DE4028419A1 - Rohrbiegemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrbiegemaschine, insbesondere eine Rohrbiegemaschine, die einen Biegevorgang durch Andruckausüben oder Zugkraft an einem zu biegendem Rohr ausüben kann.

Das Biegen eines Metallrohres nimmt eine wichtige Stellung in der Industrie ein, beispielsweise der Fahrzeug- oder Autoindustrie. Bei Rohren, die in einem Fahrzeug installiert werden, ist es erforderlich, diese an ihren vorbestimmten Stellungen exakt zu biegen, um diese festzulegen, wobei vermieden wird, daß andere Teile oder die Rohre mit anderen Teilen in Eingriff kommen.

Im Stand der Technik, wo ein Rohr für diese Zwecke gebogen wird, wird das Rohr, wie vorher festgelegt, mit einem Spannmittel gebogen, dessen Spannelemente das Rohr in eine vorbestimmte Stellung bewegen und einsetzen. Mit Werkzeugmitteln wird das Rohr um einen vorbestimmten Betrag in eine vorbestimmte Stellung gebogen und nachdem die Biegearbeit beendet ist, werden die Abmessungen des gebogenen Rohres mit einer dreidimensionalen Meßvorrichtung gemessen, wobei, wenn eine Korrektur erforderlich ist, Verstellungen im nachfolgenden Biegeprozeß in bezug auf das Bewegungsmaß und Einstellungen der Spannmittel, ebenso wie das Biegemaß des Werkzeugmittels ausgeführt werden.

In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 63-2 90 624 ist ein Rohrbiegeverfahren und eine Rohrbiegemaschine vorgeschlagen worden, in der ein Positionserfassungsmittel eine vorgegebene Position zwischen einem Ende des Rohres und der Biegeposition nach dem Biegen des Rohres, wie zuvor festgelegt, erfaßt. Diese Vorrichtung weist Spannmittel, die das Rohr spannen, bewegen und an einer vorbestimmten Stellung einsetzen und Werkzeugmittel auf, die den Biegevorgang an der Biegeposition um ein vorgegebenes Biegemaß ausführen.

In dem durch die Anmeldung vorgeschlagenen Verfahren erfaßt das Positionserfassungsmittel eine Position nachdem das Rohr gebogen ist, und ein Steuermittel verändert das Biegemaß des Werkzeugmittels, so daß die ermittelte Position den vorbestimmten Wert einnimmt und den vorbestimmten Biegevorgang ausführen kann.

Da das Biegemaß in dem zuvor beschriebenen herkömmlichen Verfahren durch Messung der Biegerohrabmessungen mit der dreidimensionalen Meßvorrichtung, nachdem ein erstes Rohr gebogen ist, eingestellt wird, kann dieses Rohr in vielen Fällen nicht als ein Erzeugnis verwendet werden. Im Fall von relativ kurzen Rohren, ist es möglich, diese als ein Erzeugnis zu verwenden, aber im Fall von langen Rohren ist es erforderlich, das Biegemaß jedesmal nachzustellen, wenn der Biegevorgang ausgeführt wird, da der Vorgang durch Unterschiede in der Härte, elastische Grenze, sowie Leistungsfähigkeit infolge von Materialabweichungen, Wandstärke und Wärmebehandlungsbedingungen des Rohres beeinflußt wird. Im Fall von Rohren geringen Durchmessers kann darüber hinaus keine korrekte Dimensionsmessung erfolgen, da eine Durchbiegung bei solch einem Rohr auftritt, wenn dieses mit der dreidimensionalen Meßvorrichtung gemessen wird.

Andererseits treten in dem durch die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 63-2 90 624 vorgeschlagenen Verfahren praktische Schwierigkeiten auf, das Verfahren an langen Rohren durchzuführen, weil das Positionssensormittel in seiner Abmessung sehr groß ausgeführt werden muß, während sich bei Rohren geringen Durchmessers die Durchbiegung im Bereich näher zum Rohrende hin, nachdem der Biegevorgang ausgeführt ist, erhöht, so daß eine sehr genaue Positionserfassung nicht länger möglich ist.

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die zuvor entstandene Lage des Rohrbiegens gemacht worden. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Rohrbiegemaschine zu schaffen, die zum Ausführen eines vorgegebenen exakten und effektiven Biegevorganges durch Erfassen des Maßes der Rohrbiegung mit einem Sensor während des Biegeverfahrens und durch Steuern des Wertes, der durch den Sensor erfaßt wird, geeignet ist, so daß ein Betrag angenommen wird, der mit dem korrespondiert, der zuvor in den Speicher einprogrammiert worden ist.

Um diese Aufgabe zu lösen, ist ein erstes Merkmal der vorliegenden Erfindung derart ausgestaltet, daß in der Rohrbiegemaschine ein Speicher, in dem ein Rohrspeicherprogamm eingespeichert ist, eine Spanneinrichtung, die das Rohr am hinteren Ende spannt und das Rohr in axialer Richtung und um die Achse herum bewegt entsprechend dem Programm, das aus dem Speicher gelesen wird, und ein Biegewerkzeug und eine Andruckwerkzeugeinrichtung vorgesehen sind, die das Rohr in eine vorbestimmte Stellung um einen festgelegten Betrag biegen, wobei diese mit einem Sensor, der auf der Andruckwerkzeugeinrichtung angebracht ist und das Biegemaß erfaßt, und einer Steuereinheit versehen sind, die den Wert steuert, der durch den Sensor erfaßt wurde, so daß er dem Wert nahe kommt, der auf dem Programm basiert, das in den Speicher eingespeichert wurde.

Das zweite Merkmal der vorliegenden Erfindung ist so ausgebildet, daß die Biegemaschine aus einem Speicher, in den ein Rohrbiegeprogramm eingespeichert ist, einer Spanneinrichtung, die das Rohr am hinteren Ende spannt und das Rohr in axialer Richtung und um die Achse gemäß dem Programm, das aus dem Speicher gelesen wird, bewegt, und Rohrbiegeeinrichtungen, die das Rohr in eine vorbestimmte Position um einen vorgegebenen Wert biegen, wobei diese mit einem Biegewerkzeug versehen sind, das um eine Drehachse drehbar und in Berührung mit der Umfangsfläche des Rohres ist, einer Andruckwerkzeugeinrichtung, die drehbar um die Drehachse während des Haltens des Rohres zusammen mit dem Biegewerkzeug ist, einem Sensor, der auf der Andruckwerkzeugeinrichtung angebracht ist und das Rohrbiegemaß erfaßt, und einer Steuereinheit besteht, die die Andruckwerkzeugeinrichtung veranlaßt, gemäß dem Programm eingestellt zu werden, das Biegewerkzeug um die Drehachse zu bewegen, das Rohr so zu biegen, daß das Biegemaß, das durch den Sensor erfaßt wird, nahe einem Vorgabewert gebracht wird, und die Andruckwerkzeugeinrichtung, nachdem der Biegevorgang beendet ist, zurückgeführt wird.

Beim sogenannten "Andruckbiegen" gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Biegemaß des Rohres durch die Werkzeugeinrichtung durch den Sensor erfaßt und der so erfaßte Wert durch die Steuereinheit derart gesteuert, daß er nahe dem Wert gebracht wird, der auf dem Programm basiert, das zuvor in den Speicher eingespeichert wurde.

Beim sogenannten "Zugbiegen" gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, halten das Biegewerkzeug und die Andruckwerkzeugeinrichtung das Rohr dazwischen und drehen sich um die gleiche Drehachse mit dem Rohr, das festgehalten wird, wodurch das Rohr durch die ausgeübte Zugkraft gebogen wird. In diesem Fall wird das Biegemaß des gebogenen Rohres, das durch den Sensor ermittelt wird, der auf der Andruckwerkzeugeinrichtung befestigt ist, durch die Steuereinheit gesteuert, so daß der Wert nahe dem vorgegebenen Wert gebracht wird, der in den Speicher eingespeichert ist.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen die Zeichnungen in

Fig. 1 eine Darstellung, die den Aufbau der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

Fig. 2a-2g Darstellungen, die jeweils die Biegeprozesse der ersten Ausführungsform zeigen;

Fig. 3a u. 3b Teile eines Flußdiagramms, die die Biegevorgänge der ersten Ausführungsform zeigen;

Fig. 4 eine Darstellung, die die Ausbildung einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

Fig. 5a-5g Darstellungen, die jeweils die Biegeverfahren der zweiten Ausführungsform zeigen;

Fig. 6a u. 6b Teile eines Flußdiagramms, die die Biegevorgänge der zweiten Ausführungsform zeigen; und

Fig. 7 eine Darstellung, die das Rücksetzen der Andruckwerkzeugeinrichtung in der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigen.

In jeder der Zeichnungen werden für die gleichen Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Ausführungsform, die in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, stellt die sogenannte "Andruckbiege"-Maschine dar, in der die vorliegende Erfindung ausgeführt wird. Fig. 1 ist eine Darstellung, die die Ausbildung der ersten Ausführungsform zeigt, wobei das Andruckwerkzeug 2 und der Klemmabschnitt 3 gegenüber dem fest angeordneten Biegewerkzeug 1 mit einer einen bestimmten Krümmungswert aufweisenden Profilfläche 1P angeordnet ist. An dem Biegewerkzeug 1 sind parallel zueinander im Verlauf mit der Profilfläche 1P gerade Führungsflächen 1S1 und 1S2 ausgebildet. Die Profilkontur der Profilfläche 1P und die geraden Führungsflächen 1S1 und 1S2 entsprechen dem Teil des Abschnittes des Rohres 4, der sich in Anlage mit der geraden Führungsfläche 1S1 befindet, und wenn das Rohr 4 in dieser Ausführungsform stangenförmig verwendet wird, sind die Profilkontur der Profilfläche 1P und die geraden Führungsflächen 1S1 und 1S2 halbkreisförmig ausgebildet.

Auf dem Andruckwerkzeug 2 sind Führungen 2a parallel zueinander ausgebildet, und entlang der Führungen 2a ist eine bewegliche Rolle 2b zur Anlage an das Rohr in einer solchen Art und Weise vorgesehen, die es der Rolle 2b erlaubt, sich um eine Drehachse 2c zu drehen. Auf einer der Führungen 2a ist ein Rohrerfassungssensor des fotoelektrischen Typs befestigt, und das gesamte Andruckwerkzeug 2 ist drehbar um den Drehzapfen c des Biegewerkezeuges 1 ausgebildet.

Der Klemmabschnitt 3 ist zu der geraden Führungsfläche 1S1 hin und her bewegbar, um das Rohr 4 zu klemmen und die Klemmung zu lösen.

Eine Spanneinrichtung 6, die das Rohr 4 in axialer Richtung spannt und um die Achse bewegt, ist in der Nähe des hinteren Endes des Rohres 4 vorgesehen, das in Anlage mit der geraden Führungsfläche 1S1 gebracht wird.

Eine Steuereinheit 7 ist in der Ausführungsform vorgesehen. Diese Steuereinheit 7 ist mit einer CPU 7a, einem Speicher 7b, einem ROM 7c, und einem I/0-Schaltkreis 7d ausgestattet. Der I/0-Schaltkreis 7d, der Speicher 7b und der ROM 7c sind mit der CPU 7a über einen Bus B verbunden. Der Rohrerfassungssensor 5, das Andruckwerkzeug 2, die Spanneinrichtung 6 und der Klemmabschnitt 3 sind mit dem I/0-Schaltkreis 7d mittels entsprechenden Signalleitungen 8a bis 8d verbunden.

Im Speicher 7b der Steuereinheit 7a ist zuvor ein Programm zum Biegen des Rohres 4 eingegeben worden, welches Daten über Materialunterschiede, Außendurchmesser, Wandstärke und Wärmebehandlungsbedingungen des Rohres 4, die vielfachen Positionen und den Befehl der axialen Verschiebung des Rohres 4 durch die Spanneinrichtung 6, den Winkel der Kreiselbewegung durch die Spanneinrichtung 6 um die Achse in jeder der Verschiebepositionen und die Biegewinkel des Rohres 4 mit dem Biegewerkzeug 1 und des Andruckwerkzeuges 2 bei jeder der Bewegungspositionen enthält.

Befehlssignale zum Betreiben der Spanneinrichtung 6, des Andruckwerkzeuges 2 und des Klemmabschnittes 3 werden vom I/0-Schaltkreis 7d zur Spanneinrichtung 6, dem Andruckwerkzeug 2 und dem Klemmabschnitt 3 über die Signalleitungen 8c, 8b und 8d abgegeben. Das Erfassungssignal vom Rohrerfassungssensor 5 wird vom I/0-Schaltkreis 7d über die Signalleitung 8a abgegeben.

Vorgänge in der sogenannten "Andruckbiege"- Ausführung, wie in Fig. 1 gezeigt, werden nachfolgend erklärt. In dieser Ausführung liest, wenn ein Startknopf (nicht dargestellt) gedrückt wird, die CPU 7a das Programm zum Biegen des Rohres 4 vom Speicher 7b ein, wobei ein Ausgangsbefehlssignal über den I/0-Schaltkreis 7d und die Signalleitung 8c zur Spanneinrichtung 6 abgegeben wird, die das Rohr, das gebogen werden soll, am hinteren Endabschnitt spannt, es in axialer Richtung zur ersten Steuerposition bewegt, das Rohr 4 um die Achse um den befohlenen Winkel in die Position dreht und mit dem Rohranschlag stoppt.

In diesem Fall, wenn das Rohr 4 bewegt und in seiner ersten Biegeposition angehalten wird, wird der Biegevorgang an dieser Stelle ausgeführt.

Die Fig. 2a bis 2g sind Darstellungen, die jeweils das "Andruckbiege"-Verfahren der ersten Ausführungsform zeigen, und die Fig. 3a und 3b sind Teile eines Flußdiagramms, die die Biegeverfahrensschritte dieser Ausführungsform zeigen.

Wenn das zu biegende Rohr, wie zuvor beschrieben, gebogen, bewegt, angehalten und in seiner Biegeposition gehalten wird, wird ein Steuersignal von der Steuereinheit 7 zum Klemmabschnitt 3 über die Signalleitung 8d in Schritt S1 abgegeben, worauf sich die Klemmeinrichtung in Klemmabschnitt 3, wie in Fig. 2a gezeigt, verschiebt und das Rohr 4 einklemmt. In Schritt S2 wird der Arbeitswinkel für das Andruckwerkzeug vom Speicher 7b eingelesen und ausgeführt, und in Schritt S3 dreht sich das Andruckwerkzeug 2 um die Drehachse c um den eingestellten Arbeitswinkel.

In Schritt S4 wird festgestellt, ob das zu biegende Rohr 4 durch den Rohrerfassungssensor 5 erfaßt ist. Wenn die Feststellung negativ ist, wird ein Korrekturwert C (2) zum in Schritt S2 eingestellten Arbeitswinkel hinzugefügt, und das Andruckwerkzeug 2 dreht sich um diesen neuen Arbeitswinkel, wie in Fig. 2b gezeigt.

Wenn die Feststellung in Schritt S4 bejaht wird, tritt das Verfahren in Schritt S6, wo der anfängliche Rohrerfassungswinkel ermittelt wird, und in Schritt S7 dreht sich das Andruckwerkzeug 2 in seine anfängliche Position, wie in Fig. 2c gezeigt.

Dann wird in Schritt S8 der theoretische Biegewinkel B (n) aus dem Speicher 7b herausgelesen, und ein Korrekturwert H (n) wird zu diesem theoretischen Biegewinkel B (n) hinzugefügt, wobei der korrigierte Biegewinkel eingestellt wird. Die Anfangsposition dieses korrigierten Wertes darf nicht den Rückstellwinkel überschreiten, der dem Ergebnis des Zurückfedern des Rohres 4, wie nachfolgend beschrieben, entspringt. In Schritt S9 schiebt sich die Rohrandruckrolle 2b des Andruckwerkzeuges 2 vor und kommt in Anlage mit dem Rohr 4, wie in Fig. 2d gezeigt. In Schritt S10 dreht sich das Andruckwerkzeug 2 um die Drehachse c und das Rohr 4 wird durch das Andruckwerkzeug 2 und das Biegewerkzeug 1, wie in Fig. 2e gezeigt, gebogen.

Nach dem Biegeverfahren bewegt sich in Schritt S11 die Rohrandruckrolle 2b des Andruckwerkzeuges 2 zurück, wie in Fig. 2f gezeigt, worauf sich das gebogene Rohr leicht aus der Position, wie sie durch die Strich-Punkt-Punkt-Strich-Linie gezeigt ist, in die Position der durchgezogenen Linie durch das Zurückfedern zurückgeht, wie ebenfalls in der Figur gezeigt, durch das Zurückfedern. In Schritt S12 dreht sich das Andruckwerkzeug 2 um die Drehachse c um den vorgegebenen Drehwinkel. Dann wird in Schritt S13 die Feststellung getroffen, ob das Rohr durch den Rohrerfassungssensor 5 wie in dem Fall des zuvor beschriebenen Schrittes S4 erfaßt ist. Wenn die Feststellung negativ ist, wird ein Korrekturwert C (3) zum Arbeitswinkel in Schritt S14 hinzugefügt, und in Schritt S15 dreht sich das Andruckwerkzeug 2 um den neuen Arbeitswinkel bis der Rohrerfassungssensor 5 das Rohr 4 erfaßt.

Wenn die Feststellung in Schritt S13 bejaht wird, wird der Winkel des erfaßten gebogenen Rohres in Schritt S16 gemessen, und der Biegewinkel wird durch Ableiten des anfänglichen Rohrwinkels, der in Schritt S6 erfaßt wurde, aus dem Winkel des gebogenen Rohres in Schritt S17 umgerechnet. Der umgerechnete Biegewinkel wird mit dem Vorgabebiegewinkel verglichen, der durch die CPU 7a aus dem Speicher 7b eingelesen wird, und irgendwelche Unterschiede zwischen dem Vorgabebiegewinkel und dem errechneten Biegewinkel für das gebogene Rohr werden in Schritt S18 errechnet.

In Schritt 19 wird die Feststellung getroffen, ob der Fehler geringer ist, als der zulässige Bezugsfehler, und wenn die Feststellung negativ ist, geht das Andruckwerkzeug 2 in die Anfangsposition in Schritt S20 zurück und die Operationen von Schritt S8 an werden wiederholt. Wenn die Feststellung in Schritt S19 bejaht wird, wird der korrigierte Wert in den Speicher 7b der Steuereinheit 7 in Schritt S21 eingespeichert und der Wert wird als Korrekturwert in den nachfolgenden Biegevorgängen verwendet. Dann geht das Andruckwerkzeug 2 in seine Anfangsposition in Schritt S22 zurück und das Klemmelement im Klemmabschnitt 3 und die Rohrandruckrolle 2b des Andruckwerkzeuges 2 bewegen sich in Schritt S23 zurück.

Auf diese Weise ist der Biegevorgang am Rohr 4 an der ersten vorbestimmten Position beendet, wobei die Spanneinrichtung 6 betätigt wird, um das Rohr in die nächste vorgegebene Position gemäß dem Programm, das in den Speicher 7b eingespeichert ist, zu überführen, wobei der nachfolgende Biegevorgang gemäß dem im Speicher eingespeicherten Programm ausgeführt wird.

Die nachfolgenden Rohrbiegevorgänge werden auf ähnliche Weise durch die Spanneinrichtung 6 und das Andruckwerkzeug 2 ausgeführt, so daß unter der Steuerung der Steuereinheit 7 gemäß dem im Speicher 7b gespeicherten Programm betätigt wird. Folglich werden das zweite und die nachfolgenden Rohre durch den Ausgangsbefehl vom Speicher 7b ohne Erfassung des Winkels durch den Rohrerfassungssensor 5 gebogen.

Gemäß dieser Ausführung werden die Auswirkungen, die sich auf die Biegegenauigkeit durch Unterschiede in der Härte, Elastizitätsgrenze und Verformbarkeit infolge der Lebensdauer des Biegewerkzeuges 1, des Andruckwerkzeuges 2 und der Andruckrolle 2b, den vorbestimmten Positionen des Biegewerkzeuges 1 und des Andruckwerkzeuges 2 und den Unterschied in der Härte, der Wandstärke und den Wärmebehandlungsbedingungen des zu biegenden Rohres 4 während des Biegeprozesses vollständig ausgeglichen durch Erfassen des Biegewinkels mit dem Rohrerfassungssensor 5 und durch Steuerung, so daß der ermittelte Winkel mit dem Vorgabewert korrespondiert unter dessen Bedingungen der Biegevorgang mit einer hohen Genauigkeit ausgeführt wird.

Im folgenden wird die Ausführung des sogenannten "Zugbiegens" gemäß den Fig. 4 bis 7 beschrieben. Fig. 4 ist eine Darstellung, die die zweite erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt, wo eine Andruckwerkzeugeinrichtung 2 und ein Widerlagerelement 3 gegenüber einem Biegewerkzeug 1 angeordnet sind, das eine Profilfläche 1P mit einer vorgegebenen Krümmung aufweist. Auf dem Biegewerkzeug 1 ist eine gerade Führungsfläche 1S nahe der Profilfläche 1P ausgebildet. Das Teilprofil der Profilfläche 1P und die gerade Führungsfläche 1S ist die gleiche wie der Teilabschnitt des zu biegenden Rohres 4. Da die Rohre, die in dieser Ausführungsform verwendet werden, stangenförmig sind wie im Fall der ersten Ausführung, ist das Teilprofil der Profilfläche 1P und die gerade Führungsfläche 1S halbkreisförmig. Das Biegewerkzeug 1 ist so ausgeführt, daß es um die Drehachse 1c schwenkbar ist.

Ein Andruckwerkzeug 2b, das zu der geraden Führungsfläche 1S entlang der beiden Seiten des Grundrahmens 2a hin und her bewegbar ist, ist am Andruckwerkzeug 2 vorgesehen. An einer Seite des Grundrahmens 2a ist ein Rohrerfassungssensor des fotoelektrischen Typs angebracht und der gesamte Grundrahmen 2a ist um die Drehachse 1c bewegbar.

Das Widerlagerelement 3 besteht aus einem Basisrahmen 3a, einem zur geraden Führungsfläche 1S hin und her bewegbaren Widerlagerträger 3b auf dem Grundrahmen 3a und einer Widerlagerrolle 3, die am Ende des Widerlagerträgers angeordnet ist, wobei die Widerlagerrolle 3 so ausgeführt ist, daß sie in oder außer Eingriff mit dem Rohr 4 kommt, das in Anlage mit der geraden Führungsfläche 1S gebracht ist.

Die Spanneinrichtung 6 und die Steuereinheit 7, die in dieser Ausführung verwendet werden, weisen eine im wesentliche ähnliche Konstruktion zu der der ersten Ausführungsform auf. Dennoch sind in dieser zweiten Ausführungsform der Rohrerfassungssensor 5, die Andruckwerkzeugeinrichtung 2, die Spanneinrichtung 6, das Widerlagerelement 3 und das Biegewerkzeug 1 gemeinsam mit dem I/0-Schaltkreis 7d über die Signalleitungen 8a bis 8e verbunden.

Darüber hinaus werden Befehlssignale, durch die die Spanneinrichtung 6, das Andruckwerkzeug 2b, das Widerlagerelement 3 und das Biegewerkzeug 1 betätigt werden, vom I/0-Schaltkreis 7d zur Spanneinrichtung 6, dem Andruckwerkzeug 2b, dem Widerlagerelement 3 und dem Biegewerkzeug 1 über die entsprechenden Signalleitungen 8c, 8b, 8d und 8e eingegeben. Erfassungssignale vom Rohrerfassungssensor 5 werden zum I/0-Schaltkreis 7d über die Signalleitung 8a eingegeben.

Im folgenden werden die Vorgänge in der sogenannten "Zugbiege"-Ausführung" gemäß Fig. 4 beschrieben. Wie in der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform wird der Biegevorgang an dem Rohr ausgeführt, das durch die Spanneinrichtung eingespannt, überführt und an der ersten Arbeitsposition abgelegt wird.

Die Fig. 5a bis 5g enthalten Darstellungen, die jeden Verfahrensschritt des Biegevorganges der zweiten Ausführungsform zeigen und die Fig. 6a und 6b sind Teile eines Flußdiagramms, die die Biegeverfahrensabschnitte der Ausführungsform zeigen.

Wenn, wie zuvor beschrieben, ein zu biegendes Rohr 4 übergeben, abgelegt und an der Arbeitsposition gehalten wird, wird ein Befehlssignal zum Widerlagerelement 3 von der Steuereinheit 7 über die Signalleitung 8d in Schritt S1 abgegeben, worauf sich der Widerlagerträger 3b des Widerlagerelementes 3, wie in Fig. 5 gezeigt, vorschiebt und die Widerlagerrolle 3c an das Rohr 4 angreift und dieses hält. In Schritt S2 wird der Arbeitswinkel für das Andruckwerkzeug 2b aus dem Speicher 7b gelesen und abgegeben. In Schritt S3 dreht das Andruckwerkzeug 2b um die Drehachse 1c um den vorgegebenen Arbeitswinkel.

In Schritt S4 erfolgt die Feststellung, ob das Rohr 4 durch den Rohrerfassungssensor 5 erfaßt ist. Wenn die Feststellung negativ ist, wird ein Korrekturwert C (2) zum in Schritt S2 vorgegebenen Arbeitswinkel in Schritt S5 hinzugefügt und das Andruckwerkzeug 2 dreht um den neuen Arbeitswinkel, wie in Fig. 5b gezeigt.

Wenn die Feststellung in Schritt S4 bejaht wird, wird der Ausgangserfassungswinkel des Rohres 4 in Schritt S6 ermittelt und das Andruckwerkzeug 2b dreht zurück in die Anfangsposition in Schritt S7, wie in Fig. 5c gezeigt. Dann wird in Schritt S8 der theoretische Biegewinkel B (n) für den geeigneten Verfahrensschritt aus dem Speicher 7 gelesen und ein Korrekturwert H (n) wird zu dem theoretischen Biegewinkel B (n) hinzugefügt, wobei der korrigierte. Biegewinkel festgelegt wird. Die Anfangsposition des korrigierten Wertes darf nicht den Rückdrehwinkel überschreiten, der aus dem Ergebnis der Rückfederung des Rohres 4, wie nachfolgend beschrieben, entsteht. In Schritt S9 schiebt sich das Andruckwerkzeug 2b der Andruckwerkzeugeinrichtung 2 vor und hält das Rohr 4 wie in Fig. 5d gezeigt. In Schritt S10 drehen sich das Biegewerkzeug 1 und die Andruckwerkzeugeinrichtung 2 um die Drehachse 1c und das Rohr 4 wird durch das Andruckwerkzeug 2b und das Biegewerkzeug 1, wie in Fig. 5e gezeigt, gebogen.

In Schritt S11 bewegt sich nach dem Biegevorgang das Andruckwerkzeug 2b der Werkzeugandruckeinrichtung 2 zurück und abwärts, wie in Fig. 5f gezeigt, wenn das gebogene Rohr leicht aus der gezeigten Strich-Punkt-Punkt-Strich-Linie in die durchgezogene Linie durch die Rückfederung zurückkehrt.

Fig. 7 ist eine Darstellung, die die Bewegung zurück und abwärts des Andruckwerkzeuges 2b in Schritt S11 zeigt, wobei das Andruckwerkzeug 2b veranlaßt wird, sich diagonal von der in Fig. 7 gezeigten durchgezogenen Linie zu der gezeigten Strich-Punkt-Punkt-Strich-Linie zurückbewegt und dann durch einen Gelenkantriebsmechanismus (nicht dargestellt) nachdem der Biegevorgang beendet ist, nach unten geht. In Schritt S12 dreht dann die Andruckwerkzeugeinrichtung 2 um die Drehachse 1c um den vorgegebenen Arbeitswinkel, wie in Fig. 5g gezeigt. In Schritt S13 wird, wie im zuvor beschriebenen Fall des Schrittes S4 die Feststellung gemacht, ob das Rohr 4 durch den Rohrerfassungssensor 5 erfaßt ist. Wenn die Feststellung negativ ist, wird zu dem Arbeitswinkel in Schritt S14 ein Korrekturwert C (3) hinzugefügt und in Schritt S15 drehen sich das Biegewerkzeug 1 und die Andruckwerkzeugeinrichtung 2 um diesen Arbeitswinkel bis der Rohrerfassungssensor 5 das Rohr 4 erfaßt.

Wenn die Feststellung in Schritt S13 bejaht wird, wird der Winkel des Rohres nach dem Biegen in Schritt S16 gemessen und der Biegewinkel wird durch Erfassen des in Schritt S6 erfaßten Anfangsrohrwinkels vom Winkel des gebogenen Rohres in Schritt S17 errechnet. In Schritt S18 wird der errechnete Biegewinkel mit dem Vorgabebiegewinkel, der durch die CPU 7a vom Speicher 7b eingelesen wird, verglichen und irgendeine Abweichung zwischen dem Vorgabebiegewinkel und dem berechneten Biegewinkel für das gebogene Rohr berechnet.

In Schritt S19 wird die Feststellung getroffen, ob dieser Fehler geringer ist als der zulässige Bezugsfehler, und wenn die Feststellung negativ ist, drehen das Biegewerkzeug 1 und die Andruckwerkzeugeinrichtung 2 in Schritt S20 zurück in die erfaßte Winkelposition, welche die Position des Rohres nach dem Zurückfedern ist, und die Verfahrensstufen aus Schritt S8 werden wiederholt. Wenn die Feststellung in Schritt S19 bejaht wird, wird der korrigierte Wert im Speicher 7b der Steuereinheit 7 in Schritt S21 gespeichert und der Wert wird als Korrekturwert in den nachfolgenden Biegevorgängen verwendet. In Schritt S22 drehen das Biegewerkzeug 1 und die Andruckwerkzeugeinrichtung 2 in die Ausgangsposition zurück. In Schritt S22 bewegt sich der Widerlagerträger 3b des Gegenlagerelementes 3 zurück, um die Widerlagerrolle 3c vom Rohr 4 zu trennen.

Auf diese Weise wird der Biegevorgang am Rohr 4 an einer ersten vorbestimmten Position beendet, worauf die Spanneinrichtung 6 betätigt wird, um das Rohr 4 in die nächste vorgegebene Position gemäß dem im Speicher 7b gespeicherten Programm zu überführen, wo der nachfolgende Biegevorgang gemäß dem im Speicher 7b gespeicherten Programm ausgeführt wird.

Die nachfolgenden Rohrbiegevorgänge werden in einer ähnlichen Weise durch die Spanneinrichtung 6 und die Andruckwerkzeugeinrichtung 2 ausgeführt, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung 7 gemäß dem im Speicher 7b gespeicherten Programm gesteuert werden. Daher werden das zweite und die nachfolgenden Rohre durch den Steuerbefehl vom Speicher 7b ohne Winkelerfassung durch den Rohrerfassungssensor 5 gebogen.

Die Auswirkungen, die sich auf die Biegegenauigkeit durch Unterschiede in der Härte, Elastizitätsgrenze und Leistungsfähigkeit infolge der Lebensdauer des Biegewerkzeuges 1, der Andruckwerkzeugeinrichtung 2 des Andruckwerkzeuges 2b und der Widerlagerrolle 3c, der vorgegebenen Positionen des Biegewerkzeuges 1, der Andruckwerkzeugeinrichtung 2 und dem Widerlagerträger 3b und der Verschiedenheit des Materials, des Außendurchmessers, der Wanddicke und den Wärmebehandlungsbedingungen des Rohres 4 auswirken, werden alle vollständig während des Biegeprozesses um den erfaßten Biegewinkel durch den Rohrerfassungssensor 5 und durch Steuerung ausgeglichen, so daß der erfaßte Winkel mit dem Bezugswert korrespondiert unter dessen Bedingungen der Biegevorgang mit einer hohen Genauigkeit sowie in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ausgeführt wird.

In weiterer Ausbildung der vorliegenden Erfindung sind die Fälle, wo der fotoelektrische Sensortyp als ein Sensor zur Erfassung des Rohres verwendet wird, erläutert worden. Dennoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungen begrenzt. Ein Sensor, der beispielsweise als Näherungs- oder Grenzwertschalter ausgebildet ist, ein optischer Sensor oder ein Vibrationserfassungssensor können verwendet werden.

Wie zuvor detailliert beschrieben, wird, da die Steuerung durch die Steuereinheit basierend auf dem Wert, der durch den Rohrerfassungssensor erfaßt wird, eine Korrektur während des Biegeverfahrens durchgeführt, so daß der Biegewinkel nahe dem Bezugswert gebracht wird, ungeachtet nicht nur der Auswirkungen der Unterschiede in der Härte, der Elastizitätsgrenze und der Leistungsfähigkeit infolge der Verschiedenheit des Materials, des Außendurchmessers, der Wanddicke und der Wärmebehandlungsbedingungen des Rohres, sondern auch der Wirkung der Maschinengenauigkeit, der Lebensdauer des Biegeelementes und der vorgegebenen Positionen, infolge dessen ein kontinuierliches hochpräzises Biegen effektiv durchgeführt werden kann.

Claims (10)

1. Rohrbiegemaschine mit einem Speicher, in dem ein Programm zum Biegen eines Rohres eingespeichert ist, einer Klemmeinrichtung, die das Rohr am hinteren Ende klemmt und das Rohr in axialer Richtung und um die Achse entsprechend einem aus dem Speicher gelesenen Programm bewegt und Rohrbiegeeinrichtungen, die das Rohr um einen festgelegten Wert in eine vorbestimmte Position biegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine aufweist:
ein mit dem Rohr (4) in Anlage befindliches Biegewerkzeug (1),
eine zum Drehen um eine Drehachse (C) und Biegen des Rohres (4) entlang der Umfangsfläche des Biegewerkzeuges (1) geeignete Andruckwerkzeugeinrichtung (2),
einen Sensor (5), der an dem Andruckwerkzeug (2) angebracht ist und ein Biegemaß des Rohres (4) erfaßt, und
eine Steuereinheit (7), um die Andruckwerkzeugeinrichtung (2) zu veranlassen, entsprechend dem Programm eingestellt, um die Drehachse (C) gedreht zu werden und das Rohr (4) so zu biegen, daß das durch den Sensor (5) ermittelte Biegemaß nahe einem vorgegebenen Wert gebracht wird.

2. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegewerkzeug (1) ortsfest ausgeführt ist und einen vorgegebenes Krümmungsmaß (1P) an wenigstens einem Teil seiner Umfangsfläche aufweist und die an und gegenüber dem Biegewerkzeug (1) angeordnete Andruckwerkzeugeinrichtung (2) eine geeignete bewegbare Andruckrolle (2b) aufweist, um in Anlage mit dem Rohr (4) zu kommen.

3. Rohrbiegemaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klemmabschnitt (3) vorgesehen ist, wobei der Klemmabschnitt (3) geeignet ist, sich zu einer an der Umfangsfläche des Biegewerkzeuges (1) vorgesehenen geraden Führungsfläche (1S1) hin und her zu bewegen, um das Rohr (4) durch Anlegen an der geraden Führungsfläche (1S1) zu klemmen und die Klemmung zu lösen.

4. Rohrbiegemaschine nach den Ansprüchen 1 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Bewegung um die Drehachse geeignete Biegewerkzeug (1) ein bestimmtes Krümmungsmaß an wenigstens einem Teil seiner Umfangsfläche (1P) aufweist und das Andruckwerkzeug der Andruckwerkzeugeinrichtung (2) zum Bewegen um die Drehachse (C) während des Haltens des Rohres (4) gegen die Umfangsfläche des Biegewerkzeuges (1) geeignet ist.

5. Rohrbiegemaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckwerkzeug (2), nachdem der Biegevorgang beendet ist, zum Zurückbewegen und Abwärtsbewegen geeignet ist.

6. Rohrbiegemaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerlagerabschnitt (3) vorgesehen ist, der zum Hin- und Herbewegen zu der an der Umfangsfläche des Biegewerkzeuges (1) vorgesehenen geraden Führungsfläche (1S1) geeignet ist.

7. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (7) eine CPU (7a), einen Speicher (7b), ein ROM (7c) und einen I/0-Schaltkreis (7d) aufweist, wobei der I/0-Schaltkreis (7d), der Speicher (7b) und der ROM (7c) mit der CPU (7a) über einen Bus (B) verbunden sind.

8. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5) aus einem fotoelektrischen Sensortyp besteht, einem Sensor, in dem ein Schalter aufgebaut ist, einem optischen Sensor oder einem Vibrationserfassungssensor besteht.

9. Biegemaschine mit einem Speicher, in dem ein Programm zum Biegen eines Rohres eingespeichert ist, einer Klemmeinrichtung, die das Rohr am hinteren Ende klemmt und das Rohr in axialer Richtung und um die Achse entsprechend dem aus dem Speicher gelesenen Programm bewegt, einem Biegewerkzeug und einer Andruckwerkzeugeinrichtung, die das Rohr um einen bestimmten Betrag an einer vorbestimmten Position gemäß dem aus dem Speicher gelesenen Programm biegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegemaschine aufweist:
einen Sensor (5), der auf der Andruckwerkzeugeinrichtung (2) angebracht ist und ein Biegemaß des Rohres (4) erfaßt, und
eine Steuereinheit (7), die die Steuerung ausführt, so daß der durch den Sensor (5) erfaßte Wert nahe den auf dem im Speicher (7b) gespeicherten Programm basierenden Wert gebracht wird.

10. Rohrbiegemaschine mit einem Speicher, in dem ein Programm zum Biegen eines Rohres eingespeichert ist, einer Klemmeinrichtung, die das Rohr am hinteren Ende klemmt und das Rohr entsprechend einem aus dem Speicher gelesenen Programm in axialer Richtung und um die Achse bewegt, einer Biegeeinrichtung, die das Rohr um einen bestimmten Wert in eine vorbestimmte Stellung biegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegemaschine aufweist:
ein Biegewerkzeug (1), das in Anlage mit dem Rohr (4) kommt und zur Drehung um eine Drehachse (C) geeignet ist,
eine Andruckwerkzeugeinrichtung (2), die hinbewegt und in eine Position gebracht wird, wo die Einrichtung das Rohr (4) zusammen mit dem Biegewerkzeug (1) hält, wobei die Andruckwerkzeugeinrichtung (2) zum Bewegen um die Drehachse (C) von der zuvor beschriebenen Position während des Haltens des Rohres (4) gegen die Umfangsfläche des Biegewerkzeuges (1) geeignet ist,
einen Sensor (5), der auf der Andruckwerkzeugeinrichtung (2) angebracht ist und ein Biegemaß des Rohres (4) erfaßt, und
eine Steuereinheit (7), die veranlaßt, daß das Rohr (4) gebogen wird, so daß das durch den Sensor (5) erfaßte Biegemaß nahe einem bestimmten Wert gebracht wird und danach veranlaßt, daß die festgelegten Bedingungen verlassen werden.