DE69108497T2

DE69108497T2 - Programmierbare Blechbiegemaschine.

Info

Publication number: DE69108497T2
Application number: DE69108497T
Authority: DE
Inventors: Orazio Maria Davi
Original assignee: Promau Srl
Current assignee: Promau Srl
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1995-12-14
Anticipated expiration: 2011-09-19
Also published as: ATE120389T1; EP0477752A1; DE69108497D1; EP0477752B1; US5187959A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatisch gesteuerte Rollen- oder Blechbiegemaschine mit einem programmierbaren Arbeitzyklus, bestehend aus einer oberen Ziehrolle zum Vorschub des Blechs, einer unteren Greifrolle und seitlichen Rollen zum Biegen des Blechs, wobei die Rollen an einer Antriebseinrichtung gelagert und mit dieser verbunden sind, um bezüglich der oberen Rolle hin- und herbewegt zu werden, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist.
Die US-A-4 796 449 und DE-A-3 519 382 sind für bekannte automatisch gesteuerte Biegemaschinen zum Walzen von Blechen repräsentativ.
Beim Walzen von Blechen zur Herstellung von Rohren oder zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Körpern und dergl. muß die Bedienungsperson eine Anzahl von kritischen Parametern auswerten, die jedesmal richtig berechnet und gesteuert werden müssen, um das fertige Teil mit dem geforderten Durchmesser oder der geforderten Biegung zu erhalten. Während der Bearbeitung betreffen die auszuwertenden kritischen Parameter insbesondere die Eigenschaften des zu bearbeitenden Eisenblechs wie Dicke, seinen Elastizitätsmodul, die Abmessungen des Blechs oder der Metallplatte oder dem Durchmesser des fertigen Teils. Gerade die konstruktiven und funktionellen Eigenschaften der Rollenbiegemaschine können in bestimmten Fällen die Biegevorgänge beeinträchtigen.
Bei den derzeitigen Rollenbiegemaschinen muß eine Bedienungsperson empirisch-praktisch vorgehen, um den richtigen Wert des Blechgreifdruckes und der richtigen Position der seitlichen Biegerollen einzustellen, nötigenfalls eingreifen, um die Bearbeitungsparameter der Maschine zu korrigiern oder anzupassen, um das Teil mit dem geforderten Durchmesser zu erhalten. Da die Eigenschaften des Blechs innerhalb weiter Toleranzen schwanken können, muß die Bedienungsperson auf der Grundlage ihrer persönlichen Erfahrung häufig eingreifen, um die Maschine an die unterschiedlichen Eigenschaften des zu bearbeitenden Blechs anzupassen, ohne in der Lage zu sein, die Wiederholbarkeit und Konstanz der Ergebnisse sicherzustellen.
Es besteht daher die Notwendigkeit für eine Blechbiegemaschine mit einem programmierbaren Arbeitszyklus, mit der es nicht nur möglich ist, die spezifischen, bzw. inhärenten Eigenschaften des zu biegenden Blechs zu diesem Zeitpunkt zu berücksichtigen, die jedoch nötigenfalls in der Lage ist, ihren eigenen Zyklus und die Wahl der Bearbeitungsparameter relativ zu Bezugsdaten und/oder voreingestellten Bearbeitungsparametern zu steuern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Blechbiegemaschine zu schaffen, die in der Lage ist, alle Bearbeitungsphasen automatisch durchzuführen und zu jedem Zeitpunkt die Bearbeitungsparameter der Maschine entsprechend den Eigenschaften des zu biegenden Eisenblechs zu ändern und so die Wiederholbarkeit und Konstanz der Ergebnisse sicherzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Maschine zum Biegen von Blech zu schaffen, wie sie zuvor erwähnt wurde, die nicht nur in der Lage ist, den Bearbeitungszyklus automatisch auf der Grundlage eines eingestellten Programms zu steuern und zu ändern, sondern zur gleichen Zeit in der Lage ist, im voraus einige der Eigenschaften des neuen, zu bearbeitenden Eisenblechs auszuwerten und folglich die Bearbeitungs- und Funktionsparameter zu ändern.
Diese und weitere Aufgaben können mittels einer Blechbiegemaschine mit einem programmierbaren Zyklus gelöst werden, die die Merkmale des Anspruchs 1 hat.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Äusführungsbeispiels und der beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Biegemaschine gem. der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 und 3: vergrößerte Einzelheiten, aus denen die unterschiedliche Anordnung der Rollen in zwei verschiedenen Blechbiegephasen hervorgeht.
Wie Fig. 1 zeigt, besteht eine Rundwalzmaschine mit vier Rollen im wesentlichen aus einem Rahmen 10 mit einer oberen Rolle 11, die in geeigneter Weise angetrieben wird, um das Blech 15 zu ziehen, einer unteren Greifrolle 12, die so konstruiert ist, daß sie das Blech 15 gegen die obere Rolle 11 drückt, und zwei seitlichen Rollen 13 und 14, um das Blech zu biegen, die in geeigneter Weise beweglich gelagert ist, um gehoben und in gesteuerter Weise gegen die obere Rolle bewegt zu werden, damit das Blech 15 die gewunschte Biegung erhält, wie später erläutert wird.
Insbesondere kann bei dem gezeigten Beispiel die Greifrolle 12 vertikal gegen die obere Rolle 11 bewegt werden, die an ihren Enden in Gleitstücken 16 (nur einer ist in der Zeichnung gezeigt) gelagert ist. Die Gleitstücken 16 können längs Führungen 17, die an Absätzen des Rahmens 10 der Maschine vorgesehen sind, z.B. mittels einer Nockenvorrichtung 18 gleiten, die von einem Hydraulikzylinder 19 oder in anderer geeigneter Weise angetrieben wird. In ähnlicher Weise ist bei dem gezeigten Beispiel jede der seitlichen Rollen 13 und 14 zum Biegen des Blechs gelagert, um sich gegen die untere Rolle 11 zu bewegen, d.h. um sich um eine Achse parallel zur Drehachse derselben Rolle zu bewegen. Zu diesem Zweck ist jede Rolle 13, 14 an ihren Enden mittels zweier Arme 20 gelagert, die an einer Drehachse 21 schwenkbar gelagert ist, damit jede Rolle 13, 14 eine Schwenk- oder Planetenbewegung längs eines Bogens eines Kreises konzentrisch zur Achse 21 durchführt. Die Rollen 13 und 14 sind durch die Arme 20 für eine Leerlaufdrehung gelagert, wobei die Rollen die einzige Funktion haben, dem Blech 15 während des Biegevorgangs den richtigen Durchmesser zu verleihen.
Die seitlichen Rollen 13, 14 können durch geeignete Antriebseinrichtungen gehoben und gesenkt werden, z.B. durch jeweilige Hydraulikzylinder 22 und 23, die am Rahmen 10 der Maschine und durch ihre Kolbenstange an einem jeweiligen Arm 20 zur Abstützung der Rollen angelenkt sind.
Die verschiedenen Hydraulikzylinder der Maschine, insbesondere zum Heben und Senken der Greifrolle 12, der Biegerollen 13, 14 und zum Heben und Senken der oberen Ziehrolle 11, um die Maschine zu öffnen, wenn eine Hülse, bzw. ein fertiges Teil entfernt werden muß, ebenso, wie die Drehung der oberen Rolle 11 werden von einer Hydraulikkrafteinheit 24 angetrieben, die mit einem Satz Magnetventilen 25 versehen ist, die von einer programmierbaren zentralen Verarbeitungseinheit gesteuert wird, die den gesamten Bearbeitungszyklus der Maschine steuert.
Insbesondere hat die Verarbeitungseinheit, die die Arbeitsvorgänge der Biegemaschine steuert, einen Prozessor 26 (CPU) und einen Co-Prozessor 27 (CP), die einen Dialog durchführen, bzw. Daten oder Information zu einem Satz Vorrichtungen übertragen und von diesen empfangen können, um die verschiedenen Bearbeitungsachsen der Maschine jeweils mit einem Dauerspeicher EPROM 28 zu steuern, der das allgemeine Bearbeitungsprogramm enthält, sowie mit einem nichtpermanenten Speicher RAM 29, der mit einem speziellen Bearbeitungsprogramm mittels einer Standardprogrammiertastatur programmiert werden kann.
Wie zuvor erwähnt, hat die Maschine einen Satz von Steuervorrichtungen, um die Bearbeitungsparameter der verschiedenen Bearbeitungsachsen der Maschine oder Daten und Parameter, die für ein zu biegendes Blech charakteristisch sind, abzutasten und zu erfassen, die dem Prozessor 26 zugeführt und die zur Einstellung und/oder Anderung des in den RAM 29 eingeschriebenen Bearbeitungsprogramms verwendet werden.
Insbesondere hat die Maschine einen ersten Kodierer 30, bzw. einen elektrischen Generator für kodierte Signale zur Steuerung der Z-Drehachse der oberen Rolle 11, einen zweiten und dritten Signalgenerator bzw. -kodierer 31, 32 zur Steuerung der X- und Y-Achsen, mittels derer es möglich ist, die Winkelposition und damit die Höhe der seitlichen Rollen 13 und 14 der Biegemaschine zu identifizieren. Ein vierter Signalgenerator wie ein linearer Wandler 33 wiederum liefert einen Anzeige der Position der unteren Rolle 12 längs der W-Achse, aufgrund der es möglich ist, die Dicke des Blechs 15 auszuwerten. Der Wandler 33 kann auch alternativ direkt mit dem Gleitstück 16 verbunden werden, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, oder in anderer Weise. Schließlich ist ein Druckwandler 34 vorgesehen, um die CPU mit einem Signal zu versorgen, das dem Öldruck proportional ist, das dem Zylinder 22 (P-Achse) zugeführt wird, der das Heben der vorderen Rolle 13 steuert, d.h. der Rolle, die an der Einlaufseite angeordnet ist und die das Blech zuerst verformt. Der Wandler 34 ist in der Lage, an mehreren Stellen der linearen Gleitbewegung des Zylinders 22 den relevanten Hydraulikdruck zu messen, der erforderlich ist, um die erste verformung des Blechs mittels der vorderen Rolle 13 durchzuführen. Diese gemessenen Druckwerte werden der CPU zugeführt und sofort mit Bezugswerten oder mit anderen, durch Biegen und Verformen vorheriger Bleche bereits im RAM gespeicherten Daten verglichen, während dasselbe Bearbeitungsprogramm durchgeführt wird. Wenn der an den gleichen Stellen erfaßte Druck von den vergleichswerten für Bleche der gleichen Dicke verschieden ist, bedeutet dies, daß das Blech, das zu diesem Zeitpunkt bearbeitet wird, einen anderen Fließpunkt als der vorheriger Bleche hat, und daher eine andere Position der Rollen 13 und 14 erfordert, um mit dem gleichen erforderlichen Durchmesser zu biegen. Dies soll nachstehend anhand der Arbeitsweise der Maschine näher erläutert werden.
35 bezeichnet eine Dreipunkt-Sensoreinrichtung (L-Achse), mittels der die CPU mit einem Signal versorgt wird, das den tatsächlichen Biegedurchmesser des Blechs angibt. Diese Einrichtung kann von unterschiedlicher Art und unterschiedlich angeordnet sein, indem sie z.B. längs einer Führung 36 (P-Achse) mittels eines Antriebszylinders 37 oder in anderer geeigneter Weise bewegt wird. Die Einrichtung tastet mittels eines linearen Lesesystems digitaler Art oder analoger magnetischer Licht- oder Tonemissionsart oder eines Lasers den Durchmesser ab, den die Maschine dem Blech während des Biegens schrittweise verleiht.
Die Maschine kann das Bearbeitungsprogramm manuell oder automatisch durchführen.

Vorarbeiten

Die Bedienungsperson muß zuerst die Maschine zur Bearbeitung einstellen, indem sie die beiden seitlichen Rollen in eine vollkommen untere Stellung am unteren Ende ihres Hubes zurückstellt. Die Greifrolle 12 wird in eine hohe Stellung gehoben, und wobei sie mechanisch gegen die obere Rolle 11 gedrückt wird, wobei ein vorlastwert erreicht wird, der durch ein entsprechendes hydraulisches Ventil zur Einstellung des Antriebszylinders 19 bestimmt wird.
Nachdem die Maschine eingestellt ist, bereitet sie die Bedienungsperson vor, um ein erstes zu biegendes Blech aufzunehmen, indem sie das Heben der hinteren Rolle 14 veranlaßt, die der Blecheinlaufseite (X-Achse) gegenüberliegt. Die Position der Rolle 14 wird vom Kodierer 32 abgetastet, der sein Signal zur CPU überträgt, um das Ablesen der Rollenhöhe an einem geeigneten Display zu ermöglichen. Die Bedienungsperson bringt dann die untere Rolle 12 (W-Achse) vollständig nach unten, um "die Maschine zu öffnen", damit ein Blech eingeschoben werden kann.
Das erste Blech wird dann eingeschoben, wobei es horizontal zwischen den Rollen angeordnet wird, und vorgeschoben, damit es an der hinteren seitlichen Rolle 14 anliegt, um es genau in den Winkel zu bringen. Das Heben der unteren Rolle 12 wird dann veranlaßt, damit sie das Blech 15 nach oben schiebt, bis es mit dem zuvor eingestellten Vorlastdruck gegen die obere Rolle 11 gedrückt wird, wobei es fest gegen diese gedrückt wird.
Der Positionssensor 33 der unteren Rolle 12 (W-Achse), der gelöscht wurde, als die untere Rolle 12 zuvor mit der Rolle 11 in Kontakt gebracht wurde, zeigt nun einen Wert gleich der Dicke des Blechs 15 an. Diese Blechdicke muß als eine "Nenn"-Dicke zum Aufbau des Biegeprogramms berücksichtigt werden.
An dieser Stelle gibt es drei Möglichkeiten, das Bearbeitungsprogramm der Maschine einzustellen, insbesondere:

Manueller Aufbau des Basisprogramms

Wenn das Hauptbearbeitungsprogramm der Maschine aufgebaut wird, befiehlt die Bedienungsperson durch Einstellung der Maschine an der manuellen Steuerung die Durchführung aller Folgen, die durch Verschieben und Verformen des Bleches bewirken, daß es auf den erforderlichen Durchmesser gebogen wird. Die empirisch-praktisch auf zusuchenden unbekannten Daten in dieser manuellen Bearbeitungsphase sind in der Praxis nur die Positionen der beiden seitlichen Rollen 13 und 14 (X- und Y-Achsen). Sobald diese beiden Positionen identifiziert sind, wird das Bearbeitungsprogramm schrittweise mittels der Standardprogrammiertastatur der CPU gespeichert, die die empfangene Information wie Programmierschritte in einen Bereich des RAM leitet, der jedem Programmschritt die zu steuernde Achse und die zu erreichende Position zuordnet. In der Praxis wird das Programm aufgebaut, während das Teil manuell hergestellt wird, wobei die von der Bedienungsperson durchgeführten Bewegungen Schritt für Schritt in den Speicher eingegeben werden.
Das gespeicherte Basisprogramm kann sicherstellen, daß die Maschine die gleichen identischen Bewegungen bei jedem Start wiederholt. Dennoch ist dies nicht ausreichend, um sicherzustellen, daß das Ergebnis der Bearbeitung für einen Satz von Blechen identisch ist, da es nicht möglich ist, sicher zu sein, daß durch Bearbeitung verschiedener Bleche mit demselben Programm und Positionieren der seitlichen Rollen 13 und 14 (X- und Y-Achsen), die dem Blech stets an den gleichen Stellen den Enddurchmesser verleihen, die rohrförmigen Körper, die von der Maschine produziert werden, alle den gleichen Durchmesser haben, was jedoch das Ziel ist, das von der Bedienungsperson erreicht werden soll.
Die möglichen Unterschiede sind hauptsächlich auf zwei Variable zurückzuführen und insbesondere auf die Tatsache, daß die Dicke und die Elastizitätsgrenze bzw. der Fließpunkt der aufeinanderfolgend auf der gleichen Maschine bearbeiteten Bleche infolge der Abmessungstoleranzen und der Änderungen der physikalischen Eigenschaften der Bleche, die handelsüblich verfügbar sind, nicht immer identisch sind.
Diese Unterschiede können mittels der zuvor beschriebenen Steuervorrichtung erfaßt werden, und an dieser Stelle kann die Maschine eingreifen, um automatisch eine Kompensation durchzuführen, sollte ein Unterschied in der Dicke und/oder der Elastizitätsgrenze oder dem Fließpunkt im Blech festgestellt werden.

Automatische Kompensation von Dickenunterschieden

Sobald die erste Bearbeitung durchgeführt wurde, wenn das nächste Blech zwischen die Rollen eingeschoben werden soll, um den gleichen Durchmesser zu erhalten, zeigt während der Greifphase des Blechs zwischen der unteren Rolle 12 und der oberen Rolle 11 der Sensor 33 zur Ermittlung der Dicke des Bleches mit extremer Genauigkeit die tatsächliche Dicke des Blechs an, das gerade bearbeitet werden soll (W-Achse). Das sich auf die W-Achse beziehende Datenwort, das dem Wandler 33 zugeführt wird, wird zur CPU übertragen, die die Information in den RAM leitet und einen Vergleich mit ähnlichen Daten des zuvor eingestellten Basisprogramms durchführt. Wenn der Vergleich eine identische Dicke zeigt, läuft das zuvor von der Bedienungsperson gespeicherte Basisprogramm normal ab und behält die Werte und die Positionen der seitlichen Rollen bei, die bereits im Speicher sind. Wenn dagegen der Vergleich der Dicke einen Unterschied gegenüber der im Basisprogramm gespeicherten zeigt, bestehen zwei mögliche Antworten: sollte der Dickenunterschied im Vergleich zu dem eingestellten Bezugsprozentsatz-Wert zu hoch sein, wird diese Information an dem entsprechenden Display der CPU als Alarmanzeige für die Bedienungsperson angezeigt, um zu empfehlen, daß ein weiteres Programm, das für dieses andere Blech geeignet ist, abläuft.
Sollte jedoch der Dickenunterschied innerhalb akzeptierbarer Prozentsatzgrenzen, z.B. innerhalb einer Grenze von ± 10 % liegen, kann die Maschine selbst die geeigneten Korrekturen eingeben, um die Bearbeitungsparameter, beschränkt auf den Ablauf des Bearbeitungsprogramms automatisch zu ändern, wobei die Positionsparameter der seitlichen Rollen geändert werden, um sie an die neue und unterschiedliche Dicke anzupassen. Auf diese Weise kompensiert sie den Dickenunterschied des neuen Blechs, um ihn den gleichen, zuvor erhaltenen Durchmesser zu verleihen.

Automatische Kompensation von Unterschieden in der Elastizitätsgrenze

Wie zuvor erwähnt, ist ein weiteres Element, das eine Änderung des tatsächlichen Durchmessers des bearbeiteten rohrförmigen Teils bestimmt, die Elastizitätsgrenze des verwendeten Blechs. Tatsächlich muß ein härteres Blech formell mit einer größeren Biegung im Vergleich zu einem Blech mit der gleichen Dicke, das jedoch weicher ist, derart bearbeitet werden, daß die elastische Rückfederung, die das gebogene Blech erfährt, bewirkt, daß das Teil einen Außendurchmesser gleich dem erforderlichen Nenndurchmesser hat. Es ist daher notwendig, die seitliche Formrolle, die das Blech biegt, einzustellen und ihre Position entsprechend einem Korrekturkoeffizienten des Wertes der gemessenen Elastizitätsgrenze zu ändern.
Um eine automatische Kompensation des Bearbeitungsprogramms für den Fall zu ermöglichen, daß das Blech einen unterschiedlichen Elastizitätsgrenzwert im Vergleich zum Probeblech in Relation zu den Bezugsdaten hat, die während der Programmierung des Basisprogramms gespeichert wurden, wie zuvor erläutert wurde, ist es daher notwendig, in der Lage zu sein, den Bearbeitungsdruck der Hydraulikeinheit zu steuern. Dies wird dadurch ermöglicht, daß der Druckwandler 34 (P-Achse) verwendet wird, der in der Lage ist, der CPU ein Signal proportional dem Druckwert zuzuführen, der im Zylinder 22 notwendig ist, um die vordere Rolle 13 oder in erster Linie in die voreingestellte Position zu heben, ein Druck, der von der größeren oder kleineren elastischen Kraft abhängt, die von dem Eisenblech während der Bearbeitung ausgeübt wird. Tatsächlich ist auf der Grundlage des Prinzips, daß ein härteres Blech auch schwieriger zu verformen ist, und daher einen größeren Bearbeitungsdruck erfordert, wie zuvor erläutert wurde, ein automatisches Programm in den RAM geladen, um Drücke zu erzeugen, die während der Durchführung der ersten Bearbeitung durch die Bedienungsperson erhalten werden: in der Praxis wird, während die Bedienungsperson das Basisprogramm ablaufen läßt und daher das erste Blech auf der Grundlage des Druckdaten- Aquisitionsprogramms biegt, eine Skala von Werten im RAM während des Hebens in erster Linie der seitlichen oder vorderen Rolle, im Beispielsfall der linken seitlichen Rolle bzw. Y-Achse in Fig. 1 aufgebaut. In der Praxis erhält der RAM von der CPU die Daten, die sich auf die Druckwerte beziehen, die vom Druckwandler 34 zugeführt werden, und die Werte der Positionen der seitlichen Rolle 13, die von dem Winkelwandler bzw. Kodierer 31 zugeführt werden, so daß eine Tabelle von Werten des Anstiegs der Rolle erstellt wird, wobei in der Praxis die Hydraulikbearbeitungsdruckwerte, die bei jeder prozentualen Änderung festgestellt werden, die durch den vertikalen Anstiegshub der Rolle 13 voreingestellt werden, die zur Verformung des Blechs erforderlich sind, gespeichert werden. Wenn die Bedienungsperson die nächsten Bleche einschiebt, und diese die gleichen Eigenschaften wie das vorherige Blech bzw. das Probenblech haben, d.h., wenn sie die gleiche Elastizitätsgrenze haben, sind die Hydraulikdrücke, die der Druckwandler 34 (P-Achse) entsprechend den gleichen Prozentsätzten des Hubes der Rolle 13 ausliest, gleich den zuvor gespeicherten. Wenn die CPU, wenn sie den Vergleich durchführt, feststellt, daß die für das Blech, das bearbeitet wird, gemessenen Druckwerte und die Druckwerte der zuvor gespeicherten Vergleichstabelle identisch sind, wobei ein voreingestellter prozentualer Wert der Position der vorderen Rolle 13 erreicht wird, wenn z.B. 80% des Hubes erreicht werden, d.h., bevor die Rolle ihre programmierte Endposition erreicht, gibt die CPU den Vergleich mit den Bedingungen des Druckaquisitionsprogramms nicht frei, das zuvor geladen wurde, sondern ermöglicht statt dessen den Ablauf des Grundbearbeitungsprogramms entsprechend dem am Anfang aufgestellten Daten, bis die eingestellten Positionen normalerweise erreicht werden.
Sollte jedoch der Vergleich zwischen den gemessenen Druckwerten mit den gespeicherten Druckwerten für die gleichen Rollenpositionen eine Abweichung zeigen, vergleicht die CPU auf der Grundlage der Programmbedinungen, die im RAM vorhanden sind und die sich auf die Erfassung und den Vergleich der Druckwerte beziehen, die vom Wandler 34 erhalten werden, der die letzte Messung an der größeren Vergleichsposition erhalten hat, gleich 80% der maximalen Programmposition, wie zuvor erläutert wurde, die neuen Druckwerte mit denen der Tabelle der zuvor gespeicherten Probedaten, die in der Datei des RAMs vorhanden sind, wobei festgestellt wird, daß das Blech, das bearbeitet wird, von dem des Basisprogramms verschieden ist. In diesem Falle bestehen zwei mögliche Antworten: sollte der Unterschied in der Elastizitätsgrenze zu hoch sein, wird diese Information auf dem entsprechenden Display als eine Alarmanzeige für die Bedienungsperson angezeigt und empfiehlt im ein weiteres, für diesen speziellen Blechtyp besser geeignetes Programm zu erzeugen. Sollte dagegen der Unterschied im Elastizitätsprogramm unter einem akzeptierbaren Prozentwert von z.B. weniger als ± 10 % liegen, ändert die Maschine automatisch die Bearbeitungsparameter durch Einstellung der Position der seitlichen Rollen 13, 14 auf den neuen Elastzizitätsgrenzwert des Blechs, so daß dieser Unterschied kompensiert wird, um dem Blech den gleichen Durchmesser zu verleihen, der auch in diesem Falle zuvor erhalten wurde.
Diese Möglichkeit der automatischen Korrektur wird auf der Grundlage der prozentualen Anderung der gemessenen Drücke entsprechend der multiplikativen Kompensationsfaktoren erhalten, die im RAM zuvor programmiert und gespeichert wurden. Tatsächlich hat auf der Basis der prozentualen Änderung der Elastizitätsgrenze der EPROM im RAM Increment oder -Decrement- Koeffizienten der endgültigen Höhe eingegeben, die die seitlichen Rollen 13, 14 (X- und Y-Achsen) erreichen müssen, um dem Blech, das bearbeitet wird, den gleichen Durchmesser zu verleihen, der für das Hauptprogramm vorgesehen ist. Nachdem diese multiplikativen Faktoren von der RAM-Datei erhalten wurden, läßt die CPU das Bearbeitungsprogramm ablaufen, das die seitlichen Rollen 13, 14 in die neuen Positionen bringt, die durch die identifizierten multiplikativen Faktoren kompensiert sind. Offensichtlich werden, sobald die Bearbeitung dieses Bleches beendet wurde, diese Kompensationsänderungen gelöscht, und das Basisbearbeitungsprogramm der Maschine wird wieder eingestellt.

Geometrischer Aufbau des Programms

Gemäß der Erfindung besteht die Möglichkeit des "geometrischen" Aufbaus des Hauptbearbeitungsprogramms der Maschine. In diesem Falle tritt die Bedienungsperson mittels der entsprechenden Programmiertastatur der CPU mit der Maschine in Verbindung, schreibt in den RAM die charakteristischen Daten des Bezugsbleches, wie die Größe des Blechs, die Elastizitätsgrenze des Materials und die Dicke ebenso wie die Bearbeitungsdaten, die für den zu erhaltenden Endaußendurchmesser des Teils erforderlich sind. Der EPROM nimmt dann diese Daten aus dem RAM und wendet sie auf Berechnungsformeln an, die bereits innerhalb eines Co-Prozessors 27 gespeichert sind, der die Daten des Hauptbearbeitungsprogrammes berechnet, die über den EPROM dem RAM zugführt werden, der sie dann in ähnlicher Weise zu dem von der Bedienungsperson manuell aufgebauten Programm steuert.
Obiges wird aufgrund einer Reihe von analytischen Formeln ermöglicht, die im Co-Prozessor gespeichert sind und die von experimentellen Daten erhalten werden können, die einige variable Parameter wie diejenigen umfassen, die sich auf die Abmessung des Bleches, seine Dicke, die Elastizitätsgrenze und den zu erhaltenden Durchmesser beziehen, ebenso, wie anderen festen Parametern, mit dem Ziel, diese Daten so zu verarbeiten, daß ein Bearbeitungsprogramm automatisch mit Anzeige des Druckwertes zum Erfassen des Bleches, den Positionen der Formrollen 13, 14 und dem Wert des Durchmessers des gebogenen Teils aufgebaut wird.
Selbstverständlich ist es, wenn dieses Programm auf den theoretischen Formeln beruht, selbst bei experimenteller Ableitung, und, wenn, wie es bekannt ist, Daten erfaßt werden müssen, deren realer Wert häufig unbekannt ist, wie die Elastizitätsgrenze des Bleches, möglich, daß, wenn das Programm automatisch abläuft, beim ersten Versuch ein von dem erforderlichen unterschiedlicher Durchmesser erhalten wird. Daher übermittelt die Bedienungsperson mittels der Information, die durch direkte Messung des Teils oder auf anderem Weg erhalten wird, den realen Wert des effektiv erhaltenen Durchmessers der Maschine, indem sie ihn auf der Programmiertastatur eingibt, so daß der EPROM diese Daten zum Co-Prozessor überträgt, um sie mit dem zuvor Verarbeiteten zu vergleichen und so unter Berücksichtigung des erhaltenen Fehlers das Programm ändert, um die Position der seitlichen Rollen (X- und Y-Achsen) geringfügig einzustellen und so den erforderlichen Durchmesser zu erhalten. Selbstverständlich kann, selbst, wenn das zweite Ergebnis kleine Abweichungen bewirkt, der Vorgang wiederholt werden, um das Programm weiter zu korrigieren und auf diese Weise das Ergebnis zu optimieren.

Gesteuerter automatischer Aufbau des Programms

Mit der Maschine gem. der Erfindung ist eine dritte Lösung möglich, die einen gesteuerten und automatischen Aufbau des Hauptbearbeitungsprogramms ermöglicht. In der Praxis ist dies eine Frage der Wiederholung der vorherigen Vorgänge mit der Hinzufügung einer Phase momentaner Kompensation des Programms während der Bearbeitung, die durch Verwendung des zuvor erwähnten Wandlers 34 erreicht wird. In der Praxis wird, nachdem der Co-Prozessor die Positionen berechnet hat, auf die die seitlichen Rollen 13, 14 gebracht werden müssen, und zwar in der zuvor beschriebenen Weise, indem das Programm zum Ablauf gebracht wird, das Sensorelement 35 zur Messung des Durchmessers aktiviert wird und kontrolliert, ob der Durchmesser, der dem Teil verliehen wird, exakt der erforderliche ist. In der Praxis ist, wie zuvor erwähnt wurde, der Dreipunktsensor 35 eine Steuereinrichtung, die den Durchmesser des gebogenen Blechs auf der Grundlage des Berechnugsprinzips der Sehne eines Umfangs abliest. Wenn sie daher einen Unterschied feststellt, führt sie der CPU ein Signal auf der Grundlage zu, auf der der Fehler sofort kompensiert wird, indem die Position der seitlichen Rolle, die die Bearbeitung durchführt, derart geändert wird, daß der erforderliche Durchmesser erhalten wird. In der Praxis wird die Sensoreinrichtung 35 mit dem gebogenen Blech in Kontakt gebracht, wie Fig. 2 zeigt, an der sie mit zwei externen Kontaktpunkten haftet, die einen bekannten festen Abstand zwischeneinander haben, und liest mittels eines Zwischensensors die Position des Mittelpunktes des Umfangsabschnittes zwischen den beiden Endpunkten ab. Da der Co-Prozessor 27 auf der Grundlage der eingestellten Berechnungsformeln zuvor für jedes Programm berechnet hat, was diese Messung ergeben muß, während das Blech von der Maschine verformt und gebogen wird, liest die Einrichtung mit einer bestimmten Frequenz die tatsächliche Biegung und überträgt sie ständig zur CPU. Letztere überträgt sie zum Co-Prozessor, der sie mit der vergleicht, die bereits verarbeitet wurde, und mit der Position der Rolle, die den erforderlichen Durchmesser bestimmen soll. Wenn die durch die Ablesung des Durchmessers während der Bearbeitung empfangenen Daten mit den vom Co-Prozessor berechneten identisch sind, bestätigt dies, daß der auf der Maschine gebildete Durchmesser mit dem erforderlichen übereinstimmt, so daß auf diese Weise die Position der seitlichen Rolle aufrechterhalten wird. Wenn dagegen der von der Einrichtung abgelesene Wert von dem theoretischen, vom Co-Prozessor berechneten Wert verschieden ist, identifiziert letzterer diesen Fehler sofort, wertet seine geometrische Charakteristik aus, d.h. er identifiziert, ob das Teil, das bearbeitet wird, einen mehr offenen oder mehr geschlossenen Durchmesser als der erforderliche hat, und ändert folglich die Postition der seitlichen Rolle durch Anheben, wenn der Durchmesser zu offen ist, oder Absenken, wenn der Durchmesser zu geschlossen ist, so daß das erforderliche Ergebnis wiederhergestellt wird. Dieser Vorgang wird von der CPU gesteuert, die die entsprechenden Steuerimpulse zu den Magnetventilen 25 uberträgt, die die Bewegung der seitlichen Rollen steuern. Die nachfolgende neue Abtastung der Messung durch den Dreipunktsensor 35 ermöglicht es, die von den Rollen erreichte Position beizubehalten, wenn der Durchmesser der richtige ist, oder führt eine neue Korrektur im Falle eines weiteren Fehlers durch.
Aus der vorherigen Beschreibung und den Zeichnungen ist somit ersichtlich, daß eine Blechbiegemaschine mit neuen Charakteristika aufgrund eines Funktionssystems geschaffen wird, um die Bearbeitung zu steuern, die es dem Bearbeitungsprogramm ermöglicht, auf die tatsächlichen Eigenschaften des Bleches, das bearbeitet wird, anzupassen, so daß es zu jeder Zeit möglich ist, manuell und automatisch die Daten des Bearbeitungs- Programms, das abläuft, auf die Werte eines voreingestellten Hauptbearbeitungsprogramms zurückzubringen. Die große Bearbeitungsvielfältigkeit, die die Maschine somit hat, ermöglicht es, die Bearbeitung mit großer Präzision durchzuführen, so daß sichergestellt ist, daß die erforderlichen Ergebnisse hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Durchmesser der bearbeiteten Teile in extrem engen Toleranzen erhalten werden, die auf üblichen Blechbiegemaschinen nicht erhalten werden können.
Die vorherige Beschreibung und Erläuterung anhand der beigefügten Zeichnungen soll nur ein Beispiel der allgemeinen Lösungsidee der vorliegenden Erfindung geben, und die verschiedenen Steuer- und Datenabtasteinrichtungen können auch in Relation hierzu abgewandelt werden.

Claims

1. Automatisch gesteuerte Blechbiegemaschine, bestehend aus

einer oberen Rolle (11) zum Ziehen eines Bleches, einer unteren Rolle (12) zum Ergreifen des Blechs, die zur Drehung mit dem dazwischen durchlaufenden Blech (15) drehbar gelagert sind, wobei sich die Rolle (12) auf Gleitstücken (16) abstützt;

seitlichen Rollen (13, 14), die auf beiden Seiten der Greifrollen (11, 12) angeordnet sind, wobei jede der seitlichen Rollen (13, 14) zur Bewegung an Stützarmen (20) befestigt sind, sowie Antriebseinrichtungen (22, 23), die mit den Tragarmen (20) verbunden sind, um die seitlichen Rollen (13, 14) bezüglich der oberen Greifrolle (11) der Biegemaschine zu beweben;

Positionssensoren (31, 32), die mit den Stützarmen (20) verbunden sind, um Positionssteuersignale für die seitlichen Rollen (13, 14) zu erzeugen;

Einrichtungen (19, 22, 23) zum Heben und Senken der vorgenannten Rollen (12, 13, 14), um das Blech (15) mit einem voreingestellten Nenndurchmesser zu biegen, und Signalgeneratoren (21, 33), um elektrische Signale zu erzeugen, die die Positionen der unteren Rolle (12), bzw. der seitlichen Rollen (13, 14) anzeigen;

einer CPU (26), deren Eingangssignal ein Positionssignal enthalten, das von den Positionssensoren (31, 32) erzeugt wird, wobei die CPU einen Programmspeicher (28) zum Speichern eines allgemeinen Betriebsprogramms der Biegemaschine und einen Speicher (29) aufweist, der mit einem Hauptarbeitsprogramm programmierbar ist, das bestimmte Arbeitspositionen für die seitlichen Rollen (13, 14) definiert,

gekennzeichnet durch

schwenkbare Stützarme (20) zur bogenförmigen Bewegung der seitlichen Rollen (13, 14) in Richtung auf die obere Rolle (11) und einen Druckwandler (34), der mit der Antriebseinrichtung wenigstens einer der seitlichen Rollen (13) funktionell verbunden ist, um der CPU (26) Rückfederungssignale des Blechs (15) zuzuführen, die für die elastische Grenze des Blechs charakteristisch sind, um die vorbestimmte Arbeitsposition der seitlichen Rollen (13, 14) bezüglich der gespeicherten Arbeitspositionen der seitlichen Rollen (13, 14) für ein Probenblech während des Betriebs der Biegemaschine zu modifizieren;

einen gebogenen Sensor (35) zum kontinuierlichen Abtasten des Biegeradius des gebogenen Blechs (15) an der Ausgangsseite der oberen und der unteren Greifrolle (11, 12); und einen zweiten Prozessor (27), um das Hauptarbeitsprogramm entsprechend den Datensignalen zu modifizieren, das von den Positions- und Drucksensoreinrichtungen (31, 32, 34) am Beginn eines Arbeitszyklus der Biegemaschine empfangen wird, und um das Programm entsprechend den Biegesteuersignalen kontinuierlich zu modifizieren, das vom Biegesensor (35) während des Arbeitszyklus der Biegemaschine kontinuierlich empfangen wird.

2. Biegemaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Programmeinrichtungen (28, 33), um eine zwischen einer Dicke des in Bearbeitung befindlichen Blechs und einer Dickengröße eines Bezugsbleches, das in dem Hauptarbeitsprogramm gespeichert ist, festgestellte Differenz durch Änderung der Position der seitlichen Rollen (13, 14) automatisch zu kompensieren, um das in Bearbeitung befindliche Blech (15) mit dem gleichen Nenndurchmesser wie dem durch das Hauptarbeitsprogramm vorbestimmten Durchmesser zu biegen.

3. Biegemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmeinrichtungen (28, 33) zur automatischen Kompensation der Position der seitlichen Rollen (13, 14) eine Steuervorrichtung (21, 33) aufweisen, um die Dicke des Bleches zu messen, wobei die Steuervorrichtung (33) mit dem Dateneingang der CPU (26) verbunden ist, um eine reale Dicke des zu biegenden Bleches (15) angebenen Daten zu liefern, wobei die CPU (26) programmiert ist, um die empfangenen Daten mit Daten einer gespeicherten Vergleichstabelle zu vergleichen, die die Endpositionen der seitlichen Rollen (13, 14) in Relation zu verschiedenen Dicken des Blechs (15) angeben, die im Hauptarbeitsprogramm der CPU (26) vorgesehen sind, und nachfolgend die Daten des Hauptarbeitsprogrammes zu modifizieren und die Positionen der seitlichen Rollen (13, 14) zu ändern.

4. Biegemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickensteuervorrichtung (21, 33) zur Messung der Dicke des Bleches (15) mit der unteren Greifrolle (12) funktionell verbunden ist.

5. Biegemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickensteuervorrichtung zur Messung der Dicke der Platte (15) die untere Greifrolle (12), die Steuervorrichtung (19) zur Steuerung der Bewegung der unteren Greifrolle (12) und einen rückstellbaren Sensor (33) zum Abtasten der Position der unteren Greifrolle (12) in Relation zur oberen Ziehrolle (11) aufweist.

6. Biegemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (33) zum Abtasten der Position der Greifrolle (12) ein linearer Sensor ist, der mit einem der Stütz- Gleitelemente (16) für die Greifrolle (12) und mit der Steuervorrichtung (19) zur Steuerung der Bewegung der unteren Greifrolle (12) verbunden ist.

7. Biegemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn eine festgestellte Blechdicke eine voreingestellte Größe im Hauptarbeitsprogramm der Biegemaschine überschreitet, die CPU (26) ein Alarmsignal liefert, das den Lauf des Hauptarbeitsprogrammes verhindert.

8. Biegemaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Steuervorrichtungen (25, 34) zur automatischen Kompensation der Positionen einer abgetasteten seitlichen Rolle (13) entsprechend einer Differenz in der Elastizitätsgrenze in dem in Bearbeitung befindlichen Blech in Relation zu einer gespeicherten Bezugsgröße des Hauptarbeitsprogrammes.

9. Biegemaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zur Kompensation der Position der seitlichen Rollen (13, 14) entsprechend einer festgestellten Elastizitätsgrenze des Blechs (15) eine Steuervorrichtung (34) zur Ermittlung der anfangs von wenigstens einer (13) der seitlichen Rollen (13, 14) beim Biegendes in Bearbeitung befindlichen Bleches (15) ausgeübten Beanspruchung aufweist, wobei die Steuervorrichtung (34) mit einem Dateneingang der CPU (26) verbunden ist, die programmiert ist, um die ermittelten Daten mit ähnlichen Vergleichsdaten der Beanspruchungsgrößen zum Biegen eines Bezugsblechs (15) zu vergleichen, die im Hauptarbeitsprogramm gespeichert sind, und nachfolgend die Daten im Hauptarbeitsprogramm zu modifizieren und die Position der seitlichen Rolle (13) als eine Funktion von Kompensationsfaktoren einer Vergleichstabelle zwischen den Elastizitätsgrenzgrößen und den Rollenpositionen, die im Hauptspeicherprogramm enthalten sind, zu ändern und das in Bearbeitung befindliche Blech (15) mit dem gleichen Durchmesser zu biegen.

10. Biegemaschine nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Steuervorrichtungen (22, 34) zum Messen der Beanspruchungs größen zum Biegen eines Blechs für eine Reihe von aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, und eine Programmeinrichtung (27), um den Vergleich durchzuführen, wenn eine seitliche Rolle (13) eine voreingestellte Position erreicht, die der maximalen oberen Position der seitlichen Rolle (13) entsprechend dem Hauptarbeitsprogramm der Maschine vorangeht.

11. Biegemaschine nach Anspruch 9, wobei die Steuervorrichtung zum Bewegen der seitlichen Rollen (13, 14) Hydrauliksteuerzylinder (22, 23) aufweist, gekennzeichnet durch einen Druckwandler (34) in einer Förderleitung zum Fördern von hydraulischem Druckfluid zu einem der Steuerzylinder (22, 23), wobei ein Signalausgang des Druckwandlers (34) mit einem Dateneingang der CPU funktionell verbunden ist, und die Beanspruchungsgrößen des Bleches (15) durch die Druckgrößen des Hydraulikfluids, das dem einen Steuerzylinder (22) zugegeführt wird, wiedergegeben werden.

12. Biegemaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die seitliche Rolle (13, 14) die voreingestellte Position erreicht und dort eine Differenz in den Biegebeanspruchungen besteht, die größer als eine dem Hauptarbeitsprogramm voreingestellte Größe ist, die CPU (26) ein Alarmsignal liefert, das den Lauf des Hauptarbeitsprogramms verhindert.

13. Biegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, die CPU (26) mit einem Co-Prozessor (27) verbunden ist, der mit einem Programm zur Berechnung der Daten eines Arbeitsprogramms versehen ist, das von einstellbaren Daten im programmierbaren Speicher RAM aus beginnt, die sich auf Charakteristika des zu bearbeitenden Blechs bezieht, insbesondere die Dicke, die Breite und die Elastizitätsgrenze, ebenso wie den Nenndurchmesser des Blechs, wobei der Co-Prozessor (27) die Position automatisch berechnet, die die seitlichen Rollen (13, 14) als Funktion der einstellbaren Daten einnehmen müssen.

14. Biegemaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (35) zur Steuerung des dem Blech (15) während des Biegens verliehenen Durchmessers, und eine Antriebseinrichtung (37) zur Bewegung der Durchmessersteuervorrichtung (35) zwischen einer nahen Position mit Berührung des zu biegenden Blechs (15) und einer vom Blech entfernten Position.

15. Biegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmessersteuervorrichtung (35) einen Dreipunktsensor aufweist, der längs einer Sehne eines Bogens eines Biegekreises des in Bearbeitung befindlichen Blechs (15) angeordnet ist, und daß die von der Durchmessersteuervorrichtung (35) zugeführten Signale zum Dateneingang der CPU (26) geleitet werden, um in ein Rechenprogramm für den beabsichtigten Biegedurchmesser in einem Co-Prozessor (27) eingegeben zu werden, der mit der CPU (26) verbunden ist.

16. Biegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenprogramm des Co-Prozessors (27) eine Tabelle der theoretischen Größen der Länge der Sehne, die sich zwischen den drei Punkten des Sensors (35) erstreckt, als eine Funktion eines Satzes von Nennbiegedurchmessern enthält, und daß der Co-Prozessor (27) einen Vergleich der gemessenen Größen der Sehnenlänge mit einer theoretischen Größe der Tabelle durchführt, der jeden Fehler identifiziert, auf dessen Grundlage die CPU (26) den Steuereinrichtungen (22, 24, 25) zur Bewegung der seitlichen Biegerolle (13, 14) ein Steuersignal zuführt