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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Dehnbiegevorrichtung zum Biegen
eines Bandwerkstücks durch
Drängen
von diesem gegen eine Biegeform, während eine axiale Spannung
auf das Werkstück aufgebracht
wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Das
Stand der Technik Dokument JP-A-09285822 offenbart einen Halteteilumkehrmechanismus
einer Biegeausrüstung.
Darin wird ein Umkehrmechanismus eines Halteteils beschrieben, der
dazu im Stande ist, zu verhindern, dass das Halteteil in heftigen
Kontakt mit einer Biegeform während der
Positionsumkehrung des Halteteils für ein metallisch langes Werkstück in einer
Biegeausrüstung
des metallisch langen Werkstücks
gebracht wird, und zu verhindern, dass eine unangemessen hohe Kraft
auf das metallisch lange Werkstück
während
des Biegebetriebs aufgebracht wird.
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Wenn
ein Fensterrahmen für
ein Automobil ausgebildet wird, wird ein Bandstahl in eine gewünschte Gestalt
gerollt, geschnitten und gebogen. Um ein Werkstück in einer dreidimensionalen
Gestalt auszubilden, das zu der äußeren Gestalt
eines Fensters gepasst wird, wird eine Dehnbiegevorrichtung für das dreidimensionale
Biegen benötigt.
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Eine
schematische Zusammensetzung von solch einer Dehnbiegevorrichtung
ist in 11a und 11b veranschaulicht.
Die Dehnbiegevorrichtung 400 weist eine Basis 410,
gekrümmte
Schienen 420, die an der Basis 410 befestigt sind,
Arme 440, die sich drehend auf den gekrümmten Schienen um die Stützwellen 430,
die an der Basis 410 vorgesehen sind, bewegen, Säulen 450,
die beweglich an den Armen 440 stehen, Hebevorrichtungen 460,
die nach oben und unten durch die Säulen 450 geführt bewegt werden
können,
und Einspannmechanismen 470 auf, die an den Hebevorrichtungen 460 zum
Fassen eines Bandwerkstücks
vorgesehen sind. Beim Dehnungsbiegen fassen die Einspannmechanismen 470 beide
Enden des Bandwerkstücks 480,
wobei das Werkstück 480 gegen
die Biegeform 490 gedrängt wird,
während
Spannung auf das Werkstück 480 in dessen
Axialrichtung aufgebracht wird. Die Biegeform 490 hat eine
Nut zum Biegen, wobei das Werkstück 480 in
einer gewünschten
Gestalt ausgebildet wird, nämlich
dadurch, dass dieses so gebogen wird, indem dieses in die Nut der
Biegeform 490 unter der Spannung eingepasst wird. Zum Biegen
des in die Nut der Biegeform 490 einzupassenden Werkstücks 480 wird
eine Schwenkbewegung (Pfeil A) der Arme 440, eine Horizontalbewegung
(Pfeil B) der Säulen zu
und von den Stützwellen 430 und
eine Vertikalbewegung (Pfeil C) der Hebevorrichtungen 460 eingesetzt.
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Jedoch
müssen
solche Dehnbiegevorrichtungen aus schwerem Material hergestellt
werden, um die Festigkeit des Geräts sicherzustellen. Insbesondere
ist es notwendig, ein Material, das einen großen Querschnitt hat, aufzunehmen,
da jede Säule 450 durch
einen einzigen Arm 440 auf eine gleitende Weise gestützt wird.
Darüber
hinaus werden hochleistungsfähige
Motoren benötigt,
um die Säulen 450 und
die Hebevorrichtungen 460 anzutreiben.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dehnbiegevorrichtung
bereitzustellen, die eine gewünschte
Festigkeit ohne Verwendung von schwerem Material aufrechterhalten
kann.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dehnbiegevorrichtung
bereitzustellen, die genaues Biegen unter Verwendung von schwachen
Antriebsquellen ausführen
kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dehnbiegevorrichtung
bereitzustellen, die leicht zu betätigen ist.
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Um
diese und andere Aufgaben zu erreichen, stellt die vorliegenden
Erfindung eine Dehnbiegevorrichtung zum Biegen eines Bandwerkstücks durch
Drängen
von diesem gegen eine Biegeform bereit, während eine Axialspannung auf
das Werkstück
aufgebracht wird, wobei die Dehnbiegevorrichtung ein Paar Stützwellen
und ein Paar Drehbauteile aufweist, die drehbar durch die Stützwellen
gestützt werden,
und mit zwei Armbauteilen und einem Verbindungsbauteil zum Verbinden
der Armbauteile vorgesehen sind, wobei jedes der Armbauteile sich
nach außen
von den Stützwellen
erstreckt.
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Jedes
der Drehbauteile weist ein Führungsbauteil,
das sich zwischen den zwei Armbauteilen erstreckt und sich in eine
Richtung parallel zu der Längsrichtung
der Armbauteile bewegen kann, einen Einspannmechanismus zum fassen
des Bandwerkstücks,
der beweglich in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Armbauteile
angeordnet ist, und einen Spannungsaufbringungsmechanismus zum Bewegen
der Führungsbauteile
bezüglich
der Armbauteile und zum Aufbringen einer Spannung auf das Werkstück auf,
das durch den Einspannmechanismus gefasst wird.
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Die
Dehnbiegevorrichtung der vorliegenden Erfindung weist weiter eine
Drehsteuereinrichtung zum Steuern der Drehung der Drehbauteile auf,
um das Werkstück,
das durch die Einspannmechanismen gefasst wird, gegen die Biegeform
zu drängen.
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Eine
hohe Festigkeit des Geräts
wird durch die U-förmigen
Drehbauteile realisiert, die aus den Armbauteilen, die parallel
zueinander sind und das Führungsbauteil
stützen,
das den Einspannmechanismus, der das Werkstück fasst, hält, und dem Verbindungsbauteil
zusammengesetzt werden, mittels welchem die Armbauteile verbunden
sind.
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Dementsprechend
kann die Dehnbiegevorrichtung der vorliegenden Erfindung ohne der
Verwendung schweren Materials und ebenso ohne eine Verschlechterung
der Biegegenauigkeit hergestellt werden.
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Der
Spannungsaufbaubringungsmechanismus kann eine erste Antriebsquelle
zum Bewegen eines Endes des Führungsbauteils
entlang einem der Armbauteile, eine zweite Antriebsquelle zum Bewegen
des anderen Endes des Führungsbauteils
entlang des anderen Armbauteils, einen Spannungssensor zum Erfassen
einer Spannung, die auf das Werkstück aufgebracht wird, einen
Positionssensor zum Erfassen einer Position des Führungsbauteils
und eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Moments der ersten
Antriebsquelle basierend auf der Spannung, die durch den Spannungssensor
erfasst wird, und ebenso zum Steuern der zweiten Antriebsquelle basierend
auf der Position, die durch den Positionssensor erfasst wird, aufweisen.
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Wenn
der Spannungsaufbringungsmechanismus als solcher zusammengesetzt
ist, kann eine Antriebskraft zum Bewegen des Führungsbauteils zwischen den
zwei Antriebsquellen, die eine geringe Leistungsfähigkeit
haben, geteilt werden. Zusätzlich kann
das Führungsbauteil
mit hoher Genauigkeit durch ein Paar Antriebsquellen bewegt werden,
während
die gewünschte
Spannung auf das Werkstück aufgebracht
wird, da die erste Antriebsquelle des Spannungsaufbringungsmechanismus
basierend auf der Spannung gesteuert wird und die zweite Antriebsquelle
basierend auf der Position des Führungsbauteils
gesteuert wird.
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Die
Steuereinrichtung kann das Moment der ersten Antriebsquelle auf
ein vorbestimmtes Sollmoment basierend auf der Spannung, die durch
den Spannungssensor erfasst wird, einstellen. Zusätzlich kann
die Steuereinrichtung eine Speichereinrichtung zum Abspeichern der
Position des Führungsbauteils, die
durch den Positionssensor erfasst wird, und eines Steuerwerts zum
Einstellen des Moments der ersten Antriebsquelle auf das Sollmoment
aufweisen. Es ist ebenso möglich,
eine Positionssteuereinrichtung anstelle der Steuereinrichtung bereitzustellen,
die nach dem Dehnungsbiegen eines Werkstücks die erste Antriebsquelle
gemäß dem Steuerwert,
der in der Speichereinrichtung gespeichert ist, steuert.
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Es
wird bevorzugt, dass ein Tisch, auf welchem die Biegeform befestigt
ist, auf eine schwenkbare Weise bereitgestellt wird. Somit ist es
möglich, den
Einspannmechanismus an einer gewünschten Position
bezüglich
der Biegeform durch Schwenken des Tisches zu platzieren, selbst
wenn die Position des Einspannmechanismus an dem Führungsbauteil dessen
obere oder untere Grenze erreicht hat, und eine weitere Bewegung
beschränkt
ist. Daher ist es möglich,
den Positionsbereich zu erweitern, innerhalb welchem der Einspannmechanismus
bezüglich der
Biegeform platziert werden kann, und ein Biegen ohne Unterbrechung
fortzusetzen. Mit anderen Worten muss das Werkstück von dem Einspannmechanismus
weggenommen werden, wenn der Tisch nicht schwenkbar ist, wenn die
Position des Einspannmechanismus dessen obere oder untere Grenze
erreicht hat, wobei das Werkstück
wieder an dem Einspannmechanismus mit dessen abgewandelter Einspannposition
angebracht wird. Die obige Anordnung kann solche eine Zeit und Arbeit
ersparen.
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Es
ist vorzuziehen, dass wenn ein Betätiger das Lehren ausführt, dass
Biegen wie gelehrt ausgeführt
wird. Auf diese Weise wird das Biegen leicht ausführbar.
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Die
Antriebsquellen zum Antreiben des Führungsbauteils können wahlweise
entweder in einem Momentensteuermodus oder in einem Positionssteuermodus
betrieben werden. In diesem Fall werden die Antriebsquellen in dem
Momentensteuermodus angetrieben, um eine vorbestimmte Spannung zu
erzeugen, wobei die Positionen, die das Führungsbauteil zu dieser Zeit
einnimmt, in der Speichereinrichtung abgespeichert werden. In dem
Positionssteuermodus werden die Antriebsquellen basierend auf den Positionsdaten
gesteuert, die in der Speichereinrichtung abgespeichert sind. Beim
anfänglichen
Dehnungsbiegen wird das Führungsbauteil
in dem Momentensteuermodus bewegt, um eine gewünschte Spannung zu erhalten.
Jedoch ist es möglich,
sobald die Position des Führungsbauteils
festgesetzt ist, das Biegen mit Aufbringung der gewünschten
Spannung auszuführen,
nämlich durch
ledigliches Bewegen des Führungsbauteils
zu der festgesetzten Position im Positionssteuermodus.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGSFIGUREN
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Die
Erfindung wird nun Anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, wovon:
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1 eine
schematische Frontansicht einer Dehnbiegevorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist, die teilweise Schnitte von dieser
zeigt;
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2 eine
schematische Draufsicht der Dehnbiegevorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels
ist;
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3a, 3b und 3c jeweils
eine Ebenendarstellung, eine Rissansicht und eine Seitenansicht
von rechts eines Beispiels einer Biegeform sind, die in der Dehnbiegevorrichtung
verwendet wird;
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4 eine
vergrößerte Ansicht
der Dehnbiegevorrichtung ist, die entlang der Linie 4-4 in 1 entnommen
wurde;
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5 ein
Blockdiagramm eines elektrischen Systems in dem ersten Ausführungsbeispiel
ist;
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6 eine
erläuternde
Ansicht ist, die eine Master-Slave-Steuerung
in einem Spannungsaufbringungsmechanismus des ersten Ausführungsbeispiels
veranschaulicht;
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7 ein
Flussdiagramm ist, das einen Steuerprozess veranschaulicht, der
in einem elektronischen Steuerkreis des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt wird;
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8 eine
schematische Seitenansicht einer Dehnbiegevorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist;
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9 ein
Flussdiagramm ist, das die Abläufe der
Dehnbiegevorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels in einem Lehrmodus
veranschaulicht;
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10A–10D Grafiken sind, die die Abläufe im Lehrmodus zeigen; und
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11A und 11B Grafiken
sind, die den Hintergrund der Technik der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, weist die Dehnbiegevorrichtung 1 dieses
Ausführungsbeispiels
hauptsächlich
eine Basis 3, die einen Tisch 13 hat, an dem eine
Biegeform 2 befestigt ist, und U-förmige Arme 5, 7 auf,
die an der Basis 3 auf eine drehbare Weise angebracht sind
und mit Einspannmechanismen 8, 10 zum Fassen beider
Enden eines Bandwerkstücks 6 (Streifenwerkstück) vorgesehen sind.
In der Umgebung der Dehnbiegevorrichtung 1 sind ein Steuergerät 9 und
eine Betätigungskonsole 11 zum
Steuern der Dehnbiegevorrichtung 1 angeordnet.
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Eine
Nut 4, die als ein Beispiel in den 3A, 3B und 3C veranschaulicht
ist und geeignet zum auszuführenden
Biegen ist, ist an der Biegeform 2 ausgebildet. Das Werkstück 6 wird
in diese Nut 4 eingesetzt und entlang derselben unter Spannung
gebogen, so dass dieses in einer gewünschten Gestalt ausgebildet
wird. Aus diesem Grund sind die Einspannmechanismen 8, 10 zum Fassen
beider Enden des Werkstücks 6 an
beiden Seiten der Biegeform 2 angeordnet.
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Die
Einspannmechanismen 8, 10 sind an Hebevorrichtungen 16, 18 angeordnet,
die auf eine gleitende Weise entlang einem Paar Säulenführungsbauteilen 12, 14 gestützt werden,
die sich senkrecht zu dem Werkstück 6 erstrecken.
Die Einspannmechanismen 8, 10 werden auf eine
schwenkende Weise um die Schwenkwellen 20, 22 gestützt, die
an den Hebevorrichtungen 16, 18 angebracht sind,
wobei die Einspannmechanismen beispielsweise frei nach oben und
unten innerhalb eines Winkels von 30 Grad zu beiden Seiten einer
horizontalen Ebene schwenken können.
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Die
Hebevorrichtungen 16, 18 sind auf eine schwenkbare
Weise um die Führungsbauteile 12, 14 gestützt. Sie
können
beispielsweise frei nach rechts und links innerhalb eines Winkels
von 45 Grad zu beiden Seiten einer vertikalen Ebene schwenken, in
welcher sich beide der Hebevorrichtungen zugewandt sind. Dementsprechend
können
die Einspannmechanismen 8, 10 in sowohl die vertikale
als auch die horizontale Richtung frei innerhalb der zuvor erwähnten Winkel
schwenken, so dass diese angemessene Positionen gemäß einer
Richtung der aufgebrachten Spannung einnehmen können.
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Motoren 24, 26 sind
jeweils an den Hebevorrichtungen 16, 18 befestigt,
wobei sich die Hebevorrichtungen 16, 18 entlang
der Führungsbauteile 12, 14 auf
und ab durch Antreiben der Motoren 24, 26 bewegen
können.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellen
die Hebevorrichtung 16, die Schwenkwelle 20 und
der Motor 24 einen rechten vertikalen Bewegungsmechanismus 27 dar,
wobei die Hebevorrichtung 18, die Schwenkwelle 22 und
der Motor 26 einen linken vertikalen Bewegungsmechanismus 29 darstellen.
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Wie
in 4 gezeigt, sind geradlinige Schienen 32 und 33,
und geradlinige Schienen 34 und 35 jeweils an
einem Paar Armbauteile 28, 30 angeordnet. Beide
Enden des Führungsbauteils 12 des
rechten vertikalen Bewegungsmechanismus 27 grenzen an den
Schienen 32 und 33 und den Schienen 34 und 35 an
und werden durch dieselben auf eine gleitende Weise gestützt. Wie
aus 1 ersichtlich, sind die Armbauteile 28, 30 an
einem Ende jeweils an einem Paar Drehwellen 36, 38 angebracht,
die drehbar durch die Basis 3 gestützt werden, wobei an dem anderen
Ende ein Verbindungsbauteil 40 angebracht ist. Die Armbauteile 28, 30 und
das Verbindungsbauteil 40 bilden einen U-förmigen Arm 5 aus,
wobei dementsprechend die Festigkeit des Geräts verbessert wird.
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Bezugnehmend
auf 4 sind Kugelumlaufspindeln 42, 44 (der
linke vertikale Bewegungsmechanismus 29 wird nicht gezeigt)
parallel zu den Schienen 32–35 an den Armbauteilen 28, 30 angeordnet.
Das Führungsbauteil 12 ist
angepasst, um sich nach vorne und nach hinten einher mit der Drehung
der Kugelumlaufspindeln 42, 44 zu bewegen. Die
Kugelumlaufspindeln 42, 44 weisen jeweils Rollen 46, 48 auf.
Eine erste und eine zweite Antriebsquelle 50, 52,
die Motoren hat, sind jeweils angrenzend an den jeweiligen Armbauteilen 28, 30 angebracht,
wobei Riemen 58, 60 jeweils zwischen den Rollen 46, 48 und
den Rollen 54, 56 angebracht sind. Die Rollen 54, 56 sind
jeweils an den Drehwellen der ersten und zweiten Antriebsquelle 50, 52 angebracht.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellen
die Armbauteile 28, 30, die Schienen 32–35, die
Drehwellen 36, 38, das Verbindungsbauteil 40, die
Kugelumlaufspindeln 42, 44, die Rollen 46, 48, 54, 56,
die erste und zweite Antriebsquelle 50, 52 und die
Riemen 58, 60 einen rechten Spannungsaufbringungsmechanismus 62 dar.
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In 1 sind
Zahnräder 64, 66 jeweils
an den Drehwellen 36, 38 angebracht, wobei Antriebszahnräder 68, 70 mit
den Zahnrädern 64, 66 jeweils ineinander
eingreifen. Die Antriebszahnräder 68, 70 sind
jeweils an den Drehwellen der oberen und unteren Antriebsquelle 72, 74 angebracht,
die Motoren haben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellen die
Zahnräder 64, 66,
die Antriebszahnräder 68, 70 und
die Antriebsquellen 72, 74 einen rechten Wickelungsmechanismus 76 (Windungsmechanismus,
engl. lap mechanism) dar. Der Wickelungsmechanismus ist ein Mechanismus
zum Schwenken, d. h. zum Drehen der zuvor erwähnten U-förmigen Arme. Ebenso wird eine
Achse zum Drehen eine Wickelungsachse genannt.
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Ähnlich ist
das Führungsbauteil 14 des
linken vertikalen Bewegungsmechanismus 29 angepasst, so
dass dieses den linken Einspannmechanismus 10 entlang einem
Paar Armbauteilen 80, 82 durch Antreiben einer
ersten und zweiten Antriebsquelle 78, 79 von einem
linken Spannungsaufbringungsmechanismus 77 bewegt. Zusätzlich ermöglicht ein
linker Wickelungsmechanismus 84 den Armbauteilen 80, 82,
um die Drehwellen 86, 88 durch eine obere und untere
Antriebsquelle 90, 92 gedreht zu werden.
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Wie
in 5 veranschaulicht, sind ein erster und zweiter
Positionssensor 96a, 96b zum Erfassen der Positionen
des Führungsbauteils 12 bezüglich der
Armbauteile 28, 30 in dem rechten Spannungsaufbringungsmechanismus 62 vorgesehen.
Ein erster und ein zweiter Positionssensor 97a, 97a zum
Erfassen der Positionen des Führungsbauteils 14 bezüglich der
Armbauteile 80, 82 sind in dem linken Spannungsaufbringungsmechanismus 77 vorgesehen.
Zusätzlich
ist ein Spannungssensor 98, der eine Messdose hat, für den rechten
Spannungsaufbringungsmechanismus 62 vorgesehen, um die
auf das Werkstück 6 aufgebrachte
Spannung zu erfassen, wobei ein Spannungssensor 99 für den linken
Spannungsaufbringungsmechanismus 77 vorgesehen ist.
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Die
Motoren 24, 26, die erste und zweite Antriebsquellen 50, 52, 78, 79 der
rechten und linken Spannungsaufbringungsmechanismen 62, 77,
die oberen und unteren Antriebsquellen 72, 74, 90, 92 der
rechten und linken Wickelungsmechanismen 76, 86,
die ersten und zweiten Positionssensoren 96a, 96b, 97a, 97b und
die Spannungssensoren 98, 99 sind alle mit einem
elektronischen Steuerkreis 100 verbunden.
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Der
elektronische Steuerkreis 100 ist ein logischer Kreis,
der hauptsächlich
eine CPU 102, ein ROM 104 und RAM 106 aufweist,
und ist zusammengeschaltet mit einem Eingangs-/Ausgangskreis 108 über eine
gemeinsame Leitung (Bus) 110. Der Eingangs-/Ausgangskreis 108 steuert
den Eingang und Ausgang der Motoren 24, 26, der
ersten und zweiten Antriebsquellen 50, 52, 78, 79 und
der oberen und unteren Antriebsquellen 72, 74, 90, 92.
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Die
CPU 102 nimmt Daten von den ersten und zweiten Positionssensoren 96a, 96b, 97a, 97b und
den Spannungssensoren 98, 99 über den Eingangs-/Ausgangskreis 108 auf,
und führt
eine Daten verwendende Berechnung und ein installiertes Steuerprogramm
aus, die in dem ROM 104 und RAM 106 gespeichert
sind. Die CPU 102 gibt Antriebssignale zu den Motoren 24, 26,
den ersten und zweiten Antriebsquellen 50, 52, 78, 79 und
den oberen und unteren Antriebsquellen 72, 74, 90, 92 über den
Eingangs/Ausgangskreis 108 aus.
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Beim
Spannungsdehnen werden die ersten und zweiten Antriebsquellen 50, 52, 78, 79 der
rechten und linken Spannungsaufbringungsmechanismen 62, 77 angetrieben,
so dass diese Spannung auf das Werkstück 6 aufbringen, das
durch die Einspannmechanismen 8, 10 gefasst wird.
Während
die Motoren 24, 26 zum Herauf- und Herabbewegen
der Einspannmechanismen 8, 10 gemäß einer
Ausbildung der Nut 4 angetrieben werden, werden die oberen und
unteren Antriebsquellen 72, 74, 90, 92 der
rechten und linken Wickelungsmechanismen 76, 84 zum Schwenken
der Armbauteile 28, 30, 80, 82 um
die Drehwellen 36, 38, 86, 88 angetrieben.
Als Folge wird das Werkstück 6 in
die Nut 4 eingesetzt und gegen die Biegeform 2 unter
Spannung geschoben, so dass dieses gedehnt und gebogen wird.
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Fortan
wird der Betrieb zum Aufbringen einer gewünschten Spannung auf das Werkstück 6 erläutert.
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Wie
in 6 gezeigt, wird eine Master-Slave-Steuerung (Kaskadensteuerung)
in den rechten und linken Spannungsaufbringungsmechanismen 62, 77 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
angewandt. Wie in den 4 und 5 gezeigt,
werden die ersten Antriebsquellen 50, 78 an der
unteren Seite durch Master-Geräte
gesteuert, wobei die zweiten Antriebsquellen 52, 79 an
der oberen Seite durch Slave-Geräte
gesteuert werden. Lediglich der Betrieb des rechten Spannungsaufbringungsmechanismus 62 wird
unten beschrieben, aber es ist selbstverständlich, dass der Spannungsaufbringungsmechanismus 77 der
linken Seite auf die gleiche Weise getrieben wird.
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In 6 überträgt eine
Bewegungssteuereinrichtung MC, die einen Teil des elektronischen Steuerkreises 100 darstellt,
eine Momentensteueranweisung zu einem Motor MM. Der Motor MM ist
die erste Antriebsquelle 50 auf der Master-Seite. Der Motor
MM agiert gemäß der Momentensteueranweisung.
Spannung wird in dem Werkstück 6 gemäß der Rotation
des Motors MM erzeugt, wobei die erzeugte Spannung durch eine Messdose
LC erfasst wird. Die Messdose LC stellt den ersten Positionssensor 96a dar.
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Die
erfasste Spannung wird der Bewegungssteuereinrichtung MC zum Steuern
des Motors MM rückgemeldet,
so dass die gewünschte
Spannung immer auf das Werkstück 6 aufgebracht
wird. Unterdessen wird die Drehposition (der Rotationswinkel) des
Motors MM die ganze Zeit erfasst, wobei die erfasste Drehposition
zu der Bewegungssteuereinrichtung MC übertragen wird.
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Die
Bewegungssteuereinrichtung MC überträgt eine
Positionssteueranweisung zu einem Motor SM in der Slave-Seite. Der Motor
SM dreht gemäß der Positionssteueranweisung,
wobei die Drehposition des Motors SM der Bewegungssteuereinrichtung MC
rückgemeldet
wird.
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Nun
wird ein Steuerprozess zum Aufbringen einer Spannung auf das Werkstück 6,
der in dem zuvor erwähnten
elektronischen Steuerkreis 100 ausgeführt wird, mittels eines Flussdiagramms
in 7 beschrieben. Es wird unten lediglich der Betrieb
des rechten Spannungsaufbringungsmechanismus 62 erläutert, da
der linke Spannungsaufbringungsmechanismus 77 auf die gleiche
Weise wie der rechte Spannungsaufbringungsmechanismus 62 tätig ist.
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Zuerst
wird bestimmt, ob ein Positionserfassungsmodus ausgewählt ist
(Schritt 200). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Spannungsaufbringungsmechanismus
mit zwei Modi vorgesehen, nämlich
einem Spannungserfassungsmodus und einem Positionserfassungsmodus.
Ein Betrieb im Spannungserfassungsmodus wird durch den Betrieb im
Positionserfassungsmodus gefolgt. Dementsprechend wird bestimmt,
wenn der Betrieb im Spannungserfassungsmodus noch nicht ausgeführt wird, dass
der Positionserfassungsmodus nicht ausgewählt ist, wobei ein Sollmoment
der ersten Antriebsquelle 50 geladen wird (Schritt 210).
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Das
Sollmoment der ersten Antriebsquelle 50 ist vorbestimmt
und wird im Voraus abgespeichert. Es ist das Moment zum Erzeugen
der Spannung, die für
das Dehnen des Werkstücks 6 benötigt wird.
Das Sollmoment wird unterschiedlich für jeweilige Stadien des Dehnungsbiegens
festgelegt.
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Ein
derzeitiges Moment der ersten Antriebsquelle 50 basierend
auf der durch den Spannungssensor 98 erfassten Spannung
wird geladen (Schritt 220). Ein Steuerwert wird berechnet,
der auf diesem derzeitigen Moment und dem Sollmoment basiert, und
wird an die erste Antriebsquelle 50 ausgegeben (Schritt 230).
Anschließend
wird eine Position des Führungsbauteils 12,
die durch den ersten Positionssensor 96a erfasst wird,
geladen (Schritt 240). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
erfasst der erste Positionssensor 96a die Position des
Führungsbauteils 12,
die auf der Drehung der Kugelumlaufsspindel 42 oder der
ersten Antriebsquelle 50 basiert.
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Gemäß der erfassten
Position des Führungsbauteils 12 wird
die zweite Antriebsquelle 52 über eine Sollposition benachrichtigt
(Schritt 250). Dann wird eine derzeitige Position des Führungsbauteils 12 an
der Seite, bei welcher die zweite Antriebsquelle 52 vorgesehen
ist, durch den zweiten Positionssensor 96b erfasst (Schritt 260).
Ein Steuerwert wird basierend auf der derzeitigen Position und der Sollposition
berechnet und wird zu der zweiten Antriebsquelle 52 ausgegeben
(Schritt 270). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Position
des Führungsbauteils 12 an
der Seite, bei welcher die zweite Antriebsquelle 52 vorgesehen
ist, durch die Drehung der Kugelumlaufspindel 44 oder der
zweiten Antriebsquelle 52 erfasst.
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So
wird das Werkstück 6 gedehnt
und gebogen, wobei der Steuerwert für die erste Antriebsquelle 50 und
die Positionen des Führungsbauteils 12 während des
Biegens miteinander verknüpft
und abgespeichert werden (Schritt 280). Nach dem Dehnungsbiegen
von einem Werkstück 6 wird
ein neues Werkstück 6 angebracht
und wieder dehnungsgebogen. Nach der Durchführung des Schritts 200 wird
die Sollposition, die in Schritt 280 gespeichert wird,
dann zu der ersten Antriebsquelle 50 ausgegeben, wenn bestimmt
wird, dass der Positionserfassungsmodus ausgewählt ist (Schritt 290).
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In
dem nächsten
Schritt wird die derzeitige Position des Führungsbauteils 12,
die durch den ersten Positionssensor 96a erfasst wird,
geladen (Schritt 300). Auf der Basis der derzeitigen Position
und der Sollposition wird ein Geschwindigkeitsanweisungswert zu
der ersten Antriebsquelle 50 ausgegeben (Schritt 310).
Danach wird der zuvor erwähnte
Schritt 240 und die Weiteren ausgeführt.
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Eine
Position des Einspannmechanismus 8, der das Werkstück 6 fasst,
wird durch einen Winkel der Wickelungsachse des rechten Wickelungsmechanismus 76,
einer Strecke von der Ursprungsposition des Einspannmechanismus 8 in
dem rechten Spannungsmechanismus 62 und einer vertikalen
Position des Einspannmechanismus 8 in dem rechten vertikalen
Bewegungsmechanismus 27 definiert. Hier wird der Winkel
der Wickelungsachse durch die Drehpositionen der oberen Antriebsquelle 72 und
der unteren Antriebsquelle 74 bestimmt. Die Strecke von der
Ursprungsposition des Einspannmechanismus 8 in dem rechten
Spannungsmechanismus 62 wird durch Drehpositionen der ersten
und zweiten Antriebsquellen 50, 52 bestimmt. Die
vertikale Position in dem rechten vertikalen Bewegungsmechanismus 27 wird
durch eine Drehposition des Motors 24 bestimmt.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Wie
in 8 gezeigt, weist die Dehnbiegevorrichtung 201 in
diesem Ausführungsbeispiel
einen Tisch 213 auf, der eine Biegeform stützt und
auf eine neigbare Weise angeordnet ist. Der Tisch 213 kann hinauf
zu einer Position geneigt werden, die einen Winkel von θ hat, der
durch eine gestrichelte Linie von einer horizontalen Ebene, die
durch eine durchgezogene Linie angegeben ist, angegeben wird. Der Winkel θ beträgt beispielsweise
15°. Der
Tisch 213 ist neigbar gemacht, um die vertikale Bewegung
der Einspannmechanismen 8, 10 nicht zu begrenzen, wenn
das Werkstück 6 entlang
der Nut 4 gebogen wird, die an der Biegeform 2 vorgesehen
ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird der Tisch 213 geneigt, wenn die Einspannmechanismen 8, 10 zu
einer Position bewegt werden müssen,
die über
deren vorbestimmten Bereich in Bezug auf die Nut 4 hinausgeht.
In diesem Fall werden der linke und rechte Wickelungsmechanismus
und die Spannungsmechanismen ebenso betrieben, falls diese benötigt werden.
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In 8 sind
erste und zweite Antriebsmotoren 250, 252 Motoren
zum jeweiligen Spannungsaufbringen auf das Werkstück 6.
Ein Antriebsmotor 224 ist für das Auf- und Abwärtsbewegen
eines Einspannmechanismus, der nicht in 8 gezeigt
ist, wobei ein Kolben 300 für das Neigen des Tisches 213 ist,
eine hydraulische Pumpe 400 für das Zuführen von hydraulischen Druck
auf den Kolben 300 ist und eine hydraulische Pumpe 500 für das Schwenken des
Arms 205 ist. Die Beschreibung für die anderen Anordnungen wird
weggelassen, da diese die Gleichen wie im ersten Ausführungsbeispiel
sind.
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Die
Dehnbiegevorrichtung in der vorliegenden Erfindung wird nicht nur
gemäß einem
voreingestellten Programm betrieben, sondern ebenso zum Lehren. 9 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb im Lehr-Modus erklärt, wobei
die Figuren 10A–10D Grafiken
zum Veranschaulichen des Biegeablaufs sind. 10A zeigt
einen Zustand, bei welchem das Werkstück 6, das durch den
Einspannmechanismus 8, 10 gefasst wird, in Berührung mit
der Biegeform 2 an dem Punkt P ist. Die 10B–10D zeigen Zustände der schrittweisen Erhöhung des
Biegungswinkels.
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Nun
wird ein Betrieb der Dehnbiegevorrichtung 201 in dem Lehr-Modus
mittels der 9 und 10A–10D erläutert.
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Die
folgenden Voraussetzungen werden im Lehr-Modus angenommen, der hierbei
erklärt
wird.
- (1) Eine Vielzahl von Stadien, beispielsweise
vier Stadien werden beim Biegen des Werkstücks 6 vorgesehen wie
in den 10A–10D gezeigt.
- (2) Vorgesehene Positionen, welche die Einspannmechanismen 8, 10 in
den entsprechenden Stadien einnehmen sollten, sind als Prozessdaten im
voraus abgespeichert, wobei die Einspannmechanismen 8, 10 zu
den vorgesehenen Positionen automatisch bewegt werden.
- (3) Ein Betätiger
bewegt den Einspannmechanismus 8, 10 in jedem
Stadium durch Verwendung der Betätigungskonsole 11 und
bestimmt die Positionen der Einspannmechanismen 8, 10 bei
jedem Stadium.
- (4) Die bestimmten Positionen werden gespeichert und das nächste Biegen
wird gemäß der gespeicherten
Daten ausgeführt.
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In
Schritt 400 wird die Initialisierung ausgeführt, solch
eine wie das Bewegen der Einspannmechanismen 8, 10 zu
deren Grundpositionen. In Schritt 410 werden beide Enden
des Werkstücks 6 durch
die Einspannmechanismen 8, 10 gefasst, wobei durch Bewegen
der Einspannmechanismen 8, 10 eine vorbestimmte
Anfangsspannung in dem Werkstück 6 erzeugt
wird. In Schritt 420 wird eine Prozessnummer, die in den
RAM 106 gespeichert ist, initialisiert.
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In
Schritt 430 werden die Daten entsprechend einer derzeitigen
Prozessnummer unter den Prozessdaten, die im Voraus in den RAM 106 gespeichert
sind, geladen. In Schritt 440 werden die Einspannmechanismen 8, 10 basierend
auf den geladenen Prozessdaten bewegt.
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In
Schritt 450 bestimmt der Betätiger, ob die Positionen der
Einspannmechanismen 8, 10 angemessen sind, und
im Schritt 460 bestimmt dieser, ob das Neigen des Tischs 213 notwendig
ist. Wenn die Positionen der Einspannmechanismen 8, 10 angemessen
sind, übermittelt
der Betätiger
eine Bestimmungsanweisung von der Betätigungskonsole 11.
In diesem Fall schreitet der Prozess zu Schritt 490 voran
und die Daten zum Definieren der Positionen der Einspannmechanismen 8, 10 werden
in einem vorbestimmten Bereich des RAM 106 gespeichert.
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Wenn
das Neigen des Tischs 213 nicht notwendig ist, schreitet
der Prozess zu Schritt 480 voran, und der Betätiger betätigt die
Betätigungskonsole 11 zum
Bewegen der Einspannmechanismen 8, 10 zu den angemessenen
Positionen.
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Andererseits
schreitet der Prozess zu Schritt 470 voran, wenn das Neigen
des Tischs 213 notwendig ist, und der Betätiger betätigt die
Betätigungskonsole 11 zum
Neigen des Tischs 213 zu einem angemessenen Winkel. Dementsprechend
wird das Biegen des Werkstücks,
welches nicht durch die vertikale Bewegung des Einspannmechanismus 8, 10 erreicht
werden kann, realisiert.
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Wenn
die Positionsdaten in dem Schritt 490 abgespeichert sind,
schreitet der Prozess zu Schritt 500 voran, bei welchem
die Prozessnummer um eins inkrementiert wird und schreitet dann
zu Schritt 510 voran.
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In
Schritt 510 wird bestimmt, ob der Prozess vollständig abgeschlossen
ist. Wenn nicht kehrt der Prozess zu Schritt 430 zum Wiederholen
des zuvor erwähnten
Ablaufs zurück.
Wenn bestimmt wird, dass der Prozess in Schritt 510 abgeschlossen
ist, wird der Betrieb im Lehr-Modus beendet.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel
beschränkt,
wobei andere Abwandlungen und Abweichungen innerhalb des Bereichs
der vorliegenden Erfindung liegen. Zum Beispiel kann, im Falle des
Biegens eines Werkstücks, das
eine Biegeform verwendet, die symmetrisch ist, das Lehren nur für eine der
Seiten ausgeführt
werden, wobei durch Kopieren der Daten, die durch das Lehren erhalten
werden, das zu erledigende Lehren der anderen Seite weggelassen
werden kann.
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Darüber hinaus
sind in dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel
die vorgesehenen Positionen, welche die Einspannmechanismen 8, 10 einnehmen sollten,
in dem Lehr-Modus voreingestellt. Jedoch können die Positionen lediglich
durch den Betrieb des Betätigers
ohne das Voreinstellen bestimmt werden.
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Darüber hinaus
kann die auf das Werkstück aufzubringende
Spannung überwacht
werden, wobei bestimmt wird, wenn eine abnormale Änderung
in der Spannung besteht, dass das Werkstück gebrochen ist und der Betrieb
des Spannungsmechanismus und der Wickelungsmechanismen automatisch
angehalten wird.
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Wie
oben erklärt,
wird die mechanische Festigkeit durch die Dehnbiegevorrichtung der
vorliegenden Erfindung verbessert, da beide Enden des Führungsbauteils,
das die Einspannmechanismen, die das Werkstück fassen, führt, durch
das Paar Armbauteile gestützt
wird und die Armbauteile durch die Verbindungsbauteile verbunden
sind. Darüber
hinaus wird eine genaue Bewegung durch das Paar Antriebsquellen
erreicht, da die erste Antriebsquelle des Spannungsaufbringungsmechanismus
durch die Spannung gesteuert wird und die zweite Antriebsquelle
basierend auf der Position gesteuert wird. Dementsprechend kann
die Dehnbiegevorrichtung der vorliegenden Erfindung genaues Dehnungsbiegen
ausführen,
selbst bei großformatigen
Bauteilen.