EP1342514B1 - Device for detecting a ring bending angle, and method of regulating a bending machine - Google Patents
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- EP1342514B1 EP1342514B1 EP20030004720 EP03004720A EP1342514B1 EP 1342514 B1 EP1342514 B1 EP 1342514B1 EP 20030004720 EP20030004720 EP 20030004720 EP 03004720 A EP03004720 A EP 03004720A EP 1342514 B1 EP1342514 B1 EP 1342514B1
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- B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
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- B21D7/08—Bending rods, profiles, or tubes by passing between rollers or through a curved die
Definitions
- the invention relates to a bending machine with a device for detecting a bending angle of a movable in a feed direction of a bending part, wherein the bending machine has bending rollers through which the bending part is transported during the bending operation in the feed direction, while the bending part in the bending machine of the action of a in a to the feed direction different bending direction acting bending tool is subjected, and a method for controlling a bending machine.
- the known methods for detecting a directional angle disadvantageously allow only the bending radius after a certain rolling distance, which may be up to 600 mm long, depending on the bending geometry and the roller arrangement of the bending machine.
- a certain rolling distance which may be up to 600 mm long, depending on the bending geometry and the roller arrangement of the bending machine.
- unknown material behavior of the workpiece to be bent thus there is a risk that the workpiece was bent after this required to determine the bending radius rolling line with a wrong bending radius and has already reached (prematurely) the desired bending angle, or that only a small rolling line remains after the detection of the bending radius can be bent with the correct radius.
- a precise bending of workpieces with unknown material behavior is thus not immediately possible with the known methods in a disadvantageous manner.
- Another disadvantage of the known method is that no or only a conditional reaction to disturbances during the bending process is possible.
- a folding machine having a self-learning device by which the folding angle of an element to be folded can be measured to obtain drive data for a folding device, which then allows a plurality of folding elements to be folded by the same folding angle.
- a Kodierertragelement is detachably mounted on the base plate.
- the encoder support member carries an encoder having a rotary scale transfer member for transferring the amount of folding of the item to be folded.
- a gripping portion of the rotary scale transmission member engages the element to be folded, and a connecting bridge connected to the gripping portion transmits the deflection of the gripping portion to a rotary shaft of the encoder.
- the device has at least one angle measuring device which is arranged in the feed direction of the bending part according to the bending tool of the bending machine, that the at least one angle measuring device has a transmitter having a measuring element which can be brought into a measuring system to the bending part in that at least one angle measuring device is pivotable about an axis that is substantially orthogonal to the bending plane of the bending part, that measuring signals generated by the angle measuring device or measuring devices at the bending part can be conducted to a control and evaluation device of the bending machine.
- a bending machine is provided with a device for detecting the bending angle of the bending part in an advantageous manner, which is characterized in that the bending angle during the bending process continuously, quasi-continuously or at certain time intervals in a simple manner can be detected ,
- the device according to the invention thus advantageously permits an in-process measurement of the bending angle, which ensures that deviations of the bending angle of the bending part from a predetermined nominal value can be detected directly and the bending process can be corrected accordingly.
- the device according to the invention can advantageously be used as a measuring device for simple and direct detection of the relative and absolute angles of two straight lines of the workpiece lying on the same plane, wherein the measurement of the directional angle of a straight line within the measuring range of the Winkeimeßvorraum the straight line to be measured can be made easily and quickly.
- An advantage here is also that the angle between the two lines can still be measured even if the position and the direction of the two lines or the angle between these two lines changed. This allows in particular the controlled in-process measurement during bending, measurement of pre-bent bending parts having one or more arcs, the angle measurement of straight lines connected by a U-shaped structure, and the controlled bending and / or bending of the aforementioned structures.
- a further advantage of the bending machine according to the invention is that when calibrating the at least one angle measuring device, the straight lines to be measured can be located at arbitrary locations within the measuring range.
- Another advantage of the device according to the invention of the bending machine is that it is easy to handle, since in the device according to the invention no complicated zero balancing must be performed. Rather, it is for detecting the bending angle of the bent part in an advantageous manner only required that before the bending process, the two transducers of the two bending devices are brought into contact with the straight, so not bent part and the present then the position of the two transducers as the zero Position is set.
- Another advantage of the device according to the invention is that it is suitable for in-process measurement of bending angles for almost any bending radii. Therefore, the device according to the invention is characterized by its high flexibility.
- An advantageous development of the invention provides that at least one of the angle measuring is arranged on a measuring arm.
- Such a measure has the advantage that in this way in a simple manner, the angle measuring easily slightly different curvatures of the bent part can be nachkg.den so as to keep the transmitter of the angle measuring in abutment with the bending part.
- a further advantageous embodiment of the invention provides that the measuring arm is designed as a joint-parallelogram, the first end is preferably attached to the bending machine and the second end carries an angle measuring.
- Such a measure has the advantage that in this way a particularly suitable guide element for the angle measuring device is formed in a simple manner.
- Another advantage of this measure is in that thereby the function of the bending machine, in particular a three- or four-roller bending machine, not limited by the device according to the invention or the inventive device is not limited in a measuring process by the structure of the bending machine in its measuring range.
- a further advantageous embodiment of the invention provides that at least one angle measuring device is rotatably arranged on the bending machine.
- Such a configuration is used in particular for use as an inlet-side, arranged in front of the bending tool of the bending machine Winkelmeß liked, since in this area the bent part still has its straight, non-curved course.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Biegemaschine mit einer Vorrichtung zur Erfassung eines Biegewinkels eines in einer Vorschubrichtung transportierbaren eines Biegeteils, wobei die Biegemaschine Biegerollen aufweist, durch welche das Biegeteil während des Biegevorgangs in der Vorschubrichtung transportierbar ist, während das Biegteil in der Biegemaschine der Einwirkung eines in einer zur Vorschubrichtung unterschiedlichen Biegerichtung wirkenden Biegewerkzeugs unterworfen wird, sowie ein Verfahren zur Regelung einer Biegemaschine.The invention relates to a bending machine with a device for detecting a bending angle of a movable in a feed direction of a bending part, wherein the bending machine has bending rollers through which the bending part is transported during the bending operation in the feed direction, while the bending part in the bending machine of the action of a in a to the feed direction different bending direction acting bending tool is subjected, and a method for controlling a bending machine.
Beim Biegen von werkzeugunabhängigen Biegeradien, z. B. beim Drei- oder Vier-Walzenbiegen, oder beim Freiformbiegen oder Segmentbiegen, tritt bis jetzt das Problem auf, daß der Biegewinkel des Biegeteils nicht während des Biegevorgangs gemessen werden kann.When bending tool-independent bending radii, z. Example, in three- or four-roll bending, or free-form bending or segment bending, so far occurs the problem that the bending angle of the bending part can not be measured during the bending process.
Vielmehr erlauben es die bekannten Verfahren zur Erfassung eines Richtungswinkels in nachteiliger Art und Weise nur den Biegeradius nach einer gewissen Walzstrecke, die je nach Biegegeometrie und der Rollenanordnung der Biegemaschinebis zu 600 mm lang sein kann, zu bestimmen. Bei unbekanntem Materialverhalten des zu biegenden Werkstücks besteht somit die Gefahr, daß das Werkstück nach dieser zur Bestimmung des Biegeradius erforderlichen Walzstrecke mit einem falschen Biegeradius gebogen wurde und schon (vorzeitig) den gewünschten Biegewinkel erreicht hat, oder daß nur eine kleine Walzstrecke verbleibt, die nach der Erfassung des Biegeradiuses mit dem korrekten Radius gebogen werden kann. Ein zielgenaues Biegen von Werkstücken mit unbekanntem Materialverhalten ist somit mit den bekannten Verfahren in nachteiliger Art und Weise nicht auf Anhieb möglich. Dies ist besonders problematisch bei kleinen Biegeradien, deren Abwicklung kleiner als die zur Bestimmung des Biegeradiuses erforderliche Meßstrecke ist. Aus diesem Umstand resultiert bei den bekannten Verfahren in nachteiliger Art und Weise ein hoher Materialverbrauch, da zuerst das Materialverhalten des Werkstücks bestimmt werden muß, um dann das Werkstück korrekt biegen zu können.Rather, the known methods for detecting a directional angle disadvantageously allow only the bending radius after a certain rolling distance, which may be up to 600 mm long, depending on the bending geometry and the roller arrangement of the bending machine. With unknown material behavior of the workpiece to be bent thus there is a risk that the workpiece was bent after this required to determine the bending radius rolling line with a wrong bending radius and has already reached (prematurely) the desired bending angle, or that only a small rolling line remains after the detection of the bending radius can be bent with the correct radius. A precise bending of workpieces with unknown material behavior is thus not immediately possible with the known methods in a disadvantageous manner. This is particularly problematic for small bending radii whose settlement is smaller than the required for determining the bending radius test section. For this circumstance results in the known methods in a disadvantageous manner a high material consumption, since first the material behavior of the workpiece must be determined in order to then be able to bend the workpiece correctly.
Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Verfahren besteht nun darin, daß keine oder nur eine bedingte Reaktion auf Störungen während des Biegevorgangs möglich ist.Another disadvantage of the known method is that no or only a conditional reaction to disturbances during the bending process is possible.
Aus der
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der Biegewinkel eines Biegeteils während des Biegeprozesses, bei dem das Biegteil von der Biegemaschine vorgeschoben wird, leicht erfaßbar ist.It is therefore an object of the present invention, a device and a method of the type mentioned in such a way that the bending angle of a bent part during the bending process, in which the bent part is advanced by the bending machine, is easily detectable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mindestens eine Winkelmeßeinrichtung aufweist, die in Vorschubrichtung des Biegeteils nach dem Biegewerkzeug der Biegemaschine angeordnet ist, daß die mindestens eine Winkelmeßeinrichtung einen Meßwertgeber aufweist, der ein Meßelement besitzt, das in eine Meßanlage an das Biegeteil bringbar ist, daß zumindest die eine Winkelmeßeinrichtung um eine zur Biegeebene des Biegeteils im wesentlichen orthogonalen Achse verschwenkbar ist, daß von der oder den jeweils in Meßanlage an das Biegeteil befindlichen Winkelmeßeinrichtungen erzeugten Meßsignale zu einer Steuer- und Auswerteeinrichtung der Biegemaschine leitbar sind, daß die Steuer- und Auswerteeinrichtung die Differenz der von der Winkelmeßeinrichtung erfaßten Biegewinkel zu Beginn und am Ende der vom Biegeteil durchlaufenen Biegestrecke bestimmt und aus dem Verhältnis der Biegestrecke und der Differenz der Biegewinkel eine Ist-Abwicklung des Biegeteils ermittelt und mit einer Soll-Abwicklung vergleicht und daraus eine die Differenz zwischen Soll-Abwicklung und Ist-Abwicklung kompensierende Änderung des Einstellung des Biegewerkzeugs durchführt.This object is achieved in that the device has at least one angle measuring device which is arranged in the feed direction of the bending part according to the bending tool of the bending machine, that the at least one angle measuring device has a transmitter having a measuring element which can be brought into a measuring system to the bending part in that at least one angle measuring device is pivotable about an axis that is substantially orthogonal to the bending plane of the bending part, that measuring signals generated by the angle measuring device or measuring devices at the bending part can be conducted to a control and evaluation device of the bending machine. and evaluation the difference of the Angle measuring detected bending angle determined at the beginning and at the end of the bending part traversed bending section and from the ratio of the bending distance and the difference of the bending angle determines an actual settlement of the bent part and compares with a target settlement and therefrom a difference between the target settlement and actual -Abwicklung compensating change of the setting of the bending tool performs.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine Biegemaschine mit einer Vorrichtung zur Erfassung des Biegewinkels des Biegeteils geschaffen, welche sich dadurch auszeichnet, daß der Biegewinkel während des Biegevorgangs kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder zu bestimmten Zeitabständen in einfacher Art und Weise erfaßbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt somit in vorteilhafter Art und Weise eine Inprozeß-Messung des Biegewinkels, welche gewährleistet, daß Abweichungen des Biegewinkels des Biegeteils von einem vorgegebenen Soll-Wert unmittelbar erfaßt und der Biegevorgang entsprechend korrigiert werden kann.The inventive measures a bending machine is provided with a device for detecting the bending angle of the bending part in an advantageous manner, which is characterized in that the bending angle during the bending process continuously, quasi-continuously or at certain time intervals in a simple manner can be detected , The device according to the invention thus advantageously permits an in-process measurement of the bending angle, which ensures that deviations of the bending angle of the bending part from a predetermined nominal value can be detected directly and the bending process can be corrected accordingly.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in vorteilhafter Art und Weise als Meßgerät zur einfachen und direkten Erfassung des relativen und absoluten Winkels zweier Geraden des Werkstücks zueinander, die auf der gleichen Ebene liegen, verwendet werden, wobei die Messung des Richtungswinkels einer Geraden innerhalb des Meßbereichs der Winkeimeßvorrichtung an der zu messenden Geraden einfach und schnell vorgenommen werden kann. Ein Vorteil ist hier außerdem, daß der Winkel zwischen den beiden Geraden auch dann noch gemessen werden kann, wenn sich die Lage und die Richtung der beiden Geraden oder der Winkel zwischen diesen beiden Geraden verändert. Dies ermöglicht insbesondere die kontrollierte Inprozeß-Messung beim Biegen, Messung von vorgebogenen Biegeteilen, die einen oder mehrere Bögen aufweisen, die Winkelmessung von Geraden, die durch ein U-förmiges Gebilde verbunden sind, sowie das kontrollierte Nachbiegen und/oder Aufbiegen der vorgenannten Gebilde.The device according to the invention can advantageously be used as a measuring device for simple and direct detection of the relative and absolute angles of two straight lines of the workpiece lying on the same plane, wherein the measurement of the directional angle of a straight line within the measuring range of the Winkeimeßvorrichtung the straight line to be measured can be made easily and quickly. An advantage here is also that the angle between the two lines can still be measured even if the position and the direction of the two lines or the angle between these two lines changed. This allows in particular the controlled in-process measurement during bending, measurement of pre-bent bending parts having one or more arcs, the angle measurement of straight lines connected by a U-shaped structure, and the controlled bending and / or bending of the aforementioned structures.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Biegemaschine besteht darin, daß beim Eichen der mindestens einen Winkelmeßeinrichtung die zu messenden Geraden an beliebigen Orten innerhalb des Meßbereichs liegen können.A further advantage of the bending machine according to the invention is that when calibrating the at least one angle measuring device, the straight lines to be measured can be located at arbitrary locations within the measuring range.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Biegemaschine ist, daß sie einfach in ihrer Handhabung ist, da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine komplizierten Null-Abgleiche durchgeführt werden müssen. Vielmehr ist es zur Erfassung des Biegewinkels des Biegeteils in vorteilhafter Art und Weise lediglich erforderlich, daß vor dem Biegevorgang die beiden Meßwertgeber der beiden Biegeeinrichtungen in Anlage an das gerade, also nicht gebogene Biegeteil gebracht werden und die dann vorliegende Position der beiden Meßwertgeber als die Null-Position festgelegt wird.Another advantage of the device according to the invention of the bending machine is that it is easy to handle, since in the device according to the invention no complicated zero balancing must be performed. Rather, it is for detecting the bending angle of the bent part in an advantageous manner only required that before the bending process, the two transducers of the two bending devices are brought into contact with the straight, so not bent part and the present then the position of the two transducers as the zero Position is set.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie sich zur Inprozeß-Messung von Biegewinkeln für nahezu beliebige Biegeradien eignet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich daher also durch ihre hohe Flexibilität aus.Another advantage of the device according to the invention is that it is suitable for in-process measurement of bending angles for almost any bending radii. Therefore, the device according to the invention is characterized by its high flexibility.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mindestens eine der Winkelmeßeinrichtungen an einem Meßarm angeordnet ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch in einfacher Art und Weise die Winkelmeßeinrichtungen leicht unterschiedlichen Krümmungen des Biegeteils nachgeführtwerden können, um damit die Meßwertgeber der Winkelmeßeinrichtungen in Anlage am Biegeteil zu halten.An advantageous development of the invention provides that at least one of the angle measuring is arranged on a measuring arm. Such a measure has the advantage that in this way in a simple manner, the angle measuring easily slightly different curvatures of the bent part can be nachführführden so as to keep the transmitter of the angle measuring in abutment with the bending part.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Meßarm als ein Gelenk-Parallelogramm ausgeführt ist, dessen erstes Ende vorzugsweise an der Biegemaschine befestigt ist und dessen zweites Ende eine Winkelmeßeinrichtung trägt. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch in einfacher Art und Weise ein besonders geeignetes Führungselement für die Winkelmeßeinrichtung ausgebildet wird. Ein weiterer Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß hierdurch die Funktion der Biegemaschine, insbesondere einer Drei- oder Vier-Walzen-Biegemaschine, nicht durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eingeschränkt bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Meßprozeß nicht durch den Aufbau der Biegemaschine in ihrem Meßbereich eingeschränkt ist.A further advantageous embodiment of the invention provides that the measuring arm is designed as a joint-parallelogram, the first end is preferably attached to the bending machine and the second end carries an angle measuring. Such a measure has the advantage that in this way a particularly suitable guide element for the angle measuring device is formed in a simple manner. Another advantage of this measure is in that thereby the function of the bending machine, in particular a three- or four-roller bending machine, not limited by the device according to the invention or the inventive device is not limited in a measuring process by the structure of the bending machine in its measuring range.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mindestens eine Winkelmeßeinrichtung drehbar an der Biegemaschine angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung dient insbesondere zur Verwendung als einlaufseitige, vor dem Biegewerkzeug der Biegemaschine angeordnete Winkelmeßeinrichtung, da in diesem Bereich das Biegeteil noch seinen geraden, nicht-gebogenen Verlauf besitzt.A further advantageous embodiment of the invention provides that at least one angle measuring device is rotatably arranged on the bending machine. Such a configuration is used in particular for use as an inlet-side, arranged in front of the bending tool of the bending machine Winkelmeßeinrichtung, since in this area the bent part still has its straight, non-curved course.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Meßwertgeber der Winkelmeßeinrichtung als ein Drehgeber ausgebildet ist, an dessen Achse das Meßelement angeordnet ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch in einfacher Art und Weise eine hinreichend genaue Meßanlage des Meßwertgebers an das Biegeteil erreichbar ist.A further advantageous embodiment of the invention provides that the transmitter of the angle measuring device is designed as a rotary encoder, on whose axis the measuring element is arranged. Such a measure has the advantage that in this way a sufficiently accurate measuring system of the transmitter to the bending part can be achieved in a simple manner.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das an der Drehachse des Drehgebers angeordnete Meßelement eine Greifereinheit aufweist, durch die das Meßelement am Biegeteil festlegbar ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch in einfacher Art und Weise eine gute Meßanlage des Meßelements am Biegeteil erzielbar ist.A further advantageous embodiment of the invention provides that the measuring element arranged on the axis of rotation of the rotary encoder has a gripper unit, by means of which the measuring element can be fixed on the bent part. Such Measure has the advantage that in this way a good measuring system of the measuring element on the bent part can be achieved in a simple manner.
Das erfindungsgemäß Verfahren zur Steuerung einer ein Biegewerkzeug aufweisenden Biegemaschine, in der das Biegeteil der Einwirkung eines in einer zu einer Vorschubrichtung des Biegeteils unterschiedlichen Biegerichtung wirkenden Biegewerkzeugs unterworfen wird, sieht erfindungsgemäß vor, daß durch eine Steuer- und Auswerteeinrichtung der Biegemaschine eine zur Erzielung eines vorgegebenen Biegewinkels und eines vorgegebenen Biegeradiuses des Biegeteils erforderliche Soll-Abwicklung des Biegeteils in dessen Vorschubrichtung bestimmt und das Biegewerkzeug der Biegemaschine in seiner Biegerichtung entsprechend dieser Soll-Abwicklung eingestellt wird, daß das Biegeteil in der Vorschubrichtung um eine Biegestrecke vorgeschoben und vom Biegewerkzeug der Biegemaschine gebogen wird, daß die Biegestrecke des Biegeteils erfaßt und die Differenz der Biegewinkel zu Beginn und am Ende dieser Biegestrecke von einer Vorrichtung zur Erfassung eines Biegewinkels bestimmt wird, daß aus dem Verhältnis der Biegestrecke und der Differenz der Biegewinkel eine Ist-Abwicklung bestimmt wird, daß die Steuer- und Auswerteeinrichtung die Soll-Abwicklung mit der Ist-Abwicklung vergleicht und aus diesem Vergleich eine die Differenz zwischen Soll-Abwicklung und Ist-Abwicklung kompensierende Änderung der Einstellung des Biegewerkzeugs durchführt.The inventive method for controlling a bending tool having a bending machine, in which the bending part is subjected to the action of a bending direction acting in a different bending direction to the bending direction acting bending device, according to the invention provides that by a control and evaluation of the bending machine to achieve a predetermined Bending angle and a predetermined bending radius of the bending part required target settlement of the bent part determined in the feed direction and the bending tool of the bending machine is set in its bending direction according to this target settlement that the bent part is advanced in the feed direction by a bending path and bent by the bending tool of the bending machine in that the bending distance of the bending part is detected and the difference in the bending angles at the beginning and at the end of this bending distance is determined by a device for detecting a bending angle, that from Ver Ratio of the bending distance and the difference of the bending angle an actual settlement is determined that the control and evaluation compares the target settlement with the actual settlement and from this comparison a difference between the target settlement and actual settlement compensating change in attitude of the bending tool performs.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung eines Richtungswinkels, insbesondere eines Biegewinkels.The inventive method is particularly suitable for the inventive device for detecting a direction angle, in particular a bending angle.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im folgenden anhand der Figuren beschrieben werden. Es zeigen:
Figur 1- eine schematische Darstellung einer Biegemaschine mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Erfassung des Biegewinkels eines Biegeteils,
Figur 2- eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der
,Figur 1 - Figur 3
- eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Winkelmeßeinrichtung,
- Figur 4
- eine Draufsicht auf die Winkelmeßeinrichtung der
Figur 3 , - Figur 5
- eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel,
- Figur 6
- eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Meßelements,
- Figur 7
- eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform des Meßelements,
- Figur 8
- eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels, und
- Figur 9
- eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels.
- FIG. 1
- a schematic representation of a bending machine with a first embodiment of a device for detecting the bending angle of a bent part,
- FIG. 2
- a plan view of the embodiment of
FIG. 1 . - FIG. 3
- a side view of an embodiment of an angle measuring device,
- FIG. 4
- a plan view of the angle of the
FIG. 3 . - FIG. 5
- a plan view of a second embodiment,
- FIG. 6
- a side view of a second embodiment of a measuring element,
- FIG. 7
- a plan view of the second embodiment of the measuring element,
- FIG. 8
- a schematic representation of a third embodiment, and
- FIG. 9
- a schematic representation of a fourth embodiment.
In
An der Biegemaschine 1 sind nun zwei Winkelmeßeinrichtungen 10a und 10b angeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in
Jede der beiden Winkelmeßeinrichtungen 10a, 10b des ersten Ausführungsbeispiels weist somit einen Meßwertgeber 11 auf, der auf einem Meßarm 12 angeordnet ist, der mit seinem ersten Ende 12' an der Biegemaschine 1, angelenkt ist und an seinem zweiten Ende 12" den Meßwertgeber 11 trägt. Im hier gezeigten Fall ist der Meßarm 12 als ein Gelenk-Parallelogramm 13 ausgebildet. Dies besitzt den Vorteil der besonders einfachen mechanischen Ausführung des Meßarms 12.Each of the two
Jeder Meßwertgeber 11 weist - im hier gezeigten Fall - einen Drehgeber 14 auf, der eine Achse A besitzt, die im wesentlichen orthogonal zur Biegeebene des Biegeteils B verläuft. An der Achse A ist ein Meßelement 15 angeordnet. Das Meßelement 15 besitzt im hier gezeigten Fall eine Greifereinheit 16 mit einem U-förmigen Grundkörper 16', in dessen durch die beiden Schenkel 16a, 16b begrenzten Innenraum das Biegeteil B aufnehmbar und mittels eines Zustellelements 17 an der Innenseite des Schenkels 16a des Grundkörpers 16 arretierbar ist, so daß gewährleistet ist, daß eine feste Verbindung zwischen dem Meßelement 15 und dem Biegeteil B gegeben ist.Each
Die Funktionsweise der Vorrichtung zur Erfassung des Biegewinkels des Biegeteils B wird nun anhand der
Das Biegeteil B wird nun in die Biegemaschine eingelegt und die erste Winkelmeßeinrichtung 10a wird derart in Anlage an das Biegeteil B gebracht, so daß das Meßelement 15 am Biegeteil B anliegt. Dies wird dadurch erreicht, daß das Biegeteil B in den U-förmigen Grundkörper 16' der Greifereinheit 16 des Meßelements 15 eingeführt und das Meßelement 15 in Meßanlage am Biegeteil B fixiert wird, indem das Zustellelement 17 zugestellt wird. Die hierdurch bewirkte Stellung des Drehgebers 14 wird nun als die Null-Stellung der ersten Winkelmeßeinrichtung 10a festgelegt.The bending part B is now inserted into the bending machine and the first
In entsprechender Art und Weise wird dann die zweite Winkelmeßeinrichtung 10b in Meßanlage an das Biegeteil B gebracht. Das Meßelement 15 des Drehgebers 14 der zweiten Winkelmeßeinrichtung 10b ist dann in Meßanlage am Biegeteil B. Die dadurch bewirkte Stellung des Drehgebers 14 der zweiten Winkelmeßeinrichtung 10b wird dann als dessen Null-Stellung festgelegt. Die von den beiden Drehgebern 14 erzeugten Ausgangssignale werden über nicht gezeigte Signalleitungen zu einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (ebenfalls nicht gezeigt) der Biegemaschine 1 geleitet, welche die Signale der beiden Winkelmeßeinrichtungen 10a, 10b auswertet und die Zustellung der Biegerolle 2c regelt.In a corresponding manner, the second
Wird nun das Biegeteil B durch die Einwirkung des in Biegerichtung wirkenden Biegewerkzeugs 2 - wie aus
In
Die Drehbarkeit der ersten Winkelmeßeinrichtung 10a ist aber für eine Vielzahl von Anwendungsfällen ausreichend, da ja - wie bereits erwähnt - das gerade Biegeteil B in diesem Bereich keiner Beaufschlagung durch das Biegewerkzeug 2 unterworfen ist, so daß nur die Ausweichbewegung des Biegeteils B, welches durch die Beaufschlagung durch das Biegewerkzeug 2 bewirkt wird, ausgeglichen werden muß.However, the rotation of the first
Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen ist die unterschiedliche Ausgestaltung des Meßelements 15, wobei es natürlich auch möglich ist, daß beim ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß den
In der
In
Bei der obigen Beschreibung wird davon ausgegangen, daß stets zwei Winkelmeßeinrichtungen 10a, 10b erforderlich sind. Bei einer Reihe von Anwendungsfällen, z. B. bei einem Vier-Wälzen-Biegen, erfährt aber das Biegeteil B einlaufseitig beim Biegevorgang keine Lageveränderung, es bleibt also stets in einer definierten Lage. Die erste Winkelmeßeinrichtung 10a ist daher in diesem Fall nicht erforderlich.In the above description, it is assumed that always two Winkelmeßeinrichtungen 10 a, 10 b are required. In a number of applications, eg. B. in a four-roll bending, but undergoes the bending part B on the inlet side during the bending process no change in position, so it always remains in a defined position. The first
Um nun das Biegeteil B zielgenau zu biegen, ist vorgesehen, daß vor dem Biegevorgang in die Steuer- und Auswerteeinrichtung der Biegemaschine 1 der gewünschte Biegeradius des Biegeteils B sowie der zu erzielende Biegewinkel eingegeben wird. Aus dem Biegeradius und gegebenenfalls aus dem Durchmesser des Biegeteils B wird dann eine Soll-Abwicklung Qsoll gebildet, welche die Abwicklung des Biegeteils B pro Biegegrad für den Biegeradius errechnet. Diese Soll-Abwicklung Qsoll = Wegstrecke/Biegewinkel stellt dann die Regelgröße für den von der Biegemaschine 1 zu erzeugenden Biegeradius des Biegeteils B dar. Die Biegerolle 2a des Biegewerkzeugs 2 wird dann entsprechend zugestellt und das Biegeteil B angebogen. Die Winkelmeßeinrichtungen 10a und 10b bestimmen kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder zu diskreten Zeitpunkten den Biegewinkel des Biegeteils B. Die Biegestrecke, also der Vorschub des Biegeteils B, wird entsprechend gemessen. Aus dem Verhältnis der Biegestrecke des Biegeteils B und der Änderung des Biegewinkels wird eine Ist-Abwicklung Qist bestimmt. Dann erfolgt ein Soll-lst-Vergleich von Qist und Qsoll, und aus diesem Vergleich wird dann die erforderliche Einstellung (Zustellung) des Biegewerkzeugs 2 errechnet, welche erforderlich ist, damit Qist an Qsoll angeglichen werden kann. Ist Qist größer als Qsoll, so wird die Zustellung der Biegerolle 2a des Biegewerkzeugs 2 vergrößert, damit der Biegeradius und somit Qist kleiner wird, und zwar solange, bis Qist und Qsoll sich auf eine vorgegebene Toleranz annähern. Wenn Qist kleiner als Osoll ist, so wird die Zustellung des Biegewerkzeugs 2 reduziert, damit Qist und der Biegeradius größer wird, und zwar solange, bis sich wieder Qist und Qsoll auf eine vorgegebene Toleranz annähern.In order now to bend the bending part B accurately, it is provided that the desired bending radius of the bending part B and the bending angle to be achieved is entered before the bending operation in the control and evaluation of the bending
Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß es in vorteilhafter Art und Weise möglich ist, nach kürzesten Biegestrecken, also nach einem nur geringen Vorschub des Biegeteils B in seiner Vorschubrichtung, den Biegeradius des Biegeteils B zu bestimmen, zu kontrollieren und zu regeln. Dieses Verfahren erlaubt es daher, schnell auf Störungen und Veränderungen während und vor dem Biegeprozeß zu reagieren und die dadurch hervorgerufenen Auswirkungen zu kompensieren. Die Störungen und Veränderungen können beispielsweise durch Änderungen der biegerelevanten Materialeigenschaften des Biegeteils B, durch Veränderung der Maße des Biegeteils B (z. B. Streuung des Durchmessers und Streuung der Außenmaße), durch Veränderung der Biegewerkzeuge 2, die durch Zunderaufbau an den Biegerollen, Abnutzung, oder thermische Einflüsse, etc., entstehen, durch Veränderung der Maschineneinstellwerte der Biegemaschine 1, z. B. der Maschinenposition und der Biegeprozeßgeschwindigkeit, oder durch falsche Bedienereingaben.This method has the advantage that it is possible in an advantageous manner, after shortest bending distances, so after only a slight advance of the bending part B in its feed direction to determine the bending radius of the bending part B, to control and regulate. This method therefore makes it possible to respond quickly to disturbances and changes during and before the bending process and to compensate for the effects caused thereby. The Disturbances and changes may be caused, for example, by changes in the bending-relevant material properties of the bending part B, by changing the dimensions of the bending part B (eg scattering of the diameter and scattering of the outer dimensions), by changing the
In vorteilhafter Art und Weise kann beim beschriebenen Verfahren optional vorgesehen sein, daß das Biegeteil B zur Kompensation der Rückfederung überbogen wird. Hierbei wird derart vorgegangen, daß eine bestimmte Gradzahl vor Erreichen des gewünschten Biegewinkels oder bei Erreichen des Soll-Winkels der Biegeprozeß unterbrochen wird und der ist-Biegewinkel, die Ist-Position der Biegerollen 2a-2c des Biegewerkzeugs 2 und der Vorschub des Biegeteils B gemessen wird. Dann wird eine sogenannte Zwischen-Ausbiegung durchgeführt, wobei diese Zwischen-Ausbiegung möglichst exakt der programmierten endgültigen Ausbiegung nach Erreichen des Soll-Biegewinkels unter Berücksichtigung des Ausbiegeeffekts entsprechen soll.In an advantageous manner, it may optionally be provided in the described method that the bending part B is bent over to compensate for the springback. In this case, the procedure is such that a certain number of degrees before reaching the desired bending angle or upon reaching the desired angle of the bending process is interrupted and the actual bending angle, the actual position of the bending
Nach diesem Zwischen-Ausbiegen wird wiederum der Biegewinkel gemessen und aus der Differenz der beiden gemessenen Biegewinkel wird der Ausbiegeeffekt errechnet. Die Biegemaschine 1 kehrt dann die Biegerichtung um, d. h., daß das Biegeteil B in einer der vorherigen Vorschubrichtung entgegengesetzten Transportrichtung bewegt wird. Hierbei wird das Biegeteil B durch die Biegemaschine 1 wieder angebogen, so daß die Biegemaschine 1 wieder auf der Ausgangsposition vor dem Zwischenausbiegen zurückgesetzt wird. Dann erfolgt ein Biegevorgang in der ursprünglichen Vorschubrichtung, wobei die Biegewerkzeuge 2 entsprechend einem Biegewinkel, der dem Soll-Biegewinkel plus dem wie vorstehend bestimmten Ausbiegeeffekt entspricht, eingestellt wird.After this intermediate deflection, the bending angle is again measured, and the bending effect is calculated from the difference between the two measured bending angles. The bending
Durch diese Vorgangsweise wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, daß nach diesem Biegevorgang der Biegewinkel des Biegeteils B mit dem gewünschten Biegewinkel innerhalb von vorgegebenen Toleranzen übereinstimmt.By this procedure is achieved in an advantageous manner that matches the bending angle of the bending part B with the desired bending angle within predetermined tolerances after this bending process.
Das beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere für das Biegen von Biegeteilen B mit unbekanntem Materialverhalten, da bei diesen die Rückfederung nur derart empirisch kompensiert werden kann.The method described is particularly suitable for bending bending parts B with unknown material behavior, since in these the springback can only be compensated empirically in this way.
Claims (15)
- A bending machine having a device for detecting a bending angle of a part to be bent (B) that can be transported in a feed direction, the bending machine comprising bending rollers (2a-2c) through which the part to be bent (B) can be transported in a feed direction during the bending operation while the part to be bent (B) is subjected, in the bending machine (1), to the action of a bending tool (2) that acts in a direction different from the feed direction, characterized in that the device (1) comprises at least one angle-measuring device (10b) provided downstream of the bending tool (2) of the bending machine (1) in the feed direction of the part to be bent (B), that the at least one angle-measuring device (10b) comprises a transducer (11) equipped with a measuring element (15) that can be placed in measuring contact with the part to be bent (B), that at least the one angle-measuring device (10b) can be swung about an axis substantially orthogonal to the bending plane of the part to be bent (B), that the measurement signals produced by the angle-measuring device or devices (10a, 10b) placed in measuring contact with the part to be bent (B) can be directed to a control and evaluation unit of the bending machine (1), that the control and evaluation device determines the difference between the bending angles detected by the angle-measuring device (10b) at the beginning and at the end of the bending travel passed by the part to be bent (B), and determines from the ratio of the bending travel and the difference of the bending angles an actual bending value of the part to be bent (B), compares the latter with a nominal bending value and derives from that comparison a change in the setting of the bending tool that will compensate for the difference between the nominal bending value and the actual bending value.
- The bending machine as defined in Claim 1, characterized in that the device (1) comprises a further angle-measuring device (10a) provided upstream of the bending tool (2) of the bending machine (1) in the feed direction of the part to be bent (B).
- The bending machine as defined in Claim 1 or Claim 2, characterized in that at least one angle-measuring device (10a, 10b) comprises a transducer (11).
- The bending machine as defined in any of the preceding claims, characterized in that at least one angle-measuring device (10a, 10b) comprises a rotary transducer (14) with an axis (A) on which is arranged a measuring element (15) that can be placed in measuring contact with the part to be bent (B).
- The bending machine as defined in Claim 4, characterized in that the measuring element (15) of the angle-measuring device (10a, 10b) comprises a gripper unit (16) in which the part to be bent (B) can be fixed.
- The bending machine as defined in Claim 5, characterized in that the gripper unit (16) of the measuring element (15) of the angle-measuring device (10a, 10b) comprises a U-shaped main body (16') within which the part to be bent (B) can be fixed in its position by a feed element (17).
- The bending machine as defined in Claim 4, characterized in that the measuring element (15) comprises a plate (18) on which is arranged at least one measuring pin (19).
- The bending machine as defined in any of the preceding claims, characterized in that at least one angle-measuring device (10a, 10b) comprises at least one measuring arm (12), preferably configured as a parallelogram linkage, the first end (12') of which preferably is movably connected with the bending machine (1), and the second end (12') of which carries the transducer (11).
- The bending machine as defined in any of Claims 1 to 8, characterized in that at least one angle-measuring device (10a, 10b) comprises a measuring arm (12) equipped with two linear guides (23a, 23b; 23a, 23b') where one linear guide (23b, 23b') carries the transducer (11) on its end, and that one linear guide (23b, 23b') is rotatably seated on a slide (24, 24'), the slide (24, 24') being displaceably supported on the other linear guide (23a).
- The bending machine as defined in any of Claims 1-9, characterized in that the measuring arm (12) is configured as a rail (20) in the working surface of the bending machine.
- A method for controlling a bending machine (1) comprising a bending tool (2), wherein the part to be bent (B) is subjected to the action of a bending tool (5) that acts in a bending direction different from the feed direction of the part to be bent (B), characterized in that a nominal bending value in the feed direction of the part to be bent (B), required to obtain a predefined bending angle and a predefined bending radius of the part to be bent (B), is determined by a control and evaluation unit of the bending machine (1) and that the bending tool (2) of the bending machine (1) is adjusted with respect to its bending direction in accordance with that nominal bending value, that the part to be bent (B) is advanced in the feed direction through a bending travel and is bent by the bending tool (2) of the bending machine (1), that the bending travel of the part to be bent (B) is measured and the difference of the bending angles at the beginning and at the end of that bending travel is determined by a device (1) for detecting a bending angle, which device comprises at least one angle-measuring device (10b) arranged downstream of the bending tool (2) of the bending machine (1) in the feed direction of the part to be bent (B), and that at least one angle-measuring device (10b) comprises a transducer (11) having a measuring element (15) that can be placed in measuring contact with the part to be bent (B), that an actual bending value is derived from the ratio between the bending travel and the difference of the bending angles, that the control and evaluation device compares the nominal bending value with the actual bending value and, based on that comparison, effects a change in the setting of the bending tool (2) that compensates for the difference between the nominal bending value and the actual bending value.
- The method as defined in Claim 10 or Claim 11, characterized in that a feed motion of the bending tool (2) is increased when the value of the actual deviation exceeds the value of the nominal deviation, or that the feed motion of the bending tool (2) is reduced when the value of the actual deviation is lower than the value of the nominal deviation.
- The method as defined in any of Claims 10 to 12, characterized in that the bending process is interrupted a specified number of degrees before the desired bending angle of the part to be bent (B) is reached or when the nominal angle is reached, that the actual bending angle and the actual setting of the bending tool (2) as well as the feed position of the part to be bent (B) are measured, that thereafter an intermediate bending operation is carried out, after which the bending angle of the part to be bent (B) is measured again, and a bending effect is calculated from the difference between those two bending angles.
- The method as defined in Claim 13, characterized in that after determination of the bending effect of the bending machine 1 its feed direction is reversed and the part to be bent (B) and the bending machine (1) are returned the initial positions occupied by them before the intermediate bending operation.
- The method as defined in Claim 13 or Claim 14, characterized in that the bending operation is carried out by the bending machine (1) using a bending angle corrected by the bending effect.
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