DE69428691T2

DE69428691T2 - Steuergerät mit mikroprozessor und verfahren zum herstellen von baupaneelen aus metall

Info

Publication number: DE69428691T2
Application number: DE69428691T
Authority: DE
Inventors: Frederick Morello
Original assignee: MIC Industries Inc
Current assignee: MIC Industries Inc
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 2002-09-05
Anticipated expiration: 2014-04-29
Also published as: CZ293729B6; ZA942977B; PL311234A1; US5359871A; NO954272L; EP0697925A4; FI955173A; CZ284795A3; WO1994025195A1; JP3572616B2; AU6775694A; CA2161629A1; IL109484A0; PL174146B1; HU217397B; CN1053849C; IL109484A; CA2161629C; AU677846B2; FI955173A0

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Verbesserungen an Maschinen und Verfahren für das Herstellen von Metallgebäudeplatten mit gebogenen Abschnitten aus ebenem Blechmaterial. Zum Herstellen eines selbsttragenden Gebäudes werden die Platten durch Falzverbindungen zwischen benachbarten Platten verbunden.

2. Hintergrund und Stand der Technik

Im Stand der Technik ist bekannt, Metallgebäude aus benachbarten geformten Metallgebäudeplatten herzustellen, die gebogen oder gekrümmt sind, Seite an Seite zusammengefügt und durch Bilden von Falzen miteinander verbunden werden. Siehe z. B. im Patent US-A-3.902.286 (1975) an Knudson eine Darstellung eines solchen Gebäudes, bei dem die Dachplatten vollständig gekrümmt oder gebogen sind und sich bis zum Fundament erstrecken. Bei solchen Gebäuden setzen sich die Dachplatten als Seitenwände des Gebäudes fort, wobei die grundlegende Gebäudekonstruktion von der Stirnseite aus betrachtet die Form eines kontinuierlichen Bogens oder Halbkreises hat. Eine Maschine zum Herstellen der Metallplatten für ein solches Gebäude, bei dem die geformten Platten nicht nur an den Seitenkanten des Abteils gewellt sind, sondern auch an der Unterseite, um die Krümmung zu erzeugen, ist im Patent US-A-3.842.647 (1974) an Knudson gezeigt. Ein Verfahren zum Aufbau des Gebäudes aus nebeneinander angeordneten Platten, die durch das Bilden von Falzen verbunden werden, ist im Patent US-A-3.967.403 (1976) an Knudson offenbart. Eine Falzerzeugungseinrichtung zum Bilden der Falze zwischen den nebeneinander angeordneten Platten der früheren Patente an Knudson ist in dessen Patent US-A-3.875.642 (1975) gezeigt. Der Stand der Technik, der durch die Patente an Knudson dargestellt wird, ist im Besitz von M.I.C. Industries, Inc., Reston, Virginia und wurde durch deren mobile K-Span®- Maschinen kommerziell realisiert.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden gewellter Gebäudeplatten unter Verwendung manuell einstellbarer Formen sind in den Patenten Nr. 2.986.193 (1961) und 3.150.707 (1964) an Howell offenbart.
Eine gebogene Gebäudekonstruktion, d. h. eine Konstruktion, deren Wände und deren Dach vollständig gebogen sind, besitzt Vorteile aber auch eine Anzahl von Einschränkungen. Eine Einschränkung ist das Fehlen von vertikalen Wänden, die die Nutzung des vertikalen Raums einschränken. Oftmals benötigen Benutzer von Metallgebäuden vertikale Wände sowohl aus ästhetischen Gründen als auch aus dem Grund, daß sie ermöglichen, den Raum in der Nähe der Gebäudeecken besser zu nutzen. Außerdem besaßen Maschinen des Standes der Technik infolge maschineller Beschränkungen eine Einschränkung in bezug auf die Dicke des Stahls, der zum Bilden der Metallplatten verwendet wird. Die Basisgröße und die Festigkeit solcher Metallgebäude ist außerdem durch Einschränkungen der lokalen Windlast gegeben, die durch nationale und internationale Bauvorschriften gegeben sind. Da diese Standards der Bauvorschriften weiterhin bestehen, ist ein Bauherr effektiv nur auf bestimmte Gebäudegrößen beschränkt. Das vollständig gebogene Gebäude muß in der Größe beschränkt sein, um eine Überlastung zu vermeiden, die bei übermäßigen Windlasten auftreten kann, die durch Orkane erzeugt werden. Wenn jedoch die Gesamtdachhöhe auf etwa ein Fünftel der Gesamtgebäudebreite reduziert wird, beeinflußt die Windkraft des Orkans das Gebäude wegen des reduzierten Frontbereichs nicht so sehr. Es besteht daher in der Technik ein Bedarf an einem aus kontinuierlichen Platten gebildeten Metallgebäude, das nicht vollständig gebogen ist, sondern geradlinige vertikale Wände aufweist, während der Vorteil der Konstruktion des Standes der Technik genutzt wird, Platten durch das Bilden von Falzen zusammenzufügen. Solche Gebäude mit vertikalen Wänden würden einen in der Technik bestehenden Bedarf an Raum, Wirtschaftlichkeit, Zweckmäßigkeit und Festigkeit befriedigen.
Zusätzlich zum oben erläuterten Stand der Technik offenbart das Patent US-A-4.039.063 (1977) an Knudson eine ausfahrbare Vorrichtung und ein Verfahren zum Behandeln von geformten Platten, um gebogene Metallgebäude herzustellen. Wie in dem Patent gezeigt ist, können ausfahrbare Tische positioniert werden, um die gekrümmten Platten zu sammeln. In der Technik sind zusätzliche Patente vorhanden zum Formen und zum Zusammenfügen von relativ breiten Platten für gebogene Metallgebäude, siehe die Patente Nr. 4.364.253 (1982), 4.505.143 (1985), 4.505.084 (1985) an Knudson, und für die Falzerzeugungseinrichtung dafür im Patent Nr. 4.470.183 (1984) an Knudson. Diese Patente sind Eigentum von M.I.C. und werden in deren mobilen Metallformungsmaschinen Super Span® kommerziell realisiert. Im Stand der Technik konnte der Radius des Bogens lediglich manuell eingestellt werden. Ferner konnte der Radius des Bogens lediglich auf eine gewünschte Krümmung eingestellt werden, wenn sich kein Material in der Maschine befand. Der Vorgang der Radiuseinstellung enthielt die Einstellung von Wähleinrichtungen auf eine Referenzzahl, um eine vorgegebene Länge des Metalls zu bilden, und anschließend das Formen des Metalls und das Vergleichen mit einer Radiuslehre, die aus einer Sperrholzplatte hergestellt sein muß, oder mit einer ähnlichen Radiusmeßvorrichtung. Wenn nach dem Einsetzen eines Metallstücks in die Maschine und nach seinem Krümmen der Radius falsch ist, muß der Bediener eine neue Zahlengruppe eingeben und auf seine Erfahrung und Daumenregeln vertrauen, die ihm helfen, den richtigen Radius zu erreichen. Um die richtige Krümmung für gebogene Platten zu erreichen, können in Abhängigkeit von der Erfahrung des Maschinenbedieners bis zu 227 Kilogramm (500 Pfund) oder mehr Metall verschwendet werden, wenn das Metall mit der falschen Krümmung gekrümmt wird. Es besteht deshalb in der Technik der Bedarf, das automatische und steuerbare Einstellen des Krümmungsradius zu gewährleisten, wobei das erfolgen kann, wenn sich Material in der Maschine befindet, so daß zum Erreichen der gewünschten Krümmung kein Material verschwendet wird.
Im Stand der Technik besteht ein weiterer Nachteil darin, daß die Wähleinrichtungen, die zum Steuern des Radius der Platten eingestellt werden, unabhängig voneinander an der Oberseite der Platte oder an der Unterseite wirken. Fehler bei der richtigen Einstellungen der beiden Wähleinrichtungen verursachen, daß die gekrümmte Platte sich verzieht und Platten erzeugt werden, die für den Baueinsatz ungeeignet sind und verschrottet werden müssen. Das Verziehen wird gelegentlich als "korkenzieherförmiges Verwerfen bezeichnet. Es besteht deswegen in der Technik ein Bedarf, die automatische und kontinuierliche Einstellung der Krümmung der Platten durch einen angelernten Bediener zu ermöglichen.
Ein weiterer Nachteil der Formungsmaschinen für gebogene Platten des Standes der Technik besteht darin, daß sie nicht geradlinige Sektionen und gekrümmte Sektionen gemeinsam an der gleichen Platte erzeugen. Außerdem sind geradlinige Platten, die separat geformt werden und als Gebäudeplatten für vertikale Wände verwendet werden, nicht widerstandsfähig, da sie nicht mit Sicken versehen sind. Mit anderen Worten, bei der vorhandenen Technologie kann insbesondere das Erzeugen von Sicken an den Seitenwänden der Platten nicht ausgeführt werden, obwohl in der Technik eine Notwendigkeit besteht, an den Seitenwänden von geradlinigen Platten, die als vertikale Gebäudewände verwendet werden, Sicken zu erzeugen.
Ferner besitzen die aus dem Stand der Technik bekannten Maschinen zum Herstellen von gebogenen Metallgebäudeplatten Hauptwalzen zur Sickenerzeugung, die dann, wenn sie so eingestellt werden, daß sie voneinander beabstandet sind, verminderte Kontaktflächen der Zahnräder verursachen, was einen wesentlichen vorzeitigen Verschleiß der Zahnräder zur Folge hat. Wenn die Sickenerzeugungswalzen des Standes der Technik beabstandet werden, ist es außerdem sehr schwierig, die Zahnräder wieder in Eingriff zu bringen, ohne sie physisch in die Position zu führen, wobei dies erfordert, daß der Maschinenbediener die Maschine bei bewegten Maschinenteilen einstellt, was unsicher ist. Außerdem ist dann, wenn die Hauptwalzen beabstandet sind und die Zahnradzähne außer Eingriff sind, das Zahnradspiel groß, wodurch bewirkt wird, daß sich die Hauptwalzen zur Sickenerzeugung nicht synchron drehen, was unzureichend fertiggestellte Platten zur Folge hat. Es gibt in der Technik einen Bedarf an einem verbesserten Antriebszug der Hauptwalzen zur Sickenerzeugung, der die obenerwähnten Probleme beseitigt und eine extrem gleichmäßige störungsfreie automatische Operation zur Sickenerzeugung ermöglicht.
Im Stand der Technik war die Bedienung der Maschine manuell und das Hydrauliksystem war dem angepaßt, es ist jedoch erwünscht, die gleichzeitige Verwendung von Komponenten und die automatische und kontinuierliche Einstellung der Operation zur Sickenerzeugung zu ermöglichen, während die hydraulische Steuerung der Plattenformungseinrichtung, der Scherklinge und weiterer Steuereinrichtungen möglich ist. Es besteht somit in der Technik ein Bedarf an automatischen Steuereinrichtungen an einer Steuerkonsole, so daß ein angelernter Bediener die Formungsmaschine automatisch steuern kann, um Platten mit jeder gewünschten Krümmung herzustellen, die Abschnitte enthalten, die geradlinig bzw. nicht gekrümmt sind.
EP-A-0637273 (und WO-A-9320962), die gemäß Artikel 54/3 EPÜ zum Stand der Technik gehören, offenbaren eine Vorrichtung zum automatischen Herstellen einer Gebäudeplatte aus Blechmaterial, wobei wenigstens ein Abschnitt der Platte mit einem im voraus gewählten Krümmungsradius gekrümmt ist, wobei die Vorrichtung eine Plattenformungseinrichtung, die das Blechmaterial in eine gerade Platte mit einem ebenen Mittelabschnitt und Seiten- oder Kantenabschnitten formt, eine Krümmungsformungseinrichtung, die die Platte nach ihrer Ausgabe von der Plattenformungseinrichtung krümmt, wobei die Krümmungsformungseinrichtung Mittel zum Krümmen der geformten Platte durch Erzeugen von Sicken im Mittelabschnitt der Platte enthält, Mittel, die die Länge des zu einer Platte geformten und von der Plattenformungseinrichtung ausgegebenen Blechmaterials messen, und Mittel, die die Plattenformungseinrichtung steuern, um eine Platte mit gewünschter Länge herzustellen, umfaßt wobei die Steuermittel von den Meßmitteln Plattenlängeninformationen empfangen. Es sind Mittel vorgesehen, die eine vorgegebene Krümmung der Platte auswählen, sowie Mittel, die die Krümmung der Platte messen. Ein Mikroprozessor empfängt Informationen von den Mitteln zum Messen der Länge der Platte, den Mitteln zum Auswählen einer vorgegebenen Krümmung der Platte und den Mitteln zum Messen der Krümmung der Platte, so daß der Mikroprozessor die Zufuhr des Blechmaterials zur Plattenformungseinrichtung und den Betrieb der Krümmungsformungseinrichtung steuert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen zum automatischen Herstellen einer Gebäudeplatte aus Blechmaterial, wobei wenigstens ein Abschnitt der Platte mit einem im voraus gewählten Krümmungsradius gekrümmt ist, wobei die Vorrichtung umfaßt:
eine Plattenformungseinrichtung, die das Blechmaterial in eine gerade Platte mit einem ebenen Mittelabschnitt und Seiten- oder Kantenabschnitten formt;
eine Krümmungsformungseinrichtung, die die Platte nach ihrer Ausgabe von der Plattenformungseinrichtung krümmt, wobei die Krümmungsformungseinrichtung Mittel zum Krümmen der geformten Platte durch Erzeugen von Sicken im Mittelabschnitt der Platte enthält;
Mittel, die die Länge des zu einer Platte geformten und von der Plattenformungseinrichtung ausgegebenen Blechmaterials messen;
Mittel, die die Plattenformungseinrichtung steuern, um eine Platte mit gewünschter Länge herzustellen, wobei die Steuermittel von den Meßmitteln Plattenlängeninformationen empfangen;
Mittel, die eine vorgegebene Krümmung der Platte auswählen;
Mittel, die die Krümmung der Platte messen;
Speichermittel, die Daten bezüglich verschiedener Krümmungsradien und entsprechender Positionen der Sickenerzeugungsmittel enthalten; und
einen Mikroprozessor, der mit den Speichermitteln kommuniziert und Informationen von den Mitteln zum Messen der Länge der Platte, den Mitteln zum Auswählen einer vorgegebenen Krümmung der Platte und den Mitteln zum Messen der Krümmung der Platte empfängt, wobei der Mikroprozessor die Zufuhr des Blechmaterials zur Plattenformungseinrichtung und den Betrieb der Krümmungsformungseinrichtung steuert;
wobei die Vorrichtung ferner Mittel enthält, die die Sickenerzeugungsmittel automatisch an einer geeigneten Position positionieren, damit die geformte Platte mit dem ausgewählten Krümmungsradius gekrümmt wird, indem:
die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel bestimmt wird,
die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel mit den Daten in den Speichermitteln bezüglich verschiedener Krümmungsradien und entsprechender Positionen der Sickenerzeugungsmittel verglichen wird, um festzustellen, ob die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel den ausgewählten Krümmungsradius ergibt, und
die Sickenerzeugungsmittel an ihre geeignete Position bewegt werden, falls ihre tatsächliche Position nicht mit der in den Speichermitteln enthaltenen Position übereinstimmt
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum automatischen Herstellen einer Gebäudeplatte aus Blechmaterial geschaffen, wobei die Gebäudeplatte wenigstens einen Abschnitt besitzt, der wahlweise gekrümmt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Befördern von Blechmaterial durch eine Plattenformungsvorrichtung, um eine Platte mit einem ebenen mittleren Abschnitt und seitlichen Kantenabschnitten zu formen;
Befördern der geformten Platte zu Sickenerzeugungsmitteln, um die Platte wahlweise entsprechend dem im voraus gewählten Krümmungsradius zu krümmen;
Auswählen eines gewünschten Krümmungsradius und einer gewünschten Länge für den zu krümmenden Abschnitt der Platte;
Anordnen der Sickenerzeugungsmittel der Krümmungsformungseinrichtung an einer dem gewünschten Krümmungsradius entsprechenden Position unter Verwendung eines Mikroprozessors und Überprüfen der Position der Sickenerzeugungsmittel unter Verwendung des Mikroprozessors;
Messen der Länge der Platte, nachdem sie die Plattenformungseinrichtung verläßt, unter Verwendung des Mikroprozessors; und
Steuern der Zuführung des Blechmaterials an die Plattenformungseinrichtung auf der Grundlage der gemessenen Länge der Platte unter Verwendung des Mikroprozessors;
wobei der Mikroprozessor die Positionierung der Sickenerzeugungsmittel so steuert, daß die geformte Platte mit dem gewählten Krümmungsradius gekrümmt wird, indem:
die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel bestimmt wird,
die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel mit Daten, die in Speichermitteln gespeichert sind und sich auf verschiedene Krümmungsradien und eine entsprechende Sickenerzeugungsmittel-Position beziehen, verglichen wird, um festzustellen, ob die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel den ausgewählten Krümmungsradius ergibt, und
Bewegen der Sickenerzeugungsmittel an ihre geeignete Position, falls ihre tatsächliche Position nicht der in den Speichermitteln enthaltenen Position entspricht.
Somit werden eine mikroprozessorgesteuerte Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden von Platten für die Herstellung von Metallgebäuden geschaffen, bei denen ein Abschnitt der Platten gekrümmt ist und die Krümmung automatisch gesteuert wird. Die Vorrichtung und das Verfahren stellen außerdem Platten her, die durch das Erzeugen von Sicken verstärkt sind, sowie Platten, die sowohl einen geraden als auch einen gekrümmten Abschnitt aufweisen, so daß die Platten verwendet werden können, um ein Gebäude mit einem gebogenen Dach und vertikalen Wänden zu bauen. Die automatische Steuerung erfolgt durch Hydraulikeinrichtungen und einen Mikroprozessor, der das Bilden der Platten überwacht. Die Krümmung eines gebogenen Abschnitts der Platte wird durch das Ausmaß der Sickenerzeugung an der Unterseite der Platte gesteuert und das Ausmaß der Sickenerzeugung wird durch den automatisch gesteuerten Abstand der Hauptwalzen zur Sickenerzeugung bestimmt. Überdies können die Steuereinrichtungen während des Bildens der Platten und auch dann, wenn sich Platten in den Sickenerzeugungswalzen befinden, bedient werden. Die automatische Positionierung der Sickenerzeugungswalzen wird ohne vorzeitigen Verschleiß an den Zahnrädern des Walzenantriebs oder übermäßiges Spiel ausgeführt, d. h. sie wird mit einem extrem gleichmäßigen störungsfreien Antriebszug ausgeführt. Die Hydraulikeinrichtungen des Systems ermöglichen gemeinsam mit den elektrischen Steuerungsmerkmalen, daß die Maschine durch einen angelernten Arbeiter ohne große Erfahrung bedient werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Draufsicht der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, die die allgemeine Anordnung der Bestandteile veranschaulicht, wobei einige Abschnitte aufgebrochen sind und andere Positionen zur Klarheit lediglich schematisch gezeigt werden.
Fig. 2 ist eine teilweise Draufsicht der Maschine dieser Erfindung, wobei Abschnitte aufgebrochen sind, um die Hauptwalzen zur Sickenerzeugung und deren Steuereinrichtungen zu veranschaulichen.
Fig. 3 ist eine Stirnansicht, die die Steuerkonsole zum Steuern der Maschine von einem Punkt aus durch einen angelernten Bediener veranschaulicht.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die die Verbindungen der hydraulischen und elektrischen Systeme für die automatische Steuerung der gesamten Vorrichtung veranschaulicht.
Fig. 5 ist ein schematischer Blockschaltplan der Mikroprozessor-Steuerschaltung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 zeigt einige der vielen Gebäudeplattenkonfigurationen, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können.
Fig. 7 ist ein Ablaufplan, der die schrittweise Herstellung einer vollständig gebogenen Platte zeigt.
Fig. 8 ist ein Ablaufplan, der die schrittweise Herstellung einer Platte zeigt, die sowohl einen gebogenen Abschnitt als auch einen geraden Abschnitt aufweist.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Fig. 1 und 2 zeigen die allgemeine Anordnung der Vorrichtung zum Herstellen der Metallgebäudeplatten, die verwendet werden, um Gebäude gemäß der vorliegenden Erfindung zu bauen. Die Komponenten der Vorrichtung sind in der Hauptanmeldung, auf die oben Bezug genommen wurde, ausführlich beschrieben und werden in dieser Beschreibung lediglich in Verbindung mit den Mikroprozessor-Steuerungsmerkmalen der vorliegenden Erfindung erläutert. Fig. 4 zeigt die hydraulischen und elektrischen Systeme zum automatischen Steuern der vorliegenden Erfindung, wobei die Systeme in der Hauptanmeldung genau erläutert sind.
Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, wird das Blechmaterial von der Rolle 36 automatisch in die Walzformungsmaschine 38 geführt, die das Blechmaterial in eine gewünschte Konfiguration formt. Diese Walzformungsmaschine oder die Plattenformungseinrichtung 38 ist ebenso wie die Form der Platten, die die Maschine verlassen, in der Technik bekannt. Eine hydraulisch betätigte Schereinrichtung 40 schneidet die geformten Platten auf eine gemessene gewünschte Länge.
Die geformte Platte P wird dann in die Sickenerzeugungs- und Krümmungsbaueinheit oder Krümmungsformungseinrichtung 68 geführt, die zunächst an den Seiten der Platte und anschließend deren Unterseite Sicken erzeugt, um eine gebogene Gebäudeplatte zu bilden, wie in der Technik bekannt ist. Das Erzeugen von Sicken wird durch entsprechende Paare von Sickenerzeugungswalzen ausgeführt, die einstellbar sind, um spezielle Plattengrößen und Formen zu bilden. Im Unterschied zum Verfahren des Standes der Technik mit dem manuellen Einstellen der Sickenerzeugungsmittel und mit dem Experimentieren, um die gewünschte Plattenform zu erreichen, wie oben erläutert wurde, verwendet die vorliegende Erfindung eine zentrale Steuereinheit, die einen Mikroprozessor enthält, um die Plattenformungsbaueinheit und die Krümmungsbaueinheit auf der Grundlage von Daten, die durch den Bediener eingegeben werden, automatisch zu steuern.
Diese Daten werden über die Steuerkonsole eingegeben, die in Fig. 3 gezeigt ist, wobei die Konsole mit einem Mikroprozessor verbunden ist, der digitale Signale von mehreren Erfassungseinrichtungen empfängt, um verschiedene Aspekte der Vorrichtung zu steuern, wie später beschrieben wird. Die durch den Bediener eingegebenen Daten werden mit einer Datenbank verglichen, die im voraus eingerichtet wurde, und der Mikroprozessor stellt daraufhin die Vorrichtung auf die geeigneten Parameter ein, um die gewünschten Gebäudeplatten zu bilden. Wie obenstehend und in der Hauptanmeldung erläutert wurde, kann die Vorrichtung Platten erzeugen, die über ihre gesamte Länge gebogen sind, und Platten, die sowohl gerade als auch gebogene Abschnitte aufweisen.
Der Mikroprozessor 301 kommuniziert mit einer Datenbank 303, in der Informationen gespeichert sind, die Parameter betreffen, wie etwa Metalldicke, Positionen der Sickenerzeugungsmittel für verschiedene Krümmungsradien, spezielle Gebäudecodes usw. Auf die Einheit wird über eine Sicherheitstaste 198 zugegriffen, um die Vorrichtung anfangs zu programmieren; diese Taste versetzt die Vorrichtung in den "Verwaltungsmodus", der verwendet wird, um die Dateneingabe in die Einheit zu einem beliebigen Zeitpunkt zu kalibrieren oder zu ändern, wie später erläutert wird. Nun wird die Kalibrierung des Systems erläutert.
Die bekannten Daten für unterschiedliche Bereiche der Metalldicke werden eingegeben und in der Datenbank gespeichert, indem die maximalen Radiuswerte und Längen, die für eine zugeführte vorgegebene Metalldicke zulässig sind, eingegeben werden. Es ist außerdem möglich, den minimalen Radius für jede Metalldicke einzugeben. Dies sind die Hauptdaten, die durch das System zum automatischen Verarbeiten der Platten verwendet werden. Zum Beispiel würde bei einer Metalldicke von 0,5 mm (0,020 Zoll) der maximale Radius eines Gebäudes unter Verwendung dieses Metallblechs 10,67 m (35 Fuß) betragen. Dementsprechend wird der Mikroprozessor verhindern, daß eine Platte mit der Dicke 0,5 mm (0,020 Zoll) mit einem Krümmungsradius geformt wird, der größer als 10,67 m (35 Fuß) ist. Geeignete Daten, die einen Toleranzbereich definieren, d. h. den zulässigen Fehler für verschiedene Meßwerte (z. B. Länge und Radius), werden außerdem gespeichert.
Außerdem werden in der Datenbank eine Anzahl von Radiusabtastungen gemeinsam mit den entsprechenden Positionen der Sickenerzeugungsmittel für diese Abtastungen gespeichert. Diese Daten liegen in Form einer Tabelle der entsprechenden Werte von Radius und Position der Sickenerzeugungsmittel vor. Die Anzahl der eingegebenen Radiusabtastungen ist minimal 2, wobei mehr als 2, z. B. 10, bevorzugt sind. Das System sortiert die eingegebenen Paare der Größe nach. Ein vom Bediener definierter Radius wird in das System eingegeben und mit den im voraus eingegebenen Radiusabtastungen verglichen und es wird interpoliert, um die Position der Sickenerzeugungsmittel zu erhalten, die dem vom Bediener definierten Radius entspricht. Die Position der Sickenerzeugungsmittel 70, 72, die ermöglicht, daß die geformten Platten durchlaufen, ohne daß Sicken erzeugt werden, wird ebenfalls gespeichert, um zu ermöglichen, daß Platten, die gerade sind oder einen geradlinigen Abschnitt aufweisen, hergestellt werden können.
Das vorliegende System wird vorzugsweise bei einem Datenbankverfahren zum Umsetzen von Meßwerten der verschiedenen Erfassungseinrichtungen, z. B. Plattenabstand oder die gemessene Position der Sickenerzeugungsmittel in Längen und Radien, verwendet. Diese Informationen können im System vor der ersten Nutzung programmiert werden und der Benutzer kann die Datenbanklösung oder eine alternative Formellösung wählen, um die Position der Sickenerzeugungsmittel aus den Sensormeßwerten zu bestimmen. Die Formellösung berechnet die Position der Sickenerzeugungsmittel auf der Grundlage eines gewählten Radiuswertes und wird nachfolgend erläutert. Die Daten, die die entsprechenden Geschwindigkeiten der Plattenformungseinrichtung 38 und der Krümmungsformungseinrichtung 68 betreffen, d. h. die langsame Geschwindigkeit, die für den Anfang und das Ende der jeweiligen Zyklen verwendet wird, und die schnellere Normalgeschwindigkeit, die während des Betriebs verwendet wird, werden außerdem in die Datenbank eingegeben. Der Punkt, an dem die Bewegung der Platte in der Plattenformungseinrichtung 38 und in der Krümmungsformungseinrichtung 68 von einer Geschwindigkeit zur anderen umschaltet, kann außerdem innerhalb einer Anzahl von Fuß oder einer Anzahl elektronischer Impulse vom Längensensor 56 bzw. vom Krümmungslängensensor 58 im voraus eingestellt werden. Diese Daten stellen die hydraulischen Aktuatoren ein, die die Sektionen 38, 68 sowohl in Vorwärtsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung bei geeigneten Geschwindigkeiten antreiben. Diese Daten können durch den Bediener aufgerufen und geändert werden, wenn das System in seinem "Verwaltungsmodus" ist, der durch die Taste 198 begonnen wird.
Daten, die den Abstand von den verschiedenen Erfassungseinrichtungen zu Bezugspunkten angeben, um zu berechnen, wann die geformte Platte der gewählten Länge, dem Krümmungsradius, der Länge des gekrümmten Abschnitts usw. entspricht, werden außerdem eingegeben, wie nachfolgend erläutert wird. Zum Beispiel wird der Abstand vom Geber 58 der Krümmungslängenmessung zum Mittelpunkt der Sickenerzeugungswalzen 72 verwendet, um einen Abstand vom messenden Geber zur tatsächlichen Sickenerzeugungsposifion der Sickenerzeugungswalzen elektronisch einzustellen. Eine ähnliche Kalibrierung der Daten, die den Geber 56 betreffen, der die Länge der die Walzformungssektion 38 verlassenden Platte mißt, wird verwendet, um den hydraulischen Antrieb der Sektion 38 genau zu steuern, damit die gewählte Länge der Platte P erzeugt wird. Es werden außerdem Daten bereitgestellt, die die Anfangsposition des Gebers 82, der die Entfernung zwischen den Sickenerzeugungswalzen 70, 72 mißt, und des Gebers 74, der die Krümmung der die Krümmungssektion 68 verlassenden Platte mißt, betreffen.
Mehrere Erfassungseinrichtungen geben elektronische Impulse aus, die Plattenparametern entsprechen, z. B. gibt der Sensor während der Zeit, in der die Länge der Platte geformt wird, 3000 Impulse aus. Die Daten, die die Beziehung zwischen der Anzahl der elektronischen Impulse, die durch jeden Sensor oder Geber erzeugt werden, und der Länge oder dem Radius der Platten definieren, werden im Mikroprozessor gespeichert. Die Erfassungseinrichtung 56 der Plattenformungseinrichtung kann entweder manuell oder automatisch kalibriert werden. Auf das System kann zugegriffen werden, wenn es im "Verwaltungsmodus" ist, und der Umsetzungsfaktor, d. h. das Verhältnis der Impulse zur Länge oder zum Radius in Fuß, kann direkt eingegeben werden. Es ist außerdem möglich, ein gespeichertes Programm aufzurufen, bei dem der Mikroprozessor eine Platte mit einer Länge bildet, die 3000 Impulsen entspricht, der Benutzer kann anschließend die Länge der Platte messen und sie in Fuß eingeben, um die Erfassungseinrichtung 56 der Plattenformungseinrichtung zu kalibrieren.
Die Kalibrierung der Längenerfassungseinrichtung 58 der Krümmungsformungseinrichtung, der den Geber 80 zum Messen der Länge der geformten Platte enthält, die der Sektion der Krümmungsformungseinrichtung zugeführt wird, erfolgt ähnlich wie bei der Erfassungseinrichtung 56 der Plattenformungseinrichtung. Der Benutzer drückt die Knöpfe "Kalibrieren Radiuslänge" und gibt die Metallplatte in die Krümmungsformungseinrichtung ein. Die Krümmungsformungseinrichtung wird dann betrieben und die bekannte Plattenlänge wird in das System eingegeben, das den Umsetzungsfaktor berechnet. Die Kalibrierung kann außerdem manuell erfolgen, indem wie bei der Längenerfassungseinrichtung 56 der Plattenformungseinrichtung einfach das Verhältnis Impuls/Fuß direkt eingegeben wird.
Die Kalibrierung der Sickenerzeugungsmittel und des von ihnen erzeugten Krümmungsradius wird wie folgt ausgeführt. Normalerweise positioniert das System die Sickenerzeugungswalzen 70, 72 nach dem Datenbankverfahren oder nach dem Formelverfahren, wie oben beschrieben wurde. Das heißt, die richtige Position der Sickenerzeugungsmittel für einen gewählten Radius wird durch den Mikroprozessor aus den Daten der Sickenerzeugungsmittel/des Radius berechnet, die in der Datenbank in Tabellen gespeichert sind oder alternativ durch den Mikroprozessor gemäß einer im voraus programmierten Formel berechnet werden. Die folgende Formel kann verwendet werden: Position der Sickenerzeugungsmittel = Position der Sickenerzeugungsmittel für ebene Platte + (Umsetzungskonstante/gewählter Radius). Die Umsetzungskonstante ist eine Zahl, die für jede Maschine berechnet wird und ermöglicht, daß die Formel aus einem gewählten Radius die korrekte Position der Sickenerzeugungsmittel ermittelt.
Wenn der Radius kalibriert werden soll, drückt der Benutzer die Taste 193 "Löschen/Kalibrieren" und anschließend den R-Knopf 204. Das System überprüft zunächst, ob die tatsächliche Position der Walzen die gleiche ist wie diejenige, die durch die Voreinstellung aufgerufen wird. Wenn nicht, fragt das System den Benutzer, ob er die Sickenerzeugungsmittel bewegen möchte. Eine bestätigende Antwort bewirkt, daß das System die Sickenerzeugungsmittel automatisch in ihre richtige Position bewegt.
Wenn die Sickenerzeugungsmittel in Position sind, wird der Benutzer aufgefordert, unter Verwendung der Knöpfe 220 "Krümmungsformungseinrichtung Start" und 183 "Krümmungsformungseinrichtung Stopp" ein Musterstück zu krümmen. Der Benutzer wird anschließend aufgefordert, die Radiuserfassungseinrichtung 74 an der gekrümmten Platte zu plazieren und anschließend die Eingabetaste zu drücken. Wenn der gemessene Radius in den im voraus programmierten Toleranzen liegt, gibt das System an, daß der Radius kalibriert wurde. Wenn nicht, wird der prozentuale Fehler angezeigt und der Benutzer wird gefragt, ob er die Radiuseinstellung neu kalibrieren möchte.
Der Benutzer kann anschließend die Krümmungseinrichtung entweder manuell oder unter Verwendung eines Merkmals der selbsttätigen Einstellung kalibrieren. Der Benutzer kann die Kalibrierung des Systems manuell einstellen oder überprüfen, indem der "Verwaltungsmodus" (der durch berechtigtes Personal aufgerufen wird) verwendet wird, um die korrigierten Werte einzugeben. Die korrigierten Werte von Radius/Position der Sickenerzeugungsmittel werden gespeichert und von der Maschine verwendet, bis der Benutzer den Radius ändert. Immer dann, wenn der Benutzer einen Radius ändert, verwendet das System entweder das Formelverfahren oder das Datenbankverfahren, um die entsprechende Position der Sickenerzeugungsmittel zu berechnen. Beim manuellen Kalibrierungsverfahren kalibriert der Benutzer die Positionen der Sickenerzeugungsmittel unter Verwendung der Knöpfe R+ und R-. Das System kann eingestellt werden, wenn es im "Verwaltungsmodus" ist, damit die "alten" und "eingestellten" Positionen der Walzen angezeigt werden, während die selbständige Einstellung ausgeführt wird, so daß der Benutzer die Änderungen sehen kann.
Das System kann außerdem die Kalibrierung der Sickenerzeugungsmittel automatisch überprüfen. Bei diesem Merkmal der automatischen Einstellung versucht das System, den Fehler in der Position der Sickenerzeugungsmittel um einen Betrag zu korrigieren, der dem gemessenen Radiusfehler proportional ist. Dies erfolgt, indem eine Konstante der automatischen Einstellung verwendet wird, die berechnet wird, indem der Mittelwert des folgenden Verhältnisses für eine große Anzahl von Meßwerten der Position der Sickenerzeugungsmittel und des Radius verwendet wird: Position der Sickenerzeugungswalze (gemessen durch den Geber 82)/Krümmungsradius (gemessen durch die Erfassungseinrichtung 74). Das System verwendet anschließend die Konstante, um die Walzenpositionen zu korrigieren. Weswegen könnte dieses Verfahren verwendet werden, um einen gewählten Radius in die richtige Position der Sickenerzeugungsmittel umzusetzen, falls sich die zuvor erläuterten Datenbank- und Formelverfahren als ungenau erweisen sollten.
Wenn die Anzeige freigegeben ist, während das System im "Verwaltungsmodus" programmiert ist, werden die "alten" und "eingestellten" Werte der Position der Sickenerzeugungswalzen angezeigt, während die Einstellung erfolgt.
Außerdem wird ein Versatz für die Sickenerzeugungswalzen 70, 72 eingegeben, um immer dann eine Schließbewegung zu erzeugen, wenn die Walzen eingestellt werden. Die Walzen werden über ihre gewünschte Position hinaus um einen eingestellten Betrag automatisch geöffnet und anschließend in einer Schließbewegung in die Position zurückbewegt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Walzen der Sickenerzeugungsmittel immer an den Druckteilen des Gewindes des Acmetyps ruhen, (das zwischen den Gewindegängen Spalten aufweist) und nicht an einem Luftspalt ruhen, der zwischen den Gewindegängen ausgebildet ist. Der Betrag, um den die Sickenerzeugungsmittel über den gewünschten Punkt hinaus bewegt werden, ist im voraus programmiert, ebenso wie die Geschwindigkeit, bei der die Sickenerzeugungsmittel in die richtige Position bewegt werden.
Wie nachfolgend erläutert wird, ist es außerdem möglich, Daten zu speichern, die einem von mehreren "gebräuchlichen Gebäudetypen entsprechen, d. h. es können spezielle Gebäudecodes gespeichert werden, so daß ein Bediener einfach den bestimmten Code wählt und das System die Platten in der Form bildet, die diesem Gebäudetyp entspricht. Die Fig. 6A bis 6H stellen mehrere Gebäudetypen dar, die Platten enthalten, die verschiedene Kombinationen aus geradlinigen vertikalen Abschnitten, geradlinigen geneigten Abschnitten, mit einem Radius versehene Ecken sowie gebogene Abschnitte mit verschiedenen Radien aufweisen. Durch Eingeben des bestimmten Codes greift der Mikroprozessor auf die Daten in der Datenbank zu, stellt die Sektionen der Plattenformungs- und Krümmungsformungseinrichtung in geeigneter Weise ein und steuert dann ihren Betrieb, um diese Platten zu produzieren.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des Steuersystems der vorliegenden Erfindung. Die Tastatur 208 ist mit einem Mikroprozessor 301 verbunden, um Daten einzugeben, die die Formungsoperation betrifft. Der Mikroprozessor 301 ist mit einer Datenbank 303 verbunden, die ein ROM-Chip (Nur-Lese-Speicher) ist, der in der Technik bekannt ist. Auf die Datenbank 303 kann über einen (nicht gezeigten) seriellen Anschluß RS-232 zum Anschluß an zusätzliche Ausrüstungen, z. B. einen Computer, zugegriffen werden. Der Mikroprozessor empfängt elektrische Signale von Erfassungseinrichtungen, einschließlich mehreren Sensoren, die verschiedene Parameter überwachen, wie in der Hauptanmeldung erläutert wurde. Als Antwort auf diese Signale gibt der Mikroprozessor über die Leistungsschnittstellen 305 Signale an die Aktuatoren 234, 236, 238, 240 aus. Die Aktuatoren wiederum steuern den Betrieb der entsprechenden Komponenten, d. h. die Plattenformungseinrichtung, die Krümmungseinrichtung usw.
Die Erfassungseinrichtung 56 ist in der Form eines Drehgebers, der die Länge der Platte mißt, die aus der Sektion 38 der Plattenformungseinrichtung ausgegeben wird. Die Erfassungseinrichtung 58 ist in der Form eines Drehgebers, der die Länge der gekrümmten Platte mißt, indem er die Länge der Platte erfaßt, die durch die Seitensickenerzeugungswalzen der Krümmungsformungssektion 68 läuft. Die Erfassungseinrichtung 74 ist in der Form eines Lineargebers, der den Krümmungsradius der gekrümmten Platte mißt, die die Sektion 68 der Krümmungsformungseinrichtung verläßt. Die Erfassungseinrichtung 82 ist in der Form eines Lineargebers oder eines Potentiometers, das die Entfernung zwischen den Sickenerzeugungswalzen 70, 72 mißt; dieser Abstand bestimmt den Betrag der Krümmung, die an der Platte erfolgt.
Die Sickenerzeugungswalze 70 kann durch einen hydraulischen Motor bewegt werden, wie in der Hauptanmeldung erläutert wurde, auf die oben Bezug genommen wurde. Der Geber 82 erfaßt die Position der Sickenerzeugungsmittel 70 und der Mikroprozessor 301 bestimmt den aus dieser Einstellung der Sickenerzeugungsmittel resultierenden Radius. Bei der Herstellung von Platten, die über ihre gesamte Länge gebogen sind, erzeugen lediglich die Erfassungseinrichtungen 56, 74 und 82 Signale, während die Erfassungseinrichtung 58 zusätzlich verwendet wird, wenn Platten produziert werden, die sowohl gerade als auch gebogene Abschnitte aufweisen.
Die elektrischen Signale, die von der Erfassungseinrichtung zum Mikroprozessor 301 übertragen werden, werden in geeigneter Weise gefiltert und aufbereitet, wie in der Technik bekannt und durch 306 angegeben ist.
Der Mikroprozessor 301 ist mit einer Leistungsschnittstelle 305 verbunden, die die Steuereinrichtungen des hydraulischen Antriebs der Materialzuführung der Plattenformungssektion 38 und der Krümmungsformungssektion 68 anschließt und die relative Position der Sickenerzeugungswalzen 70, 72 einstellt, um den gewünschten Krümmungsradius zu erreichen. Als Antwort auf den Empfang der Eingabe der Erfassungseinrichtung werden zunächst Ausgangssignale vom Mikroprozessor 301 durch Impulsbreitenmodulation verarbeitet, wie durch den Block 332 angegeben ist, und anschließend zur Leistungsschnittstelle 305 gesendet, um die Plattenformungseinrichtung, Krummnngsformungseinrichtung und Sickenerzeugungsmittel, die zuvor erwähnt wurden, in geeigneter Weise zu steuern, wie nachfolgend beschrieben wird.
Die gebogenen Gebäudeplatten, die durch die vorliegende Erfindung produziert werden, werden für die Zwecke der Erläuterung in zwei Basistypen unterschieden: Platten, die über ihre gesamte Länge gebogen sind, und Platten, die sowohl gebogene als auch geradlinige Abschnitte aufweisen. Wenn das System eingeschaltet wird, fordert der Anzeigeschirm 210 an der Steuerkonsole den Benutzer auf, "Eingabe" zu drücken, um zu beginnen. Anschließend wird der Benutzer gefragt, ob er die momentanen Einstellungen ändern möchte. Eine Antwort "nein" zeigt die momentane Einstellung an, z. B. die Metalldicke sowie die Länge und den Radius für jeden Schritt in der Krümmungsabfolge, wobei die Anzeige einzeln erfolgt und der Benutzer die Einstellungen betrachten und ändern kann. Nach dem Betrachten oder Ändern aller Einstellungen wird der Benutzer gefragt, ob er die anderen Einstellungen verwenden möchte. Eine Antwort "ja" bewirkt, daß das System den Betrieb fortsetzt.
Das Formen einer Gebäudeplatte, die über ihre gesamte Länge gebogen ist, wird nun beschrieben. Nachdem der Benutzer die gewünschten Werte für die oben erwähnten Einstellungen eingegeben hat, überprüft das System die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel über die Erfassungseinrichtung 82, wie oben beschrieben wurde. Wenn die Position nicht in einer im voraus programmierten Toleranz des gewünschten Wertes liegt, fragt das System den Benutzer, ob er die Sickenerzeugungsmittel bewegen möchte. Nachdem die Sickenerzeugungsmittel in die richtige Position bewegt wurden, kehrt der Bildschirm zu seinem normalen Zustand zurück.
Um den Betrieb zu beginnen, drückt der Benutzer den Knopf 212 "Plattenformungseinrichtung Start", der den Motor der Plattenformungseinrichtung über die Leistungsschnittstelle 305 und den Aktuator 234 der Plattenformungseinrichtung startet. Die Geschwindigkeit ist zuerst gering und steigt dann an, bevor sie sich am Ende des Zyklus wieder verringert. Die spezielle Geschwindigkeit und der Punkt, an dem sich die Geschwindigkeit ändert, sind vorprogrammiert, wie oben erläutert wurde. Die Erfassungseinrichtung 56 gibt Impulse aus, die der Länge der geformten Platte, die aus der Sektion 38 der Plattenformungseinrichtung ausgegeben wird, entsprechen. Der Mikroprozessor wirkt mit der Leistungsschnittstelle zusammen, um den Motorantrieb der Plattenformungseinrichtung beim Erreichen des Endes der gewählten Plattenlänge zu stoppen.
Der Knopf 181 "Plattenformungseinrichtung Stopp" kann verwendet werden, um die Formungseinrichtung in einem Notfall anzuhalten, oder wenn es erwünscht ist, die Formungseinrichtung anzuhalten, ohne die Längenerfassung an der Erfassungseinrichtung 56 zurückzusetzen. Um die Formungseinrichtung wieder zu starten, wird der Knopf 212 "Plattenformungseinrichtung Start" gedrückt. Der Meßwert des Plattenlängensensors der Erfassungseinrichtung 56 wird bei der Betätigung des Knopfes 224 "Hydraulische Schneideinrichtung durchschneiden', der den Scheraktuator 236 steuert, oder durch Drücken des Knopfes 213 "Platte zurücksetzen" zurückgesetzt. Wenn es erwünscht ist, zusätzliche Platten herzustellen, nachdem die Formungseinrichtung 38 eine Platte fertiggestellt und angehalten hat, drückt der Benutzer den Änderungsknopf 199 und anschließend den L-Knopf 206. Der Benutzer gibt dann die neue Länge ein und drückt die Eingabetaste. Die Erfassungseinrichtung 56 der Plattenlänge wird zurückgesetzt und der Vorgang setzt sich wie zuvor fort.
Wenn das System die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel überprüft und die Position innerhalb der im voraus eingestellten Toleranzen des gewählten Radius liegt, wie oben erläutert wurde, ist die Krümmungsformungseinrichtung bereit und der Benutzer führt anschließend die Platte in die Krümmungssektion 68 und der Knopf 220 "Platten- Krümmungsformungseinrichtung Start" wird gedrückt. Dadurch wird der Motor der Sickenerzeugungsmittel bei schneller Geschwindigkeit gestartet. Der Knopf 183 "Krümmungsformungseinrichtung Stopp" hält den Motor der Sickenerzeugungsmittel zu einem beliebigen Zeitpunkt an. Beim Verlassen der Krümmungsformungseinrichtung 68 sind die Platten fertiggestellt, damit sie Seite an Seite zusammengefügt und durch Falzbildung miteinander verbunden werden.
Die Verwendung des Systems, um spezielle Gebäudeplatten mit einer Kombination von gekrümmten und geradlinigen Abschnitten zu produzieren, wird nun beschrieben. Im Unterschied zu den über die gesamte Länge gebogenen Platten weisen die speziellen Platten eine Länge auf, die mehrere Sektionen oder Stufen umfaßt, die entweder geradlinig sind oder mit einem bestimmten Radius gekrümmt sind. Es ist möglich, eine Anzahl spezieller Gebäudecodes zu programmieren, die den vorgegebenen Daten von Schrittlängen/Radius entsprechen, die in der Datenbank gespeichert sind, um dem Benutzer zu ermöglichen, einen speziellen Plattentyp auszuwählen, den das System automatisch herstellen wird. Nachfolgend werden einige der speziellen Plattentypen beschrieben.
Der Benutzer gibt die speziellen Gebäudecodes ein, indem der Knopf 198 und das Tastenfeld 208 verwendet werden, wenn das System erstmals betrieben wird. Die Anzeige zeigt den Wert des Gebäudetyps auf der unteren Zeile an, wenn es sich nicht um den Gebäudetyp 1 handelt (die vollständig gebogene Platte). Anschließend gibt die Anzeige an, daß ein Zurücksetzen der Sickenerzeugungsmittel notwendig ist und daß der Knopf 215 "Zurücksetzen Krümmungsformungseinrichtung" gedrückt werden muß. Nach dem Drücken des Knopfes 215 werden die Sickenerzeugungsmittel in Position bewegt und die Anzeige weist den Benutzer an, den Knopf 220 "Krümmungsformungseinrichtung Start" zu drücken, um das Krümmen zu beginnen. Die Krümmungsformungseinrichtung läuft am Beginn und am Ende jedes Krümmungsschritts bei einer geringen Geschwindigkeit und dazwischen bei einer höheren Geschwindigkeit. Dies ist anders als bei der mit konstantem Radius gebogenen Platte, die geformt wird, während die Krümmungseinrichtung bei einer kontinuierlichen hohen Geschwindigkeit läuft.
Wenn die Krümmungsformungseinrichtung den Betrieb beginnt, zeigt die untere Zeile der Anzeige den momentanen Krümmungsschritt an und zählt bis zum letzten Schritt rückwärts. Beim Bilden einer Platte mit fünf Schritten wird z. B. der Schritt S einschließlich seiner Länge angezeigt, wobei der Schritt bis 0 rückwärts gezählt wird. Die Krümmungsformungseinrichtung stoppt am Ende des Schritts und die Rollen der Sickenerzeugungsmittel werden auf die Krümmung des nächsten Schrittes eingestellt. Nach Beendigung des letzten Schrittes weist das System den Benutzer an, den Knopf 183 "Krümmungsformungseinrichtung Stopp" zu drücken, wodurch der Antrieb der Krümmungsformungseinrichtung abgeschaltet wird. Die Anzeige gibt dann an, daß ein Zurücksetzen der Sickenerzeugungsmittel erforderlich ist und der Benutzer drückt den Knopf 215 "Krümmungsformungseinrichtung zurücksetzen", um in der gleichen Weise wie zuvor eine andere Platte zu verarbeiten.
Nun wird ein Beispiel mit Bezug auf den Gebäudetyp 2, der in Fig. 11 gezeigt ist, erläutert. Der angezeigte erste Schritt (Schritt 7) würde der Plattenabschnitt 319 sein und die gezeigte Länge wäre 10 Fuß und der Radius 0 (für einen geradlinigen Schritt). Die Sickenerzeugungsmittel würden sich so bewegen, daß sie ständig voneinander getrennt sind, und die Krümmungsformungseinrichtung würde den Betrieb beginnen, wobei die Anzeige die Länge von 3,04 m (10 Fuß) auf 0 rückwärts zählt. Wenn die Länge des Schrittes 319 fertiggestellt ist, würden die Walzen der Sickenerzeugungsmittel automatisch so positioniert, daß sie dem Krümmungsradius des nächsten Schrittes entsprechen, Punkt 320 (Schritt 6). Die Krümmungsformungseinrichtung würde dann diesen Schritt abarbeiten, wobei die Länge wie zuvor angezeigt wird.
Die Sickenerzeugungswalzen würden sich wiederum in die beabstandete Position bewegen und der nächste Schritt (Schritt S) würde angezeigt werden. Die Krümmungsformungseinrichtung würde eine Länge von 7,62 m (25 Fuß) der Platte bearbeiten, wobei die Länge wie zuvor rückwärts gezählt wird. Die Walzen der Sickenerzeugungsmittel würden anschließend so zurückgesetzt, daß sie dem Krümmungsradius des nächsten Schrittes entsprechen, Punkt 322 (Schritt 4). Danach würde das System die Schritte 5, 6 und 7 automatisch wiederholen, um die symmetrische andere Hälfte der Platte zu bilden, wobei vor jedem Schritt die Positionen der Sickenerzeugungsmittel eingestellt werden. Am Ende aller Schritte weist die Anzeige den Benutzer an, den Knopf "Krümmungsformungseinrichtung Stopp" zu drücken, wodurch die Nachricht "Zurücksetzen der Sickenerzeugungsmittel erforderlich" angezeigt wird, um zu ermöglichen, daß eine neue Platte begonnen wird, wie oben beschrieben wurde.
Obwohl mehrere Plattenkonfigurationen gezeigt sind, ist selbstverständlich, daß jeder gewünschte Gebäudetyp, d. h. jede Kombination aus geradlinigen und gebogenen Plattenschritten oder Abschnitten im System programmiert werden kann.
Die Fig. 7 und 8 sind Ablaufpläne, die den schrittweisen Betrieb der Vorrichtung zum Formen gebogener Platten gemäß der vorliegenden Erfindung für über die gesamte Länge gebogene Platten bzw. für Platten mit speziellen Gebäudecodes zeigt. Wie in Fig. 7 ersichtlich ist, drückt der Benutzer die Eingabetaste 400 und das System fragt den Benutzer, ob er wünscht, die Einstellungen zu ändern, d. h. Länge, Radius und Dicke. Die Einstellungen können geändert werden, wie bei 410 angegeben ist, oder unverändert bleiben, wobei die Vorrichtung anschließend bei 420 die Position der Sickenerzeugungsmittel überprüft, um zu festzustellen, ob sie dem gewählten Radius entspricht, wenn sie mit der Datentabelle, die in der Datenbank enthalten ist, verglichen wird, wie zuvor erläutert wurde. Wenn die Position nicht korrekt ist, bewegt die Vorrichtung die Sickenerzeugungsmittel automatisch in die richtige Position, wie bei 430 gezeigt ist.
Zu diesem Zeitpunkt kann der Benutzer wahlweise die Platten-Längenformungseinrichtung und/oder die Platten-Krümmungsformungseinrichtung kalibrieren, wie allgemein bei 440 bzw. 450 angegeben ist und oben beschrieben wurde. Wenn die Plattenformungseinrichtung und die Krümmungsformungseinrichtung richtig eingestellt sind, drückt der Benutzer die Taste 460 "Formungseinrichtung Start", damit Platten der gewählten Länge produziert werden. Anschließend wird die hydraulische Schereinrichtung 470 betätigt, um die Länge der Platte abzuschneiden. Fig. 7 zeigt die Taste 460 "Plattenformungseinrichtung Start", die nach der Betätigung der Schereinrichtung und vor dem Betrieb der Krümmungseinrichtung wieder betätigt wird. Dies entspricht dem Vorgang, bei dem der Benutzer zuerst alle Platten formt und anschließend alle Platten krümmt. Es ist selbstverständlich, daß der in Fig. 7 dargestellte Vorgang lediglich beispielhaft ist und daß es für den Benutzer möglich ist, eine Platte zu formen und diese Platte anschließend zu krümmen, während gleichzeitig eine zweite Platte geformt wird, wobei die Formungseinrichtung und die Krümmungsformungseinrichtung zur gleichen Zeit arbeiten. Nach dem Formen der Platte (der Platten) drückt der Benutzer die Taste 480 "Krümmungsformungseinrichtung Start" für die programmierte geringe Geschwindigkeit einmal und für die hohe Geschwindigkeit zweimal. Der Knopf 490 "Krümmungseinrichtung zurücksetzen wird gedrückt, nachdem die Platte gekrümmt wurde, um die Krümmungsformungseinrichtung für die nächste Platte vorzubereiten.
Fig. 8 zeigt die schrittweise Herstellung von Platten, die den zuvor erwähnten speziellen Gebäudecodes entsprechen, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um Schritte anzuzeigen, die mit Bezug auf Fig. 7 erläutert wurden. Der Benutzer kann die Einstellungen ändern, nachdem er wie in Fig. 7 die Eingabetaste 400 gedrückt hat, die Einstellungen enthalten hier jedoch den Gebäudetyp, die Metalldicke sowie die Länge und den Radius für jeden Schritt des speziellen Gebäudetyps. Wenn die Einstellungen korrekt sind, überprüft die Vorrichtung bei 420 die Position der Sickenerzeugungsmittel wie in Fig. 7 und bewegt sie bei Bedarf automatisch. Der Benutzer kann anschließend die Plattenformungseinrichtung und die Krümmungsformungseinrichtung bei 440 und 450 kalibrieren, wie oben mit Bezug auf Fig. 7 erläutert wurde.
Nachdem der Formungseinrichtung und die Krümmungsformungseinrichtung kalibriert wurden, wird die Taste 460 "Formungseinrichtung Start" gedrückt, um das Formen der Platten zu beginnen. Wie oben mit Bezug auf Fig. 7 festgestellt wurde, kann die Formungseinrichtung betrieben werden, um zuerst alle Platten zu formen, wobei die Platten anschließend gekrümmt werden, oder die Formungseinrichtung und der Krümmungsformungseinrichtung können gleichzeitig betrieben werden. Anschließend wird die Taste 480 "Krümmungsformungseinrichtung Start" gedrückt und die Krümmungsformungseinrichtung biegt nacheinander jeden Schritt des speziellen Gebäudetyps, beginnend mit dem letzten Schritt, wie in 482 angegeben ist und oben erläutert wurde. Nach Fertigstellung einer speziellen Gebäudeplatte drückt der Benutzer die Taste 490 "Zurücksetzen Krümmungsformungseinrichtung", um die Krümmungsformungseinrichtung für eine weitere Platte vorzubereiten.
Die vorliegende Erfindung schafft somit zum Bilden von Gebäudeplatten, die beim Aufbau selbsttragender Gebäude verwendet werden, eine automatische mikroprozessorgesteuerte Vorrichtung und ein Verfahren, das einfach zu anzuwenden ist und hochwertige Platten ohne den Abfall produziert, der bei Maschinen des Standes der Technik die Folge ist.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt. Dem Fachmann werden Abwandlungen deutlich, die im Umfang der nachfolgenden Ansprüche liegen.

Claims

1. Vorrichtung zum automatischen Herstellen einer Gebäudeplatte aus Blechmaterial, wobei wenigstens ein Abschnitt der Platte mit einem im voraus gewählten Krümmungsradius gekrümmt ist, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Plattenformungseinrichtung (38), die das Blechmaterial in eine gerade Platte (P) mit einem ebenen Mittelabschnitt und Seiten- oder Kantenabschnitten formt;

eine Krümmungsformungseinrichtung (68), die die Platte nach ihrer Ausgabe von der Plattenformungseinrichtung krümmt, wobei die Krümmungsformungseinrichtung Mittel (70, 72) zum Krümmen der geformten Platte durch Erzeugen von Sicken im Mittelabschnitt der Platte enthält;

Mittel (56), die die Länge des zu einer Platte geformten und von der Plattenformungseinrichtung ausgegebenen Blechmaterials messen;

Mittel (301), die die Plattenformungseinrichtung steuern, um eine Platte mit gewünschter Länge herzustellen, wobei die Steuermittel von den Meßmitteln Plattenlängeninformationen empfangen;

Mittel (208), die eine vorgegebene Krümmung der Platte auswählen;

Mittel (74), die die Krümmung der Platte messen;

Speichermittel (302, 303), die Daten bezüglich verschiedener Krümmungsradien und entsprechender Positionen der Sickenerzeugungsmittel (70, 72) enthalten; und

einen Mikroprozessor (301), der mit den Speichermitteln (302, 303) kommuniziert und Informationen von den Mitteln (56) zum Messen der Länge der Platte, den Mitteln (208) zum Auswählen einer vorgegebenen Krümmung der Platte und den Mitteln (74) zum Messen der Krümmung der Platte empfängt, wobei der Mikroprozessor die Zufuhr des Blechmaterials zur Plattenformungseinrichtung und den Betrieb der Krümmungsformungseinrichtung (68) steuert;

wobei die Vorrichtung ferner Mittel enthält, die die Sickenerzeugungsmittel (70, 72) automatisch an einer geeigneten Position positionieren, damit die geformte Platte mit dem ausgewählten Krümmungsradius gekrümmt wird, indem:

die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel (70, 72) bestimmt wird,

die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel (70, 72) mit den Daten in den Speichermitteln (302, 303) bezüglich verschiedener Krümmungsradien und entsprechender Positionen der Sickenerzeugungsmittel verglichen wird, um festzustellen, ob die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel den ausgewählten Krümmungsradius ergibt, und

die Sickenerzeugungsmittel (70, 72) an ihre geeignete Position bewegt werden, falls ihre tatsächliche Position nicht mit der in den Speichermitteln (302, 303) enthaltenen Position übereinstimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Messen der Länge der Platte einen Drehgeber (56) enthalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Auswählen einer vorgegebenen Krümmung der Platte ein Tastenfeld (208) zum Eingeben von Daten bezüglich einer gewünschten Krümmung enthalten.

4. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mittel zum Krümmen der geformten Platte Sickenerzeugungswalzen (70, 72) enthalten.

5. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mittel zum Messen der Krümmung der Platte einen Drehgeber (74) enthalten, der die Krümmung eines Abschnitts der geformten Platte mißt, die die Krümmungsbildungseinrichtung verläßt, und ein der gemessenen Krümmung entsprechendes Signal erzeugt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wenn abhängig von Anspruch 4, ferner mit einem zweiten Drehgeber (82), der die relative Position der Sickenerzeugungswalzen (70, 72) mißt, wobei der Ausgang des zweiten Drehgebers mit dem Eingang des Mikroprozessors verbunden ist, so daß der Mikroprozessor die Position der Sickenerzeugungswalzen als Antwort sowohl auf das der gemessenen Krümmung entsprechende Signal als auch auf ein Signal vom zweiten Drehgeber, das der relativen Position der Sickenerzeugungswalzen entspricht, steuert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit Mitteln (58), die die Länge des Abschnitts der Platte messen, die durch die Krümmungsformungseinrichtung (68) gekrümmt worden ist, wobei der Mikroprozessor (301) Informationen bezüglich der Länge des Abschnitts der Platte (P), der durch die Krümmungsformungseinrichtung gekrümmt worden ist, empfängt und den Betrieb der Krümmungsformungseinrichtung steuert, so daß die Plattenkrümmungsmittel wenigstens einen Abschnitt der Platte entsprechend im voraus gewählten Werten der Länge und der Krümmung der Platte krümmen und einem weiteren Abschnitt der Platte einen Durchgang durch sie ermöglichen, ohne daß er gekrümmt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Speichermittel (302, 303) Daten bezüglich vorgegebener Plattenkonfigurationen enthalten, die wenigstens einen geradlinigen Plattenabschnitt und wenigstens einen gekrümmten Plattenabschnitt umfassen, wobei die Speichermittel Daten bezüglich einer Länge des geradlinigen Abschnitts und einer Länge eines Krümmungsradius des gekrümmten Abschnitts enthalten, und die Vorrichtung ferner Eingabemittel (208) enthält, die eine der vorgegebenen Plattenkonfigurationen auswählt, damit sie von der Vorrichtung automatisch hergestellt werden, wobei die Eingabemittel mit dem Mikroprozessor verbunden sind, wobei der Mikroprozessor den Betrieb der Vorrichtung steuert, um eine Gebäudeplatte mit der ausgewählten Plattenkonfiguration herzustellen.

9. Verfahren zum automatischen Herstellen einer Gebäudeplatte aus Blechmaterial, wobei die Gebäudeplatte wenigstens einen Abschnitt besitzt, der wahlweise gekrümmt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Befördern von Blechmaterial durch eine Plattenformungsvorrichtung, um eine Platte mit einem ebenen mittleren Abschnitt und seitlichen Kantenabschnitten zu formen;

Befördern der geformten Platte zu Sickenerzeugungsmitteln einer Krümmungsformungseinrichtung, um die Platte wahlweise entsprechend dem im voraus gewählten Krümmungsradius zu krümmen;

Auswählen eines gewünschten Krümmungsradius und einer gewünschten Länge für den zu krümmenden Abschnitt der Platte;

Anordnen der Sickenerzeugungsmittel der Krümmungsformungseinrichtung an einer dem gewünschten Krümmungsradius entsprechenden Position unter Verwendung eines Mikroprozessors und Überprüfen der Position der Sickenerzeugungsmittel unter Verwendung des Mikroprozessors;

Messen der Länge der Platte, nachdem sie die Plattenformungseinrichtung verläßt, unter Verwendung des Mikroprozessors; und

Steuern der Zuführung des Blechmaterials an die Plattenformungseinrichtung auf der Grundlage der gemessenen Länge der Platte unter Verwendung des Mikroprozessors;

wobei der Mikroprozessor die Positionierung der Sickenerzeugungsmittel so steuert, daß die geformte Platte mit dem gewählten Krümmungsradius gekrümmt wird, indem:

die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel bestimmt wird,

die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel mit Daten, die in Speichermitteln gespeichert sind und sich auf verschiedene Krümmungsradien und entsprechende Sickenerzeugungsmittel-Positionen beziehen, verglichen wird, um festzustellen, ob die tatsächliche Position der Sickenerzeugungsmittel den ausgewählten Krümmungsradius ergibt, und

Bewegen der Sickenerzeugungsmittel an ihre geeignete Position, falls ihre tatsächliche Position nicht der in den Speichermitteln enthaltenen Position entspricht.