DE69823773T2 - Method and machine for automatic bending of sheet metal parts - Google Patents
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Description
BEREICH DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Biegen von Metallblechen durch eine Biegepresse mit einer wechselseitigen Biegeform und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren einer Vorrichtung zum automatischen Biegen von Metallblechen entsprechend den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 4 bzw. 5, die vielseitige Anwendungsformen haben, insbesondere zum automatischen Biegen von dünnen Metallblechen, wobei es möglich ist, eine Anzahl von Biegungen auf das gleiche Blech in extrem kurzen Zeitintervallen auszuführen; Totzeiten, die bei herkömmlichen Biegepressen durch das Aufnehmen eines Metallbleches und das Abgeben des Bleches nach dem Biegen auftreten, werden hierdurch vermieden.The The present invention relates to the bending of metal sheets by a bending press with a reciprocal bending form and relates in particular to a method of a device for automatic Bending metal sheets according to the preambles of claims 1, 4 or 5, which have versatile applications, in particular for automatic Bending thin Metal sheets, where possible is a number of bends on the same sheet in extremely short To execute time intervals; Dead times with conventional Bending presses by picking up a metal sheet and dispensing of the sheet occur after bending, thereby avoided.
STAND DER TECHNIKSTATE OF TECHNOLOGY
Vorrichtungen zum automatischen, durch einen Roboter ausgeführten Biegen von Metallblechmaterial, d. h. Biegepressen, werden in mehreren Ausführungen verwendet und sind in früheren Dokumenten vorgeschlagen worden, z. B. in der US-A-4,594,870, EP-A-0 555 908 und EP-A-0 742 054.devices for automatic bending of sheet metal material performed by a robot, d. H. Bending presses, are used in several designs and are in earlier Documents have been proposed, for. In US-A-4,594,870, EP-A-0 555,908 and EP-A-0 742 054.
Alle diese automatischen Biegevorrichtungen sehen generell die Verwendung eines einzelnen Roboters oder einer Automatikvorrichtung vor, um das jeweilige Aufnehmen eines Bleches, das Biegen und das Abgeben des gleichen gebogenen Stückes auszuführen, wobei alle Biegearbeiten während eines Arbeitszyklus in einer einzelnen Phase mit Hilfe eines einzelnen Roboters oder Manipulators ausgeführt werden.All These automatic bending devices generally see use a single robot or an automatic device before the respectively picking up a sheet, bending and delivering the sheet to perform the same bent piece, wherein all bending works during a work cycle in a single phase with the help of a single Robot or manipulator are executed.
Z. B. wird in der EP-A-0 472 054 des Anmelders die Verwendung eines kartesischen Roboters angeregt, der mehrere angetriebene Achsen aufweist, um eine Biegepresse zu steuern; mit Hilfe eines speziellen Rechenalgorithmus kann das Greifelement des Roboters dem Blech während der Biegearbeiten folgen, wobei kontinuierlich die Position von Greifelementen als Funktion der Bewegung eines Formelements der gleichen Biegepresse gesteuert wird, die kontinuierlich durch einen entsprechenden Sensor detektiert wird.Z. For example, in EP-A-0 472 054 of the applicant, the use of a Cartesian robot excited, the several driven axles to control a bending press; with the help of a special Calculation algorithm, the gripping element of the robot can the sheet during the Bending work to follow, where continuously the position of gripping elements as a function of the movement of a formula element of the same press brake is controlled continuously by a corresponding sensor is detected.
Jedoch können mit den Robotern bzw. Vorrichtungen gemäss dem Stand der Technik nur Bleche mit entsprechend hohem Gewicht und großen Ausmaßen bearbeitet werden, wobei eine Grenze für kleine Bleche, z. B. mit Dimensionen einiger hundert Millimeter oder wenig größer, bis zu Werkstücken, die eine Greifkante von etwa 50 mm haben, erreicht wird.however can with the robots or devices according to the prior art only Sheets are processed with correspondingly high weight and large dimensions, with a limit for small ones Sheets, z. B. with dimensions of a few hundred millimeters or little bigger, up to workpieces, which have a gripping edge of about 50 mm is reached.
Daher werden beim Biegen von Blechmaterial kleiner Größe üblicherweise manuelle Arbeiten erforderlich, sodass die Verwendung eines konventionellen Roboters oder einer automatischen Biegevorrichtung im Hinblick auf den gesamten Arbeitszyklus nicht von Vorteil ist. Tatsächlich benötigten die Arbeiten zum Handhaben des Werkstückes, insbesondere zum Aufnehmen des Metallbleches und zum Freigeben dieses gebogenen Werkstückes, eine vergleichsweise längere Zeit als die, die zum Ausführen der Biegearbeiten benötigt wird, mit der Folge langer Totzei ten für die Presse bei dem Aufnehmen eines neuen Metallbleches und dem Abgeben des gebogenen Werkstückes.Therefore Usually, manual work is done when bending sheet metal of small size required, allowing the use of a conventional robot or an automatic bending device with regard to the whole Working cycle is not beneficial. In fact, the works needed to be managed of the workpiece, in particular for receiving the metal sheet and releasing it bent workpiece, a comparatively longer one Time than the ones to run the Bending work needed becomes, with the result of long Totzei th for the press in the recording a new metal sheet and the delivery of the bent workpiece.
Die US-A-5,345,806 stellt den nächsten Stand der Technik entsprechend dem unabhängigen Anspruch 5 dar; in der US-A-5,345,806 werden zwei verschiedene Manipulatoren verwendet, die unterschiedliche Niveaus in ihrer Funktion aufweisen. Alle Biegearbeiten werden durch den Hauptmanipulator ausgeführt; es sind keine separaten und integrierten Biegearbeiten durch die Haupt- und Hilfsmanipulatoren entsprechend der US-A-5,345,806 möglich.The US-A-5,345,806 presents the closest the technique according to independent claim 5; in the US-A-5,345,806 uses two different manipulators, have different levels of function. All bending work are executed by the main manipulator; they are not separate and integrated bending work by the main and auxiliary manipulators according to US-A-5,345,806 possible.
AUFGABEN DER ERFINDUNGTASKS OF INVENTION
Spezielle Recherchen zeigten, dass es notwendig ist, eine sehr breitbandige Marktanforderung bei dem Biegen von Werkstücken mit kleinen Dimensionen zu erfüllen, was früher nur wenig berücksichtigt wurde, und automatische Biegevorrichtungen anzugeben, die eine starke ökonomische Alternative zu der manuellen Arbeit bei einer Biegepresse und einem konventionellen Roboter darstellen.Specific Research showed that it is necessary to have a very broadband Market requirement for bending workpieces with small dimensions to fulfill, what used to be considered only a little was to specify and automatic bending devices that provide a strong economic Alternative to the manual work with a bending press and a represent conventional robot.
Daher ist es eine generelle Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum automatischen Biegen von Metallblechen oder ganz generell Blechmaterial anzugeben, mit der die oben genannten Anforderungen erfüllt werden können.Therefore It is a general object of the present invention to provide a device for automatic bending of sheet metal or in general sheet metal indicate that the above requirements are met can.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum automatischen Biegen von Blechmaterial mit Hilfe einer Vorrichtung anzugeben, mit der jeder Typ einer Presse leicht gesteuert werden kann, sodass die Handhabungsarbeiten der Werkstücke in überdeckender Weise und ohne Totarbeitszeiten für die Presse vorgenommen werden können, sodass die Arbeiten zum Aufnehmen eines zu biegenden Werkstückes und zum Abgeben des gebogenen Werkstückes in dem gleichen Biegezyklus erfolgen können, bei dem die Presse arbeitet.A Another object of the present invention is a method for automatically bending sheet material by means of a device specify with which each type of press can be easily controlled, so that the handling of the workpieces in a covering manner and without Dead working hours for the press can be made so that the work for picking up a workpiece to be bent and for dispensing the bent workpiece in the same bending cycle that the press is operating.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGSHORT DESCRIPTION THE INVENTION
Die obigen Aufgaben können mit Hilfe eines Verfahrens zum automatischen Biegen eines Blechmaterials entsprechend dem Anspruch 1 und 4 bzw. für eine automatische Vorrichtung entsprechend dem Anspruch 5 gelöst werden.The above objects can be achieved by means of a method for automatically bending a sheet material according to claims 1 and 4 or for an automatic device according to the Claim 5 are solved.
Gemäss der Erfindung weist die Vorrichtung erste und zweite unabhängige Manipulatoren auf, z. B. anthropomorphische Roboter, die längs eines linearen Weges bewegbar sind, wobei jeder Roboter einen gelenkigen Arm mit einem Greifelement aufweist, der eine Anzahl von Drehachsen und Steuereinrichtungen definiert, die esjedem der beiden Manipulatoren ermöglichen, sich unabhängig voneinander längs des Bewegungsweges parallel zu der Vorderseite der Biegepresse zu bewegen und den unterschiedlichen Bewegungen eines Metallbleches während der Biegearbeiten zu folgen, anschließend die Schritte des gesamten Arbeitszyklus auszuführen, der zwischen den beiden Manipulatoren aufgeteilt und nacheinander ausgeführt wird.According to the invention the device has first and second independent manipulators, e.g. B. anthropomorphic robots that move along a linear path each robot having an articulated arm with a gripping element comprising a number of axes of rotation and control means defined, which allow each of the two manipulators, independent along each other the movement path parallel to the front of the press move and the different movements of a metal sheet while to follow the bending work, then the steps of the whole Execute the duty cycle, the split between the two manipulators and executed one after the other.
Wie oben erwähnt, ist beim Biegen von Paneelen oder Metallblechen mit kleinen Dimensionen die Zeit zum Aufnehmen eines Metallbleches und zum Abgeben des gebogenen Werkstückes im Wesentliche gleich der Zeit des effektiven Arbeitszyklus für die klein-dimensionierten Bleche, wobei die Zeit zum Aufnehmen eines Bleches und zum Freigeben des gebogenen Werkstückes im Wesentlichen gleich dem effektiven Arbeitszyklus der Presse ist, und zwar ebenso angesichts der Tatsache, dass nur einige Biegearbeiten üblicherweise auf Bleche mit kleinen Dimensionen ausgeführt werden.As mentioned above, is when bending panels or metal sheets with small dimensions the Time to pick up a metal sheet and to give the bent one workpiece essentially equal to the time of the effective duty cycle for the small-sized ones Sheets, whereby the time to pick up a sheet and to release the bent workpiece is substantially equal to the effective duty cycle of the press, and also in the light of the fact that only a few bending work usually be carried out on sheets with small dimensions.
Dank der Verwendung von zwei unabhängigen und selektiv zu betreibenden Manipulatoren mit integrierten Arbeitszyk-len, die geeignet über eine einzelne Biegepresse gesteuert werden, wird die Zeit zum Aufnehmen und zum Abgeben eines Werkstückes ausgeblendet, sodass die Biegepresse immer in einer Biegebereitschaft gehalten wird; Totzeiten werden dadurch vermieden.thanks the use of two independent and selectively operated manipulators with integrated work cycles, the suitable over a single press brake is controlled, the time to record and for dispensing a workpiece hidden, so that the bending press always in a bending readiness is held; Dead times are avoided.
Gemäss einem Merkmal der vorliegenden Erfindung wird der Zyklus zum Biegen eines Bleches als einzelne Arbeit ausgeführt, die zwischen zwei Manipulatoren aufgeteilt oder durch die Manipulatoren sequentiell ausgeführt wird, sodass dann, wenn der erste Manipulator ein Blech aufnimmt und eine Biegearbeit ausführt, z. B. eine erste von zwei Biegearbeiten, der zweite Manipulator das bereits gebogene Werkstück freigibt und eine stand-by-Bedingung einnimmt; danach gibt der erste Manipulator das teilweise gebogene Blech frei, das zwischen die Formen der Presse eingeklemmt ist, wonach der zweite Manipulator das Werkstück übernimmt und die Biegearbeit vollendet.According to one Feature of the present invention is the cycle for bending a Sheets are executed as a single work between two manipulators divided or executed sequentially by the manipulators, so that when the first manipulator receives a sheet and a Performs bending work, z. B. a first of two bending work, the second manipulator the already bent workpiece releases and takes a stand-by condition; after that, the first one gives Manipulator free the partially curved sheet metal between the Forms of the press is clamped, after which the second manipulator the workpiece takes over and the bending work completed.
Sobald die Biegearbeit beendet ist und der zweite Manipulator das gebogene Werkstück entlädt, hat der erste Manipulator bereits ein neues Metallblech aufgenommen, um einen neuen Biegezyklus zu starten. Kurz gesagt nimmt nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Manipulator ein neues zu biegendes Metallblech auf oder entlädt ein bereits gebogenes Werkstück, während der andere Manipulator bereits gleiche Biegearbeiten ausführt.As soon as the bending work is finished and the second manipulator is the curved one workpiece unloads, has the first manipulator has already taken a new metal sheet, to start a new bending cycle. In short, takes after one Aspect of the present invention, a manipulator a new bend Sheet metal on or unloads an already bent workpiece, while the other manipulator already performs the same bending work.
Der Vorteil gemäss der vorliegenden Erfindung liegt in der Tatsache, dass es ermöglicht wird, in dem Arbeitszyk-lus der Presse die Handhabungsschritte zum Aufnehmen und Freigeben der Werkstücke zu maskieren, und zwar Dank der alternierenden kombinierten Verwendung der zwei Manipulatoren, die mit dem Arbeitszyklus der Biegepresse abgestimmt sind.Of the Advantage according to The present invention resides in the fact that it is possible to in the work cycle of the press, the handling steps for picking up and releasing the workpieces to mask, thanks to the alternating combined use of the two manipulators working with the cycle of the press brake are coordinated.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist völlig unabhängig von der Art der Maschine, die für die Biegearbeiten verwendet werden soll, und die entweder von einem manuellen oder automatischen Typ sein kann, sodass eine hohe Flexibilität im Betrieb erreicht werden kann.The Device according to the invention is complete independently on the type of machine used for the bending work is to be used, and that of either one manual or automatic type, allowing a high flexibility in operation can be achieved.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, zwei Roboterarme zu verwenden, sodass zwei getrennte Metallbleche gleichzeitig gebogen werden können und symmetrische Werkstücke perfekt hergestellt werden können.According to one another embodiment the invention it is possible to use two robotic arms, so that two separate metal sheets can be bent at the same time and symmetrical workpieces can be made perfectly.
Dieses kann dadurch erreicht werden, dass beim Start des ersten Manipulators dieser ein Metallblech aufnimmt und die erste Hälfte der Biegearbeiten übernimmt. An diesem Punkt gibt der erste Manipulator, ähnlich wie dieses oben erwähnt wurde, das teilweise gebogene Werkstück frei, das zwischen den Formen der Presse eingeklemmt war, um ein neues Metallblech aufzunehmen, während der zweite Manipulator das erste Blech, das schon teilweise gebogen ist, eingeklemmt zwischen den zwei Formen der Presse aufnimmt. Die Biegearbeit des ersten Bleches durch den zweiten Manipulator kann daher gleichzeitig mit dem Beginn der Biegearbeiten für das neue Blech durch den ersten Manipulator vollendet werden. In der Praxis führen die Manipulatoren die gleichen Biegearbeiten durch, und zwar gleichzeitig an zwei unterschiedlichen Blechen in unterschiedlichen Arbeitspositionen der gleichen Presse.This can be achieved in that at the start of the first manipulator this receives a metal sheet and takes over the first half of the bending work. At this point, the first manipulator, similar to the one mentioned above, gives the partially bent workpiece free, which was sandwiched between the forms of the press to pick up new sheet metal while the second manipulator the first sheet, which is already partially bent, sandwiched between the two forms of press picks. The bending work of the first sheet by the second manipulator can therefore simultaneously with the beginning of the bending work for the new sheet metal by the first manipulator to be completed. In practice, the lead Manipulators perform the same bending work, at the same time two different sheets in different working positions the same press.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung verständlicher, in der:These and further features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing, in the:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Wie
in den
Die
Biegepresse
In
dem dargestellten Fall weist die Presse
Das
Bezugszeichen
Das
Bezugszeichen
Gemäss der Erfindung
weist die Robotereinrichtung
Die
Manipulatoren
Ein
Brückenrahmen
Jeder
Manipulator, z. B. der Manipulator
Jeder
Manipulator
Der
Gelenkarm
Das
Greifelement
Schließlich bezeichnet
das Bezugszeichen
Der
Arbeitsbereich der beiden Manipulatoren
Wie
schematisch in
Programm-
und Recheneinrichtungen sind ebenso vorgesehen, die einen geeigneten
Algorithmus oder mathematische Formeln zum Berechnen der Koordinaten
der translatorischen und rotatorischen Bewegungen des Greifelements
Schließlich bezeichnen
Anhand
der
Wie
vorher erwähnt,
weist die Vorrichtung eine Biegepresse
Die
Robotereinrichtung wird, wie vorher erwähnt, durch zwei unabhängige Manipulatoren
oder Roboter
Sobald
der erste Manipulator
Nach
Beendigung der ersten Biegeschritte für das Blech
In
der Zwischenzeit hat der erste Manipulator
Nach
Beendigung des Biegezyklus des ersten Bleches
Der
Arbeitszyklus der gesamten Vorrichtung kann sodannzyklisch wiederholt
und in der oben beschriebenen Weise fortgesetzt werden. Der große Vorteil
der Vorrichtung und des Verfahrens gemäss der Erfindung ist daher
mit der alternativen Anwendung der zwei Manipulatoren
Was
das Programmieren, wie oben erwähnt, betrifft,
ist das Verfahren das gleiche wie das für die Vorrichtung in der oben
erwähnten
europäischen
Patentanmeldung EP-A-0 742 054 beschriebene, auf die Bezug genommen
wird, mit dem einzigen Unterschied, dass jetzt das Biegeprogramm
aufgeteilt ist in zwei separate Teile, die jeweils einem der beiden
Manipulatoren
Die hier beschriebene Vorrichtung kann für das Biegen sowohl von asymmetrischen als auch symmetrischen Teilen verwendet werden.The Device described here can be used for both asymmetric bending as well as symmetrical parts.
In dem letzteren Falle können die beiden Manipulatoren simultan eingesetzt werden, um gemeinsam die beiden separaten Teile des Biegezyklus auf separate Bleche auszuführen.In in the latter case the two manipulators can be used simultaneously to work together to carry out the two separate parts of the bending cycle on separate sheets.
In
dieser Hinsicht nimmt beim Start eines jeden Zyklus der erste Manipulator
In
der Praxis führen
die beiden Manipulatoren
Aus dem Gesagten und in den anliegenden Zeichnungen Dargestellten ist es daher klar, dass die Vorrichtung für das automatische Biegen von Metallblechen es ermöglicht, einen gesamten Biegezyklus sequentiell an einem gleichen Blech auszuführen, wobei die Totzeiten der Presse, die normalerweise für die Arbeiten, ein Blech aufzunehmen und ein gebogenes Blech freizugeben und abzulegen, total eliminiert sind, was jetzt ausgeführt wird, während einer der beiden Manipulatoren arbeitet und einen Teil des Biegezyklus auf ein Blech ausführt.Out Is represented in what has been said and in the accompanying drawings it is therefore clear that the device for automatic bending of Metal sheets make it possible perform an entire bending cycle sequentially on a same sheet, wherein the dead times of the press, which are usually for the work to pick up a sheet and release and discard a bent sheet, totally eliminated are what's running now will, while one of the two manipulators works and part of the bending cycle on a sheet metal performs.
Es ist jedoch klar, dass das Gesagte und in den anliegenden Figuren Gezeigte lediglich ein Beispiel für die generellen Merkmale der Vorrichtung und des Verfahrens gemäss der Erfindung ist; daher sind Änderungen oder Varianten möglich, ohne dass damit die vorliegende Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, verlassen wird.It However, it is clear that what has been said and in the adjacent figures Shown only an example of the general features of Apparatus and method according to the invention; therefore are changes or variants possible, without thereby affecting the present invention, as set forth in the appended claims claims is defined, is left.
Claims (9)
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