone ausge­ bildet sein, wobei Schablonenteile mit unterschiedli­ chen Biegeradien übereinander angeordnet sind. In sol­ chen Fällen ist auch die Spannbacke als Mehrfach- Spann­ backe ausgebildet und für jede der übereinander ange­ ordneten Biegeebenen ist eine eigene Gleitschiene oder ein Abschnitt einer Mehrfach-Gleitschiene vorgesehen. Es ist auch möglich, eine einzige Gleitschiene zu ver­ wenden und diese entlang einer Kulissenführung an einem Gleitschienenträger mit Hilfe einer Kolben-Zylinder-Einheit in der Höhe zu verstellen, um sie auf die Höhe der zu benutzenden Biegerille der Biegeschablone ein­ zustellen.

Bei den bekannten Rohrbiegemaschinen erfordert die Ju­ stierung der Gleitschienen einen erheblichen Aufwand. Wenn für eine Rohrbiegeaufgabe der Werkzeugsatz gewech­ selt wird, muß die Gleitschiene in der Höhe nach­ justiert werden, was einen erheblichen Arbeitsaufwand verursacht. Außerdem hängt die jeweils erforderliche Höheneinstellung von der Maschinenkonstruktion ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine CNC-ge­ steuerte Rohrbiegemaschine der im Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Art derart auszubilden, daß das Einrichten und die Inbetriebnahme der Maschine, insbesondere bei einem Wechsel der Biegewerkzeuge, ver­ einfacht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Rohrbiegemaschine ist für die Höheneinstellung der Gleitschiene eine stufenlos posi­ tionierende Antriebsvorrichtung vorgesehen, die von der Steuereinrichtung aus gesteuert wird. Damit ist es mög­ lich, eine Feineinstellung der Gleitschienenhöhe vor­ zunehmen und die Gleitschiene stufenlos auf jede ge­ wünschte Höhe einzustellen. Stufenlos bedeutet in die­ sem Zusammenhang, daß eine Feinpositionierung ohne merkliche Höhenschritte möglich ist. Dies schließt nicht aus, daß die Antriebseinrichtung z. B. einen Schrittmotor enthält, der sehr kleine Schritte aus­ führt, die in diesem Zusammenhang nicht als Stufen zu betrachten sind.

Die Höhendaten für die Einstellung der Gleitschiene werden von der Steuereinrichtung, die den gesamten Ver­ fahrensablauf der Rohrbiegemaschine steuert bzw. re­ gelt, geliefert. Diese Steuereinrichtung enthält bei­ spielsweise eine Eingabeeinrichtung (d. h. Tastatur), an der der Höhenwert manuell eingegeben werden kann. Es ist jedoch auch möglich, der Steuereinrichtung einen Werkzeugdatensatz oder eine Identifikation der verwen­ deten Gleitschiene einzugeben. In diesem Fall enthält die Steuereinrichtung die für die betreffende Werkzeug­ gruppe oder für die betreffende Gleitschiene erforder­ liche Höheneinstellung gespeichert. Dieser gespeicherte Wert wird in Abhängigkeit von dem Werkzeugdatensatz oder der Identifikation an die Antriebseinrichtung aus­ gegeben, um die Höheneinstellung zu bewirken. Bei der Höheneinstellung kann zugleich auch die betreffende Maschinenkonstruktion bzw. der Typ der Rohrbiegemaschi­ ne berücksichtigt werden.

Durch die Erfindung wird die für das Einrichten der Rohrbiegemaschine erforderliche Zeit erheblich verrin­ gert. Bei Rohrbiegemaschinen mit mehreren Biegeebenen erfolgt eine schnelle und genaue Positionierung der Gleitschiene auf die jeweils benutzte Biegeebene.

Ein sehr wichtiger Vorteil besteht darin, daß an dem Gleitschienenträger oder der Gleitschiene ein zusätzli­ ches Spannelement montiert werden kann. Dieses Spann­ element faßt das Rohr immer gleich. Bisher waren solche Spannelemente nur bei Biegemaschinen mit einer einzigen Biegeebene verwendbar. Nunmehr kann auch bei Maschinen, die mehrere Biegeebenen aufweisen, die gleiche Biege­ qualität hinsichtlich Wandstärkenverjüngung, Ovalität und Bogenqualität erreicht werden, wie dies bei Biege­ maschinen mit einer einzigen Biegeebene möglich war.

Die jeweils anzufahrende Biegeebene wird durch den im Arbeitsspeicher der Steuereinrichtung geladenen Werk­ zeugdatensatz in ihrer Position definiert. Vor dem ei­ gentlichen Biegevorgang bestimmt das Arbeitsprogramm, welche der Biegeebenen der Biegewerkzeuge von der Gleitschiene anzufahren ist.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine generelle perspektivische Darstellung ei­ ner Rohrbiegemaschine,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Biegeschablone und der die Gleitschiene haltenden Vorrichtung und

Fig. 3 eine Draufsicht von Fig. 2.

Die Rohrbiegemaschine weist ein Maschinenbett 10 auf, auf dem ein Transportwagen 11 entlang einer Führung 12 in Längsrichtung horizontal verfahrbar ist. Der Trans­ portwagen 11 trägt eine Spannvorrichtung 13 zum Ein­ spannen des zu biegenden Rohres 14. Der Transportwagen 11 kann zusätzlich zu seiner Bewegung entlang der Füh­ rung 12 auch in Querrichtung des Rohres 14 horizontal eingestellt sowie in Höhenrichtung bewegt werden.

Das Rohr 14 wird seitlich an die Biegeschablone 15 an­ gelegt, die um eine vertikale Achse drehbar ist. Die Biegeschablone 15 weist an ihrem Umfang eine Biegerille 16 auf, die etwa den halben Umfang des Rohres 14 auf­ nimmt. Koaxial mit der Biegeschablone 15 ist ein Schwenkarm 17 gelagert, der eine Spannbacke 18 trägt, welche von einer Kolben-Zylinder-Einheit 19 gegen die Biegeschablone 15 gedrückt wird. Auch die Spannbacke 18 enthält eine Biegerille zur Aufnahme der anderen Hälfte des Rohrumfangs. Beim Biegevorgang wird zunächst die Spannbacke 18 gegen die Biegeschablone 15 gedrückt und dann werden Biegeschablone 15 und Schwenkarm 17 gemein­ sam um ihre Achse gedreht bzw. geschwenkt, wobei das Rohr um die Biegeschablone herumgezogen wird.

Zur Abstützung des ungebogenen Rohrabschnitts während des Biegevorganges dient die Gleitschiene 20, die eben­ falls mit einer Biegerille 21 versehen ist. Diese Gleitschiene bewegt sich zusammen mit dem Rohr 14, wäh­ rend dieses beim Biegevorgang in Richtung auf die Bie­ geschablone 15 nachgezogen wird.

Sämtliche Steuervorgänge der Rohrbiegemaschine werden von der Steuereinrichtung 22 numerisch gesteuert und miteinander koordiniert. Dies gilt nicht nur für den Bewegungsablauf des Rohrbiegens, sondern auch für das Einrichten der Positionen des Transportwagens 11, der Biegewerkzeuge und die Drehung und Betätigung der Spannhülse 13.

Gemäß Fig. 2 enthält die Biegeschablone 15 mehrere Bie­ gerillen 16a, 16b, 16c in unterschiedlichen übereinander angeordneten Biegeebenen. Die Durchmesser der Biegeril­ len sind auf den Durchmesser des zu bearbeitenden Roh­ res abgestimmt. Dies bedeutet, daß bei Rohren mit einem größeren oder einem kleineren Durchmesser die Biege­ schablone 15 ausgewechselt wird.

Trotz der mehreren Biegeebenen der Biegeschablone 15 ist nur eine einzige Gleitschiene 20 vorhanden, die entlang eines Gleitschienenträgers 25 vertikal linear bewegt werden kann. Der Gleitschienenträger 25 weist eine vertikale Spindel 26 auf, die in die Spindelmutter eines Halters 27 greift, an welchem die Gleitschiene 20 auswechselbar befestigt ist. Durch Drehen der Spindel 26 wird der Halter 27 mit der Gleitschiene 20 vertikal verfahren. Die Spindel 26 wird von einer Antriebsein­ richtung 28 gedreht. Diese Antriebseinrichtung weist einen Hydromotor 29 mit CNC-gesteuerter Ausgangswelle auf, der über ein Getriebe 29a einen Synchronriemen­ trieb 30 die Spindel 26 treibt. Der Synchronriementrieb 30 ist auf dem oberen Ende des Gleitschienenträgers 25 als seitlich schräg nach außen abstehender Ausleger angebracht, auf dessen freiem Ende der Hydromotor 29 mit dem Getriebe 29a befestigt ist.

Zur Feststellung der vertikalen Position der Gleit­ schiene 20 ist ein Sensor in Form eines Drehwinkelko­ dierers 29b vorgesehen, der Positionssignale des Hal­ ters 27 an die Steuereinheit 22 liefert. Diese betätigt dann den Hydromotor 29 in der Weise, daß der Halter 27 exakt auf die von der Steuereinrichtung vorgegebene Soll-Position der Gleitschiene 20 gefahren wird. An­ stelle einer solchen Rückkopplungsregelung kann als Antriebsmotor auch ein Schrittmotor vorgesehen sein, der impulsweise in kleinen Schritten betätigt wird. Die Anzahl der Schrittimpulse gibt dann Aufschluß über die Höhe, die der Halter 27 einnimmt.

Der Gleitschienenträger 25 ist an einem Schlitten 31 gelagert, welcher quer zur Längsrichtung der Gleit­ schiene 20 verfahrbar ist, um die Gleitschiene gegen das Rohr 14 zu drücken. Dieser Schlitten 31 ist von einer Kolben-Zylinder-Einheit 32 angetrieben, welche an einer mit dem Maschinenbett fest verbundenen Tragvor­ richtung 33 abgestützt ist. Die Tragvorrichtung 33 weist Führungsschienen 34 für die Linearführung des Schlittens 31 auf.

Der Schlitten 31 ist ferner mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 35 versehen, die parallel zur Gleitschiene 20 ausgerichtet ist und mit ihrer Kolbenstange 36 an dem Gleitschienenträger 25 angreift, um diesen parallel zum Rohr 14 zu verschieben. Die Kolben-Zylinder-Einheit 35 bildet einen Vorschubantrieb, um die Gleitschiene 20 mit dem Rohr während des Biegevorgangs mitgehen zu las­ sen, oder sogar noch eine Vorschubkraft auf die Gleit­ schiene auszuüben.

An der Gleitschiene 20 ist ein Spannelement 37 ange­ bracht, welches zusammen mit der Gleitschiene das Rohr 14 eng umschließt und einspannt, so daß die Vorschub­ kraft die Kraft, die von der Kolben-Zylinder-Einheit 36 aufgebracht wird, über die Gleitschiene 20 auf das Rohr 14 überträgt und das Rohr sich relativ zur Gleitschiene 20 nicht verschieben kann.

Die Antriebseinrichtung 28 bewirkt eine stufenlose Po­ sitionierung der Gleitschiene 20 in Abhängigkeit von Signalen, die von der Steuereinrichtung 22 geliefert werden. Bei einem Wechsel der Biegeschablone 15 kann es vorkommen, daß die Biegeebenen, d. h. die horizontalen Mittelebenen der Biegerillen, bei der neuen Biegescha­ blone eine andere Höhe haben als bei der bisher verwen­ deten Biegeschablone. Wenn der Steuereinrichtung die Daten der verwendeten Biegeschablone mitgeteilt werden, ermittelt die Steuereinrichtung die Arbeitshöhe, auf die die Gleitschiene 20 gefahren werden muß, und über­ wacht die Einhaltung dieser Arbeitshöhe.

Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn die Biegescha­ blone nur eine einzige Biegerille aufweist. Bei solchen Biegeschablonen kann die jeweilige Biegeebene in der Höhe von Schablone zu Schablone variieren. Wenn die Steuereinrichtung eine Information über den Typ der jeweiligen Biegeschablone erhält, stellt sie automa­ tisch die Höhe der dazugehörigen Gleitschiene 20 ent­ sprechend ein. Dadurch wird auch der für das Einrichten der Rohrbiegemaschine benötigte Zeitaufwand erheblich verringert.

Claims (4)

1. CNC-gesteuerte Rohrbiegemaschine mit einer von einem Antrieb drehbaren Biegeschablone (15), einer das Rohr (14) gegen die Biegeschablone (15) drüc­ kenden Spannbacke (18), einer an dem ungebogenen Rohrabschnitt angreifenden, an einem Gleitschie­ nenträger (25) höhenverstellbaren Gleitschiene (20), einem die Gleitschiene (20) während des Bie­ gevorganges in Längsrichtung verschiebenden Vor­ schubantrieb (35) und einer den Biegevorgang steu­ ernden Steuereinrichtung (22), dadurch gekennzeichnet, daß für die Höheneinstellung der Gleitschiene (20) eine stufenlos positionierende Antriebseinrichtung (28) vorgesehen ist, die die Gleitschiene (20) auf eine von der Steuereinrichtung (22) vorgegebene Höhe einstellt.

2. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung (22) die Höhe der Gleitschiene entsprechend einem ihr eingegebe­ nen Werkzeugdatensatz oder einer Identifikation der verwendeten Gleitschiene vorgibt.

3. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (28) für die Höheneinstellung der Gleitschiene (20) ein Spindelantrieb (26) mit kontinuierlicher linearer Positionserfassung ist.

4. Rohrbiegemaschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren überein­ ander angeordneten Biegeebenen der Biegeschablone (15) und der Spannbacke (18) an der Gleitschiene (20) ein das Rohr (14) festspannendes Spannelement (37) vorgesehen ist.