DE69712775T2

DE69712775T2 - Biegewinkelkorrekturverfahren und so hergestellte biegepresse

Info

Publication number: DE69712775T2
Application number: DE69712775T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Takada
Original assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2017-10-10
Also published as: DE69712775D1; EP0940196B1; TW358759B; WO1998018579A1; EP0940196A1; EP0940196A4; US6189364B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Biegewinkel- Korrekturverfahren zum Korrigieren des Biegewinkels eines plattenähnlichen Werkstücks, welches mittels der kooperativen Bewegung eines bewegbaren Stempels (Formstempel) und eines feststehenden Stempels (Matrize) gebogen wird gemäß der alternativen Ausführungsformen, welche in den Ansprüchen 1 und 5 definiert sind. Der bewegbare Stempel ist von einem Schlitten mit drei oder mehr Antriebsspindeln gehalten, während der feststehende Stempel gegenüberliegend zum bewegbaren Stempel gehalten ist. Die Erfindung betrifft auch eine Biegepresse für den Gebrauch des obigen Verfahrens, welches hohe Biegegenauigkeit gemäß den alternativen Ausführungsformen schafft, welche in den Ansprüchen 2 und 6 definiert sind.

Stand der Technik

Als eine solche konventionelle Biegemaschine ist die in Fig. 22 gezeigte Biegepresse 51 bekannt. In der Biegepresse 51 sind ein Schlitten 52 und ein feststehendes Bett 53, welche einander zugewandt sind, angeordnet, und ein Paar von Seitenrahmen 54, 55 sind so gebildet, um jeweils einstückig mit den Enden des feststehenden Bettes 53 zu sein. Hydraulikzylinder 56, welche auf den jeweiligen Oberenden der Seitenrahmen 54, 55 angeordnet sind, heben oder senken den Schlitten 52. An das untere Ende des Schlittens 52 ist ein Oberstempel (Formstempel) 57 angebracht. Auf die obere Fläche des feststehenden Bettes 53 ist ein Unterstempel (Matrize) 58 montiert. Ein plattenähnliches Werkstück wird zwischen diesem Oberstempel 57 und Unterstempel 58 dazwischen gelegt, und mit diesen Stempeln 57, 58 mittels Betreibens der Hydraulikzylinder 56 gepresst, so dass das Werkstück zu einem gewünschten Winkel gebogen werden kann.
Wenn ein Werkstück mit einer solchen Biegepresse 51 gebogen wird, gibt es einen Unterschied zwischen den Biegewinkeln im Zentrum und an den Enden des Werkstückes auf Grund der Durchbiegungen des Schlittens 52 und des feststehenden Bettes 53. Dieses Problem wird als ein "Bootform"-Phänomen (das heißt, eine Ausbauchung des Werkstücks in seinem Zentrum), bezeichnet. Um das Bootform-Phänomen zu vermeiden, ist in konventionellen Biegepressen ein Durchbiegungs- Kompensationsmechanismus für den Schlitten oder das Bett vorgesehen. Repräsentative Beispiele des Durchbiegungs- Kompensationsmechanismus sind ein Verwölbungsmechanismus mit Keilen, wie in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift (KOKAI) No. 2-55622 (1990) offenbart, und ein Verwölbungsmechanismus mit Hydraulikzylindern, wie in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift (KOKAI) No. 6- 55218 (1994) offenbart.
Der vorliegende Anmelder schlägt in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift (KOKAI) No. 7-265957 (1995) ein Verfahren zum Produzieren einer genauen Biegung durch genau einen Biegevorgang vor. Gemäß dieser Veröffentlichung wird der Werkstück-Biegewinkel während des Biegevorgangs an einem Punkt (vorläufiger Formstempel-Eindringpunkt) unmittelbar vor einem Soll-Biegewinkel gemessen, und ein End- Formstempeleindringpunkt wird, basierend auf diesem Messwert, Rückfederdaten und einem Verhältnis von Werkstück-Biegewinkel zu Formstempeleindringen ermittelt. Der Formstempel wird dann zum End-Formstempeleindringpunkt angetrieben, wodurch unbeeinflusst von Variationen im Werkstückmaterial hohe Biegegenauigkeit erzielt wird.
Die japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichungsschrift (KOKAI) No. 6-54416 (1994) offenbart eine Durchbiegungs- Detektoreinheit zum Detektieren der Durchbiegung des Schlittens in einer Biegepresse mit drei oder mehr Antriebsspindeln. Gemäß eines detektierten Wertes dieser Durchbiegungs-Detektoreinheit wird jede der Antriebsspindeln gesteuert.
Im Verwölbungssystem mit Keilen, wie in der japanischen Patentveröffentlichung No. 2-55622 offenbart, ist es im Hinblick auf seine Struktur schwierig, Verwölbungsänderungen zu machen, während das Werkstück unter Druck ist. Obgleich die Verwölbung während des Aufbringens von Druck auf das Werkstück im Verwölbungssystem mit Hydraulikzylindern geändert werden kann, wie in der japanischen Patentveröffentlichung No. 6-55218 offenbart, wird ein mit Verwölbung assoziierter Formstempel-Eindringbetrag nicht direkt gesteuert, sondern Hydraulikdruck alleine wird gesteuert. Somit wird ein Formstempel-Eindringbetrag von der Steuerung ermittelt, so dass der Formstempel nicht korrekt in die Matrize eingeführt werden kann.
Im Fall des Verfahrens der japanischen Patentveröffentlichung No. 7-265957, ist die Biegegenauigkeit in hohem Maße abhängig davon, ob oder ob nicht das Eindringen des Formstempels mit hoher Genauigkeit korrigiert werden kann, und es ist daher wichtig, den Formstempel-Eindringbetrag genau zu steuern. Sogar wenn das Verfahren gestaltet ist, einen mit Verwölbung assoziierten Formstempel-Eindringbetrag zu berechnen und rückzumelden, involviert es aus folgenden Gründen eine komplizierte Steuerung. Erstens, weil die Spindeln, welche Druck zum Werkstück aufbringen, von dem Verwölbungssystem im Hinblick auf den Mechanismus wie auch der Steuerungsart abweichen, sollte ein Korrekturformstempel-Eindringbetrag, welcher durch Biegewinkelmessung ermittelt wird, in unterschiedliche Steuerbeträge für die Spindeln und für das Verwölbungssystem konvertiert werden. Zweitens, die Verzögerung zwischen den Steuerbetrieben der Spindeln und des Verwölbungssystems muss in Betracht gezogen werden, was das Verfahren komplizierter macht.
In dem Verfahren, welches in der japanischen Gebrauchsmuster- Veröffentlichung No. 6-54416 offenbart ist, können Winkelfehler wie eine bootgeformte Ausbuchtung aufgrund mechanischer Durchbiegung im Verlaufe des Biegevorganges kompensiert werden. Jedoch, sogar wenn ein Formstempel- Eindringen korrekt durchgeführt werden kann, um einen gleichförmig gewünschten Biegewinkel entlang der Werkstücklänge zu produzieren, ist es unmöglich, Biegewinkel- Variationen wegen Variationen in den Eigenschaften des Werkstücks in seiner Längsrichtung zu überwinden. In anderen Worten, das Problem ungleichförmigen Biegens resultierend aus graduellen Variationen in der Dicke und plastischen Eigenschaften des Werkstücks in seiner Längsrichtung kann nicht gelöst werden.
Für ein effektives Biegen eines kurzen Werkstücks mit einer langen Biegepresse wie der in Fig. 22 gezeigten Biegepresse 51 wird gewöhnlich das sogenannte "Schrittbiege"-Verfahren genommen, dem gemäß zwei bis vier Sätze von Biegestempeln so montiert sind, um in einer lateralen Richtung der Maschine zu fluchten, und das kurze Werkstück wird schrittweise in der lateralen Richtung bewegt, um gebogen zu werden. Im Falle des Schrittbiegens kann sich eine Biegegenauigkeit verschlechtern wegen Offsetlast, der Neigung des Schlittens oder der Durchbiegung des Schlittens und der Durchbiegung des feststehenden Bettes. Um ein genaues Biegen zu erreichen, macht man sich gewöhnlich die folgenden Verfahren zu eigen. In einem Verfahren wird die Neigung des Schlittens mittels Antreiben des Schlittens mit zwei Antriebsspindeln, welche rechts und links angeordnet sind, vermieden, während die Durchbiegung des Schlittens und die Durchbiegung des Bettes mit den Hydraulikzylindern für das Verwölben kompensiert werden. Ein anderes Biegewinkel-Korrekturverfahren ist, die Neigung und Durchbiegungen mit einer Mehrzahl von Keilen zu kompensieren, welche in einer Lateralrichtung der Maschine angeordnet sind.
Wenn das Schlitten-Antriebsverfahren, welches in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift No. 7-265957 offenbart ist, zum Biegen eines kurzen Werkstücks mit einer langen Maschine, welche von zwei Antriebsspindeln angetrieben ist, verwendet wird, entsteht folgendes Problem. Im allgemeinen ist, im Vergleich zu einer kurzen Biegepresse, die lange Maschine relativ größerer Durchbiegung ausgesetzt und hat einen größeren Abstand zwischen der Position des Werkstücks und einer Formstempel-Position korrespondierend zu jeder Antriebsspindel. Wenn daher der Schlitten mit einem Wert angetrieben wird, welcher durch Konvertieren eines Korrektur-Eindringbetrages auf einer Werkstück-Positionsbasis in einen Korrekturbetrag auf einer Formstempel-Positionsbasis ermittelt wird, variiert die mechanische Durchbiegung zwischen diesen Positionen beträchtlich wegen einer Veränderung in der Belastung vor und nach dem Kompensations- Formstempeleindringen. Als Folge davon kann ein genaues Kompensations-Formstempeleindringen nicht durchgeführt werden.
Dies wird mit Bezug auf Fig. 23 ferner erklärt. Fig. 23(a) illustriert einen Fall, wo ein kurzes Werkstück W mit einer langen Maschine 61 gebogen wird, und Fig. 23(b) illustriert einen Fall, wo das gleiche Werkstück W mit einer kurzen Maschine 71 gebogen wird. In diesen Figuren repräsentiert eine durchgezogene Linie A die Durchbiegungen der Betten 62, 72 und eine durchgezogene Linie B repräsentiert die Durchbiegungen der Schlitten 63, 73 während einer Biegewinkel-Messung. Eine gestrichelte Linie A' repräsentiert die Durchbiegungen der Betten 62, 72 und eine gestrichelte Linie B' die Durchbiegungen der Schlitten 63, 73 nach einem Kompensations-Formstempeleindringen. Während im allgemeinen ein schweres Gewicht für die Schlitten (bewegbare Teile) 63, 73 unangenehm ist, sind die Betten (feststehende Teile) 62, 72 konstruiert, um größere Steifigkeit zu haben. Daher gilt die Beziehung, welche beschrieben ist mit b (die Durchbiegung des Schlittens) > a (die Durchbiegung des Bettes). Wo eine Zunahme in der Bettendurchbiegung bezeichnet ist mit Δa und eine Zunahme in der Schlitten-Durchbiegung bezeichnet ist mit Ab aufgrund Kompensations-Formstempeleindringens, gilt die Beziehung, welche mit Δb > Δa beschrieben ist. Die Summe Δa + Ab der Durchbiegungszunahme des Bettes und der Durchbiegungszunahme des Schlittens in der langen Maschine ist größer als die Summe Δa' + Δb' der Durchbiegungszunahmen in der kurzen Maschine. Das heißt, es gilt Δa + Δb > > Δa' + Δb'.
Es ist vorstellbar, dass dieses Problem durch Messen mit einem Lastmessmittel, einer Laständerung vor und nach dem Kompensations-Formstempeleindringen und Kompensieren für eine Durchbiegungs-Änderung gelöst werden kann. In diesem Fall jedoch wird die Last nach dem Kompensations- Formstempeleindringen gemessen und dann wird wieder ein Formstempel-Eindringen durchgeführt mit dem Korrekturbetrag, welcher zur Durchbiegungsänderung korrespondiert. Dies hat nicht nur eine komplizierte Steuerung, sondern auch eine verlängerte Zykluszeit zur Folge. Ferner ist ein Lastmessmittel erforderlich.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die vorhergehenden Probleme zu überwinden, und es ist daher das Primärziel der Erfindung, ein Biegewinkel-Korrekturverfahren und eine Biegepresse zu dessen Gebrauch zu schaffen, wobei das Verfahren in der Lage ist, ein einfaches Formstempel- Eindringen zu schaffen, um einen genauen Biegewinkel entlang der gesamten Werkstücklänge zu etablieren mittels einer Kombination aus Biegewinkelmessung während eines Biegevorganges und einem Mehrfachspindel-Antriebsmechanismus, so dass eine gewünschte Biegung von genau einem Biegevorgang mit hoher Genauigkeit produziert werden kann, ohne von Materialvariationen beeinflusst zu sein.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist, ein Biegewinkel- Korrekturverfahren und eine Biegepresse für dessen Gebrauch zu schaffen, wobei das Verfahren in der Lage ist, ein einfaches und präzises Formstempeleindringen zu schaffen, sogar wenn ein kurzes Werkstück mit einer langen Maschine gebogen wird, so dass eine gewünschte Biegung mittels genau eines Biegevorganges mit hoher Genauigkeit produziert werden kann, ohne von Materialvariationen beeinflusst zu sein.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung kann das vorhergehende Ziel erreicht werden mittels eines Biegewinkel- Korrekturverfahrens zur Korrektur eines Biegewinkels, wenn ein Werkstück durch die kooperative Bewegung eines bewegbaren Stempels und eines feststehenden Stempels gebogen wird, wobei der bewegbare Stempel von drei oder mehr Antriebsspindeln angetrieben wird, während der feststehende Stempel gegenüberliegend zum bewegbaren Stempel angeordnet ist, wobei der Biegewinkel des Werkstücks während des Biegevorganges gemessen wird und die Differenz zwischen einem Sollbiegewinkel und dem gemessenen Biegewinkel an mindestens drei Punkten ermittelt wird, welche die Enden und die Mitte des Werkstückes sind, und basierend auf diesen Differenzen ein Korrekturwert für den Eindringbetrag des bewegbaren Stempels an jedem zugehörigen, von Spindellast-beaufschlagtem Punkt des bewegbaren Stempels ermittelt wird.
Gemäß dem Biegewinkel-Korrekturverfahren der Erfindung wird der Biegewinkel des Werkstücks im Verlaufe des Biegevorganges gemessen und die Differenz zwischen einem Soll-Biegewinkel und dem gemessenen Biegewinkel wird an mindestens drei Positionen ermittelt. Diese drei Positionen sind die Enden und die Mitte des Werkstückes. Jeder Differenzwert wird in einen Korrekturwert für den Eindringbetrag des bewegbaren Stempels an einem "Spindellast-beaufschlagten Punkt" konvertiert, welcher die Position des bewegbaren Stempels ist, wo die Last jeder Antriebsspindel aufgebracht wird, und welcher zur Position jeder Antriebsspindel korrespondiert.
Sogar wenn das Werkstück nicht gleichförmig gebogen ist wegen der plastischen Eigenschaften oder der Dicke des Werkstückes, welche entlang der Länge des Werkstückes variiert, kann mit dieser Anordnung ein Korrektur-Eindringbetrag, welcher einen Verwölbungs-Korrekturbetrag und einen Neigungskorrektur- Betrag mit einschließt, auf der Basis eines Spindellastbeaufschlagten Punktes automatisch ermittelt werden. Somit kann eine Biegewinkel-Korrektur einfach durchgeführt werden, und ein gewünschter Biegewinkel kann genau und gleichförmig entlang der gesamten Werkstücklänge produziert werden.
Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann durch eine Biegepresse gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung implementiert sein. Diese Biegepresse biegt ein Werkstück durch die kooperative Bewegung eines bewegbaren Stempels und eines feststehenden Stempels, wobei der bewegbare Stempel von drei oder mehr Antriebsspindeln angetrieben ist, während der feststehende Stempel gegenüber liegend zum bewegbaren Stempel angeordnet ist, wobei die Biegepresse aufweist:
(a) Speichermittel zum Speichern von Werkstück- Biegebedingungen, Daten von Werkstück-Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel und Daten von Werkstück-Biegewinkel zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels;
(b) Biegewinkelmessmittel zum Messen des Werkstück- Biegewinkels während des Biegevorganges an mindestens drei Punkten, die entlang der Werkstücklänge angeordnet sind;
(c) Berechnungsmittel zum Berechnen eines jeder Antriebsspindel assoziierten vorläufigen Eindringpunktes des bewegbaren Stempels, basierend auf den Werkstück- Biegebedingungen und den im Speichermittel gespeicherten Daten über das Verhältnis von Werkstück-Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel, und zur Berechnung eines mit jedem Winkelmesspunkt assoziierten Korrektur-Eindringbetrages des bewegbaren Stempels, basierend auf dem Biegewinkel des Werkstückes, welcher von dem Biegewinkel-Messmittel gemessen wird, wenn jeder vorläufige Eindringpunkt erreicht worden ist, und basierend auf den Daten über das Verhältnis des Werkstück-Sollbiegewinkels zu Rückfederwinkel und den Daten über das Verhältnis des Werkstück-Biegewinkels zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels, welche im Speichermittel gespeichert sind;
(d) Interpolationsmittel zum Ermitteln eines mit jedem Spindellast-beaufschlagten Punkt des bewegbaren Stempels assoziierten End-Eindringpunktes des bewegbaren Stempels, durch Interpolation aus den vom Berechnungsmittel berechneten Korrektur-Eindringbeträgen; und
(e) Stempelantriebsmittel zum Antreiben des bewegbaren Stempels, bis jeder Spindellast-beaufschlagte Punkt des bewegbaren Stempels seinen End-Eindringpunkt erreicht, nachdem der bewegbare Stempel angetrieben worden ist, bis jeder Spindellast-beaufschlagte Punkt seinen vorläufigen Eindringpunkt erreicht. Gemäß der Biegepresse der Erfindung wird, wenn ein Biegevorgang durchgeführt wird, ein vorläufiger Eindringpunkt des bewegbaren Stempels berechnet, basierend auf Werkstückbiegebedingungen, Daten über das Verhältnis von Werkstück-Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel, und Daten über das Verhältnis von Werkstück-Biegewinkel zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels, welche im Speichermittel gespeichert sind. Dann wird der bewegbare Stempel zu diesem vorläufigen Eindringpunkt von dem Stempelantriebsmittel angetrieben, und an dieser Position misst das Biegewinkel-Messmittel den Werkstückbiegewinkel an mindestens drei Punkten des Werkstückes, welche entlang der Werkstücklänge angeordnet sind. Basierend auf den gemessenen Biegewinkeln, den Daten über das Verhältnis von Werkstücksollbiegewinkel zu Rückfederwinkel und den Daten über das Verhältnis von Werkstück-Biegewinkel zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels wird ein Korrektur- Eindringbetrag für den bewegbaren Stempel, welcher an dem vorläufigen Eindringpunkt positioniert ist, ermittelt. Aus diesem Korrektur-Eindringbetrag wird ein End-Eindringpunkt für jeden Spindellast-beaufschlagten Punkt des bewegbaren Stempels durch Interpolation ermittelt. Danach wird der bewegbare Stempel zu dem somit ermittelten End-Eindringpunkt angetrieben, wodurch der Biegevorgang vervollständigt ist. Sogar wenn die Biegeposition des Werkstücks lateral abweicht, kann mit dieser Anordnung ein korrektes Eindringen des bewegbaren Stempels so durchgeführt werden, um einen genauen Soll-Biegewinkel entlang der Werkstücklänge zu produzieren, indem nur genau eine Biegewinkel-Messung während des Biegevorganges gemacht wird. Als Folge davon kann in einer kurzen Zeit ein Hochgenauigkeits-Biegevorgang durchgeführt werden.
Vorzugsweise berechnet das Interpolationsmittel den End- Eindringpunkt für jeden Spindellastbeaufschlagten Punkt, basierend auf einem Verwölbungs-Korrekturwert und einem Neigungs-Korrekturwert. Der Verwölbungs-Korrekturwert wird ermittelt aus der Durchbiegungsdifferenz des Bettes zum Abstützen des feststehenden Stempels, wobei die Durchbiegungs-Differenz die Differenz in der Durchbiegung zwischen der zum Werkstückzentrum zugehörigen Bettposition und einer Linie ist, welche die Bettpositionen verbindet, die zu den Werkstückenden korrespondieren. Der Neigungs- Korrekturwert wird ermittelt aus dem Verwölbungs- Korrekturwert und der Durchbiegungs-Differenz zwischen den Bettpositionen, welche zu den Werkstückenden korrespondieren.
Das Biegewinkel-Messmittel ist so montiert, dass es in Längsrichtung des Bettes entlang Schienen bewegbar ist. Die Schienen sind an der Vorderseite und/oder Rückseite des Bettes zum Abstützen des feststehenden Stempels verlegt. Dies erlaubt es, einen Biegewinkel an beliebigen Positionen in einer Längsrichtung des Werkstückes genau zu messen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Biegewinkel-Korrekturverfahren zur Korrektur eines Biegewinkels geschaffen, wenn ein kurzes Werkstück mit der Biegelänge, welche viel kürzer als die Länge einer Biegemaschine ist, durch die kooperative Bewegung eines bewegbaren Stempels und eines feststehenden Stempels gebogen wird, wobei der bewegbare Stempel von drei oder mehr Antriebsspindeln angetrieben wird, während der feststehende Stempel gegenüberliegend zum bewegbaren Stempel angeordnet ist, wobei der Biegewinkel des Werkstückes während des Biegevorganges gemessen wird, und die Differenz zwischen einem Soll-Biegewinkel und dem gemessenen Biegewinkel an mindestens einem Punkt entlang der Länge des Werkstückes ermittelt wird, und basierend auf der Differenz ein Korrekturwert für den mit jedem Spindellast-beaufschlagten Punkt des bewegbaren Stempels assoziierten Eindringbetrag des bewegbaren Stempels ermittelt wird.
Gemäß dem obigen Biegewinkel-Korrekturverfahren der Erfindung wird, wenn ein kurzes Werkstück mit einer Biegelänge, welche viel kürzer als die Länge einer Biegemaschine ist, gebogen wird, der Biegewinkel des Werkstücks während des Biegevorganges gemessen und die Differenz zwischen einem Soll-Biegewinkel und dem gemessenen Biegewinkel wird ermittelt an mindestens einer Position, welche in Längsrichtung des Werkstücks angeordnet ist. Diese Differenz wird in einen Korrekturwert für den Eindringbetrag des bewegbaren Stempels an jedem Spindellast-beaufschlagten Punkt konvertiert. Sogar wenn ein kurzes Werkstück mit einer langen Biegepresse gebogen wird, kann mit dieser Anordnung ein Fehler in dem Korrektureindringen des bewegbaren Stempels nach der Winkelmessung so minimiert werden, dass für das Eindringen eine Hochgenauigkeits-Kompensation gewährleistet werden kann.
Das Verfahren des dritten Aspektes kann von einer Biegepresse gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung implementiert werden. Die Biegepresse ist konstruiert, um ein kurzes Werkstück mit der Biegelänge, welche viel kürzer als die Länge der Biegepresse ist, zu biegen durch die kooperative Bewegung eines bewegbaren Stempels und eines feststehenden Stempels, wobei der bewegbare Stempel von drei oder mehr Antriebsspindeln angetrieben wird, während der feststehende Stempel gegenüberliegend zum bewegbaren Stempel angeordnet ist, wobei die Biegepresse aufweist:
(a) Speichermittel zum Speichern von Werkstück- Biegebedingungen, Daten über das Verhältnis von Werkstück- Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel und Daten über das Verhältnis von Werkstück-Biegewinkel zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels;
(b) Biegewinkel-Messmittel zum Messen des Werkstück- Biegewinkels während des Biegevorganges an mindestens einem Punkt, der entlang der Werkstücklänge angeordnet ist;
(c) Berechnungsmittel zum Berechnen eines mit jeder Antriebsspindel assoziierten vorläufigen Eindringpunktes des bewegbaren Stempels, basierend auf den Werkstück-Bedingungen und den im Speichermittel gespeicherten Daten über das Verhältnis von Werkstück-Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel, und zur Berechnung eines mit jedem Winkelmesspunkt assoziierten Korrektur-Eindringbetrages des bewegbaren Stempels, basierend auf dem Biegewinkel des Werkstücks, welcher von dem Biegewinkel-Messmittel gemessen ist, wenn jeder vorläufige Eindringpunkt erreicht worden ist, und basierend auf den Daten über das Verhältnis von Werkstück- Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel und den Daten über das Verhältnis von Werkstück-Biegewinkel zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels, welche im Speichermittel gespeichert sind;
(d) Interpolationsmittel zum Erreichen eines mit jedem Spindellast-beaufschlagten Punkt des bewegbaren Stempels assoziierten End-Eindringpunktes des bewegbaren Stempels durch Interpolation aus den vom Berechnungsmittel berechneten Korrektur-Eindringbeträgen; und
(e) Stempelantriebsmittel zum Antreiben des bewegbaren Stempels, bis jeder Spindellast-beaufschlagte Punkt des bewegbaren Stempels seinen End-Eindringpunkt erreicht, nachdem der bewegbare Stempel angetrieben worden ist, bis jeder Spindellast-beaufschlagte Punkt seinen vorläufigen Eindringpunkt erreicht.
Gemäss der Biegepresse der Erfindung wird, wenn ein kurzes Werkstück mit einer Biegelänge, welche viel kürzer als die Länge einer Biegemaschine ist, gebogen wird, ein vorläufiger Eindringpunkt für den bewegbaren Stempel berechnet, basierend auf Werkstück-Biegebedingungen, Daten über das Verhältnis von Werkstück-Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel und Daten über das Verhältnis von Werkstück-Biegewinkel zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels, welche im Speichermittel gespeichert sind. Dann wird der bewegbare Stempel zu seinem vorläufigen Eindringpunkt vom Stempelantriebsmittel angetrieben, und an dieser Position misst das Biegewinkel-Messmittel den Biegewinkel des Werkstücks an mindestens einem Messpunkt auf dem Werkstück, welcher entlang der Länge des Werkstücks angeordnet ist. Basierend auf diesem gemessenen Biegewinkel, den Daten über das Verhältnis von Werkstück-Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel und den Daten über das Verhältnis von Werkstück-Biegewinkel zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels wird ein Korrektur-Eindringbetrag für den bewegbaren Stempel, welcher an dem vorläufigen Eindringpunkt positioniert ist, ermittelt. Aus diesem Korrektur- Eindringbetrag wird ein End-Eindringpunkt für jeden Spindellast-beaufschlagten Punkt des bewegbaren Stempels durch Interpolation ermittelt. Danach wird der bewegbare Stempel zu dem somit ermittelten End-Eindringpunkt angetrieben, wobei der Biegevorgang vervollständigt ist. Sogar wenn ein kurzes Werkstück mit einer langen Biegepresse mittels zum Beispiel Schrittbiegens gebogen wird, kann mit dieser Anordnung ein Fehler im Korrektur-Eindringen des bewegbaren Stempels nach der Winkelmessung minimiert werden, indem nur eine Biegewinkel-Messung während eines Biegevorganges gemacht wird, so dass eine Hochgenauigkeits- Kompensation für das Eindringen gewährleistet werden kann. Folglich kann ein Hochgenauigkeits-Biegen in einer kurzen Zeit ausgeführt werden. Wenn das kurze Werkstück eine Biegelänge von zum Beispiel etwa 500 mm oder weniger hat, tritt gewöhnlich eine bootförmige Ausbuchtung nicht auf, aber der Biegewinkel des Werkstücks kann an seinem rechten Ende und an seinem linken Ende wegen Materialvariationen variieren. Daher ist es vorteilhaft, eine Biegewinkelmessung an zwei Punkten (am rechten Ende und am linken Ende) zu machen. Wenn eine Biegelänge 100 mm oder weniger ist, ist die Differenz zwischen den Biegewinkeln am rechten Ende und am linken Ende kein Problem und daher ist eine Messung an nur einem Messpunkt genug. Wie oben beschrieben, wird die Zahl der Messpunkte vorzugsweise nach der Biegelänge bestimmt. Die Anzahl von Antriebsspindeln und ihren Positionen können von der maximalen Biegelänge bestimmt sein, welche von der Biegepresse erreichbar ist. Der Abstand zwischen benachbarten Antriebsspindeln und die Steifigkeit des Schlittens und des Bettes sollten zusätzlich so bestimmt sein, um nicht eine bootförmige Ausbuchtung wegen der Durchbiegung des Bettes oder Schlittens zwischen den Spindellast-beaufschlagten Punkten zu verursachen.
Vorzugsweise berechnet das Interpolationsmittel den End- Eindringpunkt für jeden Spindellast-beaufschlagten Punkt durch lineare Interpolation der Korrektur-Eindringbeträge des bewegbaren Stempels, die zugehörig sind zu den Winkelmesspunkten, welche sich an dem rechten Ende und an dem linken Ende des Werkstückes befinden. Alternativ berechnet das Interpolationsmittel den End-Eindringpunkt basierend auf Durchbiegungskurven, welche von den Maschinen- Durchbiegungsdaten ermittelt werden.
Das Biegewinkel-Messmittel ist so montiert, dass es entlang Schienen in Längsrichtung des Bettes bewegbar ist. Die Schienen sind an der Vorderseite und/oder Rückseite des Bettes zum Abstützen des feststehenden Stempels verlegt. Dies erlaubt es, einen Biegewinkel an willkürlichen Positionen entlang der Werkstücklänge genau zu messen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Biegepresse gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Biegepresse gemäß der ersten Ausführungsform.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems der Biegepresse gemäß der ersten Ausführungsform.
Fig. 4 ist ein Flussdiagramm eines Biegeprozesses gemäß der ersten Ausführungsform.
Fig. 5 ist ein Schaubild, welches ein Verhältnis von Biegewinkel zu Eindringbetrag zeigt.
Fig. 6 ist ein Flussdiagramm eines Vorgangs zur Berechnung einer vorläufigen Untergrenze jeder Antriebsspindel.
Fig. 7 ist ein Diagramm, welches die geometrische Beziehung zwischen einer Matrize, einem Werkstück und einem Formstempel beim Biegen an Luft zeigt.
Fig. 8 illustriert schematisch die deformierte Konfiguration jedes Teils.
Fig. 9 illustriert schematisch eine Gleichung, welche zur Berechnung der Bett-Durchbiegung verwendet wird.
Fig. 10 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Interpolieren einer End-Untergrenze jeder Antriebsspindel.
Fig. 11 illustriert schematisch den Inhalt einer Arithmetikoperation zur Berechung eines Bett- Durchbiegungsbetrages.
Fig. 12 illustriert schematisch den Inhalt einer Arithmetikoperation zur Berechnung eines Messpunktes.
Fig. 13 illustriert schematisch den Inhalt einer Arithmetikoperation zur Berechnung eines Verwölbungsbetrages aus Korrekturbeträgen.
Fig. 14 illustriert schematisch den Inhalt einer Arithmetikoperation zur Berechnung eines Verwölbungs- Korrekturbetrages für jeden Spindellast-beaufschlagten Punkt.
Fig. 15 illustriert schematisch den Inhalt einer Arithmetikoperation zur Berechnung eines Neigungsbetrages, welcher einen Verwölbungs-Korrekturbetrag und einen Neigungs- Korrekturbetrag mit einschließt, für jeden Spindellastbeaufschlagten Punkt.
Fig. 16 illustriert schematisch den Inhalt einer Arithmetikoperation zur Berechnung eines Korrekturbetrages für jeden Spindellast-beaufschlagten Punkt.
Fig. 17 illustriert ein anderes Interpolationsbeispiel zum Ermitteln einer End-Untergrenze.
Fig. 18 ist eine Vorderansicht einer Biegepresse gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 19 ist ein Flussdiagramm eines Interpolations-Prozesses zum Ermitteln einer End-Untergrenze jeder Antriebsspindel gemäß der zweiten Ausführungsform.
Fig. 20 illustriert schematisch den Inhalt einer Arithmetikoperation zum Ermitteln eines Bett- Durchbiegungsbetrages gemäß der zweiten Ausführungsform.
Fig. 21 illustriert schematisch den Inhalt einer Arithmetikoperation zum Ermitteln eines Korrekturbetrages für einen Spindellast-beaufschlagten Punkt gemäß der zweiten Ausführungsform.
Fig. 22 ist eine Ansicht einer Biegepresse nach dem Stand der Technik.
Fig. 23a und 23b zeigen zum Vergleich die Zustände eines kurzen Werkstückes, wenn es von einer langen Maschine gebogen wurde und wenn es von einer kurzen Maschine gebogen wurde.

Bester Modus zur Ausführung der Erfindung

Mit Bezug auf die Zeichnung werden Biegewinkel- Korrekturverfahren und Biegepressen für deren Gebrauch gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht und Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Biegepresse, welche gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist. Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, welches die Struktur eines Steuersystems zeigt, welches in der Biegepresse dieser Ausführungsform eingebaut ist.
Die Biegepresse der vorliegenden Ausführungsform weist auf ein feststehendes Bett 1 und einen Schlitten 2, welches gegenüberliegend zu dem Bett 1 angeordnet ist und so angetrieben ist, um sich anzuheben und abzusenken. Eine Matrize (Unterstempel) 4 mit einer V-Nut ist oben auf dem Bett 1 mittels eines Matrizenhalters 3 gestützt, während ein Formstempel (Oberstempel) 5 an der Unterseite des Schlittens 2 mittels eines Formstempelhalters 6 so angeordnet ist, um der Matrize 4 zugewandt zu sein.
Ein Paar von Seitenrahmen 7, 8 ist an den jeweiligen Enden des Bettes 1 einstückig angeordnet und ein Halterahmen 9 ist so angeordnet, um das jeweilige obere Ende der Seitenrahmen 7, 8 zu verbinden. Der Halterahmen 9 hat eine Mehrzahl von Schlitten-Antriebseinheiten (vier Einheiten in dieser Ausführungsform) 10a bis 10d1 welche daran angebracht sind. Der Schlitten 2 ist mit den jeweiligen unteren Enden der Schlitten-Antriebseinheiten 10a bis 10d so verbunden, um auf und ab bewegbar zu sein. Der Schlitten 2 wird von dem Betrieb der Schlitten-Antriebseinheiten 10a bis 10d angehoben oder abgesenkt, wodurch ein Werkstück W, welches zwischen dem Formstempel 5 und der Matrize 4 eingesetzt ist, gebogen wird.
AC-Servomotoren 11a bis 11d sind hinter den Schlitten- Antriebseinheiten 10a bis 10d als ihre Antriebsquellen angeordnet. Die Antriebskräfte der AC-Servomotoren 11a bis 11d werden auf Kugelumlaufspindeln 13 übertragen, welche mit dem Schlitten 2 durch Synchronriemen 12 gekuppelt sind. Die Kugelumlaufspindeln 13 wandeln die Drehantriebskräfte in Vertikal-Arbeitskräfte um, welche dann auf das Werkstück W als Druckkraft aufgebracht werden.
Die Position des Schlittens 2 in einer Vertikalrichtung wird von Linearkodierern (Inkremental-Kodierern) 14a bis 14d detektiert, welche an den Positionen korrespondierend zu den Positionen der Antriebs-Spindeln der Schlitten- Antriebseinheiten 10a bis 10d angeordnet sind. Die Erfassungsdaten dieser Kodierer werden an eine NC-Vorrichtung 19a eingegeben. Gemäß der Vertikalposition des Schlittens 2 an den Positionen (nachfolgend bezeichnet als "Spindellastbeaufschlagte Punkte") korrespondierend zu den jeweiligen Positionen der Antriebsspindeln sind die Servomotoren 11a bis 11d durch Servoverstärker 15a bis 15d geregelt, und Bremsen, welche an die Motorwellen der Servomotoren 11a bis 11d angebracht sind, sind von einer Maschinensteuerung (Folgesteuerung) gesteuert. Die Linearkodierer 14a bis 14d werden von einem Korrekturträger 17 gehalten, welcher aufweist zwei Seitenplatten, welche neben den Seitenrahmen 7, 8 positioniert sind, und einen Balken zum Verbinden dieser rechten Seitenplatte und linken Seitenplatte. Aufgrund dieser Anordnung sind die Linearkodierer 14a bis 14d von der Deformation der Seitenrahmen 7, 8 wegen Laständerungen unbeeinflusst und können die absolute Position des Schlittens 2 an jedem Spindellast-beaufschlagten Punkt messen. Es wird darauf hingewiesen, dass Kodierer (Absolut-Kodierer) 18a bis 18d an den Motorwellen der Servomotoren 11a bis 11d angebracht sind, um die jeweiligen vorliegenden Positionen der Servomotoren 11a bis 11d zu detektieren. Mit den Detektionsdaten der Kodierer 18a bis 18d werden die Servo- Verstärker 15a bis 15d gesteuert.
Eine Steuereinheit 20, welche eine NC-Vorrichtung 29 zum Steuern der Schlitten-Antriebseinheiten 10a bis 10d und die Maschinensteuerung (Folgesteuerung) aufweist, ist an der Seite eines Hauptkörper-Rahmens der Biegepresse angebracht. Ein Betriebspaneel 21, welches eine Tastatur zum Eingeben von Biegeprozess-Daten etc., eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen unterschiedlicher Daten und Schalter aufweist, ist von dem Halterahmen 9 durch einen Schwenkarm 22 abgesetzt. Es ist auch ein Fußschalter 23 vorgesehen, welcher an der Unterseite des Hauptkörperrahmens mit dem Fuß bedienbar ist.
Es gibt drei Winkelmesseinheiten 25 auf sowohl der Vorderseite wie der Rückseite des Bettes 1 (sechs Messeinheiten 25 insgesamt), um entlang lateral sich erstreckender Linearführungen 26 bewegbar zu sein. Jede Winkelmesseinheit 25 weist auf: Eine Schlitz-Lichtquelle 26, welche ein lineares Lichtbild auf die Außenfläche des dem Biegen ausgesetzten Werkstückes W projiziert, und eine CCD- Kamera 27 zum Empfangen dieses linear projizierten Lichtbildes. Das von der CCD-Kamera 27 empfangene Bild wird in einer Biegewinkel-Berechnungseinheit 28 verarbeitet, um den Biegewinkel des Werkstückes W zu ermitteln. Das Ergebnis der Arithmetikoperation wird in die NC-Vorrichtung 29 eingegeben.
Biegeprozess-Daten wie Stempelinformationen (z. B. der Radius der Spitze des Formstempels, Formstempelhöhe, Matrizenhöhe, Matrizen-V-Nutbreite, Matrizen-V-Nutwinkel und Schulterradius der Matrizen-V-Nut), Werkstückinformationen (z. B. Material, Zugfestigkeit, Dicke) und Biegebedingungen (z. B. Biegewinkel, die Biegelänge, Biegepositions-Exzentrizität) werden in die NC-Vorrichtung 29 eingegeben. Es ist eine Biegebedingungs-Eingabeeinheit 30 vorgesehen zum Eingeben von Messbedingungen, wie zum Beispiel (i) wie viele Grade dem Winkel, bei dem eine Biegewinkel-Messung gemacht werden soll, zu einem Sollwinkel fehlen und (ii) wie weit jeder Messpunkt von beiden Enden des Werkstückes in einer lateralen Richtung entfernt ist. Gemäß den der Biegebedingungs-Eingabeeinheit 30 eingegebenen Daten wird der Ort jedes Messpunktes in einer Lateralrichtung in einer Messpunkt-Berechnungseinheit 31 berechnet. Basierend auf dem Ergebnis der Arithmetikoperation, welche von der Einheit 31 durchgeführt wird, wird jede Winkelmesseinheit 25 an eine spezifizierte Position bewegt.
Die NC-Vorrichtung 29 weist auf (i) eine Mess-/Akzeptanz- Bedingungs-Setzsektion 32, (ii) eine Biegewinkel-vs.- Eindringbetrag-Datensektion 33, (iii) eine Rückfeder- Datensektion 34, (iv) eine Akzeptanz-Beurteilungssektion 35, (v) eine Eindringbetrag-Berechnungssektion 36, (vi) eine Spindelbasis-Eindringbetrag-Berechnungssektion (Interpolations-Betriebssektion) 37, (vii) eine Biegewinkelvs.-Eindringbetrag-Datenaktualisierungssektion 38 und (viii) eine Rückfeder-Daten-Aktualisierungssektion 39. Gemäß den Biegebedingungsdaten, welche von der Biegebedingungs- Eingabeeinheit 30 eingegeben sind, setzt die Mess-/Akzeptanz- Bedingungs-Setzsektion 32 Messpunkte; Daten wie zum Beispiel Messprozessorder und Toleranz; Abtastbedingungen (zum Beispiel die Zahl von Abtastzeiten und Abtastwinkel) zum Aktualisieren einer Datenbasis; und Akzeptanzbedingungen für Biegewinkel. Die Biegewinkel-vs.-Eindringbetrag-Datensektion 33 registriert Daten über das Verhältnis von Biegewinkel zu Eindringbetrag eines bewegbaren Stempels für der Schlitten 2. Die Rückfeder-Dateneinheit 34 registriert Daten über das Verhältnis von Soll-Biegewinkel und Rückfederwinkel. Die Akzeptanz-Beurteilungssektion 35 beurteilt, ob die Biegegenauigkeit eines fertiggestellten Werkstückes auf der Basis von Daten akzeptabel ist, welche von der Biegewinkel- Berechnungseinheit 28 gesendet sind. Die Eindringbetrag- Berechnungssektion 36 berechnet einen vorläufigen Bewegbarer- Stempel-Eindringpunkt (Untergrenze), welcher mit jeder Antriebsspindel des Schlittens 2 gemäß den Daten von der Biegebedingungseingabe-Einheit 30 assoziiert ist, und berechnet einen Korrektur-Bewegbarer-Stempel-Eindringbetrag, der mit jedem Messpunkt assoziiert ist, gemäß den Daten von der Biegewinkel-vs.-Eindringbetrag-Datensektion 33, der Rückfeder-Datensektion 34, der Biegebedingungs-Eingabeeinheit 30 und der Biegewinkel-Berechnungseinheit 28. Die Spindelbasis-Eindringbetrag-Berechnungssektion 37 berechnet einen End-Bewegbarer-Stempel-Eindringbetrag, der mit jedem Spindellast-beaufschlagten Punkt assoziiert ist, gemäß Daten von der Eindringbetrag-Berechnungssektion 36. Die Sektion 37 gibt das Ergebnis der Arithmetikoperation an die Schlitten- Antriebseinheiten 10a bis 10d aus. Die Biegewinkel-vs.- Eindringbetrag-Datenaktualisierungssektion 38 speichert zeitweise Daten von der Biegewinkel-Berechnungseinheit 28, gibt neue oder aktualisierte Daten in die Biegewinkel-vs.- Eindringbetrag-Datensektion 33 aus und führt das Setzen von Arithmetik-Operationsformen und Berechnung von Koeffizienten durch. Die Rückfederdaten-Aktualisierungssektion 39 speichert zeitweise Daten von der Biegewinkel-Berechnungseinheit 28, gibt neue oder aktualisierte Daten in die Rückfeder- Datensektion 34 aus und führt das Setzen von Arithmetik- Operationsformen und Berechnung von Koeffizienten durch.
Nun wird auf das Flussdiagramm von Fig. 4 Bezug genommen, um einen Biegeprozess gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu beschreiben.
Schritte A bis B: Es wird eine Beurteilung gemacht, um zu überprüfen, ob der Biegewinkel-Messmodus gewählt ist (Schritt A). Wenn er nicht gewählt ist, wird der Biegevorgang im üblichen Modus durchgeführt (Schritt B), und dann ist der Ablauf beendet. Andererseits, wenn der Biegewinkel-Messmodus gewählt ist, fährt das Programm mit Schritt C fort. Ob oder ob nicht der Biegevorgang in dem Biegewinkel-Messmodus durchgeführt werden soll, wird durch Drücken eines externen Schalters vom Bediener bestimmt.
Schritte C bis E: Biegebedingungen wie zum Beispiel Werkstück-Informationen (Material, Biegelinien-Länge, Biegewinkel etc.), Stempelinformationen (Stempelhöhe, V- Nutenbreite, V-Nutenwinkel, Formstempel-Radius etc.), und Maschineninformationen (Steifigkeit, Geschwindigkeits- Spezifikation, Hubspezifikation etc.) werden von der Biegebedingungs-Eingabeeinheit 30 zugeführt (Schritt C). Dann werden die Längsposition und der gesetzte Status jeder Biegewinkel-Messeinheit 25, welche Biegewinkel- Messbedingungen sind, gesetzt (Schritt D). Gemäss der Biegebedingungen und Messbedingungen wird die Längsposition jeder Biegewinkel-Messeinheit 25 berechnet (Schritt E).
Schritt F: Eine vorläufige Untergrenze für jede Antriebs- Spindel, das heißt, eine Untergrenze, bei der eine Biegewinkel-Messung gemacht werden soll, wird berechnet.
Diese Arithmetik-Operation wird später im Detail mit Bezug auf das Flussdiagramm von Fig. 6 beschrieben.
Schritte 6 bis J: Die NC-Vorrichtung 29 wird in Betrieb gesetzt (Schritt G). Mit dem Start des Betriebs der NC- Vorrichtung 29 wird jede Biegewinkel-Messeinheit 25 zu einer Position bewegt, welche durch Berechnung ermittelt worden ist. Dann wird das Werkstück W zwischen dem Oberstempel 5 und der Matrize 4 platziert (Schritt H) und die Antriebsspindeln werden zu ihren jeweiligen vorläufigen Untergrenzpositionen bewegt, um das Biegen durchzuführen (Schritt I). Danach wird eine Winkelmessung von den Winkelmesseinheiten 25 gemacht, wenn die Antriebsspindeln an diesen vorläufigen Untergrenzpositionen sind, wobei das Ergebnis der Messung angezeigt wird (Schritt J).
Schritte K bis L: Es wird dann bestimmt, ob oder ob nicht all die Messwinkel kleiner sind als der Wert A, welcher mit der folgenden Gleichung ermittelt wird: A = Sollbiegewinkel (WA) - Rückfederwinkel (SB) + Koeffizient (hier ist der Koeffizient ein Wert wie zum Beispiel eine Toleranz). In anderen Worten, es wird bestimmt, ob der Schlitten 2 eine End-Untergrenzposition erreicht hat. Wenn entschieden ist, dass die End-Untergrenzposition nicht erreicht worden ist, wird ein Korrektur-Formstempel-Eindringbetrag für jeden Winkelmesspunkt berechnet. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird dieser Korrektur-Formstempel-Eindringbetrag von einer Biegewinkel-vs.-Eindringbetragkurve als (D&sub0;-D&sub1;) ermittelt, wenn der Messwinkel FA ist. Diese Kurve wird gemäß Biegebedingungen angelegt und zuvor registriert. Diese Berechnung zum Erzielen eines Korrektur-Formstempel- Eindringbetrages wird für jeden Winkelmesspunkt durchgeführt.
Schritt M: Eine End-Untergrenze für jede Antriebsspindel wird durch Interpolation vom Korrektur-Formstempel-Eindringbetrag, welcher mit jedem Winkelmesspunkt assoziiert ist, ermittelt.
Die Details dieser Interpolation werden mit Bezug auf das Flussdiagramm von Fig. 10 später beschrieben.
Schritte N bis P: Wenn all die Messwinkel den Wert A = Sollbiegewinkel (WA) - Rückfederwinkel (SB) + Koeffizient erreichen, wird der Schlitten 2 angehoben (Schritt N) und es wird dann bestimmt, ob die Biegegenauigkeit überprüft werden soll (Schritt 0). Wenn die Überprüfung nicht gemacht wird, ist der Ablauf beendet. Andererseits, wenn die Überprüfung gemacht wird, wird eine Biegewinkelmessung gemacht, und die Messwerte werden angezeigt (Schritt P). In diesem Fall ist es vorteilhaft, eine Winkelmessung mit dem leichtgeklammerten Werkstück W zu machen, um das Werkstück daran zu hindern, herunterzufallen, was zu einem Fehler in der Winkelmessung führt, wenn der Schlitten 2 in der Aufwärtsbewegung ist.
Schritte Q bis S. Es wird bestimmt, ob die Messwinkel innerhalb des zulässigen Bereiches sind (Schritt Q), und wenn dies zutrifft, ist der Ablauf beendet. Wenn die Messwinkel nicht in dem zulässigen Bereich liegen, wird der Biegevorgang als fehlerhaft betrachtet und es wird dann entschieden, ob eine Zwangs-Untergrenzkorrektur gemacht wird (Schritt R). Ist dies der Fall, wird die End-Untergrenze korrigiert (Schritt S) und der Ablauf ist beendet. Ist dies nicht der Fall, wird der Ablauf ohne die Korrektur beendet. Es ist zu bemerken, dass die End-Untergrenzkorrektur derart gemacht wird, dass ein Korrektur-Formstempeleindringbetrag aus dem Verhältnis von Biegewinkel zu Eindringbetrag, wie in Fig. 5 gezeigt, ermittelt wird, und die End-Untergrenze jeder Antriebsspindel durch die später beschriebene Interpolation ermittelt wird.
Mit Blick auf Fig. 6 wird nun der Berechnungsprozess einer vorläufigen Untergrenze, welche mit jeder Stempel- Antriebsspindel assoziiert ist (das heißt Schritt F im Flussdiagramm der oben beschriebenen Fig. 4) beschrieben.
Schritt F1: Zuerst wird der Eindringbetrag GR der Spitze des Formstempels ermittelt, gemäß Werkstückmaterial MAT, Werkstückdicke WT, Fertigprodukt-Sollwinkel WA, Rückfederwinkel SB, Innerer Biegeradius FR während der Entstehung, Formstempel-Spitzenradius PR, Matrizen-V-Nut- Breite DV, Matrizen-V-Nut-Winkel DA, und Matrizen-V- Schulterradius DR. Diese Daten sind Eingabe- Biegeprozessdaten, welche mit Verformbarkeits-Faktoren assoziiert sind. Der Formstempel-Spitzeneindringbetrag GR wird einheitlich aus der folgenden Gleichung ermittelt, basierend auf Werkstück-Material MAT, Werkstückdicke WT, Fertigprodukt-Sollwinkel WA, Formstempel-Spitzenradius PR und Matrizen-V-Nutbreite DV.
GR = f (MAT, WT, WA, PR, DV)
Es ist zu bemerken, dass die Funktion f im voraus mittels Experimenten oder Simulationen bestimmt wird.
Schritt F2: Ein Soll-Biegewinkel FA' zum Durchführen einer Winkelmessung wird berechnet. Dieser Sollbiegewinkel FA' ist durch die folgende Gleichung gegeben.
FA' = WA - SB + AA
In dieser Gleichung repräsentiert AA, wie viele Grade der Winkel, bei dem eine Biegewinkelmessung gemacht wird, vom Sollbiegewinkel entfernt ist.
F3: Ein Formstempel-Eindringbetrag PEI (s. Fig. 7: der Betrag PEI ist das Eindringen des Formstempels, welches ausschließlich für das Formen einer Biegung erforderlich ist) wird aus der folgenden Gleichung berechnet.
PEI = (g - h) · tan(90º - FA'/2) -i -j
In dieser Gleichung sind g, h, i und j wie folgt definiert.
g = DV / 2 + DR · tan (90º - DA/ 2)/2
h = (DR + WT) · sin (90º - FA'/2)
i = (DR + WT) · cos (90º - FA'/2) - DR
j = FR · (1/ cos(90º - FA'/2) -1)
Daher wird der Formstempel-Eindringbetrag PE in Abhängigkeit von Verformbarkeits-Faktoren berechnet aus:
PE = PEI + GR
Schritte F4 bis F5: Um den Formstempel-Eindringbetrag PE einschließlich mechanischer Faktoren zu ermitteln, ist der Deformationsstatus jedes Teils, wie in Fig. 8 gezeigt, modelliert, und eine Untergrenzposition wird auf folgende Art ermittelt, wobei die mechanische Deformation berücksichtigt wird, welche auftritt, wenn eine Last aufgebracht wird. Konkret werden Daten zu Formstempelhöhe PH, Matrizenhöhe DH, Werkstückbiegelänge WL und Werkstückbiegeposition WPP durch die Biegebedingungs-Eingabeeinheit 30 eingegeben, zusätzlich zu den oben erwähnten Verformbarkeits-Faktoren. Gemäß der Daten werden der Versatz EUT des Schlittens 2 wegen Last, der Versatz EL des Bettes 1 wegen Last, und ein Durchbiegungsbetrag DLi (i = 1, 2,3, 4) an jedem Spindellastbeaufschlagten Punkt des Bettes 1 ermittelt. Von diesen mechanischen Faktoren sind der Versatz EUT des Schlittens 2 und der Versatz EL des Bettes 1 wegen der Last besonders bedeutend.
Ein Bett-Durchbiegungsbetrag DLi wird ermittelt durch Multiplizieren eines Biege-Durchbiegungsbetrags YBi und eines Scher-Durchbiegungsbetrages YSi an jedem Spindellastbeaufschlagten Punkt mit einem Differenzialkoeffizient DLCOR, welcher experimentell ermittelt wird. Es ist zu beachten, dass diese Durchbiegungsbeträge YBi und YSi Werte sind, welche ermittelt werden, wenn gleichverteilte Last auf dem Endhaltebalken aufgebracht wird. Der Biegedurchbiegungs- Betrag YBi und der Scherdurchbiegungsbetrag YSi werden auf folgende Art ermittelt.
Es wird angenommen, dass der Abstand vom Punkt A zum Spindellast-beaufschlagten Punkt durch AXP, wie in Fig. 9 gezeigt, repräsentiert ist.
(1) Wo der Spindellast-beaufschlagte Punkt zwischen dem Punkt A und dem Punkt C (0 ≤ AXP < LA) positioniert ist:
YB = -(RA/6 · AXP3 +C1 · AXP)/(E · I)
YS = K · RA · AXP/(G · A)
(2) Wo der Spindellast-beaufschlagte Punkt zwischen dem Punkt C und dem Punkt D (LA < - AXP < LB) positioniert ist:
YB = -(RA/6 · AXP3 - WQ/24 · (AXP - LA)&sup4; + C1 · AXP)/(E · I)
YS = (HA · AXP - WQ/2 · (AXP - LA)) · K/(G · A)
(3) Wo der Spindellast-beaufschlagte Punkt zwischen dem Punkt D und dem Punkt B (LB < - AXP < LL) positioniert ist:
YB = -(HA/6 · AXP3 - WBF/6 · (AXP - LE)³ + C5 · AXP + C6)/ (E · I)
YS = (RA · AXP - WBF · (AXP - LE)² · K/(G · A)
Dem gemäß wird der Durchbiegungsbetrag DLi an dem Spindellast-beaufschlagten Punkt i, welcher experimentell ermittelt wird, aus der folgenden Gleichung berechnet:
DLi = (YB + YS) · DLCOR
wobei YB ein Biegedurchbiegungs-Betrag ist; Ys ein Scherdurchbiegungs-Betrag; E ein Vertikal-Elastizitätsmodul ist; G ein Lateral-Elastizitätsmodul ist; I ein Flächen- Trägheitsmoment ist; A eine Querschnittsfläche ist; RA eine Reaktionskraft am Punkt A ist; WQ eine Last pro Längeneinheit; WBF eine Gesamtlast ist; C1, C5 und C6 Konstanten sind; und K eine Scherspannungs-Rate ist.
Die Konstanten C1, C5 und C6 sind durch die folgenden Gleichungen gegeben.
C1 = (ZZ + C5 · (LB - LL))/LB
C5 = (WBF/2 · (LB - LE)² - WBF/6 · (LB - LA)² + ZZ/LB) · LB/LL
C6 = WBF/6 · (LL - LE)³ - RA/6 · LL³ - C5 · LL
Es ist zu bemerken, dass ZZ = WBF/24 · (LB - LA)³ - WBF/6 · (LB - LE)³ + WBF/6 · (LL - LE)³ - RA/6 · LL³.
Der Differential-Koeffizient DLCOR der Durchbiegung des Bettes 1, der Versatz EUT des Schlittens 2, der Versatz EL des Bettes 1 können aus einer empirischen Formel gut ermittelt werden, welche durch Biegebedingungen, welche durch Experimente oder Simulationen gegeben sind, einheitlich bestimmt ist.
Schritt F6: Somit ist eine Untergrenze DPTi für jede Antriebsspindel berechnet. In dem in Fig. 8 gezeigten Fall ist ein Sollwert DPT3 für den dritten Spindellastbeaufschlagten Punkt durch die folgende Gleichung beschrieben.
DPT3 = PH + DH - PE - EUT - EL - DL3
Desgleichen werden die zur ersten, zweiten und vierten Spindel zugehörigen Untergrenzen arithmetisch berechnet.
Auf Fig. 10 wird Bezug genommen, um Schritt M des Flussdiagramms von Fig. 4 zu beschreiben, das heißt, ein Prozess zur Berechnung durch Interpolation einer End- Untergrenze für jede Stempel-Antriebsspindel.
Schritt M1: Der Durchbiegungsbetrag des Bettes an jedem Messpunkt wird, basierend auf der Biegelast BF, ermittelt, welche zu der Zeit der Berechnung einer vorläufigen Untergrenze ermittelt worden ist (s. Fig. 11). Zum Beispiel wird der Durchbiegungs-Betrag CWXC des Bettes an der Position korrespondierend zum Zentrum des Werkstückes durch die folgende Berechnung ermittelt. Ein Durchbiegungs-Betrag YB wegen Biegens am Werkstück-Zentrum wird beschrieben durch:
YB = - (RA/6 · WPXC³ + C1 · WPXC)/(E · IZ).
Ein Durchbiegungsbetrag YS wegen Scherkraft am Werkstückzentrum wird beschrieben durch:
YS = (RA · WPXC - WQ/2 · (WPXC - LA)²) · K/(G · A).
Daher ist der Bett-Durchbiegungsbetrag CWXC gegeben durch:
CWXC = YB + YS = -(RA/6 · WPXC³ + C1 · WPXC)/(E · IZ) + (RA · WPXC - WQ/2 · (WPXC - LA)²) · K/(G · A)
wobei WQ Biegelast pro Längeneinheit ist;
RA eine Reaktionskraft am linken Ende des Bettes ist;
IZ ein Flächen-Trägheitsmoment ist;
E ein Vertikal-Elastizitätsmodul ist;
G ein Lateral-Elastizitätsmodul ist; und
K, A, C1 andere Konstanten sind.
Gleichermaßen werden ein Bett-Durchbiegungsbetrag CWXL an der Position, welche zum linken Werkstückende korrespondiert, und ein Bett-Durchbiegungsbetrag CWXR an der Position, welche zum rechten Werkstückende korrespondiert, ermittelt. Hierbei ist der Sollbiegewinkel FA' für das Bewegen zur vorläufigen Untergrenze proximal zum Sollbiegewinkel (WA - SB) für das End-Formstempeleindringen und daher ist die Biegelast- Differenz zwischen ihnen vernachlässigbar.
Die Positionen der Messpunkte werden durch Berechnung der jeweiligen Distanzen vom linken Ende des Bettes 1 zu den Werkstückenden und zum Werkstück-Zentrum ermittelt (s. Fig. 12). Wo der Abstand zwischen den Bett-Stützpunkten LL ist, die Exzentrizität der Biegeposition WPP ist und die Biegelänge des Werkstückes WL ist, werden die Positionen dieser Messpunkte durch die folgenden Gleichungen berechnet.
(1) Das Werkstückzentrum
WPXC = LL/2 + WPP
(2) Das linke Ende des Werkstückes
WPXL = WPXC - WL/2
(3) Das rechte Ende des Werkstücks
WPXR = WPXC + WL/2
Schritt M2: Gemäß der oben beschriebenen Korrektur- Eindringbeträge wird die Differenz CWPCH zwischen dem Korrektur-Eindringbetrag HSTC, welcher mit dem Werkstück- Zentrum assoziiert ist, und der Linie, welche den Korrektur- Eindringbetrag HSTL, welcher mit dem linken Ende des Werkstücks assoziiert ist, und den Korrektur-Eindringbetrag HSTR, welcher mit dem rechten Ende des Werkstücks assoziiert ist, verbindet, ermittelt, indem die folgende Gleichung verwendet wird (s. Fig. 13). Hierbei sind HSTL, HSTR, HSTC Korrektur-Formstempeleindringbeträge bei den Winkelmesspunkten.
CWPCH = HSTC - (WPXC - WPXL) · (HSTR - HSTL)/(WPXR - WPXL) - HSTL
Gemäß den Bett-Durchbiegungsbeträgen an den Messpunkten, welche aus der Biegelast berechnet worden sind, wird die Differenz CWXCH zwischen dem Bett-Durchbiegungsbetrag CWXC am Werkstückzentrum und dem Bett-Durchbiegungsbetrag CWXL, welcher mit dem linken Ende des Werkstücks assoziiert ist, und dem Bett-Durchbiegungsbetrag CWXR, welcher mit dem rechten Ende des Werkstücks assoziiert ist, wie durch die folgende Gleichung beschrieben, ermittelt (s. Fig. 11).
CWXCH = CWXC - (WPXC - WPXL) · (CXWXR - CWXL)/(WPXR - WPXL) - CWXL
Schritt M3: Basierend auf den Bett-Durchbiegungsbeträgen infolge der Biegelast, am Zentrum des Bettes und an den Spindellast-beaufschlagten Punkten, welche zur Zeit der Berechnung der Sollposition berechnet worden sind, wird das Verhältnis zwischen CWPCH und CWXCH, welche in Schritt M2 ermittelt worden sind, in einem Verwölbungs-Korrekturwert für jeden Spindellast-beaufschlagten Punkt konvertiert (s. Fig. 14). Zum Beispiel ist ein Verwölbungs-Korrekturbetrag CWHH1 für den ersten Spindellast-beaufschlagten Punkt repräsentiert durch CWHH1 = DL1 · CWPCH/CWXCH - CWHHL, wobei der Bett- Durchbiegungsbetrag infolge der Biegelast an dem ersten Spindellast-beaufschlagten Punkt mit DL1 gekennzeichnet ist. Hierbei ist CWHHL ein Korrektur-Koeffizient, welcher anzeigt, dass ein Korrekturwert auf der Basis des Messpunktes auf dem linken Werkstückende ermittelt ist, und aus der folgenden Gleichung berechnet wird.
CWHHL = CWXL · CWPCH/CWXCH
Mit anderen Antriebsspindeln assoziierte Korrekturbeträge werden auf ähnliche Art ermittelt. Die verallgemeinerte Gleichung lautet wie folgt.
CWHHi = DLi · CWPCH / CWXCH - CWHHL (i = 1, 2,3, 4)
Schritt M4: Ein mit jedem Ende des Werkstücks assoziierter Korrekturwert, von dem sein korrespondierender Verwölbungskorrekturwert subtrahiert worden ist, wird durch die folgenden Gleichungen berechnet, wodurch ein Neigungsbetrag einschließlich des Verwölbungs- Korrekturbetrages ermittelt wird (s. Fig. 15).
CWHTL = HSTL - CWXL · CWPCH/CWXCH
CWHTR = HDTR - CWXR · CWPCH/CWXCH
Schritt M5: Ein Neigungsbetrag CAKKi für jeden Spindellastbeaufschlagten Punkt wird aus der folgenden Gleichung, basierend auf dem Ergebnis der in Schritt M4 durchgeführten Arithmetikoperation, ermittelt (s. Fig. 15).
CAKKi = (APPi - APPl) · (CWHTR - CWHTL)/(WPXR - WPXL) - CAKKL
(i = 1, 2, 3, 4)
CAKKL ist ein Korrektur-Koeffizient, welcher anzeigt, dass ein Korrekturwert auf der Basis des Messpunktes auf dem linken Ende des Werkstücks ermittelt ist, und welcher aus der folgenden Gleichung berechnet wird.
CAKKL = (WPXL - APPl) · (CWHTR - CWHTL)/(WPXR - WPXL) - CAKKL
Auf diese Art kann ein Neigungs-Korrekturbetrag für jeden Spindellast-beaufschlagten Punkt ermittelt werden.
Schritt M6: Um einen Korrektur-Formstempel-Eindringbetrag für jeden Spindellast-beaufschlagten Punkt zu ermitteln, werden der in Schritt M3 ermittelte Verwölbungs-Korrekturbetrag und der in Schritt M5 ermittelte Neigungs-Korrekturbetrag summiert, und der Korrekturbetrag HSTL für die zum linken Ende des Werkstücks korrespondierende Position wird zu der Summe addiert (s. Fig. 16). Dies wird durch die folgende Gleichung beschrieben.
DPSHi = HSTL + CWHHi + CAKKi (i = 1, 2,3, 4)
Schritt M7: Der Korrektur-Formstempeleindringbetrag wird von der vorläufigen Untergrenze jeder Antriebsspindel subtrahiert, wie von der folgenden Gleichung beschrieben, um die End-Untergrenze DPTLi zu ermitteln. Der Grund, warum eine Subtraktion durchgeführt wird, ist, dass die End-Untergrenze DPTLi auf dem unteren Ende basiert.
DPTLi = DPTi - DPSHi (i = 1, 2,3, 4)
Sogar wenn, gemäß der ersten Ausführungsform, die Biegeposition lateral außerhalb des Zentrums ist, wird ein Korrekturwert einschließlich eines Verwölbungs- Korrekturwertes und eines Neigungs-Korrekturwertes automatisch während eines Biegevorganges berechnet, indem nur genau eine Winkelmessung gemacht wird. Daher kann eine Biegewinkel-Korrektur einfach durchgeführt werden und ein gleichförmiges Hochgenauigkeits-Biegen kann entlang der gesamten Länge eines Werkstücks in einer kurzen Zeit durchgeführt werden.
In der ersten Ausführungsform wird eine End-Untergrenze durch Interpolation, basierend auf den Durchbiegungskurven der Maschine, ermittelt. Es ist jedoch möglich, HSTL, HSTR und HSTC durch Interpolation mit einer Kurve zweiten Grades, wie in Fig. 17 gezeigt, oder durch lineare Interpolation mit einer geraden Linie zu erzielen.
Während die Biegepresse der ersten Ausführungsform sechs Winkelmesseinheiten, und spezieller drei Einheiten an jeder Seite des Bettes, aufweist, können ein oder zwei Winkelmess- Einheiten auf jeder Seite vorgesehen sein. In diesem Fall sind die Winkelmess-Einheiten in der Längsrichtung des Werkstücks wie in der ersten Ausführungsform bewegbar, so dass eine Messung an drei Werkstückpunkten gemacht werden kann. In Fällen, wo Winkelmessungen nur auf genau einer Seite der Außenfläche des gebogenen Werkstücks auf Grund einiger Bedingungen gemacht werden können, wird das Ergebnis der auf der messbaren Seite ausgeführten Messungen verdoppelt, wodurch ein End-Biegewinkel ermittelt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird zur Korrektur eine Winkelmessung an drei Punkten gemacht, welche das rechte Ende, das linke Ende und das Werkstückzentrum sind. Die Korrektur kann durch Messen eines Biegewinkels an vier oder mehr deutlich spezifizierten Messpunkten ausgeführt werden. In diesem Fall werden die Korrekturbeträge ähnlich dem Fall, wo eine Messung an drei Punkten gemacht wird, ermittelt. Im speziellen wird ein Verwölbungs-Korrekturbetrag ermittelt durch Berechnen der Differenz, auf einer Korrektur- Betragsbasis, zwischen der Linie, welche die mit dem rechten Ende des Werkstücks und dem linken Ende des Werkstücks assoziierten Punkte und jeden Messpunkt, welcher zwischen diesen Endpunkten positioniert ist, verbindet. Ein Neigungsbetrag wird von den Korrektur-Beträgen ermittelt, welche mit dem rechten Ende und dem linken Ende assoziiert sind, und ein Gesamtwinkel-Korrekturbetrag wird von dem mit dem linken Ende assoziierten Korrektur-Betrag ermittelt.

Zweite Ausführungsform

Fig. 18 zeigt eine Vorderansicht der Biegepresse, welche gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist. Diese Ausführungsform wird für Fälle angewendet, wo ein kurzes Werkstück mit einer Biegelänge gebogen wird, welche viel kürzer als die Länge der Biegemaschine ist. Es gibt zwei Paare von Winkelmesseinheiten 25. Sie sind so angeordnet, um entlang einer Linearführung 25a bewegbar zu sein. Die Biegepresse der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich in der Struktur von der ersten Ausführungsform bis auf den obigen Punkt nicht. Daher wird eine detaillierte Beschreibung der Funktionen und Teile, welche zu der ersten Ausführungsform identisch sind, weggelassen.
In dieser Ausführungsform ist Schritt M des in Fig. 4 gezeigten Flussdiagramms, welcher der Schritt zum Erzielen der End-Untergrenze jeder Antriebsspindel durch Interpolation ist, gemäß der in Fig. 19 gezeigten Prozedur durchgeführt.
M'1: Wie in Fig. 20 und 21 gezeigt, wird ein mit jedem Spindellast-beaufschlagten Punkt assoziierter Korrektur- Eindringbetrag DPSHi aus den Korrektur-Eindringbeträgen HSTL, HSTR für die Messpunkte am rechten Ende des Werkstücks W und am linken Ende des Werkstücks W durch lineare Interpolation ermittelt, wobei die folgende Gleichung verwendet wird.
DPSHi = HSTL - (WPXL - APPi) · (HSTR- HSTL)/(WPXR - WPXL)
(i = 1, 2, 3, 4)
Schritt M'2: Der Korrektur-Eindringbetrag wird von der vorläufigen Untergrenze jeder Antriebsspindel subtrahiert, wie durch die folgende Gleichung beschrieben, um die End- Untergrenze DPTLi zu erzielen. Der Grund, warum die Subtraktion durchgeführt wird, ist, dass die End-Untergrenze DPTLi auf dem unteren Ende basiert.
DPTLi = DPTi - DPSHi
(i = 1, 2, 3, 4)
Sogar wenn, gemäß der zweiten Ausführungsform, ein kurzes Werkstück mit einer langen Biegepresse durch zum Beispiel Schrittbiegen gebogen wird, kann eine Biegewinkel-Messung während eines Biegevorganges gemacht werden, und basierend auf gemessenen Biegewinkeln kann ein Korrektur- Formstempeleindringen mit den Schlitten-Antriebseinheiten 10a bis 10d mit drei oder mehr Antriebsspindeln ausgeführt werden, wodurch ein Biegevorgang vervollständigt wird. Mit dieser Anordnung kann ein Fehler im Korrektur- Formstempeleindringen minimiert werden und in einer kurzen Zeit kann ein Hochgenauigkeits-Biegevorgang durchgeführt werden.
In der zweiten Ausführungsform wird eine Biegewinkelmessung an zwei Punkten, am rechten Ende des Werkstücks und am linken Ende des Werkstücks, gemacht. Wo jedoch die Biegelänge des Werkstücks kurz ist, (zum Beispiel 100 mm oder weniger), kann eine Biegewinkel-Messung an genau einem Punkt gemacht werden, welcher das Werkstück-Zentrum ist. In diesem Fall wird die mit jedem Spindellast-beaufschlagten Punkt assoziierte End-Untergrenze von dem Korrektur-Eindringbetrag HSTC ermittelt, wobei die folgende Gleichung verwendet wird.
DPTLi = DPTi - HSTC
(i = 1, 2, 3, 4)
Während die zweite Ausführungsform mit einem Konzept beschrieben worden ist, in dem zwei Winkelmesseinheiten auf jeder Seite des Bettes angeordnet sind (vier Einheiten insgesamt), kann dort genau eine Winkelmesseinheit auf jeder Seite vorgesehen sein. In diesem Fall sind die Winkelmesseinheiten in der Längsrichtung des Werkstücks wie in der zweiten Ausführungsform bewegbar und eine Messung kann an genau einem oder zwei Punkten des Werkstücks gemacht werden. In Fällen, wo Winkelmessungen auf nur einer Seite der Außenfläche des gebogenen Werkstücks auf Grund von einigen Bedingungen gemacht werden können, wird das Ergebnis der auf der messbaren Seite ausgeführten Messungen verdoppelt, wodurch ein End-Biegewinkel ermittelt wird.
In der ersten und zweiten Ausführungsform weist jede Winkelmesseinheit eine Schlitz-Lichtquelle und eine CCD- Kamera auf. Im Falle eines solchen Typs können Winkelmesseinheiten oder andere Kontakttypen oder elektrostatische Kapazitätstypen verwendet werden.
Während jede der Antriebsquellen für den Schlitten einen AC- Servomotor und Kugelumlaufspindel in der ersten und zweiten Ausführungsform aufweisen, können Antriebsquellen einschließlich einer Hydraulikeinheit und Zylindern verwendet werden.
Die erste und die zweite Ausführungsform sind mit vier Schlitten-Antriebsspindeln beschrieben worden, es ist offensichtlich, dass die Erfindung auf Maschinen mit drei Antriebsspindeln oder fünf oder mehr Antriebsspindeln angewendet werden kann.

Claims

1. Biegewinkelkorrekturverfahren zur Korrektur eines Biegewinkels, wenn ein Werkstück (W) durch die Relativbewegung eines bewegbaren Stempels (5) und eines feststehenden Stempels (4) gebogen wird, wobei der bewegbare Stempel (5) von drei oder mehr Antriebsspindeln angetrieben wird, während der feststehende Stempel (4) gegenüberliegend zum bewegbaren Stempel (5) angeordnet ist, wobei der Biegewinkel des Werkstückes (W) während des Biegebetriebes gemessen wird und die Differenz zwischen einem Soll-Biegewinkel und dem gemessenen Biegewinkel an mindestens drei Stellen gewonnen wird, welche die Enden und die Mitte des Werkstückes (W) sind, und basierend auf den Differenzen ein Korrekturwert für den Eindringbetrag des bewegbaren Stempels (5) an jeder zugehörigen vom Spindeldruck beaufschlagten Stelle des bewegbaren Stempels (5) gewonnen wird.

2. Biegepresse zum Biegen eines Werkstückes (W) durch die Relativbewegung eines bewegbaren Stempels (5) und eines feststehenden Stempels (4), wobei der bewegbare Stempel (5) von drei oder mehr Antriebsspindeln angetrieben wird, während der feststehende Stempel (4) gegenüberliegend zum bewegbaren Stempel (5) angeordnet ist, wobei die Biegepresse aufweist:

a) Speichermittel zum Speichern von Werkstück- Biegebedingungen, Daten von Werkstück-Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel und Daten von Werkstückbiegewinkel zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels;

b) Biegewinkelmessmittel (25) zum Messen des Werkstückbiegewinkels während des Biegebetriebs an mindestens drei Punkten, die längs des Werkstücks angeordnet sind;

c) Berechnungsmittel (36) zum Berechnen eines vorläufigen Eindringpunktes des bewegbaren Stempels für jede Antriebsspindel, basierend auf den Werkstückbiegebedingungen und den im Speichermittel gespeicherten Daten von Werkstück- Sollbiegewinkel zu Rückfederwinkel, und zur Berechnung eines Korrektur-Eindringbetrages des bewegbaren Stempels (5) für jeden Winkelmesspunkt, basierend auf dem Biegewinkel des Werkstücks (W), welcher von den Biegewinkelmessmitteln (25) gemessen wird, wenn jeder vorläufige Eindringpunkt erreicht worden ist, und basierend auf den Daten des Werkstücksollbiegewinkels zu Rückfederwinkel und den Daten des Werkstückbiegewinkels zu Eindringbetrag des bewegbaren Stempels, welche im Speichermittel gespeichert sind;

d) Interpolationsmittel (37) zum Gewinnen eines Endeindringpunktes des bewegbaren Stempels (5) für jede vom Spindeldruck beaufschlagte Stelle des bewegbaren Stempels (5) durch Interpolation aus den Korrektur-Eindringbeträgen, die vom Berechnungsmittel berechnet werden; und

e) Stempelantriebsmittel (10a-10d) zum Antreiben des bewegbaren Stempels (5), bis jede vom Spindeldruck beaufschlagte Stelle des bewegbaren Stempels (5) ihren Endeindringpunkt erreicht, nachdem der bewegbare Stempel angetrieben worden ist, bis jede Spindeldruck beaufschlagte Stelle ihren vorläufigen Eindringpunkt erreicht hat.

3. Biegepresse nach Anspruch 2, wobei das Interpolationsmittel den Endeindringpunkt für jede Spindeldruck beaufschlagte Stelle, basierend auf einem Verwölbungskorrekturwert und einem Neigungskorrekturwert, berechnet, wobei der Verwölbungskorrekturwert gewonnen wird aus der Durchbiegungsdifferenz des Bettes zum Abstützen des feststehenden Stempels, wobei die Durchbiegungsdifferenz die Differenz in der Durchbiegung zwischen der zur Werkstückmitte zugehörigen Bettposition und einer Linie ist, welche die Bettpositionen verbindet, die den Werkstückenden zugeordnet sind, wobei der Neigungskorrekturwert gewonnen wird aus dem Verwölbungskorrekturwert und der Durchbiegungsdifferenz zwischen den den Werkstückenden zugeordneten Bettpositionen.

4. Biegepresse nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Biegewinkelmessmittel so montiert ist, dass es längs Schienen in Längsrichtung des Bettes bewegbar ist, wobei die Schienen an der Vorderseite und/oder Rückseite des den feststehenden Stempel abstützenden Bettes verlegt sind.

5. Biegewinkelkorrekturverfahren zur Korrektur eines Biegewinkels, wenn eine kurzes Werkstück (W) mit einer Biegelänge, welche viel kürzer als die Länge einer Biegemaschine ist, gebogen wird durch die Relativbewegung eines bewegbaren Stempels (5) und eines feststehenden Stempels (4), wobei der bewegbare Stempel (5) von drei oder mehr Antriebsspindeln angetrieben wird, während der feststehende Stempel (4) gegenüberliegend zum bewegbaren Stempel (5) angeordnet ist, wobei der Biegewinkel des Werkstückes (W) während des Biegebetriebes gemessen wird und die Differenz zwischen einem Soll-Biegewinkel und dem gemessenen Biegewinkel an mindestens einer Stelle entlang der Länge des Werkstückes (W) gewonnen wird, und basierend auf der Differenz ein Korrekturwert für den Eindringbetrag des bewegbaren Stempels (5) an jeder Spindeldruck beaufschlagten Stelle des bewegbaren Stempels (5) gewonnen wird.

6. Biegepresse zum Biegen eines kurzen Werkstückes (W) mit einer Biegelänge, welche viel kürzer als die Länge der Biegepresse ist, durch die Relativbewegung eines bewegbaren Stempels (5) und eines feststehenden Stempels (4), während der bewegbare Stempel (5) mittels drei oder mehr Antriebsspindeln angetrieben wird, wobei der feststehende Stempel (4) gegenüberliegend zum bewegbaren Stempel (5) angeordnet ist, wobei die Biegepresse aufweist:

b) Biegewinkelmessmittel (25) zum Messen des Werkstückbiegewinkels während des Biegebetriebs an mindestens einer Stelle, die längs des Werkstücks angeordnet ist;

7. Biegepresse nach Anspruch 6, wobei das Interpolationsmittel den Endeindringpunkt für jede Spindeldruck beaufschlagte Stelle berechnet durch lineare Interpolation der Korrektur- Eindringbeträge des bewegbaren Stempels, die zugehörig sind zu den Winkelmesspunkten, welche sich an dem rechten und dem linken Ende des Werkstückes befinden.

8. Biegepresse nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Biegewinkelmessmittel so montiert ist, dass es längs Schienen in Längsrichtung des Bettes bewegbar ist, wobei die Schienen an der Vorderseite und/oder Rückseite des den feststehenden Stempel abstützenden Bettes verlegt sind.