DE69401594T2

DE69401594T2 - Adaptives biegen

Info

Publication number: DE69401594T2
Application number: DE69401594T
Authority: DE
Inventors: Wim Serruys
Original assignee: LVD CO
Current assignee: LVD CO
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2014-08-27
Also published as: GB2282090A; WO1995005905A1; US5829288A; GB2282090B; GB9417295D0; BE1007424A5; DE69401594D1; EP0715552B1; EP0715552A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (Ansprüche 1-10) und eine Vorrichtung (Ansprüche 11-16) zum Biegen einer Metalltafel oder eines Metallbleches in einen definierten Winkel.
Aus EP-A-0 341 211 ist ein Verfahren zum Biegen einer Metalltafel oder eines Metallbleches in einen definierten Winkel bekannt, in dem die Tafel oder das Blech in einer Ausnehmung eines Untergesenkes oder einer Form mittels eines Druckelementes verformt wird, das über der Ausnehmung auf die Form zu bewegt wird, wobei es auf die Tafel drückt, bis es eine definierte Endposition erreicht, in dem die Bewegung des Druckelementes als eine Funktion der Biegekraft und des Biegewinkels geregelt wird, um einerseits vor dem Zurückfedern der Tafel einen definierten Winkel zu erhalten und andererseits die Rückfederung der Tafel auszugleichen, so daß nach dem Zurückfedern der erwünschte Winkel (Dw) erhalten wird.
Bei einem bekannten Verfahren wird eine Metalltafel oder ein Metallblech in einer Ausnehmung eines Untergesenkes oder einer Form mittels eines Druckelementes verformt, das über der Ausnehmung auf die Form zu bewegt wird, wobei es auf die Tafel drückt, bis es eine definierte Endposition erreicht.
Der Stanzstempel wird dann wieder angehoben, und die Tafel oder das Blech springt elastisch ein wenig zurück. Der winkelmäßige Unterschied zwischen der Situation, in der die Tafel zwischen dem Stanzstempel in seiner kleinsten Position und dem Prismenstück eingeklemmt ist und der Situation, in der die Tafel von den Werkzeugen völlig frei ist, ist als das Zurückfedern bekannt.
Um eine Biegung mit einem gewünschten Winkel zu bilden, wird die Y-Position, die der Stanzstempel annehmen muß, mit Hilfe einer Biegeformel oder -tabelle bestimmt. Biegeformeln und -tabellen berücksichtigen lediglich die Tafeldicke und die V-Öffnung. Üblicherweise berücksichtigen sie nicht die Materialeigenschaften wie die Zugfestigkeit und die Walzrichtung, doch beeinflussen letztere ebenfalls den erhaltenen Biegewinkel. Der tatsächlich erhaltene Biegewinkel wird deshalb nur ungefähr so groß sein wie der gewünschte Biegewinkel.
Nachdem die Tafel von den Werkzeugen frei ist, wird der erhaltene Winkel gemessen. Auf der Grundlage der winkelmäßigen Abweichung wird eine Berechnung der erforderlichen Korrektur an der Y-Position des Stanzstempels vorgenommen. Unter Berücksichtigung der Korrektur von Y wird in einer neuen Tafel eine Biegung hergestellt, und das Ergebnis wird wieder gemessen. Dies wird so lange wiederholt, bis der erhaltene Biegewinkel innerhalb der gewünschten Genauigkeitsgrenzen liegt.
Es muß hervorgehoben werden, daß es sich bei der Biegeformel, die die Y-Position als Funktion des gewünschten Winkels angibt, lediglich um eine Annäherung handelt. Immerhin hängt der erhaltene Winkel im großen Maße von dem verwendeten Material ab, von der Zusammensetzung des Materials, der Struktur des Materials, der Richtung der Biegung relativ zu der Walzrichtung und der Dicke des Materials. Alle diese Parameter, die den erhaltenen Winkel beeinflussen, stellen sicher, daß die Korrektur für jede Biegung experimentell festgestellt werden muß, um eine Biegung innerhalb der gewünschten Genauigkeitsgrenzen zu erhalten.
In jedem Fall kann der Winkel auch gemessen werden, erst nachdem die Tafel von den Werkzeugen freiliegt, das heißt zu einem Zeitpunkt, wenn das Zurückfedern aufgehört hat. Es versteht sich von selbst, daß diese experimentelle Optimierung des Biegewinkels mühselig und zeitaufwendig ist. Außerdem müssen immer eine Anzahl von Prüfstücken angefertigt werden, die dann verschwendet sind.
Bei modernen Biegepressen ist die Biegeformel im Steuersystem enthalten. Der Bediener muß dann nur noch seinen experimentell gemessenen Winkel in das Steuersystem eingeben. Das Steuersystem errechnet dann automatisch die Korrektur der Y-Position für das nächste Prüfstück, aber auch hier wird der Winkel immer noch von Hand gemessen, ist die Optimierung weiterhin mühselig und es müssen wertlose Prüfstücke angefertigt werden.
Dies muß für jede Biegung eines bestimmten Werkstückes durchgeführt werden. Nachdem alle Biegungen eines bestimmten Werkstückes optimiert worden sind, kann mit der Serienproduktion der gleichen Stücke begonnen werden. Es wird dann angenommen, daß alle Stücke aus der Serie sich soweit ähneln, daß sich die angewendeten Korrekturen, die für das erste Stück optimal waren, auf alle Stücke anwenden lassen. Es braucht nicht erwähnt zu werden, daß Schwankungen der Dicke, der Materialeigenschaften und eine unterschiedliche Ausrichtung relativ zur Walzrichtung beim erhaltenen Winkel zu einer Abweichung führen.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren, mit Hilfe dessen das Biegen auf den gewünschten Biegewinkel während der Herstellung der Biegung optimiert wird, d.h. es ist ein adaptives Biegeverfahren.
Eine Anzahl adaptiver Biegeverfahren sind bekannt. Zu diesen Verfahren zählen:
a) Verfahren, bei dem die Kraft als Funktion des Absenkens des Stanzstempels gemessen wird.
Verfahren, die die Kraft als Funktion der Position des Stanzstempels messen, zielen darauf ab, daraus eine Anzahl von Materialeigenschaften und Dickeabweichungen abzuleiten. Ein mathematisches Modell wird dann mit solchen Daten verwendet, um vorauszusagen, bis zu welcher Position (Absenken) der Stanzstempel sich bewegen muß, um den gewünschten Winkel zu erhalten.
Die Kraft wird durch einen Kraftwandler (zum Beispiel Belastungsmesser) gemessen, der entlang dem Kraftweg angeordnet ist. Die Position ist durch die Linearcodierer gegeben, die an der Biegepresse schon vorliegen. Ein derartiges Verfahren kann nur insofern zu guten Ergebnissen führen, als das Modell den eigentlichen Eigenschaften des Materials und des Biegeprozesses entspricht. Dieses Verfahren macht es in der Tat möglich, mit standardmäßigen Werkzeugen zu arbeiten.
b) Verfahren, bei dem der Biegewinkel mit einem Sichtsensorsystem berührungslos gemessen wird.
Bei diesem Verfahren wird durch Projektion ein zweidimensionales Bild der gebogenen Tafel gebildet. Der Biegewinkel wird dann darauf gemessen. Der Stanzstempel wird somit nach unten bewegt, bis ein erwünschter Meßwinkel erfaßt wird. Für das Zurückfedern wird eine bestimmte Korrektur errechnet.
Auch das Sichtsensorsystem arbeitet mit standardmäßigen Werkzeugen, weist aber große Einschränkungen auf. Es passiert häufig, daß eine Kante, die bereits gebogen worden ist, bei der Projektion der Biegung im Wege ist. In diesen Fällen kann das System aufgrund des Fehlens von Messung nicht funktionieren.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß bei langen Tafeln der Winkel auf der linken Seite sich von dem auf der rechten Seite unterscheiden kann. Die Projektion ergibt ein Gesamtbild, das weder dem Biegewinkel auf der linken Seite noch dem Biegewinkel auf der rechten Seite entspricht.
c) Verfahren, bei dem der Abstand zwischen der Tafel und dem Prismenstück berühungslos gemessen wird.
Bei diesem Verfahren wird ein besonderes Prismenstück verwendet, das ein Signal erzeugt, das sich als Funktion des Abstandes der Tafel im Prismenstück von der Wand innerhalb des Prismenstücks verändert. Es ist allgemein eine Variante der induktiven Messung einer Position.
Der Nachteil besteht darin, daß das Prismenstück zu breit wird, mit dem Ergebnis, daß kurze Biegungen unmöglich werden. Außerdem müßte für jeden V-Wert ein teures besonderes Prismenstück dieses Typs gekauft werden.
d) Verfahren, bei dem der Winkel der Tafel durch ein Kontaktstück gemessen wird.
Bei diesem Verfahren wird eine Fläche so lange gepreßt, bis sie an der gebogenen Tafel anliegt. Der Winkel, den die Oberfläche bildet, wird gemessen. Dies ist dann auch der Winkel der gebogenen Tafel. Das System liegt in zwei Versionen vor.
Bei einer ersten Version können die Seitenwände des Prismenstücks selbst gedreht werden, und der Winkel davon wird gemessen. Als Ergebnis jedoch verbreitert sich das Prismenstück, so daß die gleichen Nachteile wie die der anderen bekannten Verfahren zutreffen.
Bei einer zweiten Version befindet sich das Kontaktstück auf der Außenseite des Prismenstücks, was wiederum kurze Biegungen verhindert.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung, d.h. ein adaptives Biegeverfahren, handelt es sich um ein Verfahren, mit Hilfe dessen ausgezeichnete Biegeergebnisse erhalten werden können, selbst wenn sich die Eigenschaften der Tafeln verändern.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren, bei dem eine Metalltafel oder ein Metallblech in einer Ausnehmung eines Untergesenkes oder einer Form mittels eines Druckelementes verformt wird, das über der Ausnehmung auf die Form zu bewegt wird, wobei es auf die Tafel drückt, bis es eine definierte Endposition erreicht.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Druckelementes als eine Funktion der Biegekraft und des Biegewinkels geregelt wird, um einerseits vor dem Zurückfedern der Tafel einen definierten Winkel zu erhalten und andererseits die Rückfederung der Tafel auszugleichen, so daß nach dem Zurückfedern der erwünschte Winkel erhalten wird.
Das Druckelement wird bevorzugt in Richtung des Stanzstempels in eine Endposition bewegt, die während des Biegeprozesses entsprechend der Formel
Ya = Yt - dYw - dYr
errechnet wird, in der dYw
die Korrektur der Position des Druckelementes bezeichnet, die zum Erhalt des definierten Winkels vor dem Zurückfedern der Tafel notwendig ist, und die durch Extrapolation des Verlaufs des Biegewinkels als Funktion der Position des Druckelementes bestimmt wird, und
dYr die Korrektur der Position des Druckelementes bezeichnet, die zur Kompensation der Rückfederung der Tafel oder des Bleches notwendig ist. Beispielsweise kann dYr als dYr=dDr x (dY/dD) errechnet werden, wobei dDr ein empirischer Wert für die Rückfederung ist und dY/dD das Differential ist, welches aus dem Verlauf D(Y) des Biegewinkels D als eine Funktion der Position (Y) des Druckelementes bestimmt wird. dYr kann aber auch aus dem Verlauf der Biegekraft als eine Funktion der Position des Druckelementes bestimmt werden.
In einer Ausführungsform ist das Verfahren durch folgendes gekennzeichnet:
a) Das Druckelement wird in Richtung auf die Position Yt zu bewegt, welche mittels einer theoretischen Biegeformel errechnet wird. Während sich das Druckelement auf das Gesenk zu bewegt, wobei die Tafel gebogen wird, wird der Verlauf des Biegewinkels D als eine Funktion der Position des Druckelementes Y errechnet, und dYw wird daraus errechnet. Das Druckelement hält an, wenn es die Position Yt erreicht. Eine Alternative besteht darin, daß es anhält, wenn die Position Yw=Yt-dYw erreicht ist.
b) Das Druckelement wird über eine beliebige Strecke von dem Untergesenk oder der Form weg bewegt, so daß die Tafel zurückfedert, während der Verlauf der Biegekraft als eine Funktion der Position des Druckelementes gemessen wird.
c) Das Druckelement wird in Richtung auf die Form zu bewegt, bis es die Endposition erreicht hat, die während des Biegeprozesses entsprechend der Formel
Ya = Yt - dYw - dYr
errechnet wird, in der
dYw die Korrektur der Position des Druckelementes bezeichnet, die zum Erhalt des definierten Winkels vor dem Zurückfedern der Tafel notwendig ist, und die durch Extrapolation des Verlaufs des Biegewinkels als Funktion der Position des Druckelementes bestimmt wird, und
dYr die Korrektur der Position des Druckelementes bezeichnet, die zur Kompensation der Rückfederung der Tafel oder des Bleches notwendig ist, und die aus dem Verlauf der Biegekraft als einer Funktion der Position des Druckelementes ermittelt wird, oder die als dYr = dDr x (dY/dD) berechnet wird, wobei dDr ein empirischer Wert für die Rückfederung ist und dY/dD das Differential ist, welches aus dem Verlauf D(Y) des Biegewinkels D als einer Funktion der Position (Y) des Druckelementes ermittelt wird.
Vorteilhafterweise wird die Korrektur dYw nach folgender Formel errechnet:
dYw = (Dt - Dw).dY/dD
in der dY/dD das Differential bezeichnet, welches aus dem Verlauf des Biegewinkels als einer Funktion der Position des Druckmittels ermittelt ist, während die Korrektur dYr vorteilhafterweise entsprechend der Formel dYr = Yr - Yt errechnet wird, in der Yr durch Extrapolation des Verlaufs bei einer Biegekraft gleich Null bestimmt wird, und Yt die Position des Druckelementes ist (bei einer Biegekraft gleich 100%, somit unmittelbar vor der Rückfederung).
Die Biegekraft kann in mehreren Druckteilen gemessen werden, die sich unterhalb des Untergesenkes oder der Form befinden, oder mit Hilfe von Belastungsmessern.
Der halbe Biegewinkel wird vorzugsweise gemessen durch Ermitteln der Koordinaten eines Punktes auf der Unterseite der Tafel und durch Ermitteln des Gradienten der geraden, durch diesen Punkt gehenden und die Steigungskurve der Form berührenden Linie, und der Biegungswinkel wird durch Verdopplung des halben Biegewinkels ermittelt. Dieser halbe Biegewinkel wird vorteilhafterweise an jeder Seite der Biegung der Tafel/des Bleches gemessen, und der Biegungswinkel wird aus der Summe der beiden halben Biegungswinkel errechnet.
Beispielsweise wird ein Taststift in einer Referenzposition durch ein darauf angebrachtes Mittel, wie zum Beispiel einen Anschlag, angeordnet. Der Taststift enthält ein Teleskopelement, das an der Unterseite des Bleches angeordnet ist, wobei als Ergebnis die Koordinaten eines Punktes auf der Unterseite des Bleches aus der Position des Teleskopelementes errechnet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Biegen einer Metalltafel oder eines Metallbleches, umfassend einen Tisch, auf dem ein Untergesenk oder eine Form angeordnet ist, und ein Druckelement zum Biegen einer Tafel oder eines Bleches in einer für diesen Zweck vorgesehenen Ausnehmung.
Bei einer Ausführungsform ist eine Vielzahl von Druckstücken im Tisch unterhalb der Form angeordnet, wobei zum Messen der Biegungskraft Belastungsmesser in den Druckstücken angeordnet sind.
Bei einer Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung einen Taststift (z.B. bewegbar angeordnet) zum Messen des Winkels, wobei der Taststift an einem Ende mit einem Teleskopelement sowie mit einem Mittel zum Anordnen des Taststiftes in einer Referenzposition versehen ist, wobei das Teleskopelement in dieser Referenzposition soweit ausgezogen werden kann, bis es gegen die Unterseite der auf der Form angeordneten Tafel anliegt.
Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise auch ein Mittel zum Registrieren der ausgezogenen Position des Elementes und zum Bestimmen des Biegungswinkels der Tafel oder des Bleches anhand dieser Position.
Ein Kalibrierblock kann verwendet werden, um die Beziehung zwischen dem von dem Taststift erzeugten Signal und dem Biegewinkel zu bestimmen.
Gemäß einer Charakteristik dieser Ausführungsform ist ein Ende von wenigstens einem Hebel drehbar an dem Taststift befestigt, während das andere Ende des Hebels drehbar an einem festen Teil der Vorrichtung befestigt ist. Die Vorrichtung umfaßt auch ein unbeweglich befestigtes Stellglied, von dem ein Teil so bewegt werden kann, daß es mindestens zwei Positionen einnimmt. Dieses Teil ist drehbar an einem Hebel befestigt, so daß in einer ersten Position des Teiles der Taststift die Referenzposition einnimmt, und in einer zweiten Position des Teiles der Taststift außerhalb des Arbeitsbereiches der Form angeordnet ist.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
Figur 1 eine Vorrichtung zum Biegen einer Tafel oder eines Bleches;
Figur 2 einen Taststift zum Messen des Winkels; und
Figur 3 eine graphische Darstellung, die die Kraft F und den Winkel D als eine Funktion der Bewegung Y des Stanzstempels anzeigt.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der Erfindung wird unten beschrieben.
Bei dem Verfahren wird eine Metalltafel oder ein Metallblech 2 durch Verformen der Tafel oder des Bleches 2 in einer Ausnehmung 31 eines Untergesenkes oder einer Form 3 in einen definierten Winkel Dw gebogen. Für die Verformung wird ein Druckelement 1 über der Ausnehmung 31 auf die Form 3 zu bewegt, wobei es auf die Tafel 2 drückt, bis es eine definierte Endposition Ya erreicht.
Unter Verwendung einer theoretischen Biegeformel wird die Positon Yt errechnet, in die das Druckelement oder der Stanzstempel 1 bewegt werden muß, um den gewünschten Biegewinkel Dw zu erhalten.
Der Stanzstempel 1 wird in Richtung der errechneten Position Yt bewegt, wobei als Ergebnis die Tafel 2 gebogen wird. Während des Biegens der Tafel 2 wird der Verlauf D(Y) als eine Funktion der Position Y oder der Bewegung des Stanzstempels 1 gemessen.
In dem Augenblick, wo die errechnete Positon Yt des Stanzstempels 1 erreicht wird, wird der eigentliche Biegewinkel Dt gemessen (d.h. vor der Rückfederung). Die Differenz zwischen dem gewünschten Winkel Dw und dem erhaltenen Winkel Dt wird als dDw bezeichnet. Der Wert dYw wird als dDw x dY/dD berechnet. Dies ist der Tiefenausgleich, der erforderlich wäre, um den gewünschten Winkel Dw zu erhalten, ohne die Rückfederung zu berücksichtigen. Die zu diesem Augenblick vorliegende Kraft wird als Ft bezeichnet und als gleich 100% angesehen.
Der Stanzstempel wird nunmehr nach oben bewegt, bis die Kraft auf Fe gleich x% der Kraft Ft abgefallen ist. Nun ist eine Position Ye erreicht. Der Wert Yr wird aus der Regression der Kurve F(Y) zwischen Yt und Ye bestimmt. Der Wert dYr = Yr-Yt ist gleich dem Tiefenausgleich, der zum Ausgleichen der Rückfederung des Materials erforderlich wäre.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird dYr als:
dYr = dDr x (dY/dD)
dYr = Yr - Yt
errechnet.
Durch die Rückfederung ergibt sich Yr = Yt(1- α), wobei α für einen Typ von Tafel oder Blech ± konstant ist und errechnet werden kann, zum Beispiel wie folgt:
a ≈ Yt - Ye / Ft - Fe x 100
wobei Y die Strecke zwischen dem Untergesenk und dem Stanzstempel ist. dY/dD kann leicht aus dem Verlauf D(Y) als eine Funktion von Y errechnet werden.
Beispielsweise kann dY/dD wie folgt ermittelt werden:
Yt - Yf/Dt - Df
Der Stanzstempel wird nun zu der Position Ya=Yt-dYw-dYr bewegt. Nach der Rückfederung wird der Winkel Dw erhalten.
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform wird jede Biegung somit in drei Phasen hergestellt: Als erstes wird der Stanzstempel nach unten zur Position Yt oder Yw bewegt, geht dann etwas nach oben (z.B. zur Position Ye, wenn der Stanzstempel in der ersten Stufe zu Position Yt bewegt wurde) und geht dann nach unten in die endgültige Position.
Die Kraft wird gemessen, indem die Verformung irgendwo entlang des Kraftweges gemessen wird. Dies wird mit Hilfe von Belastungsmessern durchgeführt, die in den Druckstücken 17 des Biegetisches 16 angebracht sind. Das Signal von den Belastungsmessern ist ein Maß für die Kraft, die die Maschine als Ergebnis des zu biegenden Materials erfährt.
In jedes Druckstück ist ein Kraftwandler eingebaut. Von dem Kraftwandler kann immer die Kraft gemessen werden, wo die Biegung durchgeführt wird. Selbst im Fall von kurzen, dünnen Tafeln oder Blechen, die lediglich eine geringe Biegekraft erfordern, stellt dies sicher, daß immer noch ein genaues Kraftsignal erhalten werden kann.
Der Biegewinkel D wird durch direkte Messung des halben Biegewinkels d gemessen. Dieser Winkel wird als der Gradient der durch einen Punkt auf der Unterseite der Tafel gehenden und die Steigungskurve des Prismenstücks berührenden geraden Linie ermittelt. Ansonsten wird d an jeder Seite gemessen, und D = d_links + d_rechts; oder d wird nur auf einer Seite gemessen und D = 2 x d.
Die Koordinaten des Punktes auf der Unterseite der Tafel werden aus der Position des Stiftes 4 eines Streckensensors 8 errechnet. Der Streckensensor hat somit die Funktion eines Taststiftes und wird unten als Taststift bezeichnet. Das Signal von dem Taststift ist ein Maß für den Biegewinkel.
Der Taststift ist nur dann positioniert, wenn die Biegung hergestellt wird. Um die Bewegung des Taststiftes zu erzielen, ist er in den Drehgelenken 5 und 7 mit zwei Hebeln 9 und 6 verbunden. Der untere Hebel 9 ist im Drehgelenk 13 unbeweglich befestigt und ist im Drehgelenk 12 durch ein Stellglied 14 angetrieben. Bei dem Stellglied handelt es sich zum Beispiel um einen pneumatischen Zylinder. Der Hebel 6 hat das Drehgelenk 11 als den festen Drehmittelpunkt. Die Referenzposition des Taststiftes wird durch einen Anschlag 10 bestimmt, der mit dem Taststift 8 unbeweglich verbunden ist und an das Prismenstück 3 anschlägt (siehe Figur 2).
Wenn das Stellglied 14 nicht aktiviert ist, ist der Taststift in eine Position unterhalb des Niveaus des Tisches 15 zurückgezogen. Somit wird der Arbeitsbereich völlig frei, und es ist überhaupt nichts vorhanden, was die Positionierung der Tafel oder das Biegen selbst behindert (Position des Stellgliedes wie in Figur 1 gezeigt).
Ein besonderes Beispiel wird nun unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben.
Unter Verwendung einer theoretischen Biegeformel TP als eine Funktion der Bewegung des Stanzstempels Y wird die theoretische Position Yt oder die Bewegung des Stanzstempels zum Erhalten des gewünschten Biegewinkels Dw, z.B. 90º, errechnet.
Während des Biegens wird der tatsächliche Biegewinkel D(Y) für verschiedene Bewegungen Y gemessen, insbesondere kontinuierlich, wodurch der Verlauf von D(Y) ermittelt wird.
Für die theoretische Bewegung Yt des Stanzstempels 1 gibt es eine Differenz dDw zwischen dem tatsächlichen Biegewinkel Dt (114º) und dem gewünschten Biegewinkel Dw (90º).
Das Differential dY/dD wird im Bereich von Dt für den Verlauf D(Y) gemessen, wodurch die Korrektur dYw der Bewegung des Stanzstempels 1 errechnet wird, um den gewünschten Biegewinkel zu erhalten.
dYw = (Dt[114º] - Dw[90º]) dY / dD
Die Kraft Ft zum Erhalten des tatsächlichen endgültigen Biegewinkels Dt (114º) wird gemessen.
Während der nach oben gerichteten Bewegung des Stanzstempels 1 (d.h. dem Enfernen des Stanzstempels 1 von der Tafel 2) wird die auf die Tafel 2 ausgeübte Kraft F verringert. Die Bewegung des Stanzstempels 1 wird gesteuert, bis eine bestimmte Kraft Fe, die vorzugsweise unter 50% von Ft liegt, z.B. 30% von Ft, erhalten wird. Die Bewegung des Stanzstempels Ye, bis Fe erhalten ist, wird gemessen.
Der Verlauf F als eine Funktion von Y wird auf diese Weise ermittelt.
Der oben erwähnte Verlauf F kann verwendet werden, um den Tiefenausgleich Yr-Yt(=dYr) zu errechnen, der zum Ausgleichen der Rückfederung erforderlich ist.
Der Stanzstempel 1 wird dann in die Position oder Bewegung Ya=Yt-dDw-dYr bewegt, mit dem Ergebnis, daß nach dem Entfernen des Stanzstempels 1 und keiner weiteren Ausübung einer Kraft der gewünschte Biegewinkel Dw erhalten ist.

Key to Figures

Figure 3

1 gemessene Eigenschaft D(Y)
2 theoretische Biegeformel

Claims

1. Verfahren zum Biegen einer Metalltafel oder eines Metallbleches (2) in einen definierten Winkel (Dw), in dem die Tafel oder das Blech (2) in einer Ausnehmung (31) eines Untergesenkes oder einer Form (3) mittels eines Druckelementes (1) verformt wird, das über der Ausnehmung (31) auf die Form (3) zu bewegt wird, wobei es auf die Tafel (2) drückt, bis es eine definierte Endposition (Ya) erreicht, in dem die Bewegung des Druckelementes als eine Funktion der Biegekraft und des Biegewinkels geregelt wird, um einerseits vor dem Zurückfedern der Tafel (2) einen definierten Winkel zu erhalten und andererseits die Rückfederung der Tafel auszugleichen, so daß nach dem Zurückfedern der erwünschte Winkel (Dw) erhalten wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

a) das Druckelement wird in Richtung auf die Position (Yt) zu bewegt, welche mittels einer theoretischen Biegeformel errechnet wird, und während sich das Druckelement auf das Gesenk zu bewegt, wobei die Tafel gebogen wird, wird der Verlauf des Biegewinkels (D) als eine Funktion der Position des Druckelementes (Y), zumindest im Bereich der errechneten Position (Yt), gemessen, mit der Folge, daß dYw, welches die zum Erhalt des definierten Winkels vor dem Zurückfedern der Tafel (2) notwendige Korrektur der Position des Druckelementes (1) darstellt, durch Extrapolation des Verlaufs (D(Y)) des Biegewinkels (D) als Funktion der Position (Y) des Druckelementes (1) bestimmt wird,

b) das Druckelement (1) wird bei Erreichen einer errechneten Position angehalten, wobei die errechnete Position eine Position (Yt) ist, die mittels einer theoretischen Formel errechnet wird, oder die Position entsprechend Yt (errechnete Position)- dYw,

c) das Druckelement (1) wird über eine beliebige Strecke von dem Untergesenk oder der Form (3) weg bewegt, so daß die Tafel (2) zurückfedert, während der Verlauf (F(Y)) der Biegekraft (F) als eine Funktion der Position (Y) des Druckelementes (1) gemessen wird,

d) das Druckelement (1) wird in Richtung auf die Form (3) zu bewegt bis es eine Endposition (Ya) erreicht hat, die während des nachfolgenden Vorgangs entsprechend der Formel

Ya = Yt - dYw - dYr

errechnet wird,

in der dYr die Korrektur der Position des Druckelementes (1) bezeichnet, die zur Kompensation der Rückfederung der Tafel oder des Bleches (2) notwendig ist, und die aus dem Verlauf (F(Y)) der Biegekraft (F) als einer Funktion der Position (Y) des Druckelementes (1) ermittelt wird, während dYw die Korrektur der Position des Druckelementes (1) bezeichnet, die zum Erhalt des definierten Winkels (Dw) vor dem Zurückfedern der Tafel (2) notwendig ist, und die durch Extrapolation des Verlaufs (D(Y)) des Biegewinkels (D) als Funktion der Position (Y) des Druckelementes (1) bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel (1) bewegt wird, bis es die Position Yt (errechnete Position) - dYw erreicht, während dYr als dDr x dY/dD berechnet wird, wobei dDr ein empirischer Wert für die Rückfederung ist, und dY/dD das Differential ist, welches aus dem Verlauf D(Y) des Biegewinkels D als einer Funktion der Position (Y) des Druckelementes ermittelt wird.

3. Verfahren zum Biegen einer Metalltafel oder eines Metallbleches (2) in einen definierten Winkel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur (dYw) nach folgender Formel errechnet wird:

dYw = (Dt-Dw) . dY/dD

in der dY-dD das Differential bezeichnet, welches aus dem Verlauf (D(Y)) des Biegewinkels (D) als einer Funktion der Position (Y) des Druckmittels (1) ermittelt ist.

4. Verfahren zum Biegen einer Metalltafel oder eines Metallbleches (2) in einen definierten Winkel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (1) von dem Untergesenk oder der Form(3) weg bewegt wird, bis es sich in der Position (Ye) befindet, in der die Rückfederung der Tafel (2) noch nicht abgeschlossen ist, und daß die Korrektur (dYr) entsprechend der Formel dYr = Yr - Yt errechnet wird, in der Yr durch Extrapolation des Verlauf (F(Y)) bei einer Biegekraft (F) gleich Null, und Yt die Position des Druckelementes (1) ist, wenn das Druckelement von dem Untergesenk oder der Form weg bewegt wird (d.h. vor der Rückfederung).

5. Verfahren zum Biegen einer Metalltafel oder eines Metallbleches (2) in einen definierten Winkel (Dw), nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekraft (F) in einem der Druckteile (17) gemessen wird, die sich unterhalb des Untergesenkes oder der Form (3) befinden.

6. Verfahren zum Biegen einer Metallplatte oder eines Metallbleches (2) in einen definierten Winkel (Dw) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekraft (F) mittels Belastungsmessern gemessen wird.

7. Verfahren zum Biegen einer Metallplatte oder eines Metallbleches (2) in einen definierten Winkel (Dw) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Biegewinkel (d) gemessen wird durch Ermitteln der Koordinaten eines Punktes auf der Unterseite der Tafel (2) und durch Ermitteln des Gradienten der geraden, durch diesen Punkt gehenden und die Steigungskurve der Form (3) berührenden Linie, und daß der Biegungswinkel durch Verdopplung des halben Biegewinkels (d) ermittelt wird.

8. Verfahren zum Biegen einer Metallplatte oder eines Metallbleches (2) in einen definierten Winkel (Dw) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Biegungswinkel (d) an jeder Seite der Biegung der Tafel/des Bleches (2) gemessen wird, und daß der Biegungswinkel (D) aus der Summe der beiden halben Biegungswinkel (d) errechnet wird.

9. Verfahren zum Biegen einer Metallplatte oder eines Metallbleches (3) in einen definierten Winkel (Dw) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taststift in einer Referenzposition durch Anordnen eines darauf angebrachten Anschlags (10) anliegend an die Seite des Untergesenkes oder der Form (3) angeordnet wird, daß ein Teleskopelement (4) des Taststiftes (8) an der Unterseite des Bleches (2) angeordnet ist, und daß die Koordinaten aus einem Punkt auf der Unterseite des Bleches (2) aus der Position des Teleskopelementes (4) errechnet werden.

10. Verfahren zum Biegen einer Metallplatte oder eines Metallbleches in einen definierten Winkel (Dw) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststift (8) aus dem der Form (3) benachbarten Bereich entfernt wird, wenn eine Messung des Biegewinkels (D) nicht notwendig ist.

11. Vorrichtung zum Biegen einer Metalltafel oder eines Metallbleches (2), umfassend einen Tisch (15, 16), auf dem ein Untergesenk oder eine Form (3) angeordnet ist, und ein Druckelement (1) zum Biegen einer Tafel oder eines Bleches (2) in einer für diesen Zweck vorgesehenen Ausnehmung (31) dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Druckstücken (17) im Tisch (15,16) unterhalb der Form (3) angeordnet ist, und daß zum Messen der Biegungskraft (F) Belastungsmesser in den Druckstücken (17) angeordnet sind, und daß die Vorrichtung Mittel zum Errechnen der Endposition des Druckelementes während des Biegevorgangs entsprechend eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.

12. Vorrichtung zum Biegen einer Tafel oder eines Bleches (2), umfassend:

- einen Tisch (15, 16), auf dem eine Form (3) angebracht ist,

- ein Druckelement (1) zum Biegen einer Tafel oder eines Bleches (2) in einer zu diesem Zweck vorgesehenen Ausnehmung (31),

- einen Taststift (8), der an einem Ende mit einem Teleskopelement (4) sowie mit einem Mittel (10) zum Anordnen des Taststiftes (8) in einer Referenzposition versehen ist, wobei das Teleskopelement (4) in dieser Referenzposition so weit ausgezogen werden kann, bis es gegen die Unterseite der auf der Form (3) angeordneten Tafel (2) anliegt,

- ein Mittel zum Registrieren der ausgezogenen Position des Elementes (4) und zum Bestimmen des Biegungswinkels (D) der Tafel oder des Bleches (2) anhand dieser Position, und

- Mittel zum Errechnen der Endposition des Druckelementes während des Biegevorganges entsprechend eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.

13. Vorrichtung zum Biegen einer Tafel oder eines Bleches (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststift (8) so angeordnet ist, daß er wieder entfernt werden kann.

14. Vorrichtung zum Biegen einer Tafel oder eines Bleches (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende von wenigstens einem Hebel (6), (9) drehbar an dem Taststift (8) befestigt ist, während das andere Ende des Hebels (6), (9) drehbar an einem festen Teil der Vorrichtung befestigt ist, daß die Vorrichtung ein unbeweglich befestigtes Stellglied (14) umfaßt, von dem ein Teil (19) so bewegt werden kann, das es mindestens zwei Positionen einnimmt, und daß das oben erwähnte Teil (19) des Stellgliedes (14) drehbar an einem Hebel (6), (9) befestigt ist, so daß in einer ersten Position des Teiles (19) der Taststift (8) die Referenzposition einnimmt, und in einer zweiten Position des Teiles (19) der Taststift (9) außerhalb des Arbeitsbereiches der Form (3) angeordnet ist.

15. Vorrichtung zum Biegen einer Tafel oder eines Bleches (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststift (8) unterhalb des Niveaus des Tisches (15,16) in einer zweiten Position des angetriebenen Teils (19) des Stellgliedes (14) angeordnet ist.

16. Vorrichtung zum Biegen einer Tafel oder eines Bleches (2) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (14) ein pneymatischer Zylinder ist, dessen Kolbenstange (19) drehbar an einem Hebel (6), (9) befestigt ist.