EP0775028B1 - Verfahren und bearbeitungsmaschine zum abkanten von werkstücken - Google Patents

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EP0775028B1
EP0775028B1 EP96922796A EP96922796A EP0775028B1 EP 0775028 B1 EP0775028 B1 EP 0775028B1 EP 96922796 A EP96922796 A EP 96922796A EP 96922796 A EP96922796 A EP 96922796A EP 0775028 B1 EP0775028 B1 EP 0775028B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actual size
angle
forming
workpiece
bend
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96922796A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0775028A1 (de
Inventor
Hans Klingel
Armin Horn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf SE and Co KG
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Publication date
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Application filed by Trumpf SE and Co KG filed Critical Trumpf SE and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/006—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves combined with measuring of bends
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S72/00—Metal deforming
    • Y10S72/702—Overbending to compensate for springback

Definitions

  • the invention relates to a method for folding workpieces, especially of sheet metal, in which on the workpiece its application with a forming stamp and / or one cooperating forming die at least one workpiece leg at a bend angle against at least one other Workpiece leg bent and then the workpiece from that Forming stamp and / or is relieved of the forming die, wherein during the relief of the workpiece from the forming die and / or the actual size of the bending angle is determined by the forming die and after the at least approximately complete discharge of the workpiece from the forming die and / or from the forming die the actual size of the bending angle then present with a Target size is compared.
  • the invention further relates to a processing machine for Bending workpieces, especially sheet metal, after a Method of the type described, with a forming die and a interacting with this and relative in the machining direction to this can be moved in a controlled manner by means of a drive control Forming stamp and with at least two probe elements, which in the machining direction relative to the forming die and / or the forming die and are movable relative to one another and themselves in a measuring position on at least one of two a bending angle on the legs enclosing the folded workpiece support the bent workpiece, the relative position of the Probe elements is a measure of the actual size of the bending angle and the probe elements with a device for determining the actual size of the bending angle.
  • EP-A-0 166 351 describes a method for folding sheet metal Materials, in the context of which a sheet to be processed by means of of a forming tool and initially under application deformed by the bending tool with the target bending angle becomes. After a complete relief of the sheet from the bending tool becomes the amount of travel or angle of the opposite the resilience occurred. The determined The amount of springback then forms the basis for the Selection of the parameters of a subsequent corrective processing step.
  • the processing machine disclosed in EP-A-0 166 351 makes use of the method described of a probe element that during the machining process rests on the sheet to be formed and with a computer-aided Evaluation device is connected.
  • the measurement of the actual size of the bending angle as soon as it is reached a load-free condition due to the folded workpiece after the forming process is known in the case of another Generic method enables the course the between the forming tool and the folded workpiece during of the relief stroke of the forming tool effective force above the The amount of the relief stroke is approximately determined. Out the then approximately known course of the between the forming tool and effective force during the folded workpiece of the relief stroke is that amount of the relief stroke determines at which the between the forming tool and the folded Workpiece effective force assumes the value zero for the first time and in which the folded workpiece accordingly reached state relieved by the forming tool.
  • the present invention has for its object to provide a method which is a simplified determination of the deviation the actual size of the bending angle on a no-load or quasi load-free folded workpiece of the target size of the Bending angle at the earliest possible time or at a earliest possible time very close.
  • the present invention aims to to create a processing machine by means of which the inventive Procedure can be carried out.
  • the process-related problem is solved according to the invention by that as part of a process of the above Art the actual size of the bending angle during the relief of the Workpiece from the forming die and / or from the forming die it is continuously determined that from the determined actual values of the Bending angle whose change is determined and that as soon as the certain change in the actual size of the bending angle a predetermined Assumes value, the actual size of the bending angle then present is compared with the target size. The value for the change in the actual size of the bending angle when it is reached the actual-target-size comparison is made, the value zero or a value that comes very close to this.
  • the process according to the invention is used as a parameter for the voltage or load status of the folded workpiece the development of that size, namely the actual size of the bending angle, based on its exact Dimensioning with a predetermined target size directed the folding process is. This also results in high accuracy the procedure according to the invention.
  • a variant of the invention is expedient Process in which the forming die and the forming die while relieving the workpiece relative to each other be moved while relieving the workpiece of the course the actual size of the bending angle depending on the amount or the duration of the relative movement of the forming die and the forming die recorded and the change from the recorded history the actual size of the bending angle per unit of the amount or the duration of the relative movement of the forming die and the forming die certainly.
  • the slope of the tangents on the graph of the actual size of the bending angle over the amount or duration of the relative movement of Forming stamp and forming die as parameters for the extent of the change the actual size of the bending angle during workpiece relief determined.
  • the slope takes the value zero, then means this is that the actual size of the bending angle continues with Relative movement of the forming punch and forming die no longer changes and that the folded workpiece accordingly has reached the no-load state and the actual-target-size comparison for the bend angle can be performed.
  • a value for the change in the actual size the bending angle at which the actual-target-size comparison a value close to zero must be specified this is the case synonymous with the specification of an almost zero Slope of the tangents on the graph of the actual size of the bending angle over the amount or duration of the relative movement of the stamp and forming die.
  • This condition is particularly important against the background that the at the comparison of the actual size of the bending angle when the load is off or quasi load-free folded workpiece with the nominal size of the Bending angle determined deviation as a correction value if necessary is used for post-processing of the folded workpiece and the orientation of the workpiece in post-processing the forming tool with the alignment during the previous one Must match in order for the desired Machining result can be achieved.
  • the above device-related object is achieved according to the invention with a processing machine of the type specified at the outset solved, in the case of which the sensing elements and the device for Determination of the actual size of the bending angle of parts of a device to determine the change in the actual size of the bending angle and the device for determining the actual size of the bending angle the actual size when the workpiece is unloaded continuously determined and communicates with a comparison device for comparison a target size of the bending angle with the actual size of the bending angle, which is present when using the device in question certain change in the actual size of the bending angle a predetermined Assumes value.
  • Due to the relative mobility of the forming tool and the stylus can be the stamp or the forming die after folding the workpiece from it move away while the probe elements on the workpiece surface or on at least one leg of the created workpiece angle issue. That with the relief of the folded workpiece connected springs of the workpiece legs and the associated associated change in the actual size of the bending angle requires a Relocation of the touch elements on the folded workpiece relative to each other in the machining direction. A change the relative position of the probe elements in the direction mentioned accordingly indicates a change in the actual size of the bending angle on the folded workpiece.
  • the folded workpiece has its relief from the forming tool Condition reached in which is the actual size of the bending angle caused by the previous one Bending process actually reached the actual size of the bending angle corresponds. Is the amount of change in the relative position the touch elements in the machining direction are not the same, however but very close to zero, this indicates that the actual size of the Bending angles changed only minimally and accordingly one Has reached value that comes very close to the value that fully assigned to the load-free state of the folded workpiece is.
  • the relative positions of the probe elements the actual sizes of the bending angle with the help of their determination provided device calculated. Based on the calculated The actual sizes of the bending angle can be changed determine with the device provided for this purpose. Surrendered the value for changing the actual size of the bending angle The comparison device becomes zero or a value very close to this activated, with the help of the actual size of the Bending angle when the change value reaches zero or this Change value very close to a defined value
  • the target size of the bending angle to be created is compared.
  • the key elements therefore supply the output data on the basis of which it is determined whether the actual size of the bending angle in the Changes in the course of a continued workpiece relief, or whether that state of the folded workpiece is reached at which is the actual-target-size comparison for the bending angle is.
  • the probe elements accordingly form a mechanical one Part of the device according to the invention for determining the Change the actual size of the bending angle.
  • Another component of this device for determining the optimal Time of the actual-target-size comparison for the bending angle provides the device for determining the actual size of the Bending angles. With their help, those quantities are determined by comparing them in a comparison unit for the Is the size of the bending angle immediately the presence or absence a change in the actual size of the bending angle can be.
  • the device for determining the Actual size of the bending angle in the machining direction on the forming die includes guided slide, each with one the probe elements can be moved in the machining direction.
  • the described configuration of machines according to the invention allows it, the device for determining the actual size of the bending angle with a sufficient distance from the workpiece to be machined to be arranged, in an area in which a sufficient Installation space is available.
  • the position of the probe elements in this variant of the invention by the relative position of the in connection with the touch elements standing slider is displayed.
  • Processing machine enables that At least device for determining the actual size of the bending angle one associated with one of the probe elements and with this light source displaceable in the machining direction, preferably a corresponding LED, and at least one with the other touch element in connection with this in Machining direction displaceable and assigned to the light source optical sensor, preferably a PSD (Position Sensitive Detector).
  • the components described have the device according to the invention for determining the actual size of the bending angle requires only a small amount of space. Out of it there is the possibility of the entire device in the forming tool to integrate.
  • the device for determining the change in the actual size of the bending angle can provide sufficiently accurate results previously the actual sizes of the bending angles by comparing them the changes that may occur are calculated exactly have been determined. This in turn presupposes that the relative positions of the tactile elements from which to compare Actual sizes of the bending angle are determined, if possible exactly the course of the legs of the bending angle on the folded Play workpiece. For this reason, must be defined for a Support of the feeler elements on the leg in question or on the relevant legs of the folded workpiece be taken care of.
  • Tactile elements that are components of devices according to the invention to determine the change in the actual size of the bending angle can be used in different ways be designed. So are in the sense of the invention as disks or Disc segments trained sensing elements are provided as well Probe elements in the form of transverse to that of a forming edge of the Forming stamp and the processing direction defined level aligned probe rods. In particular as disks or disk segments Designed touch elements can be manufactured with little manufacturing effort produce. If you are thin enough, you can in the measuring position with a point-like touch on the folded workpiece and in recesses in the form of narrow slots on the forming die in the machining direction become.
  • a preferred embodiment of the processing machine according to the invention is characterized in that the touch elements transverse to that of a forming edge of the forming die and the machining direction defined plane can be deflected relative to each other are. Due to the described relative mobility of the Probe elements in the transverse direction of the plane mentioned can be Tactile elements with different courses of the two legs bring the folded workpiece to the system. If necessary the probe elements are able to move in the transverse direction said plane automatically relative to each other to position that both sensing elements on the relevant Leg or on the relevant legs of the folded Workpiece.
  • the defined level is on the one hand realizes that the probe elements relative to the plane mentioned relative are pivotable to each other. Additionally or alternatively the relative transverse mobility of the probe elements in the sense of the invention be caused by the fact that the probe elements are transverse to the mentioned plane are displaceable relative to each other.
  • the result of the determination the actual size of the bending angle can be influenced. Indeed is the influence of the described relative transverse deflection of the Probe elements on the resulting actual size of the bending angle extremely low.
  • the processing machine according to the invention in which the probe elements transverse to that of a forming edge of the forming die and the machining direction defined plane relative are deflectable to each other, as part of the device for determination a device to change the actual size of the bending angle provided to determine the relative transverse deflection of the probe elements, which in connection with an evaluation device stands, by means of which the relative transverse deflection of the probe elements taken into account when determining the actual size of the bending angle becomes.
  • touch elements are used Processing machine with transverse to that of a forming edge of the forming die and the machining direction Plane deflectable relative to each other accomplished that the device for determining the relative Transverse deflection of the probe elements at least one with one of the sensing elements in connection with and transverse deflectable with this Light source, preferably a corresponding LED, as well at least one connected to the other probe element, with this transversely deflectable and associated with the light source optical sensor, preferably a corresponding PSD, having.
  • the device for determination the actual size of the bending angle at least one with one of the Touch elements that can be moved in the machining direction and at least one with the other probe element in the same Has displaceable optical sensor, is (are) as Light source and as an optical sensor of the device for determination the relative transverse deflection of the probe elements with the Probe elements that can be moved in the machining direction or the corresponding optical sensor (s).
  • a largely automated workpiece processing allows one embodiment of the processing machine according to the invention, in the case of which the device for determining the change of Actual size of the bending angle in connection with the drive control stands, Is by means of the device for determining the change the actual size of the bending angle found that the by an elastic return movement of the legs of the folded Workpiece-related change in the actual size of the bending angle predetermined value, i.e. 0 or very close to 0 coming value, has been reached by means of the drive control that serves to relieve the folded workpiece Relative movement of forming stamp and forming die ended. Thereby it is ensured that the forming die and the forming die are relative remain motionless to each other as soon as the folded one Workpiece reaches its load-free or quasi-load-free state.
  • form stamps fix and forming die the folded workpiece in the processing position.
  • the actual size of the bending angle determines the no-load or quasi-no-load condition is assigned to the folded workpiece. This actual size of the Bending angle is compared with the specified target size, and the existing deviation may serve as the basis for an automatically initiated and carried out corrective Postprocessing.
  • a die bending press 1 shown in FIG. 1 comprises a machine frame with two stands 2, 3. Between stands 2, 3 is a top beam 4 in a illustrated by a double arrow 5 vertical machining direction can be raised and lowered.
  • the upper beam 4 goes into a press beam at its lower end 6 over, which extends over the entire machine front. Hydraulic are used to raise and lower the upper beam 4 Press cylinder 7 which engage the press beam 6.
  • a strip-like Forming punch 8 in the form of a continuous bending punch held, which ends down in a forming edge 9.
  • the Forming punch 8 acts with a forming die designed as a bending die 10 together. The latter is on a table 11 of the die bending press 1 is mounted and has the stamp 8 on it facing side a V-shaped groove 12.
  • a control panel 13 In a control panel 13 are the drive control of the press brake 1 and other facilities for automated machine operation housed within the scope of which a workpiece 14, namely a sheet of metal is folded. In your starting position the sheet 14 is shown in Figure 1 with solid lines. In its folded condition, in which they are two one Bending angle ⁇ including workpiece legs 15, 16, the metal sheet 14 is indicated by dashed lines. In Figure 1 also hinted, are sensing elements 17, 18 one Device 19 for determining the change in the actual size of the bending angle ⁇ .
  • FIG. 2a shows the situation at the time of the folding process at which the forming die 8 is in a position in which the sheet metal legs 15, 16 enclose a bending angle ⁇ between them with an actual size that is the desired size, in the present case 90 °.
  • the feeler elements 17, 18 are held on slides 22, 23, which are arranged concentrically to one another and are displaceably guided inside the forming die 8 in the machining direction 5 relative to one another and relative to the forming die 8. In their position according to FIG. 2a, the feeler elements 17, 18 are arranged at a mutual distance d 1 in the machining direction 5. Transversely to the machining direction 5, the contact points of the sensing elements 17, 18 on the sheet metal legs 15, 16 are at a predetermined and known distance a.
  • the slides 22, 23 are part of a device 24 for determining the actual size of the bending angle ⁇ .
  • the device 24 for determining the actual size of the bending angle ⁇ includes, in addition to the slides 22, 23, a device 25 for determining the relative position of the slides 22, 23 in the machining direction 5. Because of the between the slides 22, 23 and the feeler elements 17 , 18 existing connection is determined by means of the device 25 with the relative position of the slide 22, 23 in the machining direction 5, the relative position of the probe elements 17, 18 in the direction mentioned. In the processing phase according to FIG. 2b, for example, this relative position is represented by the distance d 2 .
  • the actual size of an angle ⁇ is calculated by a computing unit 26 of the device 24 for determining the actual size of the bending angle ⁇ according to a trigonometric function.
  • comparison unit 28 which are during the Relief of the metal sheet 14 from the forming die 8 and actual quantities determined continuously by the computing unit 26 of the bending angle ⁇ between the workpiece legs 15, 16 compared with each other. The difference between an actual size of the bending angle ⁇ and the one immediately preceding it calculated actual size determined.
  • the forming die 8 is based on that shown in FIG. 2b Position further in the machining direction 5 from the folded Sheet 14 moved away, the workpiece legs 15 open, 16 further, that is, the actual size of the workpiece legs 15, 16 included bending angle takes on a value that above the value of the actual size of the bending angle ⁇ according to FIG. 2b lies.
  • the spread of the workpiece legs 15, 16 and thus associated enlargement of the actual size of the one enclosed by them Bending angle ⁇ ends as soon as the sheet is relieved 14 enters from the forming die 8. From the occurrence of this state of relief performs a further return stroke movement of the forming die 8 no longer increases the actual size of the the workpiece legs 15, 16 included bending angle ⁇ .
  • the deviation of a determined by means of the comparison unit 28 Actual size of the bending angle ⁇ directly from this actual size the previously calculated actual size takes on the Value 0.
  • a deviation 0 of two successively calculated actual values of the bending angle ⁇ thus indicates the entry of the load-free one State of the sheet 14 and thus the presence of the actual Actual size of the one created with the relevant folding process Bending angle ⁇ .
  • the comparison unit 28 Signal sent to a drive controller 29, based on this the latter stops a machine drive 30 of the press brake 1.
  • the forming die 8 remains in relation to the forming die 10 in the machining direction 5 approximately in the position, which he had achieved as from the comparison unit 28 for the Deviation of two successive actual sizes of the bending angle ⁇ the value zero has been calculated for the first time.
  • this operating state in which the sheet 14 is just its load-free Has reached state, are forming punch 8 and forming die 10 of the sheet 14 arranged immediately adjacent. Consequently is the metal sheet 14 from the forming stamp 8 and the cooperating forming die 10 in its current Fixed location.
  • the signal for stopping the machine drive 30 already be given to the drive control 29 as soon as the means the comparison unit 28 calculated deviation between two successive Actual sizes of the bending angle ⁇ do not have the value 0 but takes a value close to 0.
  • the metal sheet 14 a quasi when the machine drive 30 is stopped no-load condition reached.
  • the computing unit 26 described above for calculating the Actual sizes of the bending angle ⁇ as well as the downstream one Comparison unit 28 for comparing successively calculated Actual sizes of the bending angle ⁇ are part of a central computer 31. With its help, using the computing unit 26 determines the actual size of the bending angle ⁇ , which the Reaching the load-free or quasi-load-free state of the Sheet 14 is assigned. This actual actual size of the Bending angle ⁇ created in the folding process is then with the target size of the bending angle ⁇ , ie with that size compared with which the bending angle ⁇ is to be produced. To a comparison device 32 serves for this purpose for comparison an actual size of the bending angle ⁇ with a target size, wherein it the comparison device 32 is also a part of the Central computer 31 acts.
  • the deviation determined on the basis of the actual-target-size comparison the actual actual size of the created bending angle ⁇ from the The target size is used by the central computer 31, the machine drive 30 via the drive control 29 machining parameters for a subsequent corrective folding operation to specify.
  • the central computer 31 has access to stored Values for example to identify the material and / or the thickness of the metal sheet 14.
  • the central computer 31 calculates the value under Consideration of the thickness and / or material of the sheet 14 based on the deviation, the required depth of penetration of the forming die 8 on the die 10, via which the forming die 8 in the subsequent corrective machining operation must drive into the forming die 10, so as a result of the corrective folding process, a bending angle ⁇ with the desired one Target size is created.
  • a sheet 114 is made to cooperate a forming die 108 and a forming die 110 below Formation of two workpiece legs enclosing a bending angle ⁇ 115, 116 folded.
  • the die bending press 1 according to FIGS. 1 to 3 are also Probe elements 117, 118 of the die bending press 101 in the forming die 108 integrated.
  • the feeler elements 117, 118 of the die bending press 101 not designed as probe rods but as probe disks.
  • the sensing elements are in guide slots 133, 134 117, 118 on the forming die 108 relative to this as well as relative guided to each other.
  • the guidance of the tactile elements 117, 118 in a machining direction 105 serve sliders 122, 123, on which the sensing elements 117, 118 by means of pivot axes 135, 136 are articulated. Because of their given The feeler elements 117, 118 are pivotable transversely to the from a forming edge 109 of the forming die 108 and the machining direction 105 defined plane can be deflected relative to one another.
  • the described deflectability of the feeler elements 117, 118 enables their self-centering in cases where a Axis 127 of the movement of the probe elements 117, 118 in the machining direction 105 unlike in the example shown, not with the bisector of the bending angle ⁇ between the workpiece legs 115, 116 coincides.
  • the downward formation of the guide slots 133, 134 the forming die 108 has a special meaning. So allowed it the mentioned feature, the touch elements 117, 118 to immediately to lead to the forming edge 109 of the forming die 108. Accordingly, the touch elements 117, 118 also bring to work piece legs, which start out from the forming edge 109 only over a short leg length extend.
  • the touch elements 117, 118 according to FIGS. 4 and 5 thus allow the determination of the actual size of the bending angle ⁇ or the determination of the change in the actual size of the bending angle ⁇ also in applications in which workpieces with very short Thighs are folded.
  • the probe elements 117, 118 are formed as thin platelets are and accordingly the guide slots 133, 134 only one have small width in the direction of the forming edge 109 the forming edge 109 in the area of the guide slots 133, 134 only interrupted over a short length and that with the Forming stamp 108 achievable processing result in its quality not affected.
  • Components of the device 119 for determining the change in The actual size of the bending angle ⁇ is, on the one hand, that of FIGS. 4 and 5 previously described push buttons 117, 118 and the other a device 124 associated with the latter for determination the actual size of the bending angle ⁇ . The latter sits down again together from those shown in Figures 4 and 5 in detail and in FIGS.
  • sliders 122, 123 for the sake of simplifying the illustration only indicated sliders 122, 123, one Device 125 for determining the relative position of the slide 122, 123 or the touch elements 117, 118 in the machining direction 105, a device 137 for determining the relative transverse deflection of the probe elements 117, 118 transverse to that of the forming edge 109 of the forming die 108 and the machining direction 105 Level, an evaluation device 138 for consideration a possible relative transverse deflection of the probe elements 117, 118 transversely to the level mentioned and a computing unit 126 for the calculation the actual size of the bending angle ⁇ .
  • the device 124 for determining the actual size of the bending angle ⁇ is related with a comparison unit 128 for determining any deviations between successively determined actual values of the Bending angle ⁇ and with a device for comparing one Actual size of the bending angle ⁇ with a target size.
  • the comparison unit Finally, 128 is coupled to a drive control 129 and this in turn with a machine drive 130 the die bending press 101.
  • the functions of the evaluation device 138, the computing unit 126 and the comparison unit 128 taken from a central computer 131.
  • Probe elements 117, 118 with respect to the bisector 139 of the bending angle ⁇ lie the center MR of the probe element 118 and the center Mr of the probe element 117 in the measuring position located probe elements 117, 118 always on the bisector 139.
  • the probe element 118 has a radius R, the probe element 117 a radius r.
  • the workpiece legs 115, 116 of the folded sheet 114 are tangent to the feeler elements 117, 118.
  • the device 125 for determining the relative position of the Probe elements 117, 118 in processing direction 105 become independent of the mutual course of the movement axis 127, that is: the machining direction 105, and the bisector 139 always in the processing direction 105, that is, in the direction of Axis of movement 127 existing distance of the centers Mr and MR Probe elements 117, 118 determined.
  • This distance is in the figures 6a and 6b denoted by ⁇ x.
  • For the distance between the centers Mr and MR of the probe elements 117, 118 in the direction of the bisector 139 is correspondingly the symbol D in FIGS. 6a and 6b chosen.
  • the size D corresponds to the size ⁇ x in the application according to FIG. 6a.
  • the size ⁇ x is measured by means of the device 125.
  • the size ⁇ x is Device 125 for determining the relative position of the feeler elements 117, 118 in the machining direction 105 or in the direction of the movement axis 127 determined.
  • the evaluation device 138 takes into account that in addition to a relative position ⁇ x also a relative Transverse deflection ⁇ y is included in the calculation of the bending angle ⁇ got to.
  • the arithmetic unit 126 delivers as shown in FIG 6a the actual size of the bending angle ⁇ .
  • Each two consecutive of the continuously determined actual values of the bending angle ⁇ are determined using the comparison unit 128 checked for an existing deviation. Takes this deviation the value 0 or a value close to 0, this indicates that the folded sheet 114 in the course of the discharge of the forming die 108 their load-free or their quasi-load-free State and the bending angle ⁇ its within the scope of the previous one Folding process has actually reached actual size. If this is ascertained, a drive controller 129 takes care of it transmitted signal for stopping the machine drive 130. The when the load-free or quasi-load-free state occurs the folded sheet 114 existing size of the Bending angle ⁇ is in the comparison device 132 with the predetermined Target size for the bending angle ⁇ compared.
  • Figures 7a to 10 relate to a die bending press 201 a device 219 for determining the change in the actual variable of a bending angle ⁇ which cooperates on a metal sheet 214 a forming die 208 and a forming die 210 with Workpiece legs 215, 216 has been created.
  • the device 219 for determining the change in the actual size of the bending angle ⁇ includes probe elements 217, 218, which along a movement axis 227 in a machining direction 205 relative to the forming stamp 208 with a forming edge 209 and displaceable relative to each other are.
  • the probe elements 217, 218 are transverse to that of the forming edge 209 of the forming die 208 and the machining direction 205 defined plane can be deflected relative to each other.
  • the feeler elements 117, 118 according to FIGS. 4 6b to 6b are not in the form of circular disks but from circular disc segments.
  • the key elements 117, 118 are the key elements 217, 218 formed as a thin plate. The vastness of a common Guide slot 233 for the probe elements 217, 218 on the forming stamp 208 can therefore be small in the direction of the forming edge 209 being held.
  • the actual size of the bending angle is determined by means of a device 224 ⁇ determined.
  • the device 224 for determining the actual size of the Bending angle ⁇ is part of the device 219 for determining the Change the actual size of the bending angle ⁇ and includes two Pushbuttons 217, 218 carrying slides 222, 223, a device 225 for determining the relative position of the slides 222, 223 or the feeler elements 217, 218 in the machining direction 205, a Device 237 for determining the relative transverse deflection of the Probe elements 217, 218 transverse to that of the machining direction 205 or the axis of movement 227 and the forming edge 209 Level, an evaluation device 238 for taking into account a any transverse deflection of the probe elements 217, 218 transverse to the mentioned level and a computing unit 226 for calculating the Actual size of the bending angle ⁇ .
  • Device 224 is coupled with a comparison unit 228, by means of which the Difference between two successively determined actual quantities of the Bending angle ⁇ is calculated and also a component the device 219 for determining the change in the actual size of the Bending angle ⁇ forms.
  • the comparison unit 228 is in turn with a drive control 229 for a machine drive 230 in Connection.
  • the means the device 224 determines the actual size of the bending angle ⁇ Entry of the load-free or quasi-load-free state of the Sheet 214 with a target size specified for the bending angle ⁇ compared.
  • the evaluation device 238, the computing unit 226, the comparison unit 228 and the comparison device 232 are combined in a central computer 231.
  • the operation of the press brake shown in Figures 7a to 10 corresponds to the mode of operation of the embodiment Figures 4 to 6b. Accordingly, on a press brake, as shown in Figures 7a to 10, in the Determining the change in the actual size of the bending angle ⁇ is taken into account, whether and if so to what extent the course of a Bisector 239 of the bending angle ⁇ from the course of the machining direction 205 or the movement axis 227 of the the bisector 239 symmetrical probe elements 217, 218 deviates.
  • FIG. 7a The usual case is sketched in FIG. 7a, in which the bisector of the angle 239 of the bending angle ⁇ on the folded sheet 214 with the movement axis 227 of the probe elements 217, 218 and thus coincides with the machining direction 205.
  • the chamfered ones are indicated with dashed lines Sheet 214 and the probe elements 217, 218 when the from the stamping stamp 208 relieved state of the sheet 214.
  • the die bending press 201 becomes the relative movement between the forming die 208 and the forming die 210 ends as soon as the load-free or quasi-load-free State of the sheet 214 occurs.
  • the at this time The actual size of the bending angle ⁇ becomes the target size compared.
  • a deviation determined in this way serves as Basis for the specification of application parameters for a subsequent one corrective folding process by the central computer 231 automated including the drive control 229 is initiated and carried out.
  • the workpiece machining described including checking the processing result is repeated automatically until the actual created actual size of the bending angle ⁇ with the given Target size matches.
  • the forming stamp 208 is, as shown in FIGS. 8 to 10, trained several times angled and takes inside the correspondingly designed slide 222, 223. This are rigid at their lower end with the circular disk segments trained probe elements 217, 218 connected. The forming stamp 208 is used to fold U-shaped bent parts.
  • the slide 222, 223 Due to the described design of the guide for the slide 222, 223 on the guide pin 240, the slide 222, 223 together with the feeler elements 217, 218 attached to it in addition to a translational relative movement in the machining direction 205 perform a swivel movement transversely to it.
  • the device 225 for determining the relative position of the slide 222, 223 or the probe elements 217, 218 in the machining direction 205 includes a light source in the form of an LED 243 on the slide 223 and an optical sensor in the form of LED 243 a PSD (Position Sensitive Detector) 244 on the slider 222.
  • the light from the LED 243 is struck by a pinhole 245 an active area 246 of the PSD.
  • the LED 243 as well the PSD 244 also function as components of the device 237 for determining the relative transverse deflection of the probe elements 217, 218 transverse to that of the forming edge 209 and the Machining direction 205 defined level. They serve for Determination of the change dy in the relative transverse deflection of the probe elements 217, 218.
  • a die bending press 301 is shown in FIG. 11. which on a forming die 308 above a forming die 310 a total of three in the longitudinal direction of the forming die distributed pairs of probe elements 317, 318, by means of which bending angle measurements are taken at three points on the forming tool can be carried out.
  • devices such as those used 1 to 10 are described above. You can For example, tactile elements are used that are different in pairs are designed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkanten von Werkstücken, insbesondere von Blechen, bei dem an dem Werkstück unter dessen Beaufschlagung mit einem Umformstempel und/oder einer damit zusammenwirkenden Umformmatrize wenigstens ein Werkstückschenkel unter einem Biegewinkel gegen wenigstens einen anderen Werkstückschenkel gebogen und das Werkstück anschließend von dem Umformstempel und/oder von der Umformmatrize entlastet wird, wobei während der Entlastung des Werkstücks von dem Umformstempel und/oder von der Umformmatrize die Ist-Größe des Biegewinkels bestimmt und nach der wenigstens annähernd vollständigen Entlastung des Werkstücks von dem Umformstempel und/oder von der Umformmatrize die Ist-Größe des dann vorliegenden Biegewinkels mit einer Soll-Größe verglichen wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Bearbeitungsmaschine zum Abkanten von Werkstücken, insbesondere von Blechen, nach einem Verfahren der beschriebenen Art, mit einer Umformmatrize und einem mit dieser zusammenwirkenden und in Bearbeitungsrichtung relativ zu dieser mittels einer Antriebssteuerung gesteuert bewegbaren Umformstempel sowie mit wenigstens zwei Tastelementen, welche in Bearbeitungsrichtung relativ zu dem Umformstempel und/oder der Umformmatrize sowie relativ zueinander bewegbar sind und sich in einer Meßstellung an wenigstens einem von zwei einen Biegewinkel an dem abgekanteten Werkstück einschließenden Schenkeln des abgekanteten Werkstücks abstützen, wobei die Relativlage der Tastelemente ein Maß für die Ist-Größe des Biegewinkels ist und die Tastelemente mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels in Verbindung stehen.
Bekanntermaßen tritt beim Abkanten von Werkstücken, insbesondere von Blechen, neben der angestrebten plastischen auch eine unerwünschte elastische Verformung der Werkstücke auf. Aus der elastischen Verformung resultiert nach der Entlastung des betreffenden Werkstücks von dem Umformwerkzeug ein Auffedern des im Laufe des Abkantvorgangs erstellten Werkstückwinkels und damit verbunden eine Vergrößerung des von den Schenkeln des Werkstückwinkels eingeschlossenen Biegewinkels. Das Abkanten von Werkstücken mit einem definierten Biegewinkel einer vorgegebenen Soll-Größe wird hierdurch erschwert.
Im Rahmen eines aus DE-A-30 08 701 bekannten gattungsgemäßen Verfahrens wird dem beschriebenen Phänomen dadurch Rechnung getragen, daß nach einem ersten Arbeitsgang bei entlastetem Werkstück die Ist-Größe des erstellten Biegewinkels gemessen und mit dessen Soll-Größe verglichen wird. Ergibt sich bei diesem Vergleich, daß der Ist-Winkel größer als der Soll-Winkel ist, so wird ein korrigierender Arbeitsgang eingeleitet, nach dessen Beendigung bei entlastetem Werkstück ein erneuter Ist-Soll-Größen-Vergleich für den Biegewinkel vorgenommen wird. Einer korrigierenden Nachbearbeitung wird das abgekantete Werkstück so oft unterzogen, bis das gewünschte Bearbeitungsergebnis erzielt ist.
Zur Durchführung des geschilderten Verfahrens wird gemäß DE-A-30 08 701 eine Bearbeitungsmaschine mit den eingangs angegebenen gattungsbildenden Merkmalen verwendet. Dabei dient der in Bearbeitungsrichtung bzw. in Bewegungsrichtung bestehende Abstand der Tastelemente als Grundlage für die trigonometrische Berechnung des erstellten Biegewinkels.
Die EP-A-0 166 351 beschreibt ein Verfahren zum Abkanten blechförmiger Materialien, im Rahmen dessen ein zu bearbeitendes Blech mittels eines Umformwerkzeugs beaufschlagt und zunächst unter Beaufschlagung durch das Biegewerkzeug mit dem Soll-Biegewinkel verformt wird. Nach einer vollständigen Entlastung des Blechs von dem Biegewerkzeug wird der Betrag des Weges oder des Winkels der gegenüber dem belasteten Zustand eingetretenen Rückfederung bestimmt. Der ermittelte Betrag der Rückfederung bildet dann die Grundlage für die Wahl der Parameter eines sich anschließenden korrigierenden Bearbeitungsganges. Die in der EP-A-0 166 351 offenbarte Bearbeitungsmaschine zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens macht Gebrauch von einem Tastelement, das während des Bearbeitungsvorgangs an dem umzuformenden Blech anliegt und mit einer rechnergestützten Auswerteeinrichtung in Verbindung steht.
Weitere bekannte Bearbeitungsmaschinen zur Durchführung des gattungsgemäßen Verfahrens bedienen sich einer induktiven oder einer pneumatischen Meßeinrichtung. In beiden Fällen wird bei von dem Umformwerkzeug entlastetem Werkstück nach einem Abkantvorgang für zwei Punkte eines jeden Werkstückschenkels deren Abstand von der gegenüberliegenden und eine im Querschnitt V-förmige Nut begrenzenden Flanke an einer Umformmatrize bestimmt. Der Verlauf der Nutflanken der Umformmatrize gibt die Soll-Größe des zu erstellenden Biegewinkels vor. Durch Bestimmen des Abstandes der Meßpunkte an den Werkstückschenkeln von der zugeordneten Nutflanke wird ermittelt, ob die Werkstückschenkel parallel zu den Nutflanken verlaufen und dementsprechend den gewünschten Soll-Winkel einschließen, oder ob die Schenkel des Werkstückwinkels ihrerseits unter einem Winkel zu den Nutflanken ausgerichtet sind und infolgedessen von ihrem Soll-Verlauf abweichen. Aus den gemessenen Abstandswerten wird die Ist-Größe des bei dem vorangegangenen Abkantvorgang erstellten Biegewinkels bestimmt.
Durch den vorstehend beschriebenen Stand der Technik werden weder verfahrens- noch vorrichtungsbezogene Mittel an die Hand gegeben, die es ermöglichen würden, die Ist-Größe des Biegewinkels definiert unmittelbar dann zu messen, wenn das abgekantete Werkstück seinen von dem Umformwerkzeug entlasteten Zustand oder einen dem entlasteten Zustand sehr nahe kommenden quasi lastfreien Zustand erreicht. Einer derartigen Optimierung des Zeitpunktes für die Bestimmung der Ist-Größe des bei dem vorangegangenen Arbeitsgang erstellten Biegewinkels kommt beispielsweise im Hinblick auf die erzielbare Bearbeitungsgeschwindigkeit und/oder im Hinblick auf die Prozeßsicherheit eine wesentliche Bedeutung zu. Wird die Ist-Größe des Biegewinkels an einem abgekanteten Werkstück zu dem frühestmöglichen Zeitpunkt, d.h. zu demjenigen Zeitpunkt, zu welchem das abgekantete Werkstück erstmals lastfrei oder quasi lastfrei ist, bestimmt, so läßt sich ein etwa erforderlicher korrigierender Abkantvorgang ebenfalls zu dem frühestmöglichen Zeitpunkt einleiten. Die Gesamtbearbeitungsdauer unnötigerweise verlängernde Zeiträume, binnen derer mit der Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels zugewartet wird, obwohl das abgekantete Werkstück bereits lastfrei oder quasi lastfrei ist, lassen sich dadurch vermeiden.
Die Messung der Ist-Größe des Biegewinkels unmittelbar mit Erreichen eines lastfreien Zustandes durch das abgekantete Werkstück nach dem Umformvorgang wird im Falle eines weiteren bekannten gattungsgemäßen Verfahrens dadurch ermöglicht, daß der Verlauf der zwischen Umformwerkzeug und abgekantetem Werkstück während des Entlastungshubes des Umformwerkzeugs wirksamen Kraft über dem Betrag des Entlastungshubes näherungsweise ermittelt wird. Aus dem dann näherungsweise bekannten Verlauf der zwischen dem Umformwerkzeug und dem abgekanteten Werkstück wirksamen Kraft während des Entlastungshubes wird derjenige Betrag des Entlastungshubes bestimmt, bei welchem die zwischen Umformwerkzeug und abgekantetem Werkstück wirksame Kraft erstmals den Wert Null annimmt und bei welchem dementsprechend das abgekantete Werkstück seinen von dem Umformwerkzeug entlasteten Zustand erreicht. Außerdem wird im Rahmen des vorbekannten Verfahrens auf der Grundlage von Einzelmessungen der näherungsweise Verlauf der Ist-Größe des Biegewinkels über dem Betrag des Entlastungshubes des Umformwerkzeugs bestimmt. Anhand dieses Verlaufs der Ist-Größe des Biegewinkels über dem Betrag des Entlastungshubes wird diejenige Ist-Größe des Biegewinkels ermittelt, welche dem Zuvor bestimmten Betrag des Entlastungshubes zugeordnet ist, bei welchem die zwischen Umformwerkzeug und abgekantetem Werkstück wirksame Kraft den Wert Null erreicht. Die so erhaltene Ist-Größe des Biegewinkels an dem lastfreien Werkstück wird mit der Soll-Größe des Biegewinkels verglichen und das Vergleichsergebnis im Falle einer Winkelabweichung als Grundlage für einen nachfolgenden korrigierenden Bearbeitungsgang genutzt.
Ausgehend von dem zuletzt erörterten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine vereinfachte Bestimmung der Abweichung der Ist-Größe des Biegewinkels an einem lastfreien oder quasi lastfreien abgekanteten Werkstück von der Soll-Größe des Biegewinkels zum frühestmöglichen Zeitpunkt bzw. zu einem dem frühestmöglichen Zeitpunkt sehr nahe kommenden Zeitpunkt erlaubt. Vorrichtungsbezogen zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Bearbeitungsmaschine zu schaffen, mittels derer sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen läßt.
Die verfahrensbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Rahmen eines Verfahrens der eingangs beschriebenen Art die Ist-Größe des Biegewinkels während der Entlastung des Werkstücks von dem Umformstempel und/oder von der Umformmatrize fortlaufend bestimmt wird, daß aus den bestimmten Ist-Größen des Biegewinkels deren Änderung ermittelt wird und daß, sobald die bestimmte Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels einen vorgegebenen Wert annimmt, die Ist-Größe des dann vorliegenden Biegewinkels mit der Soll-Größe verglichen wird. Dabei kann als Wert für die Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels, bei dessen Erreichen der Ist-Soll-Größen-Vergleich vorgenommen wird, der Wert Null oder ein diesem sehr nahe kommender Wert vorgegeben werden. Der Einfachheit halber wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Parameter für den Spannungs- bzw. Belastungszustand des abgekanteten Werkstücks die Entwicklung derjenigen Größe, nämlich der Ist-Größe des Biegewinkels, herangezogen, auf deren exakte Bemessung mit einer vorgegebenen Soll-Größe der Abkantvorgang gerichtet ist. Dadurch bedingt wird gleichzeitig eine hohe Genauigkeit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise.
Zweckmäßigerweise wird im Falle einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher der Umformstempel und die Umformmatrize während der Entlastung des Werkstücks relativ zueinander bewegt werden, während der Entlastung des Werkstücks der Verlauf der Ist-Größe des Biegewinkels in Abhängigkeit von dem Betrag oder von der Dauer der Relativbewegung von Umformstempel und Umformmatrize aufgenommen und aus dem aufgenommenen Verlauf die Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels je Einheit des Betrages oder der Dauer der Relativbewegung von Umformstempel und Umformmatrize bestimmt. Bildlich veranschaulicht wird in diesem Fall die Steigung der Tangenten an den Graphen der Ist-Größe des Biegewinkels über dem Betrag oder der Dauer der Relativbewegung von Umformstempel und Umformmatrize als Parameter für das Maß der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels während der Werkstückentlastung ermittelt. Nimmt die Steigung den Wert Null an, so bedeutet dies, daß sich die Ist-Größe des Biegewinkels mit fortgesetzter Relativbewegung von Umformstempel und Umformmatrize nicht mehr ändert und daß dementsprechend das abgekantete Werkstück seinen lastfreien Zustand erreicht hat und der Ist-Soll-Größen-Vergleich für den Biegewinkel durchgeführt werden kann. Wird im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens als Wert für die Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels, bei welcher der Ist-Soll-Größen-Vergleich vorzunehmen ist, ein Wert nahe Null vorgegeben, so ist dies gleichbedeutend mit der Vorgabe einer annähernd Null betragenden Steigung der Tangenten an den Graphen der Ist-Größe des Biegewinkels über dem Betrag oder der Dauer der Relativbewegung von Umformstempel und Umformmatrize.
In Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem der Umformstempel und die Umformmatrize während der Entlastung des Werkstücks relativ zueinander bewegt werden, ist vorgesehen, daß die Relativbewegung von Umformstempel und Umformmatrize beendet wird, sobald während der Entlastung des Werkstücks die bestimmte Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels den vorgegebenen Wert annimmt. Diese Maßnahme sorgt im Sinne einer Erhöhung der Prozeßsicherheit dafür, daß das abgekantete Werkstück auch in seinem von dem Umformwerkzeug entlasteten bzw. in seinem quasi lastfreien Zustand zwischen Umformstempel und Umformmatrize gehalten wird. Handelt es sich bei dem für die Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels vorgegebenen Wert, bei welchem der Ist-Soll-Größen-Vergleich vorgenommen wird, um einen Wert nahe Null, so ist dies gleichbedeutend damit, daß zwischen dem abgekanteten Werkstück und dem Umformwerkzeug noch eine minimale Kraft wirksam ist, welche das abgekantete Werkstück zwischen Umformstempel und Umformmatrize lagefixiert, allerdings ohne auf die Größe des Biegewinkels einen beachtenswerten Einfluß auszuüben. Wird als Wert, der den Zeitpunkt des Ist-Soll-Größen-Vergleichs definiert, der Wert Null vorgegeben, so ist das abgekantete Werkstück zu dem maßgebenden Zeitpunkt von dem Umformwerkzeug vollständig entlastet. Da die Feststellung des völlig lastfreien Zustandes des abgekanteten Werkstücks dem Eintritt dieses Zustandes zeitlich minimal nacheilt und dementsprechend die Relativbewegung von Umformstempel und Umformmatrize erst einen minimalen Zeitraum nach Eintritt der vollständigen Entlastung des abgekanteten Werkstücks beendet wird, ergibt sich in diesem Fall zwischen dem abgekanteten Werkstück und dem Umformstempel sowie der Umformmatrize ein geringfügiges Spiel, welches aber die Lagefixierung des abgekanteten Werkstücks nicht notwendigerweise beeinträchtigt. In beiden Fällen ist vielmehr grundsätzlich gewährleistet, daß das abgekantete Werkstück seine Lage, die es bei Beendigung des Umformens eingenommen und während seiner Entlastung von Umformstempel und Umformmatrize beibehalten hat, nicht verändert, sobald es seinen lastfreien bzw. quasi lastfreien Zustand erreicht. Dieser Umstand ist insbesondere vor dem Hintergrund von Bedeutung, daß die bei dem Vergleich der Ist-Größe des Biegewinkels bei entlastetem oder quasi lastfreiem abgekantetem Werkstück mit der Soll-Größe des Biegewinkels ermittelte Abweichung gegebenenfalls als Korrekturwert für eine Nachbearbeitung des abgekanteten Werkstücks dient und bei der Nachbearbeitung die Ausrichtung des Werkstücks gegenüber dem Umformwerkzeug mit der Ausrichtung während des vorangegangenen Arbeitsganges übereinstimmen muß, damit das gewünschte Bearbeitungsergebnis erzielt werden kann. Wird nach einem ersten Abkantvorgang im Wege des Ist-Soll-Größen-Vergleichs festgestellt, daß die Ist-Größe des erstellten Biegewinkels bei entspanntem bzw. quasi lastfreiem abgekantetem Werkstück die angestrebte Soll-Größe um einen ermittelten Betrag übersteigt, so wird auf der Grundlage der ermittelten Abweichung für einen nachfolgenden korrigierenden Abkantvorgang eine Eindringtiefe des Umformstempels an der Umformmatrize vorgegeben, welche die Eindringtiefe bei dem vorangegangenen Arbeitsgang um einen Betrag übersteigt, der in Abhängigkeit von dem Maß der Abweichung der Ist-Größe des Biegewinkels von der Soll-Größe festgelegt wird.
Die obengenannte vorrichtungsbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Bearbeitungsmaschine der eingangs angegebenen Art gelöst, im Falle derer die Tastelemente sowie die Vorrichtung zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels Teile einer Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels sind und die Vorrichtung zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels die Ist-Größe während einer Entlastung des Werkstücks fortlaufend bestimmt und mit einer Vergleichsvorrichtung in Verbindung steht zum Vergleichen einer Soll-Größe des Biegewinkels mit der Ist-Größe des Biegewinkels, der vorliegt, wenn die mittels der betreffenden Vorrichtung bestimmte Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels einen vorgegebenen Wert annimmt. Aufgrund der Relativbeweglichkeit des Umformwerkzeugs und der Tastelemente läßt sich der Umformstempel bzw. die Umformmatrize nach dem Abkanten des Werkstücks von diesem wegbewegen, während die Tastelemente an der Werkstückoberfläche bzw. an wenigstens einem Schenkel des erstellten Werkstückwinkels anliegen. Das mit der Entlastung des abgekanteten Werkstücks verbundene Auffedern der Werkstückschenkel und die damit verbundene Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels bedingt eine Verlagerung der an dem abgekanteten Werkstück anliegenden Tastelemente relativ zueinander in Bearbeitungsrichtung. Eine Änderung der Relativlage der Tastelemente in der genannten Richtung indiziert dementsprechend eine Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels an dem abgekanteten Werkstück. Sobald die Tastelemente ihre gegenseitige Lage in Bearbeitungsrichtung nicht mehr ändern, hat das abgekantete Werkstück seinen von dem Umformwerkzeug entlasteten Zustand erreicht, in welchem die Ist-Größe des Biegewinkels der durch den vorausgegangenen Abkantvorgang tatsächlich erreichten Ist-Größe des Biegewinkels entspricht. Ist der Betrag der Änderung der Relativlage der Tastelemente in Bearbeitungsrichtung zwar nicht gleich aber doch sehr nahe Null, so zeigt dies an, daß sich die Ist-Größe des Biegewinkels nur noch minimal verändert und dementsprechend einen Wert erreicht hat, der dem Wert sehr nahe kommt, welcher dem völlig lastfreien Zustand des abgekanteten Werkstücks zugeordnet ist.
In beiden Fällen werden aus den Relativlagen der Tastelemente die Ist-Größen des Biegewinkels mit Hilfe der zu deren Bestimmung vorgesehenen Vorrichtung berechnet. Ausgehend von den berechneten Ist-Größen des Biegewinkels läßt sich deren Änderung mit der hierfür vorgesehenen Vorrichtung ermitteln. Ergibt sich dabei für die Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels der Wert Null oder ein diesem sehr nahe kommender Wert, so wird die Vergleichsvorrichtung aktiviert, mit deren Hilfe die Ist-Größe des Biegewinkels bei Erreichen des Änderungswertes Null bzw. des diesem Änderungswert sehr nahe kommenden Wertes mit einer definierten Soll-Größe des zu erstellenden Biegewinkels verglichen wird. Die Tastelemente liefern also die Ausgangsdaten, auf deren Grundlage bestimmt wird, ob sich die Ist-Größe des Biegewinkels im Laufe einer fortgesetzten Werkstückentlastung ändert, oder ob derjenige Zustand des abgekanteten Werkstücks erreicht ist, bei welchem der Ist-Soll-Größen-Vergleich für den Biegewinkel vorzunehmen ist. Die Tastelemente bilden dementsprechend einen mechanischen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels.
Eine weitere Komponente dieser Vorrichtung zur Ermittlung des optimalen Zeitpunktes des Ist-Soll-Größen-Vergleichs für den Biegewinkel stellt die Vorrichtung zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels dar. Mit ihrer Hilfe werden diejenigen Größen ermittelt, durch deren Vergleich in einer Vergleichseinheit für die Ist-Größen des Biegewinkels unmittelbar das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels festgestellt werden kann.
In zweckmäßiger Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ist vorgesehen, daß die Vorrichtung zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels in Bearbeitungsrichtung an dem Umformstempel geführte Schieber umfaßt, von denen jeweils einer mit einem der Tastelemente in Bearbeitungsrichtung verschiebbar ist. Die beschriebene Ausgestaltung erfindungsgemäßer Maschinen erlaubt es, die Vorrichtung zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels mit hinreichendem Abstand von dem zu bearbeitenden Werkstück anzuordnen, und zwar in einem Bereich, in welchem ein ausreichender Einbauraum zur Verfügung steht. Die Position der Tastelemente zueinander wird bei dieser Variante der Erfindung durch die Relativlage der mit den Tastelementen in Verbindung stehenden Schieber angezeigt.
Eine hochgenaue Bestimmung der Relativlage der Tastelemente und somit die Bereitstellung äußerst exakter Ausgangsdaten für die Ermittlung des Wertes etwaiger Änderungen der Ist-Größe des Biegewinkels wird im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine dadurch ermöglicht, daß die Vorrichtung zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels wenigstens eine mit einem der Tastelemente in Verbindung stehende und mit diesem in Bearbeitungsrichtung verschiebbare Lichtquelle, vorzugsweise eine entsprechende LED, sowie wenigstens einen mit dem anderen Tastelement in Verbindung stehenden, mit diesem in Bearbeitungsrichtung verschiebbaren und der Lichtquelle zugeordneten optischen Sensor, vorzugsweise einen PSD (Position Sensitive Detector) aufweist. Zudem besitzen die beschriebenen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels einen lediglich geringen Platzbedarf. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, die gesamte Vorrichtung in das Umformwerkzeug zu integrieren.
Damit die Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels hinreichend genaue Ergebnisse liefern kann, müssen zuvor die Ist-Größen der Biegewinkel, durch deren Vergleich die auftretenden Änderungen gegebenenfalls berechnet werden, exakt bestimmt worden sein. Dies wiederum setzt voraus, daß die Relativlagen der Tastelemente, von denen ausgehend die zu vergleichenden Ist-Größen des Biegewinkels ermittelt werden, möglichst genau den Verlauf der Schenkel des Biegewinkels an dem abgekanteten Werkstück wiedergeben. Aus diesem Grund muß für eine definierte Abstützung der Tastelemente an dem betreffenden Schenkel bzw. an den betreffenden Schenkeln des abgekanteten Werkstücks gesorgt werden. Diesem Erfordernis wird im Sinne der Erfindung dadurch Rechnung getragen, daß die Tastelemente in der Meßstellung quer zu der von einer Umformkante des Umformstempels und der Bearbeitungsrichtung definierten Ebene von dem Umformstempel vorstehen und jeweils an beiden Schenkeln des abgekanteten Werkstücks anliegen, wobei sich die Tastelemente auf ein und derselben Seite der genannten Ebene mit unterschiedlicher Entfernung von der Umformkante an den Schenkeln des abgekanteten Werkstücks abstützen.
Tastelemente, die sich als Bestandteile erfindungsgemäßer Vorrichtungen zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels verwenden lassen, können auf verschiedene Art und Weise gestaltet sein. So sind im Sinne der Erfindung als Scheiben oder Scheibensegmente ausgebildete Tastelemente ebenso vorgesehen wie Tastelemente in Form von quer zu der von einer Umformkante des Umformstempels und der Bearbeitungsrichtung definierten Ebene ausgerichteten Taststäben. Insbesondere als Scheiben oder Scheibensegmente gestaltete Tastelemente lassen sich mit geringem Fertigungsaufwand herstellen. Sind sie entsprechend dünn, so können sie in der Meßstellung mit einer punktähnlichen Berührung an dem abgekanteten Werkstück angelegt und in Ausnehmungen in Form von engen Schlitzen an dem Umformstempel in Bearbeitungsrichtung geführt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß die Tastelemente quer zu der von einer Umformkante des Umformstempels und der Bearbeitungsrichtung definierten Ebene relativ zueinander auslenkbar sind. Aufgrund der beschriebenen Relativbeweglichkeit der Tastelemente in Querrichtung der genannten Ebene lassen sich die Tastelemente bei unterschiedlichen Verläufen der beiden Schenkel des abgekanteten Werkstücks an diesen zur Anlage bringen. Erforderlichenfalls sind die Tastelemente in der Lage, sich in Querrichtung der genannten Ebene relativ zueinander selbsttätig derart zu positionieren, daß beide Tastelemente an dem betreffenden Schenkel bzw. an den betreffenden Schenkeln des abgekanteten Werkstücks anliegen.
Die relative Querbeweglichkeit der Tastelemente in Querrichtung der von der Umformkante des Umformstempels und der Bearbeitungsrichtung definierten Ebene wird erfindungsgemäß zum einen dadurch realisiert, daß die Tastelemente quer zu der genannten Ebene relativ zueinander schwenkbar sind. Ergänzend oder alternativ kann die relative Querbeweglichkeit der Tastelemente im Sinne der Erfindung dadurch bewirkt sein, daß die Tastelemente quer zu der genannten Ebene relativ zueinander verschiebbar sind.
Legen sich die Tastelemente unter Ausführung einer Relativbewegung in Querrichtung der von einer Umformkante des Umformstempels und der Bearbeitungsrichtung definierten Ebene an dem (den) Werkstückschenkel(n) an, so kann hierdurch das Ergebnis der Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels beeinflußt werden. Allerdings ist der Einfluß der beschriebenen relativen Querauslenkung der Tastelemente auf die sich ergebende Ist-Größe des Biegewinkels äußerst gering.
Wird jedoch eine hochgenaue Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels angestrebt, so ist dieser Einfluß gleichwohl zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck ist im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine, bei welcher die Tastelemente quer zu der von einer Umformkante des Umformstempels und der Bearbeitungsrichtung definierten Ebene relativ zueinander auslenkbar sind, als Teil der Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels eine Vorrichtung zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente vorgesehen, welche mit einer Auswerteeinrichtung in Verbindung steht, mittels derer die relative Querauslenkung der Tastelemente bei der Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels berücksichtigt wird.
Eine äußerst exakte Ermittlung der relativen Querauslenkung der Tastelemente wird im Falle einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine mit quer zu der von einer Umformkante des Umformstempels und der Bearbeitungsrichtung definierten Ebene relativ zueinander auslenkbaren Tastelementen dadurch bewerkstelligt, daß die Vorrichtung zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente wenigstens eine mit einem der Tastelemente in Verbindung stehende und mit diesem quer auslenkbare Lichtquelle, vorzugsweise eine entsprechende LED, sowie wenigstens einen mit dem anderen Tastelement in Verbindung stehenden, mit diesem quer auslenkbaren und der Lichtquelle zugeordneten optischen Sensor, vorzugsweise einen entsprechenden PSD, aufweist.
Im Sinne einer konstruktiven Vereinfachung erfindungsgemäßer Bearbeitungsmaschinen, im Falle derer die Vorrichtung zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels wenigstens eine mit einem der Tastelemente in Bearbeitungsrichtung verschiebbare Lichtquelle sowie wenigstens einen mit dem anderen Tastelement in derselben Richtung verschiebbaren optischen Sensor aufweist, ist (sind) als Lichtquelle und als optischer Sensor der Vorrichtung zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente die mit den Tastelementen in Bearbeitungsrichtung verschiebbare(n) Lichtquelle(n) bzw. der (die) entsprechende(n) optische(n) Sensor(en) vorgesehen.
Eine weitestgehend automatisierte Werkstückbearbeitung erlaubt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine, im Falle derer die Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels mit der Antriebssteuerung in Verbindung steht, Wird mittels der Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels festgestellt, daß die durch eine elastische Rückstellbewegung der Schenkel des abgekanteten Werkstücks bedingte Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels den vorgegebenen Wert, d.h. den Wert 0 oder einen dem Wert 0 sehr nahe kommenden Wert, erreicht hat, so wird mittels der Antriebssteuerung die der Entlastung des abgekanteten Werkstücks dienende Relativbewegung von Umformstempel und Umformmatrize beendet. Dadurch ist sichergestellt, daß Umformstempel und Umformmatrize relativ zueinander unbeweglich verharren, sobald das abgekantete Werkstück seinen lastfreien bzw. quasi lastfreien Zustand erreicht. In ihrer dann eingenommenen Stellung fixieren Umformstempel und Umformmatrize das abgekantete Werkstück in der Bearbeitungslage. Außerdem wird diejenige Ist-Größe des Biegewinkels bestimmt, die dem lastfreien bzw. dem quasi lastfreien Zustand des abgekanteten Werkstücks zugeordnet ist. Diese Ist-Größe des Biegewinkels wird mit der vorgegebenen Soll-Größe verglichen, und die bestehende Abweichung dient gegebenenfalls als Grundlage für einen automatisiert eingeleiteten und durchgeführten korrigierenden Nachbearbeitungsgang.
Generell ist darauf hinzuweisen, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich sowohl für eine Werkstückbearbeitung nach dem Prägeverfahren als auch zur Werkstückbearbeitung durch sogenanntes "Freibiegen" geeignet sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand schematischer Darstellungen zu Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
die perspektivische Gesamtansicht einer ersten Ausführungsform einer hydraulischen Gesenkbiegepresse mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels,
Figur 2a
eine Schnittdarstellung in der Draufsicht auf die Schnittebene II in Figur 1 bei in unterer Endlage befindlichem Umformstempel,
Figur 2b
eine Darstellung entsprechend Figur 2a bei von dem Umformwerkzeug entlastetem Werkstück nach dem Abkanten,
Figur 3
den grafischen Verlauf der Ist-Größe des Biegewinkels β in Abhängigkeit von dem Rückhubweg s des Umformstempels beim Abkanten des Werkstücks gemäß den Figuren 1 bis 2b,
Figur 4
eine Schnittdarstellung zu einer zweiten Ausführungsform einer Gesenkbiegepresse mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels,
Figur 5
eine teilgeschnittene Seitenansicht im Bereich des Umformstempels der Gesenkbiegepresse gemäß Figur 4,
Figur 6a und Figur 6b
Prinzipskizzen zu der Funktionsweise der Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels an der Gesenkbiegepresse gemäß den Figuren 4 und 5,
Figur 7a und Figur 7b
Prinzipsskizzen zu einer dritten Ausführungsform einer Gesenkbiegepresse mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels,
Figur 8
eine Schnittdarstellung zu einer Gesenkbiegepresse gemäß den Figuren 7a und 7b,
Figur 9
eine Schnittdarstellung des Umformstempels in der Draufsicht auf die in Figur 8 senkrecht zu der Zeichenebene in Richtung der Linie IX-IX verlaufende Schnittfläche,
Figur 10
den Ausschnitt D gemäß Figur 9 in vergrößertem Maßstab und
Figur 11
eine vierte Ausführungsform einer hydraulischen Gesenkbiegepresse mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels in der Draufsicht.
Eine in Figur 1 dargestellte Gesenkbiegepresse 1 umfaßt ein Maschinengestell mit zwei Ständern 2, 3. Zwischen den Ständern 2, 3 ist eine Oberwange 4 in einer durch einen Doppelpfeil 5 veranschaulichten vertikalen Bearbeitungsrichtung heb- und senkbar geführt. Die Oberwange 4 geht an ihrem unteren Ende in einen Preßbalken 6 über, der sich über die gesamte Maschinenfront erstreckt. Zum Anheben und Absenken der Oberwange 4 dienen hydraulische Preßzylinder 7, die an dem Preßbalken 6 angreifen. In einer hinterschnittenen Längsnut des Preßbalkens 6 ist ein leistenartiger Umformstempel 8 in Form eines durchgehenden Biegestempels gehalten, der nach unten hin in einer Umformkante 9 endet. Der Umformstempel 8 wirkt mit einer als Biegegesenk ausgebildeten Umformmatrize 10 zusammen. Letztere ist auf einem Tisch 11 der Gesenkbiegepresse 1 gelagert und weist an ihrer dem Umformstempel 8 zugewandten Seite eine V-förmige Nut 12 auf.
In einem Bedienpult 13 sind die Antriebssteuerung der Gesenkbiegepresse 1 sowie sonstige Einrichtungen zum automatisierten Maschinenbetrieb untergebracht, im Rahmen dessen ein Werkstück 14, nämlich eine Blechtafel, abgekantet wird. In Ihrer Ausgangslage ist die Blechtafel 14 in Figur 1 mit ausgezogenen Linien dargestellt. In ihrem abgekanteten Zustand, in welchem sie zwei einen Biegewinkel β einschließende Werkstückschenkel 15, 16 aufweist, ist die Blechtafel 14 gestrichelt angedeutet. In Figur 1 ebenfalls andeutungsweise erkennbar, sind Tastelemente 17, 18 einer Vorrichtung 19 zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels β.
Figur 2a zeigt die Verhältnisse zu demjenigen Zeitpunkt des Abkantvorgangs, zu welchem sich der Umformstempel 8 in einer Lage befindet, in welcher die Blechschenkel 15, 16 zwischen sich einen Biegewinkel β mit einer Ist-Größe einschließen, die der Soll-Größe, im vorliegenden Fall 90°, entspricht. Die Tastelemente 17, 18 werden an Schiebern 22, 23 gehalten, die konzentrisch zueinander angeordnet sind und im Innern des Umformstempels 8 in Bearbeitungsrichtung 5 relativ zueinander sowie relativ zu dem Umformstempel 8 verschiebbar geführt sind. In ihrer Lage gemäß Figur 2a sind die Tastelemente 17, 18 in Bearbeitungsrichtung 5 in einem gegenseitigen Abstand d1 angeordnet. Quer zu der Bearbeitungsrichtung 5 weisen die Kontaktpunkte der Tastelemente 17, 18 an den Blechschenkeln 15, 16 einen vorgegebenen und bekannten Abstand a auf. Die Schieber 22, 23 sind Teil einer Vorrichtung 24 zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels β.
Wird nun der Umformstempel 8 aus seiner in Figur 2a gezeigten Lage in Bearbeitungsrichtung 5 von der Blechtafel 14 wegbewegt, so führen in der Blechtafel 14 wirksame elastische Rückstellkräfte zu einem Auffedern der abgekanteten Blechtafel 14 aus ihrem in Figur 2a dargestellten Zustand in den Zustand gemäß Figur 2b. Dabei vergrößert sich die Ist-Größe des von den Blechschenkeln 15, 16 eingeschlossenen Biegewinkels β. Mit dem Auffedern der abgekanteten Blechtafel 14 verbunden ist eine Änderung der Relativlage der Tastelemente 17, 18 in Bearbeitungsrichtung 5. Während die Tastelemente 17, 18 in dem Bearbeitungsstadium gemäß Figur 2a in Bearbeitungsrichtung 5 einen Abstand d1 aufwiesen, nehmen sie gemäß Figur 2b in dieser Richtung noch einen gegenseitigen Abstand d2 ein. Während der Entlastung der Blechtafel 14 von dem in Figur 2a gezeigten Zustand bis zu dem Zustand gemäß Figur 2b hat sich also die Relativlage der Tastelemente 17, 18 in Bearbeitungsrichtung 5 um (d1 - d2) geändert. Der horizontale Abstand a der Kontaktpunkte zwischen den Blechschenkeln 15, 16 und den Tastelementen 17, 18 ist unverändert geblieben.
Während der beschriebenen Entlastung der Blechtafel 14 von dem Umformstempel 8 wurde mittels der in den Figuren 2a und 2b lediglich angedeuteten Vorrichtung 24 fortlaufend die Ist-Größe des Biegewinkels β bestimmt. Die Vorrichtung 24 zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels β umfaßt zu diesem Zweck neben den Schiebern 22, 23 eine Vorrichtung 25 zur Bestimmung der Relativlage der Schieber 22, 23 in Bearbeitungsrichtung 5. Aufgrund der zwischen den Schiebern 22, 23 und den Tastelementen 17,18 bestehenden Verbindung wird mittels der Vorrichtung 25 mit der Relativlage der Schieber 22, 23 in Bearbeitungsrichtung 5 die Relativlage der Tastelemente 17, 18 in der genannten Richtung bestimmt. In der Bearbeitungsphase gemäß Figur 2b etwa wird diese Relativlage durch den Abstand d2 repräsentiert. Aus dem ermittelten Abstand d2 und dem unveränderlichen Abstand a quer zu der Bearbeitungsrichtung 5 wird von einer Recheneinheit 26 der Vorrichtung 24 zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels β nach einer trigonometrischen Funktion die Ist-Größe eines Winkels γ berechnet.
Da in dem in den Figuren 2a und 2b skizzierten Anwendungsfall symmetrische Verhältnisse hinsichtlich einer strichpunktiert angedeuteten Bewegungsachse 27 der Tastelemente 17, 18 in Bearbeitungsrichtung 5 herrschen, entspricht die Ist-Größe des bestimmten Winkels γ der halben Ist-Größe des Biegewinkels β. Aufgrund des symmetrischen Verlaufs der Werkstückschenkel 15, 16 bezüglich der Bewegungsachse 27 bedürfte es zur Berechnung der Ist-Größe des Biegewinkels β in der vorstehend beschriebenen Art und Weise lediglich jeweils eines Kontaktpunktes der Tastelemente 17, 18 mit dem Werkstück 14, wobei beide Kontaktpunkte zweckmäßigerweise auf ein und derselben Seite der Umformkante 9 des Biegestempels 8 mit unterschiedlicher Entfernung von der Umformkante 9 liegen.
Mittels einer Vergleichseinheit 28 werden die sich während der Entlastung der Blechtafel 14 von dem Umformstempel 8 einstellenden und durch die Recheneinheit 26 fortlaufend ermittelten Ist-Größen des Biegewinkels β zwischen den Werkstückschenkeln 15, 16 miteinander verglichen. Dabei wird jeweils die Differenz zwischen einer Ist-Größe des Biegewinkels β und der unmittelbar vorausgehend berechneten Ist-Größe bestimmt.
Wird der Umformstempel 8 ausgehend von seiner in Figur 2b gezeigten Lage weiter in Bearbeitungsrichtung 5 von der abgekanteten Blechtafel 14 wegbewegt, so öffnen sich die Werkstückschenkel 15, 16 weiter, das heißt, die Ist-Größe des von den Werkstückschenkeln 15, 16 eingeschlossene Biegewinkels nimmt einen Wert an, der über dem Wert der Ist-Größe des Biegewinkels β gemäß Figur 2b liegt. Die Spreizung der Werkstückschenkel 15, 16 und die damit verbundene Vergrößerung der Ist-Größe des von diesen eingeschlossenen Biegewinkels β endet, sobald die Entlastung der Blechtafel 14 von dem Umformstempel 8 eintritt. Ab Eintreten dieses Entlastungszustandes führt eine weitere Rückhubbewegung des Umformstempels 8 nicht mehr zu einer Vergrößerung der Ist-Größe des von den Werkstückschenkeln 15, 16 eingeschlossenen Biegewinkels β. Die mittels der Vergleichseinheit 28 bestimmte Abweichung einer Ist-Größe des Biegewinkels β von der dieser Ist-Größe unmittelbar vorausgehend berechneten Ist-Größe nimmt ab diesem Zeitpunkt den Wert 0 an.
Eine Abweichung 0 zweier aufeinanderfolgend berechneter Ist-Größen des Biegewinkels β indiziert also den Eintritt des lastfreien Zustandes der Blechtafel 14 und somit das Vorliegen der tatsächlichen Ist-Größe des mit dem betreffenden Abkantvorgang erstellten Biegewinkels β.
Tritt keine Änderung der Relativlage der Tastelemente 17, 18 in Bearbeitungsrichtung 5 und somit keine Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels β mehr ein, so wird von der Vergleichseinheit 28 ein Signal an eine Antriebssteuerung 29 abgegeben, aufgrund dessen letztere einen Maschinenantrieb 30 der Gesenkbiegepresse 1 stillsetzt. Demzufolge verharrt der Umformstempel 8 gegenüber der Umformmatrize 10 in Bearbeitungsrichtung 5 in etwa in der Position, die er erreicht hatte, als von der Vergleichseinheit 28 für die Abweichung zweier aufeinanderfolgender Ist-Größen des Biegewinkels β erstmals der Wert Null berechnet worden ist. In diesem Betriebszustand, in welchem die Blechtafel 14 gerade ihren lastfreien Zustand erreicht hat, sind Umformstempel 8 und Umformmatrize 10 der Blechtafel 14 unmittelbar benachbart angeordnet. Infolgedessen wird die Blechtafel 14 von dem Umformstempel 8 und der damit zusammenwirkenden Umformmatrize 10 in ihrer momentanen Lage fixiert.
Alternativ zu dem vorstehend beschriebenen Verfahrensablauf kann das Signal zum Stillsetzen des Maschinenantriebs 30 auch bereits an die Antriebssteuerung 29 gegeben werden, sobald die mittels der Vergleichseinheit 28 berechnete Abweichung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ist-Größen des Biegewinkels β nicht den Wert 0 sondern einen Wert nahe 0 annimmt. In diesem Fall hat die Blechtafel 14 bei Stillsetzen des Maschinenantriebs 30 einen quasi lastfreien Zustand erreicht.
Die vorstehend beschriebene Recheneinheit 26 zur Berechnung der Ist-Größen des Biegewinkels β sowie die dieser nachgeschaltete Vergleichseinheit 28 zum Vergleich aufeinanderfolgend berechneter Ist-Größen des Biegewinkels β sind Bestandteile eines Zentralrechners 31. Mit dessen Hilfe wird unter Nutzung der Recheneinheit 26 die Ist-Größe des Biegewinkels β ermittelt, welche dem Erreichen des lastfreien bzw. des quasi lastfreien Zustandes der Blechtafel 14 zugeordnet ist. Diese tatsächliche Ist-Größe des bei dem Abkantvorgang erstellten Biegewinkels β wird anschließend mit der Soll-Größe des Biegewinkels β, also mit derjenigen Größe verglichen, mit welcher der Biegewinkel β herzustellen ist. Zu diesem Zweck dient eine Vergleichsvorrichtung 32 zum Vergleichen einer Ist-Größe des Biegewinkels β mit einer Soll-Größe, wobei es sich bei der Vergleichsvorrichtung 32 ebenfalls um einen Teil des Zentralrechners 31 handelt.
Die anläßlich des Ist-Soll-Größen-Vergleichs bestimmte Abweichung der tatsächlichen Ist-Größe des erstellten Biegewinkels β von der Soll-Größe wird von dem Zentralrechner 31 dazu benutzt, dem Maschinenantrieb 30 über die Antriebssteuerung 29 Bearbeitungsparameter für einen nachfolgenden korrigierenden Abkant-Arbeitsgang vorzugeben. Dabei hat der Zentralrechner 31 Zugriff auf hinterlegte Werte beispielsweise zur Kennzeichnung des Werkstoffs und/oder der Dicke der Blechtafel 14. Wird für die Abweichung der Ist-Größe des Biegewinkels β bei entlasteter oder quasi lastfreier Blechtafel 14 von der Soll-Größe des Biegewinkels β ein bestimmter Wert ermittelt, so berechnet der Zentralrechner 31 unter Berücksichtigung von Dicke und/oder Material der Blechtafel 14 auf der Grundlage der Abweichung die erforderliche Eindringtiefe des Umformstempels 8 an der Matrize 10, über welche der Umformstempel 8 bei dem nachfolgenden korrigierenden Bearbeitungsvorgang in die Umformmatrize 10 einfahren muß, damit als Ergebnis des korrigierenden Abkantvorgangs ein Biegewinkel β mit der gewünschten Soll-Größe erstellt wird. In erster Näherung kann für den korrigierenden Abkantvorgang eine Stempel-Eindringtiefe vorgegeben werden, bei welcher die Blechtafel 14 in der unteren Endlage des Umformstempels 8 einen Biegewinkel β mit einer Ist-Größe aufweist, die um die zuvor ermittelte Winkelabweichung kleiner ist als die vorgegebene Soll-Größe.
Die Kriterien, nach denen in dem Zentralrechner 31 das Signal an die Antriebssteuerung 29 zum Stillsetzen des Maschinenantriebs 30 aktiviert wird, gehen aus Figur 3 hervor.
So wird in dem Zentralrechner 31 der Verlauf der Ist-Größe des Biegewinkels β über dem Weg s bestimmt, welchen der Umformstempel 8 während der Entlastung der Blechtafel 14 zurücklegt. Anschließend wird mittels des Zentralrechners 31 zu jeder Ist-Größe des Biegewinkels β die Steigung der Tangenten t an den Graphen des Biegewinkels β über dem Betrag s bestimmt. Nimmt die Steigung der Tangenten t den Wert 0 oder einen dem Wert 0 sehr nahe kommenden Wert an und verläuft dementsprechend die Tangente t gemäß Figur 3 horizontal oder annähernd horizontal, so wird hierdurch angezeigt, daß auch die mittels der Vergleichseinheit 28 berechnete Abweichung zweier aufeinanderfolgend bestimmter Ist-Größen des Biegewinkels β gleich 0 ist bzw. dem Wert 0 sehr nahe kommt. Dies wiederum ist gleichbedeutend mit dem Eintritt des lastfreien bzw. quasi lastfreien Zustandes der Blechtafel 14 und markiert damit den Zeitpunkt, bzw. denjenigen Betrag der Rückhubbewegung des Umformstempels 8, bei welchem von dem Zentralrechner 31 über die Antriebssteuerung 29 der Maschinenantrieb 30 stillzusetzen und daran anschließend ein korrigierender Abkantvorgang erforderlichenfalls einzuleiten ist.
Im Falle einer Gesenkbiegepresse 101, wie sie in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist, wird eine Blechtafel 114 durch Zusammenwirken eines Umformstempels 108 und einer Umformmatrize 110 unter Bildung zweier einen Biegewinkel β einschließender Werkstückschenkel 115, 116 abgekantet. Ebenso wie die Tastelemente 17, 18 der Gesenkbiegepresse 1 nach den Figuren 1 bis 3 sind auch Tastelemente 117, 118 der Gesenkbiegepresse 101 in den Umformstempel 108 integriert. Anders als die Tastelemente 17, 18 der Gesenkbiegepresse 1 sind die Tastelemente 117, 118 der Gesenkbiegepresse 101 nicht als Taststäbe sondern als Tastscheiben ausgebildet. In Führungsschlitzen 133, 134 werden die Tastelemente 117, 118 an dem Umformstempel 108 relativ zu diesem sowie relativ zueinander verschiebbar geführt. Der Führung der Tastelemente 117, 118 in einer Bearbeitungsrichtung 105 dienen dabei Schieber 122, 123, an welchen die Tastelemente 117, 118 mittels Schwenkachsen 135, 136 angelenkt sind. Aufgrund ihrer dadurch gegebenen Schwenkbeweglichkeit sind die Tastelemente 117, 118 quer zu der von einer Umformkante 109 des Umformstempels 108 und der Bearbeitungsrichtung 105 definierten Ebene relativ zueinander auslenkbar. Die beschriebene Auslenkbarkeit der Tastelemente 117, 118 ermöglicht deren Selbstzentrierung in Fällen, in welchen eine Achse 127 der Bewegung der Tastelemente 117, 118 in Bearbeitungsrichtung 105 anders als im dargestellten Beispielsfall nicht mit der Winkelhalbierenden des Biegewinkels β zwischen den Werkstückschenkeln 115, 116 zusammenfällt.
Neben der vorstehend bereits beschriebenen Führungsfunktion kommt den Schiebern 122, 123 die Aufgabe zu, die Tastelemente 117, 118 gegen Herausfallen aus den in die Umformkante 109 des Biegestempels 108 mündenden Führungsschlitzen 133, 134 zu sichern.
Die nach unten offene Ausbildung der Führungsschlitze 133, 134 an dem Umformstempel 108 besitzt eine besondere Bedeutung. So erlaubt es das genannte Merkmal, die Tastelemente 117, 118 bis unmittelbar an die Umformkante 109 des Umformstempels 108 heranzuführen. Dementsprechend lassen sich die Tastelemente 117, 118 auch an Werkstückschenkeln zur Anlage bringen, welche sich ausgehend von der Umformkante 109 nur über eine geringe Schenkellänge erstrecken. Die Tastelemente 117, 118 gemäß den Figuren 4 und 5 erlauben also die Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels β bzw. die Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels β auch in Anwendungsfällen, in welchen Werkstücke mit sehr kurzen Schenkeln abgekantet werden.
Da die Tastelemente 117, 118 als dünne Plättchen ausgebildet sind und dementsprechend die Führungsschlitze 133, 134 eine lediglich geringe Weite in Richtung der Umformkante 109 aufweisen müssen, wird die Umformkante 109 im Bereich der Führungsschlitze 133, 134 nur über eine geringe Länge unterbrochen und das mit dem Umformstempel 108 erzielbare Bearbeitungsergebnis in seiner Qualität nicht beeinträchtigt.
Aufbau und Funktionsweise einer an der Gesenkbiegepresse 101 vorgesehenen Vorrichtung 119 zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe eines Biegewinkels β ergeben sich anhand der Figuren 6a und 6b.
Bestandteile der Vorrichtung 119 zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels β sind zum einen die zu den Figuren 4 und 5 bereits beschriebenen Tastelemente 117, 118 und zum anderen eine mit letzteren in Verbindung stehende Vorrichtung 124 zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels β. Letztere setzt sich wiederum zusammen aus den in den Figuren 4 und 5 im einzelnen gezeigten und in den Figuren 6a und 6b aus Gründen der Darstellungsvereinfachung lediglich angedeuteten Schiebern 122, 123, einer Vorrichtung 125 zur Bestimmung der Relativlage der Schieber 122, 123 bzw. der Tastelemente 117, 118 in Bearbeitungsrichtung 105, einer Vorrichtung 137 zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente 117, 118 quer zu der von der Umformkante 109 des Umformstempels 108 und der Bearbeitungsrichtung 105 definierten Ebene, einer Auswerteeinrichtung 138 zur Berücksichtigung einer etwaigen relativen Querauslenkung der Tastelemente 117, 118 quer zu der genannten Ebene sowie einer Recheneinheit 126 zur Berechnung der Ist-Größe des Biegewinkels β. Die Vorrichtung 124 zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels β steht in Verbindung mit einer Vergleichseinheit 128 zur Ermittlung etwaiger Abweichungen zwischen aufeinanderfolgend bestimmten Ist-Größen des Biegewinkels β sowie mit einer Vorrichtung zum Vergleichen einer Ist-Größe des Biegewinkels β mit einer Soll-Größe. Die Vergleichseinheit 128 schließlich ist gekoppelt mit einer Antriebssteuerung 129 und diese wiederum mit einem Maschinenantrieb 130 der Gesenkbiegepresse 101. Die Funktionen der Auswerteeinrichtung 138, der Recheneinheit 126 sowie der Vergleichseinheit 128 werden von einem Zentralrechner 131 übernommen.
Für die Bestimmung der Änderung des Ist-Größe des Biegewinkels β sind zwei Fälle zu unterscheiden. Zum einen kann - wie in Figur 6a dargestellt - die Bewegungsachse 127 der Tastelemente 117, 118 in Bearbeitungsrichtung 105 mit einer Winkelhalbierenden 139 des Biegewinkels β zusammenfallen. Zum anderen kann der Verlauf der Bewegungsachse 127 von dem Verlauf der Winkelhalbierenden 139 abweichen. Der letztgenannte Fall ist in Figur 6b skizziert.
Aufgrund der symmetrischen Ausbildung der als Kreisscheiben ausgebildeten Tastelemente 117, 118 bezüglich der Winkelhalbierenden 139 des Biegewinkels β liegen das Zentrum MR des Tastelementes 118 sowie das Zentrum Mr des Tastelementes 117 bei in Meßstellung befindlichen Tastelementen 117, 118 stets auf der Winkelhalbierenden 139. Das Tastelement 118 besitzt einen Radius R, das Tastelement 117 einen Radius r. Die Werkstückschenkel 115, 116 der abgekanteten Blechtafel 114 verlaufen tangential zu den Tastelementen 117, 118.
Mit der Vorrichtung 125 zur Bestimmung der Relativlage der Tastelemente 117, 118 in Bearbeitungsrichtung 105 wird unabhängig von dem gegenseitigen Verlauf der Bewegungsachse 127, sprich: der Bearbeitungsrichtung 105, und der Winkelhalbierenden 139 stets der in Bearbeitungsrichtung 105, das heißt in Richtung der Bewegungsachse 127 bestehende Abstand der Zentren Mr und MR der Tastelemente 117, 118 ermittelt. Dieser Abstand ist in den Figuren 6a und 6b mit Δx bezeichnet. Für den Abstand der Zentren Mr und MR der Tastelemente 117, 118 in Richtung der Winkelhalbierenden 139 ist in den Figuren 6a und 6b übereinstimmend das Symbol D gewählt.
Aufgrund bekannter mathematischer Zusammenhänge gilt: sin β2 = R - rD <=>   β = 2 arc sin R - rD
Nachdem die Radien r und R der Tastelemente 117, 118 bekannt sind, kann ihre Differenz (R - r) ohne weiteres berechnet werden. Die Größe D stimmt in dem Anwendungsfall gemäß Figur 6a mit der Größe Δx überein. Die Größe Δx wird mittels der Vorrichtung 125 gemessen. Die Ist-Größe des Biegewinkels β ergibt sich dementsprechend bei Zusammenfallen der Bewegungsachse 127 der Tastelemente 117, 118 bzw. der Bearbeitungsrichtung 105 mit der Winkelhalbierenden 139 wie folgt: β = 2 arc sin R - rΔx
Weicht der Verlauf der Bewegungsachse 127 bzw. der Bearbeitungsrichtung 105 von dem Verlauf der Winkelhalbierenden 139 ab, wie dies in Figur 6b skizziert ist, so ist bei der Berechnung der Ist-Größe des Biegewinkels β eine relative Querauslenkung Δy der Tastelemente 117, 118 quer zu der von der Umformkante 109 des Umformstempels 108 und der Bearbeitungsrichtung 105 definierten Ebene zu berücksichtigen. Die Größe Δy wird mittels der Vorrichtung 137 zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente 117, 118 gemessen. Es gilt dann: D2 = (Δx)2 + (Δy)2
Der Biegewinkel β im Falle einer Abweichung der Verläufe der Bewegungsachse 127 bzw. der Bearbeitungsrichtung 105 sowie der Winkelhalbierenden 139 gemäß Figur 6b ergibt sich dementsprechend wie folgt: β = 2 arc sin R - r (Δx)2 + (Δy)2
Auch in dem Fall gemäß Figur 6b wird die Größe Δx mittels der Vorrichtung 125 zur Bestimmung der Relativlage der Tastelemente 117, 118 in Bearbeitungsrichtung 105 bzw. in Richtung der Bewegungsachse 127 ermittelt. In der Auswerteeinrichtung 138 wird berücksichtigt, daß neben einer Relativlage Δx auch eine relative Querauslenkung Δy in die Berechnung des Biegewinkels β eingehen muß. Die Recheneinheit 126 schließlich liefert wie gemäß Figur 6a die Ist-Größe des Biegewinkels β.
Jeweils zwei aufeinanderfolgende der fortlaufend ermittelten Ist-Größen des Biegewinkels β werden mittels der Vergleichseinheit 128 auf eine bestehende Abweichung hin überprüft. Nimmt diese Abweichung den Wert 0 oder einen Wert nahe 0 an, so indiziert dies, daß die abgekantete Blechtafel 114 im Laufe der Entlastung von dem Umformstempel 108 ihren lastfreien bzw. ihren quasi lastfreien Zustand und der Biegewinkel β seine im Rahmen des vorausgegangenen Abkantvorgangs tatsächlich erzielte Ist-Größe erreicht hat. Wird dies festgestellt, so sorgt ein an die Antriebssteuerung 129 übermitteltes Signal für das Stillsetzen des Maschinenantriebs 130. Die beim Eintreten des lastfreien bzw. quasi lastfreien Zustandes der abgekanteten Blechtafel 114 bestehende Ist-Größe des Biegewinkels β wird in der Vergleichsvorrichtung 132 mit der vorgegebenen Soll-Größe für den Biegewinkel β verglichen. Liegt die Ist-Größe des im Rahmen des vorangegangenen Abkantvorgangs erstellten Biegewinkels β über der Soll-Größe, so werden durch den Zentralrechner 131 in der vorstehend zu den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Art und Weise Parameter für einen nachfolgenden korrigierenden Abkantvorgang definiert und die Nachbearbeitung über die Antriebssteuerung 129 und den von dieser gesteuerten Maschinenantrieb 130 eingeleitet und durchgeführt.
Die Figuren 7a bis 10 betreffen eine Gesenkbiegepresse 201 mit einer Vorrichtung 219 zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe eines Biegewinkels β, der an einer Blechtafel 214 durch Zusammenwirken eines Umformstempels 208 und einer Umformmatrize 210 mit Werkstückschenkeln 215, 216 erstellt worden ist. Die Vorrichtung 219 zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels β umfaßt Tastelemente 217, 218, welche entlang einer Bewegungsachse 227 in einer Bearbeitungsrichtung 205 relativ zu dem Umformstempel 208 mit einer Umformkante 209 sowie relativ zueinander verschiebbar sind. Außerdem sind die Tastelemente 217, 218 quer zu der von der Umformkante 209 des Umformstempels 208 und der Bearbeitungsrichtung 205 definierten Ebene relativ zueinander auslenkbar. Anders als die Tastelemente 117, 118 gemäß den Figuren 4 bis 6b weisen die Tastelemente 217, 218 nicht die Form von Kreisscheiben sondern von Kreisscheibensegmenten auf. In Übereinstimmung mit den Tastelementen 117, 118 sind die Tastelemente 217, 218 als dünne Plättchen ausgebildet. Die Weite eines gemeinsamen Führungsschlitzes 233 für die Tastelemente 217, 218 an dem Umformstempel 208 kann daher in Richtung der Umformkante 209 klein gehalten werden.
Mittels einer Vorrichtung 224 wird die Ist-Größe des Biegewinkels β bestimmt. Die Vorrichtung 224 zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels β ist Teil der Vorrichtung 219 zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels β und umfaßt zwei die Tastelemente 217, 218 tragende Schieber 222, 223, eine Vorrichtung 225 zur Bestimmung der Relativlage der Schieber 222, 223 bzw. der Tastelemente 217, 218 in Bearbeitungsrichtung 205, eine Vorrichtung 237 zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente 217, 218 quer zu der von der Bearbeitungsrichtung 205 bzw. der Bewegungsachse 227 und der Umformkante 209 definierten Ebene, eine Auswerteeinrichtung 238 zur Berücksichtigung einer etwaigen Querauslenkung der Tastelemente 217, 218 quer zu der genannten Ebene sowie eine Recheneinheit 226 zur Berechnung der Ist-Größe des Biegewinkels β. Gekoppelt ist die Vorrichtung 224 mit einer Vergleichseinheit 228, mittels derer gegebenenfalls die Differenz zweier aufeinanderfolgend bestimmter Ist-Größen des Biegewinkels β berechnet wird und die ebenfalls eine Komponente der Vorrichtung 219 zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels β bildet. Die Vergleichseinheit 228 wiederum steht mit einer Antriebssteuerung 229 für einen Maschinenantrieb 230 in Verbindung. In einer Vergleichsvorrichtung 232 wird die mittels der Vorrichtung 224 bestimmte Ist-Größe des Biegewinkels β bei Eintritt des lastfreien bzw. quasi lastfreien Zustandes der Blechtafel 214 mit einer für den Biegewinkel β vorgegebenen Soll-Größe verglichen. Die Auswerteeinrichtung 238, die Recheneinheit 226, die Vergleichseinheit 228 sowie die Vergleichsvorrichtung 232 sind in einem Zentralrechner 231 zusammengefaßt.
Die Funktionsweise der in den Figuren 7a bis 10 dargestellten Abkantpresse entspricht der Funktionsweise der Ausführungsform nach den Figuren 4 bis 6b. Dementsprechend wird auch an einer Abkantpresse, wie sie in den Figuren 7a bis 10 dargestellt ist, bei der Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels β berücksichtigt, ob und gegebenenfalls in welchem Maße der Verlauf einer Winkelhalbierenden 239 des Biegewinkels β von dem Verlauf der Bearbeitungsrichtung 205 bzw. der Bewegungsachse 227 der bezüglich der Winkelhalbierenden 239 symmetrischen Tastelemente 217, 218 abweicht.
In Figur 7a ist der übliche Fall skizziert, in welchem die Winkelhalbierende 239 des Biegewinkels β an der abgekanteten Blechtafel 214 mit der Bewegungsachse 227 der Tastelemente 217, 218 und somit mit der Bearbeitungsrichtung 205 zusammenfällt. Dabei sind mit ausgezogenen Linien die Verhältnisse bei in unterer Endlage für den betreffenden Arbeitsgang befindlichem Umformstempel 208 dargestellt. Gestrichelt angedeutet sind die abgekantete Blechtafel 214 sowie die Tastelemente 217, 218 bei Eintritt des von dem Umformstempel 208 entlasteten Zustandes der Blechtafel 214.
Während der Entlastung der Blechtafel 214 von dem Umformstempel 208 nach dem Abkantvorgang nimmt die Ist-Größe des von den Blechschenkeln 215, 216 eingeschlossenen Biegewinkels β zu. Damit verbunden ist eine Änderung der Relativlage der Tastelemente 217, 218 in der vorstehend bereits beschriebenen Art und Weise. Bei ihrer relativen Lageänderung werden die Tastelemente 217, 218 an einem Führungsstift 240 geführt, der an dem Umformstempel 208 ortsfest gelagert ist und in einander überdeckende Langlöcher 241, 242 der Schieber 222, 223 eingreift.
Sind die Bewegungsachse 227 der Tastelemente 217, 218 in Bearbeitungsrichtung 205 und die Winkelhalbierende 239 des Biegewinkels β deckungsgleich, so erfolgt die Bestimmung der sich während der Entlastung der Blechtafel 214 einstellenden Ist-Größen des Biegewinkels β analog zu dem vorstehend zu Figur 6a beschriebenen Verfahren auf der Grundlage der gemessenen Abstände der Zentren Mr und MR der Tastelemente 217, 218 in Bearbeitungsrichtung 205 sowie der Differenz aus den bekannten Radien r und R der Tastelemente 217, 218. Dabei wird bei jeder Messung die Abstandsänderung dx der Zentren Mr und MR bestimmt, die sich gegenüber der vorausgehenden Messung eingestellt hat. Durch Addition der Abstandsänderungen ergibt sich der jeweilige Abstand der Zentren Mr und MR der Tastelemente ausgehend von einem Abstandsausgangswert.
Weichen die Verläufe der Bewegungsachse 227 der Tastelemente 217, 218 bzw. der Bearbeitungsrichtung 205 und der Winkelhalbierenden 239 des Biegewinkels β voneinander ab, wie dies in Figur 7b angedeutet ist, so wird bei der Bestimmung der sich im Laufe der Entlastung der Blechtafel 214 von dem Umformstempel 208 nacheinander einstellenden Ist-Größen des Biegewinkels β zusätzlich zu dem Wert dx ein Wert dy berücksichtigt, welcher die Änderung der relativen Querauslenkung der Tastelemente 217, 218 quer zu der von der Umformkante 209 und der Bearbeitungsrichtung 205 definierten Ebene repräsentiert. Zu berücksichtigen ist, daß der Wert von dy gemäß Figur 7b nicht übereinstimmt mit dem Betrag der Änderung der relativen Querauslenkung der Zentren MR und Mr der Tastelemente 217, 218, daß aber ein geometrischer Zusammenhang zwischen dem Wert dy und dem Betrag der Änderung der relativen Querauslenkung der Zentren MR und Mr besteht, der sich beispielsweise durch einen Strahlensatz beschreiben läßt. Ausgehend von einem Ausgangswert für die relative Querauslenkung der Zentren MR und Mr ergibt sich durch Addition der bestimmten Änderungen dy die dem jeweiligen Meßzeitpunkt zugeordnete relative Querauslenkung der Zentren MR und Mr. Wie die Ist-Größen des Biegewinkels β aus der jeweils bestimmten relativen Querauslenkung sowie aus dem in der oben beschriebenen Weise berechneten Abstand der Zentren Mr und MR in Bearbeitungsrichtung 205 ermittelt werden, ist vorstehend zu Fig. 6b bereits ausführlich dargelegt worden. Die Berechnung der relativen Querauslenkung sowie des Abstandes der Zentren Mr und MR in Bearbeitungsrichtung 205 erfolgt ebenso wie die Bestimmung der Ist-Größen des Biegewinkels β mittels des Zentralrechners 231 bzw. dessen Recheneinheit 226 und/oder dessen Auswerteeinrichtung 238.
Auch im Falle der Gesenkbiegepresse 201 nach den Figuren 7a bis 10 wird die Relativbewegung zwischen Umformstempel 208 und Umformmatrize 210 beendet, sobald der lastfreie bzw. quasi lastfreie Zustand der Blechtafel 214 eintritt. Die zu diesem Zeitpunkt vorliegende Ist-Größe des Biegewinkels β wird mit der Soll-Größe verglichen. Eine dabei ermittelte Abweichung dient als Grundlage für die Vorgabe von Einsatzparametern für einen nachfolgenden korrigierenden Abkantvorgang, der von dem Zentralrechner 231 unter Einbeziehung der Antriebssteuerung 229 automatisiert eingeleitet und durchgeführt wird. Die beschriebene Werkstückbearbeitung einschließlich der Überprüfung des Bearbeitungsergebnisses wird automatisiert so oft wiederholt, bis die tatsächlich erstellte Ist-Größe des Biegewinkels β mit der vorgegebenen Soll-Größe übereinstimmt.
Wie die in den Figuren 7a und 7b lediglich andeutungsweise dargestellten Vorrichtungen 225, 237 zur Bestimmung der Relativlage der Tastelemente 217, 218 in Bearbeitungsrichtung 205 bzw. zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente 217, 218 im einzelnen beschaffen sind, ist ebenso wie die technisch konkretisierte Ausbildung sonstiger in den Figuren 7a und 7b im prinzipiellen Aufbau gezeigter Bauteile den Figuren 8 bis 10 zu entnehmen.
Der Umformstempel 208 ist, wie in den Figuren 8 bis 10 dargestellt, mehrfach abgewinkelt ausgebildet und nimmt in seinem Innern die entsprechend gestalteten Schieber 222, 223 auf. Diese sind an ihren unteren Ende starr mit den als Kreisscheibensegmenten ausgebildeten Tastelementen 217, 218 verbunden. Der Umformstempel 208 dient zum Abkanten U-förmiger Biegeteile.
Aufgrund der beschriebenen Gestaltung der Führung für die Schieber 222, 223 an dem Führungsstift 240 können die Schieber 222, 223 gemeinsam mit den daran angebrachten Tastelementen 217, 218 neben einer translatorischen Relativbewegung in Bearbeitungsrichtung 205 eine Schwenkbewegung quer dazu ausführen.
Die Vorrichtung 225 zur Bestimmung der Relativlage der Schieber 222, 223 bzw. der Tastelemente 217, 218 in Bearbeitungsrichtung 205 umfaßt eine Lichtquelle in Form einer LED 243 an dem Schieber 223 sowie einen der LED 243 zugeordneten optischen Sensor in Form eines PSD (Position Sensitive Detector) 244 an dem Schieber 222. Dabei fällt das Licht der LED 243 durch eine Lochblende 245 auf eine aktive Fläche 246 des PSD. Das auf die aktive Fläche 246 des PSD 244 auftreffende Licht generiert einen Fotostrom, mittels dessen die vorstehend genannte Relativlagenänderung dx der Schieber 222, 223 und mittels der Relativlagenänderung die Relativlage der Schieber 222, 223 und somit der Tastelemente 217, 218 in Bearbeitungsrichtung 205 bestimmt werden kann. Die LED 243 sowie der PSD 244 fungieren gleichzeitig auch als Bestandteile der Vorrichtung 237 zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente 217, 218 quer zu der von der Umformkante 209 und der Bearbeitungsrichtung 205 definierten Ebene. Dabei dienen sie zur Ermittlung der Änderung dy der relativen Querauslenkung der Tastelemente 217, 218.
In Figur 11 ist schließlich eine Gesenkbiegepresse 301 dargestellt, welche an einem Umformstempel 308 oberhalb einer Umformmatrize 310 insgesamt drei in Längsrichtung des Umformstempels verteilt angeordnete Paare von Tastelementen 317, 318 aufweist, mittels derer an drei Stellen des Umformwerkzeugs Biegewinkelmessungen durchgeführt werden können. Zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe eines erstellten Biegewinkels sowie zur Steuerung der Gesenkbiegepresse 301 werden Einrichtungen verwendet, wie sie vorstehend zu den Figuren 1 bis 10 beschrieben sind. Dabei können beispielsweise Tastelemente eingesetzt werden, die paarweise unterschiedlich ausgestaltet sind.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Abkanten von Werkstücken (14,114,214), insbesondere von Blechen, bei dem an dem Werkstück (14,114,214) unter dessen Beaufschlagung mit einem Umformstempel (8,108, 208,308) und/oder einer damit zusammenwirkenden Umformmatrize (10,110, 210,310) wenigstens ein Werkstückschenkel (15,16;115,116;215,216) unter einem Biegewinkel (β) gegen wenigstens einen anderen Werkstückschenkel (15,16;115,116;215,216) gebogen und das Werkstück (14,114,214) anschließend von dem Umformstempel (8,108,208,308) und/oder von der Umformmatrize (10, 110,210,310) entlastet wird, wobei während der Entlastung des Werkstücks (14, 114, 214) von dem Umformstempel (8, 108, 208, 308) und/oder von der Umformmatrize (10, 110, 210, 310) die Ist-Größe des Biegewinkels (β) bestimmt und nach der wenigstens annähernd vollständigen Entlastung des Werkstücks (14,114,214) von dem Umformstempel (8,108,208,308) und/oder von der Umformmatrize (10,110,210,310) die Ist-Größe des dann vorliegenden Biegewinkels (β) mit einer Soll-Größe verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Größe des Biegewinkels (β) während der Entlastung des Werkstücks (14,114,214) von dem Umformstempel (8,108,208,308) und/oder von der Umformmatrize (10,110,210,310) fortlaufend bestimmt wird, daß aus den bestimmten Ist-Größen des Biegewinkels (β) deren Änderung ermittelt wird und daß, sobald die bestimmte Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) einen vorgegebenen Wert annimmt, die Ist-Größe des dann vorliegenden Biegewinkels (β) mit der Soll-Größe verglichen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Umformstempel (8,108, 208,308) und die Umformmatrize (10,110,210,310) während der Entlastung des Werkstücks (14,114,214) relativ zueinander bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß während der Entlastung des Werkstücks (14,114,214) der Verlauf der Ist-Größe des Biegewinkels (β) in Abhängigkeit von dem Betrag oder von der Dauer der Relativbewegung von Umformstempel (8,108,208,308) und Umformmatrize (10,110,210,310) aufgenommen und aus dem aufgenommenen Verlauf die Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) je Einheit des Betrages oder der Dauer der Relativbewegung von Umformstempel (8, 108,208,308) und Umformmatrize (10,110,210,310) bestimmt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Umformstempel (8,108,208,308) und die Umformmatrize (10,110,210, 310) während der Entlastung des Werkstücks (14,114,214) relativ zueinander bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung von Umformstempel (8,108,208,308) und Umformmatrize (10,110,210,310) beendet wird, sobald während der Entlastung des Werkstücks (14,114,214) die bestimmte Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) den vorgegebenen Wert annimmt.
  4. Bearbeitungsmaschine zum Abkanten von Werkstücken (14,114, 214), insbesondere von Blechen, nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Umformmatrize (10,110, 210, 310) und einem mit dieser zusammenwirkenden und in Bearbeitungsrichtung (5,105,205) relativ zu dieser mittels einer Antriebssteuerung (29,129,229) gesteuert bewegbaren Umformstempel (8,108,208,308) sowie mit wenigstens zwei Tastelementen (17,18;117,118;217,218; 317,318), welche in Bearbeitungsrichtung (5,105,205) relativ zu dem Umformstempel (8,108,208,308) und/oder der Umformmatrize (10,110,210, 310) sowie relativ zueinander bewegbar sind und sich in einer Meßstellung an wenigstens einem von zwei einen Biegewinkel (β) an dem abgekanteten Werkstück (14,114,214) einschließenden Schenkeln (15,16;115,116;215,216) des abgekanteten Werkstücks (14,114,214) abstützen, wobei die Relativlage der Tastelemente (17,18;117,118; 217,218;317,318) ein Maß für die Ist-Größe des Biegewinkels (β) ist und die Tastelemente (17,18;117,118;217,218; 317,318) mit einer Vorrichtung (24,124,224) zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastelemente (17,18;117,118;217,218; 317,318) sowie die Vorrichtung (24,124,224) zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) Teile einer Vorrichtung (19,119,219) zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) sind und daß die Vorrichtung (24,124,224) zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) die Ist-Größe während einer Entlastung des Werkstücks (14,114,214) fortlaufend bestimmt und mit einer Vergleichsvorrichtung (32,132,232) in Verbindung steht zum Vergleichen einer Soll-Größe des Biegewinkels (β) mit der Ist-Größe des Biegewinkels (β), der vorliegt, wenn die mittels der betreffenden Vorrichtung (19,119,219) bestimmte Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) einen vorgegebenen Wert annimmt.
  5. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (24,124,224) zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) in Bearbeitungsrichtung (5,105,205) an dem Umformstempel (8,108, 208,308) geführte Schieber (22,23; 122,123;222,223) umfaßt, von denen jeweils einer mit einem der Tastelemente (17,18; 117,118;217,218;317,318) in Bearbeitungsrichtung (5,105,205) verschiebbar ist.
  6. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (24,124,224) zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) wenigstens eine mit einem der Tastelemente (17,18;117,118;217,218;317,318) in Verbindung stehende und mit diesem in Bearbeitungsrichtung (5, 105,205) verschiebbare Lichtquelle, vorzugsweise eine entsprechende LED (243), sowie wenigstens einen mit dem anderen Tastelement (17,18;117,118;217, 218;317,318) in Verbindung stehenden, mit diesem in Bearbeitungsrichtung (5,105,205) verschiebbaren und der Lichtquelle zugeordneten optischen Sensor, vorzugsweise einen PSD (Position Sensitive Detector) (244), aufweist.
  7. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6 mit zwei Tastelementen (17,18;117,118;217,218;317,318), dadurch gekennzeichnet, daß die Tastelemente (17,18;117,118;217,218; 317,318) in der Meßstellung quer zu der von einer Umformkante (9, 109,209) des Umformstempels (8,108,208) und der Bearbeitungsrichtung (5,105,205) definierten Ebene von dem Umformstempel (8,108,208,308) vorstehen und jeweils an beiden Schenkeln (15,16,115,116,215,216) des abgekanteten Werkstücks (14,114,214) anliegen, wobei sich die Tastelemente /17,18;117,118;217,218; 317,318) auf ein und derselben Seite der genannten Ebene mit unterschiedlicher Entfernung von der Umformkante (9,109,209) an den Schenkeln (15,16,115,116,215,216) des abgekanteten Werkstücks (14,114,214) abstützen.
  8. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastelemente (117,118;217,218;317, 318) als Scheiben oder Scheibensegmente ausgebildet sind.
  9. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastelemente (17,18) als quer zu der von einer Umformkante (9) des Umformstempels (8) und der Bearbeitungsrichtung (5) definierten Ebene ausgerichtete Taststäbe ausgebildet sind.
  10. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastelemente (17,18;117,118;217, 218;317,318) quer zu der von einer Umformkante (9,109,209) des Umformstempels (8,108,208,308) und der Bearbeitungsrichtung (5,105,205) definierten Ebene relativ zueinander auslenkbar sind.
  11. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastelemente (117,118;217,218) quer zu der von der Umformkante (109,209) des Umformstempels (108,208) und der Bearbeitungsrichtung (105,205) definierten Ebene relativ zueinander schwenkbar sind.
  12. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastelemente (17,18) quer zu der von der Umformkante (9) des Umformstempels (8) und der Bearbeitungsrichtung (5) definierten Ebene relativ zueinander verschiebbar sind.
  13. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei die Tastelemente (117,118;217,218;317,318) quer zu der von einer Umformkante (109,209) des Umformstempels (108,208,308) und der Bearbeitungsrichtung (105,205) definierten Ebene relativ zueinander auslenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Teil der Vorrichtung (119,219) zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) eine Vorrichtung (137,237) zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente (117,118; 217,218;317,318) vorgesehen ist, welche mit einer Auswerteeinrichtung (138,238) in Verbindung steht, mittels derer die relative Querauslenkung der Tastelemente (117,118;217,218;317,318) bei der Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) berücksichtigt wird.
  14. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 13, wobei die Tastelemente (117,118;217,218;317,318) quer zu der von einer Umformkante (109,209) des Umformstempels (108,208,308) und der Bearbeitungsrichtung (105,205) definierten Ebene relativ zueinander auslenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (137,237) zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente (117,118;217,218;317,318) wenigstens eine mit einem der Tastelemente (117,118;217,218;317,318) in Verbindung stehende und mit diesem quer auslenkbare Lichtquelle, vorzugsweise eine entsprechende LED (243), sowie wenigstens einen mit dem anderen Tastelement (117,118;217,218;317,318) in Verbindung stehenden, mit diesem quer auslenkbaren und der Lichtquelle zugeordneten optischen Sensor, vorzugsweise einen entsprechenden PSD (244), aufweist.
  15. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 14, wobei die Vorrichtung (124,224) zur Bestimmung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) wenigstens eine mit einem der Tastelemente (117,118;217,218) in Bearbeitungsrichtung verschiebbare Lichtquelle sowie wenigstens einen mit dem anderen Tastelement (117,118;217,218) in derselben Richtung verschiebbaren optischen Sensor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle und als optischer Sensor der Vorrichtung (137,237) zur Bestimmung der relativen Querauslenkung der Tastelemente (117,118;217,218) die mit den Tastelementen (117,118;217,218) in Bearbeitungsrichtung (105,205) verschiebbare(n) Lichtquelle(n) bzw. der (die) entsprechende(n) optische(n) Sensor(en) vorgesehen sind.
  16. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (19,119,219) zur Bestimmung der Änderung der Ist-Größe des Biegewinkels (β) mit der Antriebssteuerung (29,129,229) in Verbindung steht.
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