EP1961502B1 - Method and device for bending workpieces - Google Patents

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EP1961502B1
EP1961502B1 EP20080405039 EP08405039A EP1961502B1 EP 1961502 B1 EP1961502 B1 EP 1961502B1 EP 20080405039 EP20080405039 EP 20080405039 EP 08405039 A EP08405039 A EP 08405039A EP 1961502 B1 EP1961502 B1 EP 1961502B1
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EP
European Patent Office
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bending
workpiece
angle
punch
length
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EP20080405039
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EP1961502A2 (en
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Gerrit Gerritsen
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Bystronic Laser AG
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Bystronic Laser AG
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Publication of EP1961502A3 publication Critical patent/EP1961502A3/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/004Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves with program control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/006Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves combined with measuring of bends

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von Werkstücken mit einer einen Biegestempel sowie eine Matrize aufweisenden Biegevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Biegevorrichtung zum Biegen von Werkstücken gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 13.The present invention relates to a method for bending workpieces with a bending punch and a die having a bending device according to the preamble of claim 1 and a bending device for bending workpieces according to the preamble of claim 13.
  • Beim Biegen von Werkstücken mittels einer einen Biegestempel sowie eine Matrize aufweisenden Biegevorrichtung kann der Biegewinkel für bekannte Materialien und bei bekannter Werkstückdicke durch die Bestimmung der Eindringtiefe des Biegestempels in die Matrize theoretisch genau bestimmt werden. Zum Biegen des Werkstücks fährt der Biegestempel beim sogenannten Luftbiegen, je nach gewünschtem Biegewinkel, mehr oder weniger in die Matrize ein. Beim sogenannten Dreipunktbiegen fährt der Biegestempel soweit in die Matrize ein, bis der Biegestempel bzw. das Werkstück auf dem mehr oder weniger hoch eingestellten Matrizenboden zur Anlage kommt.When bending workpieces by means of a bending die and a die having bending device, the bending angle for known materials and known workpiece thickness by determining the penetration depth of the punch into the die can be determined theoretically accurate. To bend the workpiece, the bending punch moves more or less into the die during so-called air bending, depending on the desired bending angle. In so-called three-point bending, the punch presses into the die until the punch or workpiece comes into contact with the more or less set die bottom.
  • Die Praxis zeigt jedoch, dass beispielsweise die Walzrichtung des Werkstücks einen Einfluss auf dessen Eigenschaften hat. Aber auch die Dicke des Werkstücks unterliegt gewissen Toleranzen. Zudem kann auch der Biegeinnenradius nicht exakt bestimmt werden. Aber auch das Material selber kann unterschiedliche Eigenschaften wie beispielsweise unterschiedliche Elastizitätsmodule aufweisen, so dass selbst innerhalb einer einzigen Material-Charge der Endbiegewinkel bei identischer Stempel-Eintauchtiefe um einige Grad variieren bzw. vom eigentlichen Sollwert abweichen kann. Derartige Unterschiede sind jedoch in vielen Fällen nicht akzeptabel und bedingen ggf. ein Nachbiegen des bereits fertig gebogenen Werkstücks.However, practice shows that, for example, the rolling direction of the workpiece has an influence on its properties. But the thickness of the workpiece is subject to certain tolerances. In addition, the inner bending radius can not be determined exactly. But even the material itself may have different properties such as different moduli of elasticity, so that even within a single batch of material, the final bending angle with identical punch immersion depth vary by a few degrees or may differ from the actual setpoint. However, such differences are in many cases unacceptable and possibly cause a bending of the already finished workpiece.
  • Aus der EP 0 341 211 A1 ist ein Verfahren zum Biegen von Blech mit Hilfe einer Biegeeinrichtung bekannt, die einen Biegestempel sowie eine Matrize mit verstellbarem Boden aufweist. Bei vorgegebener Matrizenöffnung wird der Biegewinkel durch die relative Stellung des Matrizenbodens zur Matrizenöffnung bestimmt. Um die Biegegenauigkeit zu erhöhen wird hier vorgeschlagen, in einer Versuchsreihe mit einer bestimmten Blechqualität den effektiven Biegewinkel in Funktion der Eindringtiefe des Biegestempels in die Matrize zu ermitteln und als Vergleichskurve abzuspeichern. Bei nachfolgenden Biegevorgängen mit gleichwertigen Blechen wird der Winkel des belasteten Blechs im Verlauf des Biegevorgangs bei mindestens einer ausgewählten Eindringtiefe gemessen und mit dem sich aus der Vergleichskurve ergebenden entsprechenden Winkel verglichen. Aufgrund einer allfällig ermittelten Winkeldifferenz wird die Stellung des Matrizenbodens derart korrigiert, dass am Ende des Biegevorgangs der vorgegebene Sollwinkel genauer eingehalten werden kann.From the EP 0 341 211 A1 For example, a method of bending sheet metal by means of a bending device is known, which has a bending punch and a die with an adjustable bottom. For a given die opening, the bending angle is determined by the relative position of the die bottom to the die opening certainly. In order to increase the bending accuracy, it is proposed here to determine the effective bending angle as a function of the penetration depth of the punch into the die in a test series with a specific sheet metal quality and to store it as a comparison curve. For subsequent bending operations with equivalent sheets, the angle of the loaded sheet during the bending operation is measured at at least one selected penetration depth and compared with the corresponding angle resulting from the comparison curve. Due to a possibly determined angular difference, the position of the die base is corrected in such a way that at the end of the bending process, the predetermined target angle can be maintained more accurately.
  • Im weiteren ist aus der DE 10 2005 012 384 A1 ein Verfahren zum Freibiegen von Werkstücken bekannt, bei dem wenigstens nach einem ersten Biegevorgang der erzielte Biegewinkel gemessen und während des Biegevorgangs in Abhängigkeit des Verfahrenswegs des Biegestempels die aufzubringende Biegekraft und die sich daraus ergebende Messkurve ermittelt wird. Danach wird aus der auftretenden Abweichung zwischen vorgegebenem Soll-Biegewinkel und erzieltem Biegewinkel und aufgrund der erfassten Messkurve sowie einer modellbasierten Berechnung des Biegeverhaltens ein Korrekturwert für den Ablauf des Biegevorgangs ermittelt. Nachfolgende Biegevorgänge werden dann unter Berücksichtigung der ermittelten Korrekturwerte durchgeführt.In the further is from the DE 10 2005 012 384 A1 a method for bending of workpieces known in which measured at least after a first bending process, the bending angle achieved and determined during the bending process depending on the process path of the punch the applied bending force and the resulting measurement curve. Thereafter, a correction value for the course of the bending process is determined from the occurring deviation between the predetermined desired bending angle and the achieved bending angle and, based on the detected measurement curve and a model-based calculation of the bending behavior. Subsequent bending operations are then performed taking into account the determined correction values.
  • Obwohl mit den beschriebenen Verfahren eine Erhöhung der Genauigkeit des Endbiegewinkels erreicht werden kann, wäre es in vielen Fällen wünschenswert, wenn der Sollbiegewinkel noch genauer eingehalten werden könnte.Although an increase in the accuracy of the final bending angle can be achieved with the described methods, it would be desirable in many cases if the nominal bending angle could be maintained more precisely.
  • Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Biegen von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass auch bei sich verändernden Werkstückparametern und/oder für unterschiedliche Werkzeugkombinationen eine noch höhere Genauigkeit bezüglich des Endbiegewinkels erzielt werden kann.It is therefore the object of the invention to develop a method for bending workpieces according to the preamble of claim 1 such that even with changing workpiece parameters and / or for different tool combinations, an even higher accuracy in terms of Endbiegewinkels can be achieved.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Verfahrensschritte gelöst.This object is achieved by the method steps mentioned in the characterizing part of claim 1.
  • Indem in einer Referenzbiegung für verschiedene Biegewinkel nicht nur die zugehörige Eindringtiefe des Stempels in die Matrize sowie die Biegekraft erfasst werden, sondern für verschiedene Biegewinkel zusätzlich noch die Schenkellänge und/oder die Schenkellängenveränderung des Werkstücks bestimmt und abgespeichert wird, und/oder für verschiedene Biegewinkel zusätzlich die Schenkellänge und/oder die Schenkellängenveränderung des Werkstücks bestimmt wird und aus den erfassten und/oder berechneten Werten der k-Faktor sowie ggf. der Biegeinnenradius für das Werkstück berechnet und abgespeichert wird, kann bei nachfolgenden Biegevorgängen direkt oder indirekt auf diese Werte zurückgegriffen werden bzw. diese Werte zur Bestimmung der Eintauchtiefe des Biegestempels mitberücksichtigt werden, so dass dadurch letztlich der Endbiegewinkel genauer als bisher eingehalten werden kann, auch wenn sich einzelne Werkstückparameter verändern sollten.By detecting in a reference bend for different bending angles not only the associated penetration depth of the punch in the die and the bending force, but also for different bending angles additionally the leg length and / or the leg length change of the workpiece is determined and stored, and / or for different bending angle additionally the limb length and / or the leg length change of the workpiece is determined and from the detected and / or calculated values of the k-factor and possibly the inner bending radius for the workpiece calculated and stored, can be used in subsequent bending operations directly or indirectly to these values or These values are also taken into account for determining the immersion depth of the punch, so that ultimately the final bending angle can be maintained more accurately than before, even if individual workpiece parameters should change.
  • Es hat sich nämlich in der Praxis gezeigt, dass durch die Zuordnung der Schenkellänge und/oder der Schenkellängenveränderung zu den verschiedenen Biegewinkeln einerseits die Biegeverkürzung des Werkstückschenkels bzw. der Werkstückschenkel während des Biegevorgangs genau bestimmt werden kann, was für nachfolgende Biegevorgänge, bei denen diese Werte nicht mehr bestimmt werden, von grosser Wichtigkeit sein kann. Andererseits kann durch die Zuordnung der Schenkellänge und/oder der Schenkellängenveränderung zu den verschiedenen Biegewinkeln der k-Faktor sowie der Biegeinnenradius relativ genau bestimmt werden, was für nachfolgende Biegevorgänge ebenfalls von grosser Wichtigkeit ist. Die Kenntnis des k-Faktors und des Biegeinnenradius ist insbesondere auch dann von Bedeutung, wenn zumindest ähnliche Werkstücke mit unterschiedlichen Werkzeugkombinationen und/oder unterschiedlicher Werkstückdicke gebogen werden müssen. Jedenfalls kann bei nachfolgenden Biegevorgängen der Endbiegewinkel auch dann sehr genau eingehalten werden, wenn während des Biegevorgangs weder der Biegewinkel noch die Schenkellänge gemessen werden, sondern nur mehrmals die Biegekraft und die zugehörige Eintauchtiefe gemessen und mit den abgespeicherten Referenzwerten verglichen werden. Aufgrund von auftretenden Abweichungen kann dann letztlich die für den Endbiegewinkel massgebende maximale Eintauchtiefe des Stempels in die Matrize festgelegt werden.It has been found in practice that by the assignment of the leg length and / or the leg length change to the various bending angles on the one hand, the bending shortening of the workpiece leg or the workpiece leg during the bending process can be accurately determined, which for subsequent bending operations in which these values can no longer be determined, can be of great importance. On the other hand, by assigning the leg length and / or the leg length change to the different bending angles, the k-factor as well as the inner radius of the bend can be determined relatively accurately, which is also of great importance for subsequent bending operations. The knowledge of the k-factor and the bending inner radius is particularly important, if at least similar workpieces with different tool combinations and / or different workpiece thickness must be bent. In any case, in subsequent bending operations, the final bending angle can be maintained very accurately even if neither the bending angle nor the leg length are measured during the bending process, but only several times the bending force and the associated immersion depth measured and compared with the stored reference values. Due to occurring deviations then ultimately for the final bending angle decisive maximum immersion depth of the punch can be set in the die.
  • Dies ist deshalb wichtig, weil für nachfolgende Biegevorgänge keine Sensoren oder Messgeräte zum Messen des Biegewinkels und/oder der Schenkellänge vorgesehen sind. Bei herkömmlichen Biegevorgängen sind Messgeräte zum Messen des Biegewinkels und/oder der Schenkellänge nämlich unerwünscht, da diese teuer sind, das Handling stören oder ggf. sogar in den Bereich des zu biegenden Werkstücks ragen könnten, wodurch die Biegemöglichkeiten eingeschränkt würden.This is important because no sensors or measuring devices for measuring the bending angle and / or the leg length are provided for subsequent bending operations. Namely, in conventional bending processes, gauges for measuring the bending angle and / or the leg length are undesirable because they are expensive, interfere with the handling, or even possibly protrude into the area of the workpiece to be bent, thereby limiting the bending capabilities.
  • Es versteht sich, dass die anlässlich der Referenzbiegung ermittelten und in einer Datenbank abgelegten Daten auf andere Biegevorrichtungen übertragen werden können, auf welchen dann die nachfolgenden Biegevorgänge ausgeführt werden. Jedenfalls müssen die Referenzbiegung und die nachfolgenden Biegevorgänge nicht auf derselben Maschine durchgeführt werden.It is understood that the data determined during the reference bend and stored in a database can be transferred to other bending devices on which the subsequent bending operations are then carried out. In any case, the reference bend and the subsequent bending operations need not be performed on the same machine.
  • Zur Bestimmung der Schenkellänge und/oder der Schenkellängenveränderung wird vorzugsweise die Position der äusseren Kante des Werkstücks während des Biegevorgangs mehrmals erfasst.To determine the leg length and / or the leg length change, the position of the outer edge of the workpiece during the bending process is preferably detected several times.
  • Bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 3 bis 12 umschrieben.Preferred developments of the method are described in the dependent claims 3 to 12.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Biegevorrichtung vorzuschlagen, welche sich in besonders vorteilhafter Weise zum Erfassen von mehreren für eine genauen Biegewinkel notwendigen Parameter anhand einer Referenzbiegung eignet.A further object of the invention is to propose a bending device which is particularly suitable for detecting a plurality of parameters necessary for a precise bending angle on the basis of a reference bend.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Biegevorrichtung gemäss dem Anspruch 13 gelöst.This object is achieved with a bending device according to claim 13.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Biegevorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 14 bis 17 umschrieben.Advantageous developments of the bending device are described in the dependent claims 14 to 17.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren sowie ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Biegen von Werkstücken wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigt:
  • Fig. 1
    einen Querschnitt durch eine schematisch dargestellte Biegevorrichtung in der Ausgangsstellung;
    Fig. 2
    die Biegevorrichtung gemäss Fig. 1 zusammen mit einem zu biegenden Werkstück;
    Fig. 3
    die Biegevorrichtung gemäss Fig. 1 in einer Momentaufnahme während des eigentlichen Biegevorgangs.
    The inventive method and an embodiment of an apparatus for bending workpieces will be explained in more detail with reference to drawings. In these drawings shows:
    Fig. 1
    a cross section through a schematically illustrated bending device in the starting position;
    Fig. 2
    the bending device according to Fig. 1 together with a workpiece to be bent;
    Fig. 3
    the bending device according to Fig. 1 in a snapshot during the actual bending process.
  • Anhand der Fig. 1, welche einen Querschnitt durch eine schematisch dargestellte Biegevorrichtung 1 in der Ausgangsstellung zeigt, soll der grundsätzliche Aufbau der Biegevorrichtung erläutert werden. Die Biegevorrichtung 1 umfasst eine bewegliche Oberwange 2 sowie eine feste Unterwange 3. An der Oberwange 3 ist ein Biegestempel 5 befestigt, während die unbewegliche Unterwange 3 eine Matrize 13 trägt. Die Unterseite des Biegestempels 5 ist mit einer Abrundung 6 versehen. Die Matrize besitzt eine V-förmige Ausnehmung 14 mit fester Öffnungsweite und eine mit 15 bezeichnete Oberseite, auf welcher das zu biegende Werkstück zur Auflage kommt. Die Oberwange 2 ist an dem eigentlichen Maschinengestell 4 beweglich abgestützt, wobei die zum Bewegen der Oberwange 2 notwendigen Mittel nicht dargestellt sind. Im weiteren ist eine elektronische Steuervorrichtung 7 ersichtlich. Zum Erfassen der vertikalen Position des Stempels 5 gegenüber dem Maschinengestell 4 ist ein Weggeber 8 vorgesehen, der über eine elektrische Verbindungsleitung 9 mit der Steuervorrichtung 7 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 7 ist mit einer Schnittstelle 12 versehen, über welche Daten einund ausgelesen werden können. In der Oberwange 2 ist zumindest ein Sensor 10 angeordnet, mittels welchem die vom Biegestempel 5 auf das zu biegende Werkstück ausgeübte Kraft direkt oder indirekt erfasst werden kann. Als Sensor 10 kann beispielsweise ein Kraftaufnehmer eingesetzt werden, mittels welchem direkt die auf die Oberwange 2 einwirkende Kraft gemessen werden kann. Vorzugsweise werden zwei Kraftaufnehmer vorgesehen. Alternativ dazu kann beispielsweise auch ein Druckaufnehmer eingesetzt werden kann, mittels welchem der beim hydraulischen Verschieben der Oberwange 2 vorherrschende hydraulische Systemdruck erfasst wird, der proportional zur anstehenden Biegekraft ist. Aufgrund dieses Drucks kann jedenfalls die anstehende Biegekraft ermittelt werden. Eine andere Variante besteht darin, dass am Maschinengestell, vorzugsweise an einer hochbelasteten Stelle, als Sensoren Dehnungssmesstreifen angebracht werden, mittels welchen dann ebenfalls die anstehende Biegekraft ermittelt werden kann.Based on Fig. 1 which shows a cross section through a schematically illustrated bending device 1 in the starting position, the basic structure of the bending device will be explained. The bending device 1 comprises a movable upper beam 2 and a fixed lower beam 3. At the upper beam 3, a bending punch 5 is fixed, while the immovable lower beam 3 carries a die 13. The underside of the punch 5 is provided with a rounding 6. The die has a V-shaped recess 14 with a fixed opening width and a top side designated 15, on which the workpiece to be bent comes to rest. The upper beam 2 is movably supported on the actual machine frame 4, wherein the means necessary for moving the upper beam 2 are not shown. In the following, an electronic control device 7 can be seen. For detecting the vertical position of the punch 5 relative to the machine frame 4, a displacement sensor 8 is provided, which is connected via an electrical connection line 9 to the control device 7. The control device 7 is provided with an interface 12, via which data einund can be read out. In the upper beam 2, at least one sensor 10 is arranged, by means of which the force exerted by the bending punch 5 on the workpiece to be bent force can be detected directly or indirectly. As a sensor 10, for example, a force transducer can be used by means of which directly acting on the upper beam 2 force can be measured. Preferably, two force transducers are provided. Alternatively, for example, a pressure transducer can be used, by means of which the prevailing during hydraulic displacement of the upper beam 2 hydraulic system pressure is detected, which is proportional to the upcoming bending force. Due to this pressure, in any case, the upcoming bending force can be determined. Another variant is that strain gauges are mounted on the machine frame, preferably on a highly stressed point, as sensors, by means of which the bending force can then also be determined.
  • Auf der einen Seite der Unterwange 3 ist ein Messsystem 16 angeordnet, mittels welchem der Biegewinkel eines zu biegenden Werkstücks sowie die Schenkellänge bzw. Schenkellängenänderung erfasst werden kann, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Im vorliegenden Fall kommt als Messsystem 16 ein Lasermessgerät zum Einsatz, welches einen linienförmigen Lichtstrahl 17 bzw. Laserstrahl emittiert, der andeutungsweise eingezeichnet ist. Das Messsystem 16 ist über eine elektrische Leitung 18 ebenfalls mit der Steuervorrichtung 7 verbunden. Ggf. kann natürlich auch auf beiden Seiten der Unterwange 3 ein Messsystem 16 vorgesehen werden.On the one side of the lower beam 3, a measuring system 16 is arranged, by means of which the bending angle of a workpiece to be bent and the leg length or leg length change can be detected, as will be explained in more detail below. In the present case, a laser measuring device is used as measuring system 16, which emits a linear light beam 17 or laser beam, which is indicated by way of indication. The measuring system 16 is also connected to the control device 7 via an electrical line 18. Possibly. Of course, a measuring system 16 can also be provided on both sides of the lower cheek 3.
  • Das Messsystem ist derart positioniert, dass die Längsachse 25 des vom Messsystem emittierten Lichtstrahls 17 einen Winkel α zwischen 30 und 60° mit der Längsachse 26 des Biegestempels 5 einschliesst.The measuring system is positioned such that the longitudinal axis 25 of the light beam 17 emitted by the measuring system encloses an angle α between 30 and 60 ° with the longitudinal axis 26 of the bending punch 5.
  • Die Fig. 2 zeigt die Biegevorrichtung 1 in der Ausgangsstellung zusammen mit einem zu biegenden Werkstück 20. Das Werkstück 20 ist im vorliegenden Beispiel ein Blech, dessen Länge, d.h. Ausdehnung quer zu der vorgesehenen Biegekante mit X bezeichnet ist. Das Werkstück 20 liegt auf der Oberseite der Matrize 13 auf, wobei die zum Positionieren und ggf. Fixieren des Werkstücks 20 vorgesehenen Mittel nicht näher dargestellt sind. Das Messsystem 16 ist derart positioniert bzw. eingestellt, dass nur ein Teil 17a des vom Messsystem 16 emittierten Lichts in Form der Laserlinie auf dem Werkstück 20 auftrifft, während ein Teil 17c dieses Lichts seitlich an dem Werkstück 20 vorbeigeht. Ein geringer Teil 17b des emittierten Lichts trifft auf der Stirnseite des Werkstücks 20 auf, was jedoch für die nachfolgende Betrachtung nicht von Bedeutung ist. Die vom Messsystem 16 auf das Werkstück 20 projizierte Linie des Laserstrahls verläuft im Wesentlichen quer zur Biegeachse und bildet auf dem Werkstück 20 eine Linie mit der Länge L1 ab. Als äussere Kanten des Werkstücks 20 werden im vorliegenden Fall diejenigen Kanten bezeichnet, die auf beiden Seiten parallel oder ggf. schräg zu der beim Biegevorgang entstehenden Biegekante verlaufen.The Fig. 2 shows the bending device 1 in the starting position together with a workpiece to be bent 20. The workpiece 20 is in the present example, a plate whose length, ie extension transverse to the intended bending edge is designated by X. The workpiece 20 rests on the upper side of the die 13, the means provided for positioning and possibly fixing the workpiece 20 not are shown in more detail. The measuring system 16 is positioned or set such that only part 17a of the light emitted by the measuring system 16 in the form of the laser line impinges on the workpiece 20, while a part 17c of this light passes laterally past the workpiece 20. A small portion 17b of the emitted light impinges on the end face of the workpiece 20, which is not important for the following consideration. The line of the laser beam projected onto the workpiece 20 by the measuring system 16 runs essentially transversely to the bending axis and forms a line with the length L1 on the workpiece 20. In the present case, the edges of the outer edge of the workpiece 20 are those edges which run parallel or possibly obliquely on both sides to the bending edge which arises during the bending process.
  • Das Messsystem 16 ermöglicht jedenfalls, den Biegewinkel des Werkstücks 20 wie auch die Position der äusseren, dem Messsystem zugewandten Kante 21 des Werkstücks 20 zu erfassen.In any case, the measuring system 16 makes it possible to detect the bending angle of the workpiece 20 as well as the position of the outer edge 21 of the workpiece 20 facing the measuring system.
  • Das Messsystem 16 weist neben der eigentliche Lichtquelle, welche beispielsweise aus einem LED-Linienlaser bestehen kann, eine Empfängervorrichtung auf, mittels welcher die auf das Werkstück 20 projizierte Laser-Linie optisch erfasst oder erkannt und derart ausgewertet werden kann, dass der Biegewinkel wie auch die Position der einen äusseren Kante 21 des Werkstücks 20 erfasst bzw. berechnet werden kann. Eine solche Empfängervorrichtung kann beispielsweise aus einer sogenannten CCD-Kamera bestehen.In addition to the actual light source, which may consist of an LED line laser, for example, the measuring system 16 has a receiver device by means of which the laser line projected onto the workpiece 20 can be optically detected or detected and evaluated in such a way that the bending angle as well as the bending angle Position of an outer edge 21 of the workpiece 20 can be detected or calculated. Such a receiver device may for example consist of a so-called CCD camera.
  • Jedenfalls kann mit der Empfängervorrichtung die Länge der auf das Werkstück 20 projizierten Laser-Linie erfasst werden, woraus zusammen mit dem zugehörigen Biegewinkel ein Berechnen der absoluten Schenkellänge und/oder der relativen Schenkellängenänderung ermöglicht wird. Zur Bestimmung der Schenkellängenänderung müssen das Messsystem und das Werkstück noch nicht einmal genau positioniert werden, sondern es muss lediglich sichergestellt werden, dass die Laserlinie während des gesamten Biegevorgangs über die äussere Kante 21 des Werkstücks 20 hinausgeht und der mit der Erfassungseinrichtung erfasste Bereich ebenfalls zumindest bis zur äusseren Kante 21 des Werkstücks 20 reicht.In any case, the length of the laser line projected onto the workpiece 20 can be detected with the receiver device, from which, together with the associated bending angle, a calculation of the absolute leg length and / or the relative leg length change is made possible. In order to determine the leg length change, the measuring system and the workpiece do not even have to be exactly positioned, but it merely has to be ensured that the laser line passes over the outer edge during the entire bending process 21 of the workpiece 20 and the range detected by the detection device also extends at least to the outer edge 21 of the workpiece 20.
  • Gegebenenfalls kann die Position der Kante 21 auch in Bezug auf einen gegenüber der Empfängervorrichtung definierten Referenzpunkt erfasst werden. Jedenfalls ist die im Messsystem integrierte Empfängervorrichtung in der Lage, aufgrund des hell-dunkel-Übergangs im Bereich der Kante 21 deren absolute und/oder relative Position zu erfassen.Optionally, the position of the edge 21 may also be detected with respect to a reference point defined relative to the receiver device. In any case, the receiver device integrated in the measuring system is able to detect its absolute and / or relative position due to the light-dark transition in the region of the edge 21.
  • Dabei kann sowohl die Länge der erfassten Linie, wie auch die zusammen mit der Winkelinformation daraus berechnete Schenkellänge und/oder die Schenkellängenänderung abgespeichert werden.In this case, both the length of the detected line and also the leg length calculated together with the angle information and / or the leg length change can be stored.
  • Vorteilhaft ist es jedenfalls, wenn für verschiedene Biegewinkel, die zugehörige Eintauchtiefe des Stempels 5, die zugehörige Biegekraft wie auch die zugehörige Schenkellänge und/oder die Schenkellängenänderung abgespeichert werden. Anstelle der Schenkellänge kann ggf. natürlich auch die Länge der auf das Werkstück 20 bzw. einen Schenkel projizierten Laser-Linie abgespeichert werden. Es versteht sich, dass die genannten Parameter nicht zwingend in einer direkt verwertbaren Einheit abgespeichert werden müssen, sondern jeweils lediglich ein Wert abgespeichert werden muss, der einen Rückschluss auf die zugehörige Messgrösse zulässt. Diesbezüglich sind beliebige Varianten möglich, welche hier nicht alle aufgezählt werden. Zudem soll erwähnt werden, dass nicht zu jedem Biegewinkel zwingend alle vorgängig genannten Parameter erfasst und abgespeichert werden müssen, sonder dass ggf. einzelne Parameter häufiger erfasst werden als andere. Die erfassten Werte können zudem in Form einer Referenzkurve abgespeichert werden.In any case, it is advantageous if, for different bending angles, the associated immersion depth of the punch 5, the associated bending force as well as the associated limb length and / or the limb length change are stored. Of course, instead of the leg length, the length of the laser line projected onto the workpiece 20 or a leg may also be stored. It is understood that the parameters mentioned need not necessarily be stored in a directly usable unit, but only a value must be stored in each case, which allows a conclusion on the associated measured variable. In this regard, any variants are possible, which are not all enumerated here. In addition, it should be mentioned that it is not mandatory to record and store all the aforementioned parameters for each bending angle, but that, if necessary, individual parameters are recorded more frequently than others. The recorded values can also be stored in the form of a reference curve.
  • Zusätzlich zu den direkt erfassten Daten können daraus auch noch weitere Grössen wie beispielsweise der k-Faktor und Biegeinnenradius errechnet und ggf. dem Biegewinkel zugeordnet werden. Als k-Faktor wird ein Korrekturfaktor bezeichnet, der einen Rückschluss auf die durch den Biegevorgang bewirkte Längenänderung des Werkstücks 20 zulässt. Beim Biegevorgang wird die neutrale Faser des Werkstücks 20 auf die Innenseite verschoben, was gleichbedeutend ist mit einer Streckung bzw. Verlängerung des Werkstücks 20 im Bereich der Biegelinie 22. Der k-Faktor sowie der Biegeinnenradius sind deshalb wichtig, weil durch sie wichtige Rückschlüsse für das Biegen von gleichen oder ähnlichen Materialien aber mit anderen Werkzeugkombinationen und/oder anderen Werkstückdicken gezogen werden können. Jedenfalls kann aufgrund der ermittelten Parameter die zum Erreichen eines bestimmten Winkels notwendige Eintauchtiefe des Stempels 5 in die Matrize 13 auch dann sehr genaue bestimmt werden, wenn die Eigenschaften des Werkstücks variieren bzw. nicht genau mit den Sollvorgaben übereinstimmen.In addition to the directly recorded data, other variables such as the k-factor and internal bending radius can be calculated and possibly assigned to the bending angle. A correction factor is referred to as the k-factor, which can be used to draw conclusions about the change in length caused by the bending process Workpiece 20 allows. During the bending process, the neutral fiber of the workpiece 20 is moved to the inside, which is equivalent to an extension or extension of the workpiece 20 in the region of the bending line 22. The k-factor and the bending inner radius are important because it important conclusions for the Bending of the same or similar materials but can be drawn with other tool combinations and / or other workpiece thicknesses. In any case, due to the determined parameters, the immersion depth of the punch 5 necessary for reaching a certain angle into the matrix 13 can also be determined very accurately if the properties of the workpiece vary or do not correspond exactly to the desired values.
  • Um mit dem Werkstück 20 eine Referenzbiegung durchzuführen, wird die Oberwange 2, wie aus der Fig. 3 in einer Momentaufnahme ersichtlich ist, nach unten verfahren, so dass der Biegestempel 5 in die Matrize 13 eindringt und das Werkstück 20 entlang einer Biegelinie 22 biegt. Durch das Biegen des Werkstücks 20 entstehen zwei Schenkel 23, 24, welche mit zunehmender Biegung nach oben schwenken. Dabei verändert sich natürlich die Lage des jeweiligen Schenkels 23 in Bezug auf das Messsystem 16 kontinuierlich. Beim Hochbiegen des jeweiligen Schenkels 23 verändert sich einerseits der Winkel, unter dem das Laserlicht 17 auf dem Schenkel 23 auftrifft. Andererseits verändert sich auch die Länge L2 der mittels des Messsystems 16 auf die Unterseite des Schenkels 23 projizierten Linie. Die Messung des Biegewinkels erfolgt über die Vermessung der Projektion des Linienlasers auf den Schenkel 23 des Werkstücks 20. Namentlich wird die Lage der Linie mit der Kamera gemessen, die schräg auf die Oberfläche des Werkstücks 20 gerichtet ist. Aufgrund des zwischen Laser und Kameraachse eingeschlossenen Winkels kann der Biegewinkel berechnet werden, wie anschliessend noch näher erläutert wird. Obwohl beim Hochbiegen des Schenkels 23 die darauf projizierte Laserlinie keine lineare Längenänderung erfährt, kann aufgrund der gemessene Länge der Linie sowie des zugehörigen Biegewinkels die absolute Länge des Schenkels 23 und/oder dessen Längenänderung genau bestimmt werden. Grundsätzlich spielt es keine Rolle, ob die Schenkellänge oder die Schenkellängenänderung des Werkstücks 20 bestimmt wird oder bestimmt werden muss, da sich beiden Grössen grundsätzlich dazu eignen abgespeichert und direkt oder indirekt als Referenzgrösse verwendet zu werden oder für einen nachfolgenden Biegevorgang zur Bestimmung des k-Faktors herangezogen zu werden.To perform a reference bend with the workpiece 20, the upper beam 2, as shown in Fig. 3 can be seen in a snapshot, moved down so that the punch 5 penetrates into the die 13 and the workpiece 20 bends along a bending line 22. By bending the workpiece 20, two legs 23, 24 are formed, which pivot upward as the bend increases. Of course, the position of the respective leg 23 with respect to the measuring system 16 changes continuously. When bending up the respective leg 23, on the one hand, the angle at which the laser light 17 strikes the leg 23 changes. On the other hand, the length L2 of the line projected by means of the measuring system 16 on the underside of the leg 23 also changes. The measurement of the bending angle is made by measuring the projection of the line laser on the leg 23 of the workpiece 20. In particular, the position of the line with the camera is measured, which is directed obliquely to the surface of the workpiece 20. Due to the included angle between laser and camera axis, the bending angle can be calculated, as will be explained in more detail below. Although, when the leg 23 is bent upwards, the laser line projected thereon does not undergo a linear change in length, the absolute length of the leg 23 and / or its change in length can be determined precisely on the basis of the measured length of the line and the associated bending angle. In principle, it does not matter whether the leg length or the leg length change of the workpiece 20 is determined or determined Since, in principle, both quantities are to be stored and used directly or indirectly as reference quantities or to be used for a subsequent bending process to determine the k-factor.
  • Da die Matrize 13 eine feste Öffnungsweite aufweist, wird der Biegewinkel ausschliesslich durch die Eintauchtiefe des Stempels 5 in die Matrize 13 bestimmt. Als Eintauchtiefe des Stempels 5 in die Matrize 13 wird das Eindringen der Vorderseite des Stempels 5 gegenüber der Auflagefläche 15 der Matrize 13 bezeichnet. Als Biegekraft wird die vom Stempel 5 gesamthaft auf das zu biegende Werkstück 20 ausgeübte Kraft bezeichnet.Since the die 13 has a fixed opening width, the bending angle is determined exclusively by the insertion depth of the punch 5 into the die 13. As immersion depth of the punch 5 in the die 13, the penetration of the front side of the punch 5 relative to the support surface 15 of the die 13 is referred to. As the bending force, the force exerted on the workpiece 20 to be bent by the punch 5 is referred to in its entirety.
  • Es versteht sich, dass der Stempel 5 nicht zwingend an der Oberwange 2 und die Matrize 13 an der Unterwange 3 angeordnet sein muss, sondern dass sehr wohl auch eine umgekehrte Anordnung möglich ist, indem die Matrize 13 an der Oberwange 2 und der Stempel an der Unterwange 3 der Biegevorrichtung 1 angeordnet werden. Am grundsätzlichen Erfindungsgedanken und Verfahrensablauf ändert sich dadurch jedoch nichts.It is understood that the punch 5 need not necessarily be arranged on the upper beam 2 and the die 13 on the lower beam 3, but that very well, a reverse arrangement is possible by the die 13 on the upper beam 2 and the punch on the Under cheek 3 of the bending device 1 are arranged. However, this does not change the fundamental idea of the invention and the method of operation.
  • Da der Biegeinnenradius vor der Referenzmessung weder bekannt ist noch exakt berechnet werden kann, dieser jedoch für die Berechnung der genauen Eintauchtiefe des Stempels von entscheidender Bedeutung ist, ist die Kenntnis des effektiven Biegeinnenradius von grosser Wichtigkeit. So verändert sich der Biegeinnenradius insbesondere in Abhängigkeit von der Öffnungsweite und der V-Form der Matrize, dem Stempelradius, der Blechqualität sowie der Blechdicke.Since the inside radius of the bend before the reference measurement is neither known nor can be calculated exactly, but this is crucial for the calculation of the exact immersion depth of the punch, the knowledge of the effective bending inner radius is of great importance. Thus, the bending inner radius changes in particular depending on the opening width and the V-shape of the die, the punch radius, the sheet metal quality and the sheet thickness.
  • Um den Biegeinnenradius exakt zu bestimmen, kann beispielsweise ein Biegevorgang in Zyklen durchgeführt werden, wobei während des Biegevorgangs mehrmals, beispielsweise alle 10°, der berechnete Winkel mit dem tatsächlich gemessenen Winkel verglichen wird.In order to determine the bending inner radius exactly, for example, a bending process can be carried out in cycles, wherein during the bending process several times, for example every 10 °, the calculated angle is compared with the actually measured angle.
  • Sofern bei diesem Biegevorgang das Werkstück während der Durchführung der jeweiligen Referenzmessung nicht entlastet wird, kann aufgrund der gemessenen Schenkellänge bzw. Schenkellängenveränderung und des Biegewinkels der Biegeinnenradius losgelöst von der Rückfederung des Materials bestimmt werden. Jedenfalls kann aufgrund des Unterschieds zwischen dem berechneten und dem gemessenen Winkel der jeweilige Fehler bei der Berechnung des Biegeinnenradius ermittelt werden. Daraus kann nun eine "Fehlerkurve" abgeleitet werden, welche jeweils für die relevanten Blechparameter wie Blechsorte, Dicke etc. sowie eine Kombination von Ober- und Unterwerkzeug Gültigkeit hat und für Folgebiegungen herangezogen werden kann. Die gewonnenen Daten können in Form einer Tabelle oder "Fehlerkurve" derart abgespeichert werden, dass bei nachfolgenden Biegevorgängen direkt oder indirekt auf diese Daten zurückgegriffen werden kann.If, in this bending process, the workpiece is not relieved during the execution of the respective reference measurement, can be due to the measured Leg length or leg length change and the bending angle of the bending inner radius detached from the springback of the material can be determined. In any case, due to the difference between the calculated and the measured angle, the respective error in the calculation of the inner bending radius can be determined. From this, an "error curve" can be derived, which in each case has validity for the relevant sheet metal parameters such as type of sheet, thickness, etc. as well as a combination of upper and lower tool and can be used for subsequent bending. The data obtained can be stored in the form of a table or "error curve" in such a way that these data can be used directly or indirectly in subsequent bending operations.
  • Aufgrund der Kenntnis des effektiven Biegeinnenradius kann der untere Totpunkt -maximale Eintauchtiefe- des Stempels sehr genau bestimmt werden, zumal der Anwender nur noch die tatsächliche Blechrückfederung korrigieren muss. Dabei kann der Anwender auf das genannte Messsystem zum Bestimmen des Schenkellänge verzichten.Due to the knowledge of the effective bending inner radius, the bottom dead center-maximum insertion depth-of the punch can be determined very accurately, especially since the user only has to correct the actual sheet metal springback. The user can do without the mentioned measuring system for determining the leg length.
  • Die Blechrückfederung als solches kann ebenfalls einfach bestimmt werden, indem der Biegevorgang gestoppt, das Blech durch Hochfahren des Biegestempels entlastet und die durch die Rückfederung entstehende Winkelveränderung gemessen wird. Es versteht sich, dass die Blechrückfederung ebenfalls mehrmals pro Biegevorgang gemessen werden kann.As such, sheet metal springback can also be readily determined by stopping the bending operation, relieving the sheet by raising the punch, and measuring the angular change resulting from springback. It is understood that the sheet metal springback can also be measured several times per bending process.
  • Zu erwähnen ist, dass unter Werkzeugkombination jeweils die Kombination von Biegestempel und Matrize zu verstehen ist. Zudem soll festgehalten werden, dass unter der Biegekraft nicht zwingend die effektiv aufgebrachte Biegekraft zu verstehen ist, sondern lediglich ein Parameter, der proportional zu der aufgebrachten Biegekraft ist.It should be mentioned that the combination of tools is to be understood as the combination of punch and die. In addition, it should be noted that under the bending force is not necessarily the effective applied bending force to understand, but only a parameter that is proportional to the applied bending force.
  • Die Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung das mittels der CCD-Kamera des Messsystems aktiv erfasste Feld 28. Die dicke Linie 29 symbolisiert die auf einen Schenkel des Werkstücks projizierte Laserline, während die gestrichelt dargestellte Linie 30 den ausserhalb des Werkstücks bzw. der äusseren Kante verlaufenden Teil der Laserlinie darstellt. Der von der Kamera effektiv erfasste Bereich ist grösser als das aktiv erfasste Feld 28. Die Software ist jedoch in der Lage, das aktive Feld 28 innerhalb des Erfassungsbereichs der Kamera derart zu verschieben, dass die horizontale Linie 31 immer mit dem Anfang des Laserstrahls 29 zusammenfällt bzw. der Anfang des Laserstrahls 29 auf der horizontalen Linie 31 liegt.The Fig. 4 shows a schematic representation of the actively detected by the CCD camera of the measuring system field 28. The thick line 29 symbolizes the projected onto a leg of the workpiece laser line, while the dashed lines shown Line 30 represents the outside of the workpiece or the outer edge extending part of the laser line. The range effectively detected by the camera is larger than the actively detected field 28. However, the software is able to shift the active field 28 within the detection range of the camera so that the horizontal line 31 always coincides with the beginning of the laser beam 29 or the beginning of the laser beam 29 is located on the horizontal line 31.
  • Die CCD-Kamera ist zusammen mit der entsprechenden Auswertesoftware in der Lage, den Winkel β zwischen der horizontalen Linie 31 des Messfeldes und der Laserlinie 29 zu bestimmen und daraus den Biegewinkel zu berechnen. Der Winkel β ist somit ein Mass für den effektiven Biegewinkel, wobei der von der Kamera erfasste Winkel nicht mit dem effektiven Biegewinkel übereinstimmt bzw. übereinstimmen muss.The CCD camera together with the corresponding evaluation software is able to determine the angle β between the horizontal line 31 of the measuring field and the laser line 29 and to calculate therefrom the bending angle. The angle β is thus a measure of the effective bending angle, wherein the angle detected by the camera does not have to match or coincide with the effective bending angle.
  • Zusätzlich zu dem Biegewinkel kann aufgrund der Länge L1 der erfassten Laserlinie 29 sowie des Winkels β auch die effektive Schenkellänge und/oder die Schenkellängenveränderung berechnet werden. Während in der Fig. 4 die Situation bei einem Biegewinkel von 180°, d.h. im nicht gebogenen Ausgangszustand des Werkstücks dargestellt ist, ist in der Fig. 5 die Situation bei einem Biegewinkel von 90° dargestellt. Wie ersichtlich, ist der Winkel β kleiner, während die Länge L2 der auf den Schenkel des Werkstücks projizierte Laserline 29 grösser ist. Die Länge L1, L2 der auf den Schenkel des Werkstücks projizierte Laserline 29 kann aufgrund des jeweiligen hell-dunkel-Übergangs genau erfasst werden, zumal auch durch die äussere Kante des Werkstücks ein definierter hell-dunkel-Übergang entsteht. Wichtig ist lediglich, dass die projizierte Laserlinie während des gesamten Biegevorgangs das Werkstück 20 seitlich überragt, d.h. über die äussere Kante 21 (Fig. 3) hinausgeht.In addition to the bending angle, due to the length L1 of the detected laser line 29 and the angle β, the effective leg length and / or the leg length change can also be calculated. While in the Fig. 4 the situation at a bending angle of 180 °, that is shown in the unbent initial state of the workpiece is in the Fig. 5 the situation is shown at a bending angle of 90 °. As can be seen, the angle β is smaller, while the length L2 of the laser line 29 projected onto the leg of the workpiece is greater. The length L1, L2 of the projected onto the leg of the workpiece laser line 29 can be accurately detected due to the respective light-dark transition, especially since a defined light-dark transition is formed by the outer edge of the workpiece. It is only important that the projected laser line projects laterally beyond the workpiece 20 during the entire bending process, ie over the outer edge 21 (FIG. Fig. 3 ) goes out.
  • Die während der Referenzmessung erfassten bzw. ermittelten und/oder errechneten Messgrössen und Daten werden üblicherweise einem bestimmten Material mit einer bestimmten Dicke und einer bestimmten Werkzeugkombination zugeordnet. Im Idealfall würde somit für jedes Material, jede Werkstückdicke und jede Werkzeugkombination zumindest eine Referenzmessung durchgeführt und die entsprechenden Messdaten abgespeichert. Da dies in der Praxis jedoch kaum machbar ist, wird im Normalfall auf Referenzdaten zurückgegriffen, die dem zu biegenden Material bzw. der verwendeten Werkzeugkombination am nächsten kommen und bezüglich des Endbiegewinkels die besten Ergebnisse erwarten lassen. Da im vorliegenden Fall bei der Referenzmessung für verschiedene Biegewinkel sowohl die zugehörige Eindringtiefe des Stempels in die Matrize, wie auch die Biegekraft sowie die Schenkellänge und/oder die Schenkellängenveränderung gemessen und abgespeichert wird/werden und ggf. auch noch der k-Faktor und der Biegeinnenradius bestimmt wird, ergeben sich in der Praxis auch dann sehr gute Resultate, wenn das Material und/oder die Materialdicke und/oder die Werkzeugkombination nicht exakt mit demjenigen bzw. derjenigen der Referenzmessung übereinstimmt. Dazu können die in der Datenbank abgespeicherten Messdaten und Referenzwerte interpoliert werden. Wenn zum Beispiel von einem bestimmtem Material die Einträge für 2 mm und 3 mm dicke Werkstücke vorhanden sind, können die Daten für 2,5 mm ebenfalls ausgerechnet werden. Auch kann nach oben oder unten interpoliert werden. Wenn beispielsweise die Einträge für 2 mm, 3 mm und 4 mm dicke Werkstücke vorhanden sind, können die Daten auch für ein 5 mm dickes Werkstück errechnet werden. Gleiches gilt beispielsweise für Zwischenwinkel. Wenn beispielsweise für ein bestimmtes Material die zum Erzielen eines Biegewinkels von 90° und 100° notwendige Eintauchtiefe des Stempels in die Matrize bekannt ist, so kann auch die zum Erzielen eines Biegewinkels von beispielsweise 93,2° notwendige Eintauchtiefe errechnet werden. Auch zwischen unterschiedlichen Matrizenöffnungen kann interpoliert werden.The measured variables and data acquired or determined and / or calculated during the reference measurement are usually assigned to a specific material with a specific thickness and a specific tool combination. Ideally, therefore, for every material, every workpiece thickness and every Tool combination performed at least one reference measurement and stored the corresponding measurement data. Since this is hardly feasible in practice, however, reference data are normally used which come nearest to the material or tool combination to be bent and allow the best results to be expected with respect to the final bending angle. Since in the present case in the reference measurement for different bending angles both the corresponding penetration depth of the punch in the die, as well as the bending force and the leg length and / or the leg length change is measured and stored and possibly also the k-factor and the bending inner radius is determined in practice very good results, even if the material and / or the material thickness and / or the tool combination does not match exactly with that or those of the reference measurement. For this purpose, the measured data and reference values stored in the database can be interpolated. For example, if there are entries for 2 mm and 3 mm thick workpieces from a particular material, the data for 2.5 mm can also be calculated. You can also interpolate up or down. If, for example, the entries for 2 mm, 3 mm and 4 mm thick workpieces are available, the data can also be calculated for a 5 mm thick workpiece. The same applies, for example, for intermediate angle. If, for example, the insertion depth of the punch into the die required for achieving a bending angle of 90 ° and 100 ° is known for a particular material, then the insertion depth necessary to achieve a bending angle of 93.2 °, for example, can also be calculated. Also between different die openings can be interpolated.
  • Da konventionelle Biegevorrichtungen üblicherweise kein Messsystem zum Erfassen des Biegewinkels und/oder der Schenkellänge des Werkstücks aufweisen, sondern im allgemeinen nur mit Sensoren zum Erfassen der Eintauchtiefe des Stempels in die Matrize sowie der zugehörigen Biegekraft ausgerüstet sind, wird bei den nachfolgenden Biegevorgängen üblicherweise nur die Eintauchtiefe des Stempels in die Matrize sowie die zugehörige Biegekraft gemessen. Natürlich kann bei nachfolgenden Biegevorgängen die Eintauchtiefe des Stempels sowie die zugehörige Biegekraft auch kontinuierlich gemessen werden. Allerdings hat sich in der Praxis gezeigt, dass ein mehrmaliges Messen der Biegekraft und der zugehörigen Eintauchtiefe und ein Vergleich mit den abgespeicherten Referenzwerten im Allgemeinen genügt, um die für einen bestimmten Endbiegewinkel -Sollbiegewinkel- notwendige Eindringtiefe des Stempels 5 in die Matrize 13 derart exakt zu berechnen, dass der Fehler bezüglich des effektiven Endbiegewinkels wesentlich kleiner ist als bisher. Diesbezügliche Versuche haben gezeigt, dass mit einer guten Datenbank und einer dynamischen Messung der Biegekraft mitsamt der zugehörigen Eintauchtiefe sowie einem kontinuierlichen Vergleich der gemessenen mit den abgespeicherten Referenzwerten und einer dynamischen Korrektur der Fehler in Bezug auf den Endbiegewinkel, d.h. die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Winkel, sich in der Grössenordnung von ±15 Winkelminuten bewegt und damit wesentlich kleiner ist als bei den gattungsgemässen Verfahren.Since conventional bending devices usually have no measuring system for detecting the bending angle and / or the leg length of the workpiece, but are generally equipped only with sensors for detecting the depth of immersion of the punch in the die and the associated bending force, in the subsequent bending operations usually only the immersion depth measured the punch in the die and the associated bending force. Of course, in subsequent bending operations, the immersion depth of the punch and the associated bending force can also be measured continuously. However, it has been found in practice that a repeated measurement of the bending force and the associated immersion depth and a comparison with the stored reference values is generally sufficient to exactly the penetration depth of the punch 5 into the matrix 13 necessary for a certain final bending angle -Sollbiegewinkel- calculate that the error in terms of the effective Endbiegewinkel is much smaller than before. In this regard, tests have shown that with a good database and a dynamic measurement of the bending force together with the associated immersion depth and a continuous comparison of the measured with the stored reference values and a dynamic correction of the error in terms of the final bending angle, ie the deviation between the target and actual Angle, is on the order of ± 15 angular minutes and is thus much smaller than in the generic method.
  • Wird beispielsweise festgestellt, dass für eine bestimmte Eindringtiefe des Stempels in die Matrize im Vergleich zu dem für die Referenzbiegung verwendeten Werkstück eine höhere Biegekraft aufgebracht werden muss, so kann daraus geschlossen werden, dass das verwendete Material steifer ist. Dies wiederum bedeutet, dass der Biegeradius bei einer bestimmten Eintauchtiefe grösser ist und für einen bestimmten Biegewinkel der Stempel daher etwas weniger tief in die Matrize eintauchen muss.If, for example, it is determined that a higher bending force must be applied for a certain penetration depth of the punch into the die compared to the workpiece used for the reference bend, then it can be concluded that the material used is stiffer. This in turn means that the bending radius is greater at a certain depth of immersion and therefore for a certain bending angle of the stamp must dive slightly less deep into the die.
  • Umgekehrt verhält es sich, wenn das zu biegende Werkstück weicher ist. In diesem Fall ist die für eine bestimmte Eindringtiefe des Stempels in die Matrize im Vergleich zu dem für die Referenzbiegung verwendeten Werkstück aufgebrachte Biegekraft geringer und der Biegeradius entsprechend kleiner. Daher muss der für einen bestimmten Biegewinkel der Stempel daher etwas tiefer in die Matrize eintauchen.Conversely, it behaves when the workpiece to be bent is softer. In this case, the bending force applied for a certain penetration depth of the punch into the die compared to the workpiece used for the reference bend is lower and the bend radius correspondingly smaller. Therefore, for a given bending angle of the stamp must therefore dive slightly deeper into the die.

Claims (17)

  1. A method for bending workpieces (20) by means of a bending device (1) comprising a bending punch (5) and a die (13) implementing at least one reference bend including during bending sensing various bending angles together with the depth of insertion of the bending punch (5) in the die (13) as well as the involved bending force, and memorizing at least part of the sensed values such that in subsequent bending these values can be retrieved to compute the insertion depth of the bending punch (5) in the die (13) as needed for a specific wanted bending angle, characterized in that
    - for various bending angles additionally the side length and/or change in the side length of the workpiece (20) is determined and memorized,
    - and/or that for various bending angles in addition the side length and/or the change in the side length of the workpiece (20) is determined and from the sensed or computed values the k factor as a correction factor indicative of a change in length of the workpiece due to bending is computed and memorized for the workpiece (20),
    - and/or that for various bending angles in addition the side length and/or the change in the side length of the workpiece (20) is determined and from the sensed or computer values the k factor as a correction factor indicative of a change in length of the workpiece due to bending as well as the bending internal radius is computed and memorized for the workpiece (20),
    - these values for determining the insertion depth of the bending punch being taken into account so that ultimately the insertion depth of the punch in the die as a maximum dictating the final bending angle is established.
  2. The method as set forth in claim 1, characterized in that to determine the side length and/or the change in the side length the position of the outer edge (21) of the workpiece (20) is sensed multiply during bending.
  3. The method as set forth in claim 2, characterized in that for several bending angles the position of the outer edge (21) of the workpiece (20) to be bent is sensed and memorized and that due to the position of the outer edge (21) as well as of the involved bending angle the side length and/or the change in the side length is computed.
  4. The method as set forth in any of the preceding claims, characterized in that to determine the bending angle a light beam (17) is projected onto the workpiece (20) such that by means of a camera the position of the light beam (17) directed at the surface of the workpiece (20) is measured and on the basis of an angle
    (β) included between the light beam (17) and camera axis the bending angle is computed.
  5. The method as set forth in claim 2, characterized in that to determine the position of the outer edge (21) of the workpiece (20) during bending a light beam (17) is projected onto the workpiece (20) extending beyond the outer edge (21) of the workpiece (20) and that by means of a camera the position of the outer edge (21) of the workpiece (20) is sensed from a difference in the brightness.
  6. The method as set forth in claim 4 or 5, characterized in that the line of the light beam (17) projected onto the workpiece (20) is oriented substantially transversely to the bending axis (22).
  7. The method as set forth in any of the preceding claims, characterized in that at least for one bending angle the involved bending radius is computed and memorized, the bending radius being computed on the basis of the measured bending angle and the insertion depth involved of the bending punch (5) in the die (13).
  8. The method as set forth in any of the preceding claims, characterized in that at least for one bending angle the involved shortening of the bending involved of the workpiece side (23) is computed and memorized.
  9. The method as set forth in any of the preceding claims, characterized in that at least part of the sensed and/or determined data is memorized on a storage medium, particularly in a data base of a central computer or personal computer.
  10. The method as set forth in claim 9, characterized in that the memorized data are communicated to a further bending device, particularly by means of a network or the Internet.
  11. The method as set forth in claim 9 or 10, characterized in that at least part of the sensed and/or determined data is communicated to a further bending device, such that the further bending device can retrieve said data for a subsequent bending action for computing the insertion depth of the punch in the die as needed for a specific bending angle.
  12. The method as set forth in any of the claims 8 to 10, characterized in that for at least one tooling combination and at least one sort of material the insertion depth of the punch in the die to be assigned to the various bending angles together with the bending force as well as the established k factor are communicated to the further bending device and that in a subsequent bending action of a workpiece fabricated of at least a similar material on the further bending device, repeatedly the insertion depth of the punch in the die as well as the bending force involved are measured and compared to the memorized values or the memorized reference curve and that on the basis of the measured values as well as any deviations the maximum depth of insertion of the bending punch in the die deciding the final bending angle is computed.
  13. A bending device (1) for bending workpieces by means of a bending punch (5) inserted into a die (13), the bending device (1) comprising at least one linear encoder (8) for sensing the feed of the bending punch (5), at least one sensor (10) for directly or indirectly sensing the bending force applied as well as an electronic controller (7) for controlling the feed of the bending punch (5) and for evaluating and/or memorizing and/or comparing sensed measured variables or computed measured variables, characterized in that the bending device (1) comprises in addition a measuring system (16) for measuring the bending angle as well as the involved side length in each case and/or the change in the side length of the workpiece (20) during bending.
  14. The bending device (1) as set forth in claim 13, characterized in that the measuring system (16) is configured such that for determining the side length and/or change in the side length it senses the position of the outer edge (21) of the workpiece (20) repeatedly during the bending angle.
  15. The bending device (1) as set forth in claim 14, characterized in that the measuring system (16) comprises at least one light source as well as a camera, the light source for determining the bending angle projects a linear light beam (17) at the workpiece (20) such that by means of a camera the position of the line directed at an angle to the surface of the workpiece (20) is measured and the bending angle is computable on the basis of the angle included between the light and the camera axis.
  16. The bending device (1) as set forth in claim 15, characterized in that the longitudinal axis (25) of the light beam (17) emitted by the measuring system (16) includes an angle (α) between 30° and 60° with the longitudinal axis (25) of the bending punch (5).
  17. The bending device (1) as set forth in any of the claims 13 to 16, characterized in that the bending device (1) comprises an interface (12) via which the sensed and/or computed data are communicatable
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