EP3302839B1 - Verfahren zum schwenkbiegen - Google Patents

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EP3302839B1
EP3302839B1 EP16735974.4A EP16735974A EP3302839B1 EP 3302839 B1 EP3302839 B1 EP 3302839B1 EP 16735974 A EP16735974 A EP 16735974A EP 3302839 B1 EP3302839 B1 EP 3302839B1
Authority
EP
European Patent Office
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bending
movement
tool
sensor
bending tool
Prior art date
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Active
Application number
EP16735974.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3302839A1 (de
Inventor
Gerhard Angerer
Klemens Freudenthaler
Florian Hausmann
Matthias HÖRL
Nenad KOVJENIC
Florian Maier
Verena STEININGER
Helmut Theis
Manfred WALDHERR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Original Assignee
Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG filed Critical Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Publication of EP3302839A1 publication Critical patent/EP3302839A1/de
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Publication of EP3302839B1 publication Critical patent/EP3302839B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/004—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves with program control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/006—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves combined with measuring of bends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/04—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on brakes making use of clamping means on one side of the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/12—Bending rods, profiles, or tubes with programme control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/14—Bending rods, profiles, or tubes combined with measuring of bends or lengths

Definitions

  • the invention relates to a method for the controlled pivoting bending of workpieces for the production of molded parts according to the wording of claim 1.
  • Bending is a mechanical forming method, which is particularly suitable for processing sheet metal.
  • a Schwenkbiegean at least a portion of a workpiece to be deformed, for example, the flat sheet or a sheet semi-finished, held by a hold-down tool in position, while a bending leg of the workpiece by at least one adjustable bending means or at least one adjustable bending tool by bending relative to the detained Part is angled.
  • the hold-down tool may for example be made in two parts, and consist of a fixed and a vertically adjustable tool between which at least a portion of the workpiece can be clamped.
  • the at least one bending tool can be force applied into an adjusting movement, and thus acts on a contact surface of the bending leg of the workpiece, whereby the workpiece is formed.
  • swing bending is understood to mean a method for forming workpieces, in which the bending tool itself does not carry out any intended pivoting movements about a stationary axis of rotation, such as, for example, B. from the DE 10 2008038932 is known.
  • the term 'pivoting bending' is understood to mean in particular a process in which the at least one bending tool performs a substantially elliptical adjustment movement or trajectory or so acts on a bending leg of the workpiece to be deformed, wherein substantially a linear contact and no surface contact between Bending tool and bending leg takes place.
  • the at least one bending tool is arranged in an adjustable tool carrier, which has at least two degrees of freedom.
  • the orientation of the at least one bending tool, apart from undesirable, deformation-related tilting or the like, is constant during an adjustment movement.
  • the bending geometry in particular the bending angle and the leg length, can at This type of pivoting bending are basically influenced or determined by corresponding path movements or adjusting movements of the at least one bending tool.
  • CNC-controlled machines In industrial practice often electronically controlled folding machines, in particular CNC-controlled machines are used.
  • a control device based on various input parameters, for example, the workpiece, the molding or the bending tool (s) used, based on mathematical model calculations of the bending deformation train coordinates and trajectories or trajectories for the bending tool or (e) calculate in order to achieve the bending geometry, for example the desired bending angle or the desired bending length.
  • Such controlled methods are usually combined under the term 'path control'.
  • path coordinates and / or path motion data for the adjustment movement to be executed and composed of individual movement sections are interpolated or generated on the basis of predetermined bending geometries or desired position coordinates prior to the bending operation, and the calculated path coordinates and path motion data are transmitted to at least one adjustment drive of the bending tool or a tool carrier, in which one or more bending tool (s) are arranged, transmitted.
  • the bending tool or the tool carrier by a suitable guide arrangement has the required mobility.
  • the calculated adjustment movements can be carried out usually with different, predetermined feed rates.
  • the movement path or path trajectory of the at least one bending tool resulting from the sequence of movement sections can have a general course, for example, depending on the type of machine used or depending on the requirements for the respective bending deformation. In principle, both simple circular paths or linear feed movements are possible, as well as a complex course of the web or feed movements of the bending tool or tools (e).
  • the object of the invention is to provide a method for pivoting bending, wherein impairments of the surface in the contact region between the bending tool and the bending leg is minimized as far as possible.
  • the object of the invention is achieved by providing a method for producing molded parts by controlled bending of a workpiece by a swivel bending arrangement with at least one bending tool acting on a contact surface of a bending element of the workpiece.
  • the method comprises the generation of path coordinates and / or path movement data for the adjustment movement of the at least one bending tool by means of a control device, wherein the adjustment movement is composed of a sequence of movement sections.
  • the generated path coordinates and / or path motion data are then transmitted to at least one adjusting drive for the at least one bending tool or the tool carrier. This is a basic function of programmable variable speed drives for swing bending machines.
  • the swiveling bending arrangement comprises at least one sensor device connected to an evaluation logic.
  • This at least one sensor device is designed for the direct or mathematically indirect detection of a relative movement between the bending leg and the at least one bending tool.
  • the relative movement in this case comprises a change in the angular orientation between the bending leg and the at least one bending tool or a sliding movement of the at least one bending tool along the contact surface of the bending leg.
  • relative movement data are determined in a respective upstream movement section, which data are transmitted to the control device.
  • the path coordinates and / or path motion data are generated for a downstream motion section.
  • the path coordinates and / or path movement data for a downstream movement section are generated in such a way that correction values or factors are calculated on the basis of the relative movement data determined in an upstream movement section and used for the generation of the path coordinates or movement data in a downstream movement section.
  • the path coordinates or path movement data are generated in such a way that sliding movements of the at least one bending tool along the contact surface of the bending element during the entire bending process are minimized as far as possible.
  • the successive movement sections of a preprogrammed adjustment movement or movement path are already changed or corrected taking into account the relative movements between the bending tool and the contact surface or bending leg determined during the bending process during the bending process.
  • the method in particular also a low-pressure pivoting bending regardless of, for example, thickness and type of material to be bent workpiece.
  • An upstream movement section is understood to mean in each case a movement section in which a relative movement between the bending leg and the at least one bending tool is determined by means of the at least one sensor device connected to the evaluation logic.
  • a subordinate movement section is understood to mean in each case a movement section in which the path coordinates and / or path movement data are executed using the determined relative movement data. Consequently, for the person skilled in the art, in the course of executing the method or a bending operation, the individual movement sections except the first and last movement section are to be considered both upstream and downstream movement sections, an assignment of a movement section as an upstream or downstream movement section Consequently logically results from the chronological sequence of the bending process.
  • the at least one sensor device is designed to determine the change in the angular orientation between the bending leg and the at least one bending tool, and the path coordinates and / or path movement data for a downstream movement section are generated in such a way that an adjustment movement or web movement of the at least one bending tool in a downstream movement section substantially perpendicular to the contact surface.
  • the path movements in a downstream movement section can be linear or curved, for example, or the path movements or adjustment movements can also have a complex course. It is advantageous in this case that sliding movements of the bending tool on the bending leg can at least largely be prevented, and it is predominantly merely a rolling of the bending tool on the bending leg.
  • the required bending force can be minimized as possible by this approach, since the bending force is applied at least largely normal or perpendicular to the bending leg. Losses in the applied bending force due to undesirable sliding movements along the contact surface of the bending gift can be reduced.
  • the sensor device designed to determine the change in the angular orientation, and with the knowledge that the travel movement is as normal as possible on the bending leg, can also be closed to the current bending angle.
  • the at least one sensor device is formed by an optical reflection measuring device, which comprises at least one illumination device, an optical detection means with a light detection surface and a rotationally symmetrical reflection body with a reflective surface.
  • an optical reflection measuring device which comprises at least one illumination device, an optical detection means with a light detection surface and a rotationally symmetrical reflection body with a reflective surface.
  • a center axis of the rotationally symmetrical reflection body is aligned parallel to a working edge of the at least one bending tool, and a first light beam emitted by the illumination device is reflected by the bending leg and passed as a second light beam to the rotationally symmetric reflection body and the second light beam is reflected at the rotationally symmetric reflection body and as a third light beam directed to the optical detection means, in particular on the light detection surface, wherein a change in the angular orientation is determined by determining the position of light intensity maxima on the light detection surface by an evaluation logic.
  • a change in angular orientation between bending leg and the at least one bending tool can be carried out very accurately and safely, since a sensor device formed in this way has no moving parts. Therefore, a change in the angular orientation can be performed as error-free.
  • a sensor device designed in this way a non-contact detection of a change in the angular orientation is also made possible, so that dirt and / or signs of wear can be avoided.
  • the optical reflection measuring device can in this case be arranged on the tool carrier, and be carried along with the tool carrier during the adjustment movement.
  • the optical reflection measuring device may also be expedient for the optical reflection measuring device to be fastened in a front end of at least one bending tool facing the contact surface, and to be carried along with the at least one bending tool during the adjusting movement. In this way, a change in the angular orientation can be carried out by means of a space-saving arrangement of the optical reflection measuring device in a bending tool. In particular, a separately arranged sensor device is unnecessary.
  • the optical reflection measuring device may also be expedient for the optical reflection measuring device to be fastened in a front end, facing the contact surface, of a sensor tool arranged separately in the tool carrier, and to be carried along with the sensor tool during the adjustment movement.
  • the sensor tool can be arranged as required or spaced apart from the bending leg.
  • the optical reflection measuring device can be tracked without contact to the bending leg. As a result, measurement errors during the determination of a change in the angular orientation can be minimized since no deformation of the sensor tool occurs during a bending operation.
  • the at least one bending tool or the sensor tool another sensor device is positively and or non-positively connected, by means of which simultaneously with the determination of the change in the angular orientation of a deformation-induced change of a position angle of the at least one bending tool or the sensor tool in With respect to the Lot is determined, the determined attitude angle data are transmitted to the control device, and the path coordinates and / or path motion data for a downstream movement section are generated using this determined attitude angle data.
  • measurement inaccuracies in particular inaccuracies caused by deformations of the bending tool or tools, can be compensated, and thus a further improvement in the precision of the method can be achieved again.
  • the respective current bending angle or deformation angle can be determined with high accuracy in this way.
  • the further sensor device is formed by an inclination sensor, by means of which a deformation-related change in the positional angle of the at least one bending tool or the sensor tool relative to the solder is determined.
  • tilt sensors allow due to their microelectronic structure despite small dimensions, for example, of a few millimeters good angle measurement resolutions.
  • space-saving installation possibility in a bending tool this makes it possible to determine sufficiently precise correction data for the generation of the path coordinates or adjusting movements of the at least one bending tool in a downstream movement section.
  • the further sensor device is formed by a gyroscope, by means of which a deformation-related change in the positional angle of the at least one bending tool or the sensor tool is determined.
  • a gyroscope deformation-related changes in position angle between bending leg and the at least one bending tool can be determined with high accuracy in particular.
  • the path coordinates and / or path movement data generated for a downstream movement section may be corrected using the determined change in the positional angle become.
  • This enables a generation or correction of the path coordinates or path motion data for a downstream movement section with improved precision or accuracy.
  • deformation-related tilting of the bending tool can be determined, and the path coordinate or path data for a downstream movement section can be corrected or compensated in consideration of this detected tilt error.
  • the current bending angle is determined or transmitted to the control device by means of the at least one sensor device and the further sensor device.
  • the measurement of the current bending angle can be measured at certain times or even continuously, wherein the thus determined, current bending angle can be used in different ways depending on the measurement procedure.
  • the measurement of the current bending angle or deformation angle is helpful in order to achieve the target value for the bending angle as precisely as possible.
  • a probe element such as a Tastusion with a flat side
  • the flat side abuts during an adjustment of the contact surface of the bending gift
  • at least a sensor device is associated with the probe element.
  • tactile or the bending leg-contacting variants for determining the change in the angular orientation allows, or other, in particular relatively inexpensive and cost sensor devices can be used to determine a change in the angular orientation.
  • sensor devices can be arranged in the probe element, in which a detection of a change in the angular orientation by transmitting the bending angle of the probe element to the sensor device is possible.
  • the at least one sensor device is formed by a rotary encoder, wherein changes in the angular orientation between the bending leg and the at least one bending tool are transmitted during an adjustment by the probe element to the rotary encoder.
  • a rotary encoder By using a rotary encoder a particularly cost-effective, but nevertheless sufficiently accurate process control is possible.
  • the at least one sensor device may be formed by a tilt sensor connected to the feeler element, wherein changes in the angular orientation between the bending limb and the at least one bending tool are transmitted to the tilt sensor during an adjustment movement by the feeler element.
  • tilt sensors allow angle measurement resolutions of up to 0.001 °, and thus enable a high-precision process control, since changes in the angular orientation between the bending leg and the at least one bending tool can be determined with high accuracy.
  • the change in angle between the bending leg and the bending tool is determined by the change in angle between the bending leg and the vertical direction contained in the inclination sensor, whereby any deformations and angular changes of the bending tool caused by the bending force can be disregarded.
  • the at least one sensor device for determining the sliding movement of the at least one bending tool along the contact surface of the bending leg is formed, and the path coordinates and / or path motion data for a downstream movement section are generated such that the downstream movement section is superimposed with a direction opposite to a determined in an upstream movement section sliding movement compensating movement. Also in this way a relative movement between the bending leg and the at least one bending tool can be determined in an upstream movement section, and the path coordinates and / or path movement data for a downstream movement section can be generated using the determined relative movement data.
  • the adjustment movement for a downstream movement section is generated in such a way using a determined sliding movement in a specific direction along the contact surface, or the path movement data or path coordinates of the at least one bending tool are modified such that the adjustment movement for the Subordinated movement section with a compensating movement, which leads in the opposite direction to the determined in the upstream movement section sliding movement is superimposed.
  • the path coordinates or path movement data for a downstream movement section can also be generated such that an adjustment movement is carried out as normally as possible or perpendicular to the contact surface of the bending element.
  • a probe element such as a Tastusion is rotatably or pivotally mounted with a flat side, wherein the flat side abuts the adjustment surface of the bending surface during the adjustment, and the at least one sensor device the Tastelement is assigned.
  • the at least one sensor device is formed by an optical motion sensor comprising a lighting device and an image capture device, and during an adjustment by the optical motion sensor determined sliding movements of the at least one bending tool along the contact surface, and transmitted via the evaluation logic to the control device become.
  • the lighting device is designed as an LED or laser.
  • the image capture device can be designed as a 2D image sensor.
  • optical imaging systems are known, for example, from computer engineering, where they are used in optical 'mice', for example.
  • An advantage of such a sensor for detecting sliding movements is due to the fact that very compact and cost-effective sensor modules are available due to the widespread use. These modules illuminate a surface section and capture images of the illuminated section in rapid succession. These images can be fed by an evaluation logic of further processing or processing.
  • the relative movement data and / or the generated path coordinates and / or path movement data which are sensory in the course of a swivel bending process, to be stored in one or more data storage devices connected to the control device for use in subsequent, identically executed bending processes.
  • information about the bending processes that have been carried out can be obtained. For example, error influences, such as irregularities in the material of the workpiece, but also process errors such as asymmetrical workpiece feed, frictional influences, etc. can be detected, at least estimated. This knowledge can subsequently be used to improve future swing bending processes.
  • the respective first bending process of a series of bending processes to be carried out identically is carried out with a lower adjustment speed for the at least one bending tool.
  • the sampling rate or the number of measurements for determining relative movements between bending leg and the at least one bending tool per unit time or per degree bending angle can be increased.
  • an improvement in the accuracy for the generation of path coordinates or path motion data for the respective downstream movement sections can be achieved, which improvement can advantageously be used for the following identical bending formations.
  • the following bending processes which are to be carried out in the same way, can be carried out with a higher adjustment speed, whereby the sensory measurements for determining relative movements in the subsequent pivoting bending processes deviate for correcting Influencing factors, such as different material thicknesses of the workpieces and the like can be used.
  • Fig. 1 is a detail of a swivel bending assembly 1 shown for forming or swivel bending of workpieces.
  • Such pivoting bending arrangements are basically devices for the production of molded parts by forming workpieces.
  • Fig. 1 only those components of such a pivoting bending arrangement are shown, which are relevant to the illustration or explanation of the method according to the invention.
  • Schwenkbiegean angelen may have numerous, other components, such as stops, positioning tools, monitoring devices, etc.
  • a swivel bending arrangement 1 for carrying out the method according to the invention has, as in FIG Fig. 1 illustrated, a hold-down device 2, by means of which a workpiece 3 to be formed or bent is held.
  • the hold-down device 2 according to the embodiment in Fig. 1 consists of a lower hold-down tool 4 and an upper hold-down tool 5, between which the workpiece 3 to be machined, for example, a sheet is clamped.
  • at least one of the hold-down tools 4, 5 is made adjustable in order to position and clamp the workpiece 3 to be bent.
  • the in Fig. 1 illustrated pivoting bending arrangement 1 a tool carrier 6 with at least two degrees of freedom.
  • the tool carrier 6 at least one bending tool 7 is arranged, wherein in the Fig. 1 two bending tools 7 are shown by way of example.
  • a deformation of the workpiece 3 can be achieved during the pivoting bending by means of the swiveling bending arrangement 1 in that the bending tools 7 are moved by an adjusting drive for the tool carrier 6 in the direction of a bending tooth 8 of the workpiece.
  • a bending tool 7 acts on a contact surface 9 of the bending mandrel 8, and the swiveling bending process can be carried out.
  • the adjusting drive (not shown) can be designed in various ways according to the prior art. It is essential that the adjustment for the at least a bending tool 7 and the tool carrier 6 in conjunction with a suitable guide arrangement allows adjustment movements with at least two degrees of freedom.
  • adjusting movements for the at least one bending tool 7 or the tool carrier 6 are carried out automatically by means of a control device 10.
  • a control device 10 For example, so-called CNC controllers are used.
  • the control device 10 generates path coordinates and / or path movement data for an adjustment movement of the at least one bending tool 7, wherein the entire adjustment movement for a pivot bending process can be composed of a sequence of movement sections.
  • the adjustment movement is carried out in that the path coordinates or path movement data generated by the control device 10 are transmitted to at least one adjusting drive for the at least one bending tool 7.
  • a swivel bending operation is performed sensor-assisted to adjust during a bending operation by means of detected relative movements between bending leg 8 and the at least one bending tool 7, adjusting movements for the at least one bending tool 7 in subsequent movement sections, and unwanted sliding movements along the bending gift 8 minimize as possible.
  • the Schwenkbiegean extract 1 comprises for this purpose at least one connected to an evaluation logic sensor device 11, which for direct or indirect determination of a relative movement between the bending leg 8 and the at least a bending tool 7 is formed.
  • the evaluation logic can be arranged in the sensor device 11 or structurally separate from the sensor device 11.
  • the evaluation logic may also be part of the control device 10.
  • Fig. 1 illustrated at least one sensor device 11 to be regarded as exemplary of suitable for the detection or determination of relative movements sensor devices, and is therefore the sensor device 11 in the Fig. 1 greatly simplified, shown only schematically and stylized. Examples of suitable sensor devices 11 are described in more detail below and explained with reference to the further figures. It should also be noted that also in the Fig. 1 illustrated arrangement of the at least one sensor device 11 in a separately arranged in the tool carrier 6 sensor tool 12 is merely to be regarded as an example of a possible arrangement of at least one sensor device 11. Examples of further, possible arrangements of the at least one sensor device 11 are also described in more detail below, depending on the type of the respective sensor device, and with reference to the further figures.
  • a relative movement between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7 that can be detected or determined by means of specific sensor devices 11 is a change in the angular orientation between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7.
  • Another detectable relative movement is a sliding movement of the at least one bending tool 7 along the Contact surface 9 of the bending gift 8.
  • FIG. 2 is an embodiment of the process of the method greatly simplified and shown schematically stylized.
  • the same reference numerals or component designations as in the preceding Fig. 1 used.
  • the detailed description in the previous ones will be used Fig. 1 referred or referred.
  • the simplified and schematic schematic diagram of the procedure in Fig. 2 shows a swivel bending process, which is divided into individual movement sections.
  • the path coordinates or path movement data are generated by the control device 10 for a downstream movement section such that the adjustment of the at least one bending tool 7 in a downstream movement section substantially perpendicular or normal to the contact surface 9, as this by arrow 14 in Fig. 2 is indicated schematically and stylized.
  • the generated path coordinates and / or path movement data are transmitted in a respective downstream movement section for carrying out the respective adjustment movement to at least one adjustment drive of the tool carrier, as in US Pat Fig. 2 is indicated stylized by the dot-dashed arrow 15.
  • the adjusting drive itself is in Fig. 2 and the other figures not shown for clarity.
  • Arrow 14 for merely stylized and greatly simplified illustration of an adjustment in the normal direction or vertical direction is shown on the bending leg 8.
  • the adjustment movements or path trajectories of the at least one bending tool 7 can basically have a general course in the individual movement sections. In principle, both simple circular paths or linear feed movements are possible, as well as a complex course of the web or feed movements of the or the bending tool (s) 7. In general, however, that the adjustment movements in a downstream movement section regardless of the shape of the executed trajectory as perpendicular or in the normal direction to the contact surface 9 of the bending gift 8 are executed.
  • the accuracy of the method depends on the number of movement sections into which an adjustment movement for the at least one bending tool is subdivided. In other words, the accuracy of the method can be increased by increasing the number of individual movement sections from which an entire adjustment movement of the at least one bending tool is assembled during a bending operation.
  • each stylized and greatly simplified illustrated sensor device 11 may be formed for example by an optical reflection measuring device 16, wherein an embodiment of such a reflection measuring device 16 in the Fig. 3 is shown.
  • the same reference numerals or component names for the same parts as in the preceding Fig. 1 and 2 be used.
  • Fig. 3 are for better clarity, a bending leg 8 and a bending tool 7 only partially shown.
  • the optical reflection measuring device 16 in one of the contact surface 9 facing the front end of at least one bending tool 7 attached, and is carried along with the at least one bending tool 7 during the adjustment movement.
  • the optical reflection measuring device 16 is mounted in a contact surface 9 facing the front end of a separately arranged in the tool carrier 6, spaced from the bending leg 8 sensor tool 12, and is carried along with the sensor tool 12 during the adjustment. as this is greatly simplified and stylized in the Fig. 1 is shown.
  • the sensor tool also to be arranged so as not to be spaced apart from the bending leg 8, so that the sensor tool also acts on the bending leg 8 during a bending operation.
  • the optical reflection measuring device 16 comprises a lighting device 17 which has at least one light source.
  • the lighting device 17 may be formed, for example, in the form of a point light source such as an LED.
  • possible embodiments of illumination devices with different light sources can be selected by the person skilled in the art basically taking into account requirements, such as the surface condition and material of the workpiece to be bent according to the prior art.
  • the optical reflection measuring device comprises an optical detection means 18, which has a light detection surface 19.
  • the light-sensing surface 19 is preferably formed by a two-dimensional image sensor, such as a CCD sensor (charge-coupled device).
  • optical reflection measuring device 16 a rotationally symmetrical reflection body 20 having a reflective surface.
  • the roughness of the surface of the rotationally symmetrical reflection body 20 in this case is selected or designed so that it relative to the wavelength of the light generated by the illumination device 17 comparatively small roughness features, that is as smooth as possible, causing it to a directed reflection of the on the Surface of the rotationally symmetric reflection body 20 incident light beam comes and thus the law of reflection is applied.
  • the angle of incidence of a light beam incident on the surface of the rotationally symmetrical reflection body 20 is the same as the angle of reflection of a light beam reflected on the surface.
  • Such a rotationally symmetrical reflection body 20 with a reflecting surface can for example be made of a metallic material such as stainless steel.
  • the rotationally symmetrical reflection body 20 has a central axis 21, which can also be referred to as the axis of symmetry and about which the surface of the reflection body 20 is arranged rotationally symmetrical.
  • a central axis 21 of the rotationally symmetrical reflection body 20 is parallel to the bending leg 8. This is achieved in that the center axis 21 of the rotationally symmetrical reflection body 20 is parallel to a working edge 22 of the at least one bending tool 7.
  • the working edge 22 is that portion of a bending tool 7, which has contact with the bending leg 8 during a swivel bending operation and thus allows the predominant part of at least one adjustment for the tool carrier on the bending tool or (e) force applied to the bending leg 8 act , and thereby performs the bending deformation.
  • the rotationally symmetrical reflection body 20 is formed in the form of a sphere. This has the advantage that any arbitrary lying or selected axis, which runs through the center of the sphere, the central axis 21 can represent. Thus, a correct positioning of the rotationally symmetrical reflection body 20, which is formed in the shape of a sphere, is facilitated. Alternatively, it is also possible that a variety of other body shapes, such as cones are designed as rotationally symmetrical reflection body 20.
  • Fig. 3 how out Fig. 3 can be provided, it can be provided that the lighting device 17 is arranged concentrically around the central axis 21 lying. Furthermore, it can be provided that the optical detection means 18 is also arranged concentrically lying around the central axis 21, wherein the light-detecting surface 19 is arranged normally standing on the central axis.
  • a first light beam 23 is emitted.
  • the first light beam 23 is directed to the surface of the rotationally symmetrical reflection body 20 and is reflected at this.
  • the first light rays 23 emanating from the illumination device 17 are reflected by the surface of the rotationally symmetrical reflection body 20 in all spatial directions in accordance with the law of reflection, whereby, as already explained, only that ray path of the light ray 23 is represented, weleher for determining a change in the angular orientation between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7 is relevant.
  • the relevant and illustrated beam path of the first light beam 23, which is delivered to the surface of the bending gift 8, is reflected by the reflection law of the surface and irradiated as a second light beam 24 to the rotationally symmetrical reflection body 20.
  • the second light beam 24 is then again reflected by the surface of the rotationally symmetrical reflection body 20 and irradiated as a third light beam 25 on the light detection surface 19.
  • a diameter of the light-detecting surface 19, at which the relevant light rays 25 can be incident, may in this case be the same size as a diameter of the rotationally symmetrical reflection body 20.
  • a center 26 of the light-detecting surface 19 is located on the central axis 21 and the light-detecting surface 19 is arranged normal to the central axis 21. It can thereby be achieved that the light beams incident on the light-detecting surface 19 are displayed without distortion.
  • Fig. 3 illustrates that beam path, which is reflected perpendicularly from the contact surface 9 of the bending gift 8, and that beam path, which at the light detection surface 19, the current angular orientation between the bending leg 8 and the at least represents or indicates a bending tool 7, since it generates an intensity maximum of the light intensity at the light detection surface.
  • optical reflection measuring device 16 is only one embodiment of such a measuring device.
  • deviating geometric arrangements of the individual components of the reflection measuring device may also be suitable.
  • further optical components such as mirrors, beam splitters, or optical waveguides and the like, in particular for influencing the beam path applicable. Therefore, other design variants than those are exemplary in the Fig. 3 illustrated quite conceivable.
  • a possible installation variant of an optical reflection measuring device 16 in a bending tool 7 is shown schematically. It can be provided, for example, that a parallel to the working edge 22 extending bore 27 is introduced in the bending tool 7, in which the lighting device 17 and the rotationally symmetrical reflection body 20 and the detection means 18 are introduced.
  • the bending tool 7 simultaneously serves as a housing 28, so that the optical reflection measuring device 16 is protected against undesirable incidence of light or against other environmental influences.
  • a recess 29 may be provided, in which the rotationally symmetrical reflection body 20 is received.
  • the housing is formed by a simple tubular body on a separately arranged on the tool carrier 6 sensor tool 12, so that the optical reflection measuring device 16 independent of the at least one bending tool 7 on the Schwenkbiegean Aunt 1 can be positioned as this is greatly simplified and stylized in Fig. 1 is shown.
  • FIG. 4 is shown a further and possibly independent embodiment of the method for controlled pivoting bending, again for like parts, the same reference numerals or component designations as in the preceding Fig. 1-3 be used. In order to avoid unnecessary repetition, the detailed description in the previous ones will be used Fig. 1-3 referred or referred.
  • FIG. 4 Like in the Fig. 4 is shown greatly simplified, it may be due to the adjusting movement for the at least one bending tool 7 due to the deformation or bending of the bending mandrel 8 to deform.
  • a deformation can, for example, cause a tilt or a change in the position angle 43 of the bending tool or tools 7 with respect to the solder, as also in FIG Fig. 4 is shown as an example. If the at least one sensor device 11 is now arranged in a bending tool 7, measurement errors in the detection of changes in the angular orientation between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7 can therefore occur, as in FIG Fig. 4 is illustrated.
  • a further sensor device 30 is positively and / or non-positively connected to the at least one bending tool 7.
  • this further sensor device 30 in addition to detecting a change in the angular orientation between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7 (dash-dotted arrow 13), a deformation-induced change in the position angle 43 of the at least one bending tool 7 or a sensor tool in relation to the solder be determined.
  • the determined attitude angle data can be transmitted to the control device 10, as indicated by the dot-dashed arrow 31 in FIG Fig. 4 is indicated.
  • the path coordinates and / or path motion data for a downstream movement section can be generated with the additional use of this determined position angle data, and transmitted to at least one adjusting drive for the at least one bending tool 7 (dot-dashed arrow 15).
  • the accuracy of the method can be increased because deformation-induced inaccuracies in the determination of a change in the angular orientation between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7 can be compensated.
  • the path coordinates or path movement data can, in turn, in particular be generated in such a way that the adjustment movement or adjustment movements of the at least one bending tool 7 respectively run or run at least substantially at right angles to the contact surface 9 of the bending element 8.
  • further sensor device 30 may be formed for example by a tilt sensor 32.
  • the further sensor device 30 may also be formed, for example, by a gyroscope or another inertial sensor. With both sensor types, a deformation-related change of the position angle 43 of the at least one bending tool 7 or of the sensor tool in relation to the solder can be determined.
  • the path coordinates and / or path movement data generated for a downstream movement section can be corrected or adapted for the adjustment movement of the at least one bending tool 7.
  • the track coordinates or path data for a respective downstream movement section using the determined in an upstream movement section change the angular orientation between bending leg 8 and bending tool 7, as well as determined in an upstream movement section change the attitude angle 43 of the bending tool 7 for Lot, to be generated.
  • Fig. 5 an alternative embodiment for sensor devices 11 for determining a change in the angular orientation between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7 is shown.
  • the same reference numerals or component designations as in the previous Fig. 1-4 used. In order to avoid unnecessary repetition, the detailed description in the previous ones will be used Fig. 1-4 referred or referred.
  • a probe element 33 arranged approximately a Tastusion 35 with a flat side 34.
  • the probe element 33 relative to the at least one bending tool 7 is pivotally supported about the working edge 22 or about an axis parallel to the working edge 22, wherein the working edge 22 acts on the bending leg 8 during the pivoting bending operation.
  • the flat side 34 of the feeler element 33 is or is applied to the contact surface 9 of the bending mandrel 8, as is clear from the Fig. 5 is apparent.
  • a change in the angular orientation between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7 directly effects a rotary or pivoting movement of the feeler element 33, or follows the flat surface 34 resting against the contact surface 9 for pivoting the bending element 8 in relation to the at least one bending tool 7.
  • the at least one sensor device 11 may be assigned to the feeler element 33 or arranged in the feeler element 33. In such cases, there is preferably a non-positive and / or positive connection between the feeler element 33 and at least parts or sections of the at least one sensor device 11.
  • the at least one sensor device 11 may be formed by a rotary encoder 36 arranged in the feeler element 33. Changes in the angular orientation between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7 are in this case during the Adjustment be transmitted by the probe element 33 to the encoder 36.
  • a rotary encoder 36 may in this case be designed, for example, as an incremental encoder or as an absolute encoder.
  • the use of a further sensor device for determining a deformation-induced change in position of the bending tool 7 to the solder may be useful.
  • the path coordinates and / or path movement data for a downstream movement section can in turn be generated in such a way that the adjustment movements of the at least one bending tool 7 in each case run at least substantially at right angles to the contact surface 9.
  • the at least one sensor device 11 is formed by a tilt sensor 37 connected to the feeler element 33, as shown in FIG Fig. 6 is shown.
  • FIG Fig. 6 the same reference numerals or component names for the same parts as in the preceding Fig. 1-5 used. In order to avoid unnecessary repetition, the detailed description in the previous ones will be used Fig. 1-5 referred or referred.
  • changes in the angular orientation between the bending leg 8 and the at least one bending tool 7 are transmitted to the inclination sensor 37 by the feeler element 33 in this case.
  • the path coordinates and / or path movement data for a downstream movement section can in turn be generated in such a way that the adjustment movements of the at least one bending tool 7 in each case run at least substantially at right angles to the contact surface 9.
  • the at least one sensor device 11 can also be designed to determine the sliding movement of the at least one bending tool 7 along the contact surface 9 of the bending mandrel 8. In this way, relative movements between bending leg 8 and the at least one bending tool 7 can be detected or determined.
  • a variant is in the Fig. 7 shown, again for like parts, the same reference numerals or component names as in the previous Fig. 1-6 be used. In order to avoid unnecessary repetition, the detailed description in the previous ones will be used Fig. 1-6 referred or referred.
  • path coordinates and / or path movement data for a downstream movement section can be generated in such a way that the downstream movement section is superimposed with a compensatory movement directed counter to a sliding movement determined in an upstream movement section.
  • a determined in an upstream movement section sliding movement is in the Fig. 7 shown styled by arrow 38.
  • a superimposed compensation movement in the opposite direction to a determined sliding movement in a downstream movement section is stylized in Fig. 7 represented by arrow 39.
  • the path coordinates or path motion data for a downstream movement section can in turn also be generated such that the adjustment movements of the at least one bending tool 7 each extend at least substantially at right angles to the contact surface 9 of the bending element 8 (arrow 14).
  • a probe element 33 with a flat side 34 such as a Tastusion 35 is rotatably or pivotally mounted, the flat side 34 during the adjustment of the contact surface 9 of the bending gift 8 is applied, and the at least one sensor device 11 is arranged in the probe element 33.
  • the flat side 34 of the feeler element 33 abuts against the bending leg 8 or its contact surface 9 during an adjustment movement or during a bending operation, and thus in turn follows the pivoting of the bending mandrel 8 in relation to the at least one bending tool 7.
  • the at least one sensor device 11 for determining sliding movements of the at least one bending tool 7 along the contact surface 9 may be formed, for example, by an optical motion sensor 40.
  • the optical motion sensor 40 comprises a lighting device 41 and an image sensing device 42.
  • the lighting device 41 illuminates a section on the contact surface 9, which section is detected cyclically by the image sensing device 42. Due to the always present surface structure of the contact surface 9 is of the image sensing device 42 during a relative movement or sliding movement of the bending tool 7 along the contact surface 9 in relation to the optical Motion sensor 40 detects a steady changing surface pattern.
  • the acquired images are processed by an evaluation logic, not shown, and analyzed to determine from successive images of the illuminated portion of the contact surface 9, a motion vector, which includes information regarding the direction and extent of a successful sliding movement.
  • a motion vector which includes information regarding the direction and extent of a successful sliding movement.
  • Such an embodiment of the at least one sensor device 11 as an optical motion sensor 40 is known, for example, from optical computer mice.
  • the at least one sensor device 11 or the motion sensor 40 designed to determine sliding movements follows in its orientation the pivoting movement of the feeler element 33. This can be effected, for example, by virtue of a non-positive and / or positive connection between the at least one sensor device 11 and the feeler element 33. As a result, an always identical orientation of the motion sensor 40 is ensured to the bending leg 8, and the determined data for sliding movements can not be affected by a varying alignment between the motion sensor 40 and bending leg 8.
  • the optical motion sensor 40 which is preferably used for determining sliding movements
  • other sensor devices for this purpose are also possible or usable.
  • the at least one sensor device 11 for determining sliding movements is formed by a contact element, such as a roller or the like, which is pressed against the bending leg 8, for example by means of spring force.
  • the detection of relative movements between the bending leg and the at least one bending tool by means of a sensor device will be sufficient.
  • the use of a combination of several, different sensors may be useful.
  • the relative movement data and / or the generated path coordinates and / or path movement data sensory determined in the course of a swivel bending process in one or more data storage device data technically connected to the control device for use for subsequent, equally executed bending processes get saved.
  • knowledge about the bending processes that have been carried out can be obtained, and the knowledge gained can be used to improve future swivel bending processes.
  • the respective first bending process of a series of bending processes to be carried out identically is carried out with a lower adjustment speed for the at least one bending tool.
  • the sampling rate or the number of measurements for determining relative movements between bending leg and the at least one bending tool for a respective first bending operation per unit time or per degree bending angle can be increased.
  • an improvement in the accuracy for the generation of path coordinates or path motion data for the respective downstream movement sections can be achieved, which improvement can advantageously be used for the following identical bending formations.
  • the following bending processes to be carried out in the same way can be carried out with a higher adjustment speed, wherein the sensory measurements for determining relative movements in the subsequent pivoting bending processes can be used to correct deviating influencing factors, such as different material thicknesses of the workpieces and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gesteuerten Schwenkbiegen von Werkstücken zur Herstellung von Formteilen gemäß dem Wortlaut von Anspruch 1.
  • Schwenkbiegen ist eine mechanische Formgebungsmethode, welche sich besonders zur Bearbeitung von flächigen Blechen eignet. In einer Schwenkbiegeanordnung wird wenigstens ein Teil eines zu verformenden Werkstücks, beispielsweise des flächigen Blechs oder eines Blech-Halbzeugs, durch ein Niederhalterwerkzeug in Position gehalten, während ein Biegeschenkel des Werkstücks durch zumindest ein verstellbares Biegemittel bzw. wenigstens ein verstellbares Biegewerkzeug durch Biegen relativ zum festgehaltenen Teil abgewinkelt wird. Das Niederhalterwerkzeug kann zum Beispiel zweiteilig ausgeführt sein, und aus einem feststehenden und einem vertikal verstellbaren Werkzeug bestehen, zwischen welchen wenigstens ein Teil des Werkstücks geklemmt werden kann. Das wenigstens eine Biegewerkzeug kann kraftbeaufschlagt in eine Verstellbewegung versetzt werden, und wirkt so auf eine Kontaktfläche des Biegeschenkels des Werkstücks ein, wodurch das Werkstück umgeformt wird.
  • In der Literatur wird Schwenkbiegen teilweise unterschiedlich definiert. In Zusammenhang mit der Erfindung wird unter Schwenkbiegen ein Verfahren zur Umformung von Werkstücken verstanden, bei welchen das Biegewerkzeug selbst keine beabsichtigten Schwenkbewegungen um eine ortsfeste Rotationsachse ausführt bzw. ausführen, wie z. B. aus die DE 10 2008038932 bekannt ist. Unter dem Begriff 'Schwenkbiegen' wird insbesondere ein Prozess verstanden, bei welchen das zumindest eine Biegewerkzeug eine im Wesentlichen ellipsenförmige Verstellbewegung bzw. Bahnkurve vollführt bzw. so auf einen Biegeschenkel des zu verformenden Werkstücks einwirkt, wobei im Wesentlichen eine linienförmige Berührung und kein flächiger Kontakt zwischen Biegewerkzeug und Biegeschenkel stattfindet. Hierbei ist das zumindest eine Biegewerkzeug in einem verstellbaren Werkzeugträger angeordnet, welcher wenigstens zwei Freiheitsgrade aufweist. In Bezug auf die Maschinenkoordinaten oder ein anderes ortsfestes Bezugsystem, ist die Ausrichtung des zumindest einen Biegewerkzeugs, abgesehen von unerwünschten, deformationsbedingten Verkippungen oder Dergleichen, während einer Verstellbewegung gleichbleibend. Die Biegegeometrie, insbesondere der Biegewinkel und die Schenkellänge, kann bei dieser Art Schwenkbiegen grundsätzlich durch entsprechende Bahnbewegungen bzw. Verstellbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs beeinflusst bzw. festgelegt werden.
  • In der industriellen Praxis werden häufig elektronisch gesteuerte Schwenkbiegemaschinen, insbesondere CNC-gesteuerte Maschinen eingesetzt. Bei derartigen Schwenkbiegemaschinen kann eine Steuerungsvorrichtung aufgrund von diversen Eingabeparametern, beispielsweise das Werkstück, Formteil oder das oder die eingesetzten Biegewerkzeug(e) betreffend, auf Basis von mathematischen Modellrechnungen der Biegeumformung Bahnkoordinaten und Bahnbewegungen bzw. -trajektorien für das oder die Biegewerkzeug(e) errechnen, um die Biegegeometrie, beispielsweise den gewünschten Biegewinkel bzw. die gewünschte Biegeschenkellänge zu erreichen. Derartige gesteuerte Verfahren werden üblicherweise unter dem Begriff 'Bahnsteuerung' zusammengefasst.
  • Bei derartig gesteuerten Verfahren werden Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für die auszuführende und aus einzelnen Bewegungsabschnitten zusammengesetzte Verstellbewegung aufgrund vorgegebener Biegegeometrien bzw. Soll-Positionskoordinaten vor Durchführung des Biegevorganges interpoliert bzw. generiert, und die errechneten Bahnkoordinaten und Bahnbewegungsdaten an wenigstens einen Verstellantrieb des Biegewerkzeugs bzw. eines Werkzeugträgers, in welcher ein oder mehrere Biegewerkzeug(e) angeordnet sind, übermittelt. Dabei besitzt das Biegewerkzeug bzw. der Werkzeugträger durch eine geeignete Führungsanordnung die erforderliche Beweglichkeit. Die errechneten Verstellbewegungen können in der Regel mit unterschiedlichen, vorgebbaren Vorschubgeschwindigkeiten ausführt werden. Die sich aus der Abfolge von Bewegungsabschnitten ergebende Bewegungsbahn, bzw. Bahntrajektorie des wenigstens einen Biegewerkzeugs kann dabei - beispielsweise je nach Typ der verwendeten Maschine oder in Abhängigkeit von den Erfordernissen für die jeweilige Biegeverformung - einen allgemeinen Verlauf aufweisen. Dabei sind grundsätzlich sowohl einfache Kreisbahnen oder lineare Vorschubbewegungen ebenso möglich, wie auch ein komplexer Verlauf der Bahn- bzw. Vorschubbewegungen des oder der Biegewerkzeugs(e).
  • Dabei kann es aufgrund von Relativbewegungen zwischen dem oder den Biegewerkzeug(en) und der Kontaktfläche des Biegeschenkels des Werkstücks zu Beschädigungen am Biegeschenkel kommen. Insbesondere können Gleitbewegungen des Biegewerkzeugs an der Kontaktfläche des Biegeschenkels, eine Bildung von Abdrücken, beispielsweise in Form von Riefen oder Rillen verursachen. Hinsichtlich der Qualität, insbesondere hinsichtlich der Qualität der Oberflächen eines durch Schwenkbiegen hergestellten Werkstücks, ist es wünschenswert, das Ausmaß bzw. die Ausdehnung derartiger Beschädigungen zumindest weitestgehend hintanzuhalten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Schwenkbiegen bereitzustellen, bei welchem Beeinträchtigungen der Oberfläche im Kontaktbereich zwischen dem Biegewerkzeug und dem Biegeschenkel weitestgehend minimiert ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen durch gesteuertes Schwenkbiegen eines Werkstücks durch eine Schwenkbiegeanordnung mit zumindest einem auf eine Kontaktfläche eines Biegeschenkels des Werkstücks einwirkenden Biegewerkzeug bereitgestellt wird.
  • Das Verfahren umfasst das Generieren von Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für die Verstellbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs mittels einer Steuerungsvorrichtung, wobei die Verstellbewegung aus einer Abfolge von Bewegungsabschnitten zusammengesetzt wird. Die generierten Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten werden sodann an wenigstens einen Verstellantrieb für das zumindest eine Biegewerkzeug bzw. des Werkzeugträgers übertragen. Dies stellt eine grundlegende Funktion von programmgesteuerten Verstellantrieben für Schwenkbiegemaschinen dar.
  • Um das Ausmaß von Relativbewegungen erfindungsgemäß möglichst minimieren zu können, umfasst die Schwenkbiegeanordnung wenigstens eine mit einer Auswertelogik verbundene Sensorvorrichtung. Diese wenigstens eine Sensorvorrichtung ist zur unmittelbaren oder rechnerisch mittelbaren Erfassung einer Relativbewegung zwischen dem Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug ausgebildet. Die Relativbewegung umfasst dabei eine Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug oder eine Gleitbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs entlang der Kontaktfläche des Biegeschenkels.
  • Mittels der wenigstens einen Sensorvorrichtung werden in einem jeweils vorgeordneten Bewegungsabschnitt Relativbewegungsdaten ermittelt, welche Daten an die Steuerungsvorrichtung übertragen werden.
  • Unter Verwendung auf Basis der in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Relativbewegungsdaten, werden die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt generiert. Dabei werden die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt derart generiert, dass auf Basis der in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Relativbewegungsdaten Korrekturwerte bzw. -faktoren errechnet und für die Generierung der Bahnkoordinaten bzw. -bewegungsdaten in einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt verwendet werden. Insbesondere werden die Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten derart generiert, dass Gleitbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs entlang der Kontaktfläche des Biegeschenkels im Zuge des gesamten Biegevorgangs möglichst minimiert werden. Die aufeinanderfolgenden Bewegungsabschnitte einer vorprogrammierten Verstellbewegung bzw. Bewegungsbahn werden unter Berücksichtigung der während des Biegevorganges ermittelten Relativbewegungen zwischen Biegewerkzeug und Kontaktfläche bzw. Biegeschenkel bereits während des Biegevorganges abgeändert bzw. korrigiert.
  • Auf diese Weise kann das Ausmaß von Relativbewegungen, insbesondere von Gleitbewegungen zwischen dem oder den Biegewerkzeug(en) und der Kontaktfläche des Biegeschenkels des Werkstücks weitestgehend minimiert werden. Durch Korrigieren bzw. Anpassen der vorgegebenen Daten für Bahnkoordinaten und Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitten können daher Beschädigungen an der Kontaktfläche des Biegeschenkels durch das Biegen selbst hintangehalten werden. Durch das vorgeschlagene Verfahren ist ein abdruckarmes Durchführen eines Schwenkbiegeprozesses ermöglicht, insbesondere kann so die Bildung von Riefen, Rillen und Dergleichen am Biegeschenkel des Werkstücks zumindest weitestgehend minimiert werden, bzw. die geometrische Ausdehnung derartiger Beschädigungen verringert werden.
  • Da in einem jeweiligen, vorgeordneten Bewegungsabschnitt Relativbewegungen zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug messtechnisch erfasst werden, ermöglicht das Verfahren insbesondere auch ein abdruckarmes Schwenkbiegen unabhängig von beispielsweise Dicke und Materialtyp des zu biegenden Werkstücks.
  • Unter einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt wird jeweils ein Bewegungsabschnitt verstanden, in welchem mittels der wenigstens einen mit der Auswertelogik verbundenen Sensorvorrichtung eine Relativbewegung zwischen dem Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug ermittelt wird. Unter einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt wird jeweils ein Bewegungsabschnitt verstanden, in welchem die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten unter Verwendung der ermittelten Relativbewegungsdaten ausgeführt werden. Für den Fachmann ergibt sich daraus konsequenterweise, dass im Zuge der Ausführung des Verfahrens bzw. eines Biegevorgangs die einzelnen Bewegungsabschnitte außer dem ersten und letzten Bewegungsabschnitt sowohl als vorgeordnete als auch nachgeordnete Bewegungsabschnitte zu betrachten sind, wobei eine Zuordnung eines Bewegungsabschnitts als vorgeordneter bzw. nachgeordneter Bewegungsabschnitt sich konsequenterweise aus der zeitlichen Abfolge des Biegevorgangs logisch ergibt.
  • Weiters kann es zweckmäßig sein, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung zur Ermittlung der Änderung der Winkelorientierung zwischen dem Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug ausgebildet ist, und die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt derart generiert werden, dass eine Verstellbewegung bzw. Bahnbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs in einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt im Wesentlichen rechtwinkelig zur Kontaktfläche verlaufen. Dabei können die Bahnbewegungen in einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt beispielsweise linear oder kurvenförmig erfolgen, oder können die Bahnbewegungen bzw. Verstellbewegungen auch einen komplexen Verlauf aufweisen. Vorteilhaft ist hierbei, dass Gleitbewegungen des Biegewerkzeugs am Biegeschenkel zumindest weitestgehend hintangehalten werden können, und es vorherrschend lediglich zu einem Abrollen des Biegewerkzeugs am Biegeschenkel kommt. Außerdem kann durch diese Vorgehensweise die benötigte Biegekraft möglichst minimiert werden, da die Biegekraft zumindest weitestgehend normal bzw. rechtwinkelig auf den Biegeschenkel aufgebracht wird. Verluste hinsichtlich der aufgebrachten Biegekraft durch unerwünschte Gleitbewegungen entlang der Kontaktfläche des Biegeschenkels können so verringert werden. Mittels der zum Ermitteln von Änderung der Winkelorientierung ausgebildeten Sensorvorrichtung, und mit dem Wissen, dass die Verfahrbewegung möglichst normal auf den Biegeschenkel erfolgt, kann außerdem auf den aktuellen Biegewinkel geschlossen werden.
  • Von Vorteil kann dabei sein, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung durch eine optische Reflexionsmessvorrichtung gebildet ist, welche wenigstens eine Beleuchtungsvorrichtung, ein optisches Erfassungsmittel mit einer Lichterfassungsfläche sowie einen rotationssymmetrischen Reflexionskörper mit einer spiegelnden Oberfläche umfasst. Dabei ist eine Mittelachse des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers parallel zu einer Arbeitskante des zumindest einen Biegewerkzeugs ausgerichtet, und ein von der Beleuchtungsvorrichtung ausgesandter erster Lichtstrahl wird vom Biegeschenkel reflektiert und als zweiter Lichtstrahl zum rotationssymmetrischen Reflexionskörper geleitet und der zweite Lichtstrahl wird am rotationssymmetrischen Reflexionskörper reflektiert und als dritter Lichtstrahl zum optischen Erfassungsmittel, insbesondere auf dessen Lichterfassungsfläche geleitet, wobei eine Änderung der Winkelorientierung durch Bestimmung der Position von Licht-Intensitätsmaxima auf der Lichterfassungsfläche durch eine Auswertelogik ermittelt wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Änderung Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug sehr genau und sicher erfolgen kann, da eine derart ausgebildete Sensorvorrichtung keine sich bewegenden Teile aufweist. Daher kann eine Änderung der Winkelorientierung möglichst fehlerfrei durchgeführt werden. Mittels einer derart ausgebildeten Sensorvorrichtung ist außerdem ein berührungsfreies Erfassen einer Änderung der Winkelorientierung ermöglicht, sodass Verschmutzungen und/oder Verschleißerscheinungen vermieden werden können.
  • Die optische Reflexionsmessvorrichtung kann hierbei an dem Werkzeugträger angeordnet sein, und während der Verstellbewegung mit dem Werkzeugträger mitgeführt werden.
  • Es kann in dem Zusammenhang aber auch sinnvoll sein, dass die optische Reflexionsmessvorrichtung in einem der Kontaktfläche zugewandten, vorderen Ende von zumindest einem Biegewerkzeug befestigt ist, und während der Verstellbewegung mit dem zumindest einen Biegewerkzeug mitgeführt wird. Hierdurch kann eine Änderung der Winkelorientierung mittels einer platzsparenden Anordnung der optischen Reflexionsmessvorrichtung in einem Biegewerkzeug durchgeführt werden. Insbesondere ist eine separat angeordnete Sensorvorrichtung erübrigt. Weiters können Fehleranfälligkeit bzw. Genauigkeitsverluste aufgrund allzu langer Strahlengänge, beispielweise durch Staub bzw. Partikel in der vom Licht der Lichtquelle durchquerten Luft, verringert werden, da die optische Reflexionsmessvorrichtung während eines gesamten Biegevorgangs in unmittelbarer Nähe des Biegeschenkels angeordnet ist, bzw. durch das Biegewerkzeug selbst mit dem Biegeschenkel mitgeführt wird.
  • Es kann aber auch zweckmäßig sein, dass die optische Reflexionsmessvorrichtung in einem der Kontaktfläche zugewandten, vorderen Ende eines separat in dem Werkzeugträger angeordneten Sensorwerkzeugs befestigt ist, und während der Verstellbewegung mit dem Sensorwerkzeug mitgeführt wird. Hierbei kann das Sensorwerkzeug vom Biegeschenkel bedarfsabhängig beabstandet oder nicht beabstandet angeordnet sein. Im Falle eines vom Biegeschenkel beabstandeten Sensorwerkzeugs, kann die optische Reflexionsmessvorrichtung dem Biegeschenkel berührungslos nachgeführt werden. Dadurch können Messfehler während der Ermittlung einer Änderung der Winkelorientierung minimiert werden, da es während eines Biegevorgangs zu keiner Deformation des Sensorwerkzeuges kommt.
  • Weiters kann es von Vorteil sein, dass mit dem zumindest einen Biegewerkzeug oder dem Sensorwerkzeug eine weitere Sensorvorrichtung form- und oder kraftschlüssig verbunden ist, mittels welcher gleichzeitig mit der Ermittlung der Änderung der Winkelorientierung eine deformationsbedingte Änderung eines Lagewinkels des zumindest einen Biegewerkzeugs oder des Sensorwerkzeugs im Bezug zum Lot ermittelt wird, die ermittelten Lagewinkeldaten an die Steuerungsvorrichtung übermittelt werden, und die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt unter Verwendung dieser ermittelten Lagewinkeldaten generiert werden. Auf diese Weise können Messungenauigkeiten, insbesondere Ungenauigkeiten bedingt durch Deformationen des oder der Biegewerkzeug(e) ausgeglichen werden, und ist somit nochmals eine nochmalige Verbesserung der Präzision des Verfahrens erzielbar. Des Weiteren kann auf diese Weise der jeweils aktuelle Biegewinkel bzw. Umformwinkel mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.
  • In diesem Zusammenhang kann es sinnvoll sein, dass die weitere Sensorvorrichtung durch einen Neigungssensor gebildet ist, mittels welchem eine deformationsbedingte Änderung des Lagewinkels des zumindest einen Biegewerkzeugs oder des Sensorwerkzeugs im Bezug zum Lot ermittelt wird. Derartige Neigungssensoren erlauben aufgrund ihres mikroelektronischen Aufbaus trotz kleiner Abmessungen, beispielsweise von wenigen Millimetern gute Winkelmessauflösungen. Dies ermöglicht trotz platzsparender Einbaumöglichkeit in ein Biegewerkzeug eine Ermittlung ausreichend präziser Korrekturdaten für die Generierung der Bahnkoordinaten bzw. Verstellbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs in einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt.
  • Es kann aber auch zweckmäßig sein, dass die weitere Sensorvorrichtung durch ein Gyroskop gebildet ist, mittels welchem eine deformationsbedingte Änderung des Lagewinkels des zumindest einen Biegewerkzeugs oder des Sensorwerkzeugs ermittelt wird. Mittels eines Gyroskops sind im Besonderen deformationsbedingte Lagewinkeländerungen zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug mit hoher Genauigkeit ermittelbar.
  • Bei einer Verwendung einer weiteren Sensorvorrichtung zur Ermittlung einer deformationsbedingten Änderung des Lagewinkels des zumindest einen Biegewerkzeugs oder des Sensorwerkzeugs im Bezug zum Lot kann es von Vorteil sein, dass die für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt generierten Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten unter Verwendung der ermittelten Änderung des Lagewinkels korrigiert werden. Dies ermöglicht eine Generierung bzw. Korrektur der Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt mit verbesserter Präzision bzw. Genauigkeit. Insbesondere können deformationsbedingte Verkippungen des Biegewerkzeugs ermittelt, und die Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt unter Berücksichtigung dieses erfassten Verkippungsfehlers korrigiert bzw. ausgeglichen werden.
  • Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, dass mittels der wenigstens einen Sensorvorrichtung und der weiteren Sensorvorrichtung der aktuelle Biegewinkel ermittelt bzw. an die Steuerungsvorrichtung übermittelt wird. Die Messung des aktuellen Biegewinkels kann dabei zu bestimmten Zeitpunkten oder aber auch fortlaufend gemessen werden, wobei der so ermittelte, aktuelle Biegewinkel in Abhängigkeit von der Messdurchführung auf unterschiedliche Weise verwendet werden kann. Insbesondere ist die Messung des aktuellen Biegewinkels bzw. Umformwinkels hilfreich, um den Zielwert für den Biegewinkel möglichst präzise erreichen zu können.
  • Je nach den Anforderung an die Genauigkeit der Ermittlung bzw. Messung einer Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug kann es aber auch zweckmäßig sein, dass in einem der Kontaktfläche zugewandten, vorderen Ende eines Biegewerkzeugs ein Tastelement, etwa eine Tastscheibe mit einer Flachseite, drehbar oder schwenkbar angeordnet ist, wobei die Flachseite während einer Verstellbewegung an der Kontaktfläche des Biegeschenkels anliegt, und die wenigstens eine Sensorvorrichtung dem Tastelement zugeordnet ist. Dadurch sind taktile bzw. den Biegeschenkel berührende Varianten zur Ermittlung der Änderung der Winkelorientierung ermöglicht, bzw. können weitere, insbesondere verhältnismäßig und kostengünstige Sensorvorrichtungen zur Ermittlung einer Änderung der Winkelorientierung eingesetzt werden. Im Besonderen können Sensorvorrichtungen in dem Tastelement angeordnet werden, bei welchen eine Detektion einer Änderung der Winkelorientierung durch Übertragung des Biegewinkels vom Tastelement an die Sensorvorrichtung möglich ist.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung durch einen Drehgeber gebildet ist, wobei Änderungen der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug während einer Verstellbewegung durch das Tastelement an den Drehgeber übertragen werden. Durch Einsatz eines Drehgebers ist eine besonders kostengünstige, aber dennoch ausreichend genaue Verfahrensführung ermöglicht.
  • Alternativ kann es aber auch zweckmäßig sein, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung durch einen mit dem Tastelement verbundenen Neigungssensor gebildet ist, wobei Änderungen der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug während einer Verstellbewegung durch das Tastelement an den Neigungssensor übertragen werden. Derartige Neigungssensoren ermöglichen Winkelmessauflösungen von bis zu 0,001°, und ermöglichen somit eine hochpräzise Verfahrensführung, da Änderungen der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug mit hoher Genauigkeit ermittelt werden können. In dieser Ausführungsform wird die Winkeländerung zwischen Biegeschenkel und Biegewerkzeug durch die Winkeländerung zwischen Biegeschenkel und der im Neigungssensor enthaltenen Lotrichtung ermittelt, wobei allfällige durch die Biegekraft bewirkte Verformungen und Winkeländerungen des Biegewerkzeuges unberücksichtigt bleiben können.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung zur Ermittlung der Gleitbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs entlang der Kontaktfläche des Biegeschenkels ausgebildet ist, und die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt derart generiert werden, dass der nachgeordnete Bewegungsabschnitt mit einer zu einer in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Gleitbewegung entgegengerichteten Ausgleichsbewegung überlagert wird. Auch auf diese Weise kann in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt eine Relativbewegung zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug ermittelt, und die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt unter Verwendung der ermittelten Relativbewegungsdaten generiert werden. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass unter Verwendung einer ermittelten Gleitbewegung in eine bestimmte Richtung entlang der Kontaktfläche, die Verstellbewegung für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt derart generiert wird, bzw. die Bahnbewegungsdaten bzw. Bahnkoordinaten des zumindest einen Biegewerkzeugs derart abgeändert werden, dass die Verstellbewegung für den nachgeordneten Bewegungsabschnitt mit einer Ausgleichsbewegung, welche in Gegenrichtung zur im vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Gleitbewegung führt, überlagert wird. Auf diese Weise ist ein fortwährendes Ausgleichen von ermittelten bzw. detektierten Gleitbewegungen ermöglicht, und kann das Verfahren zum gesteuerten Schwenkbiegen möglichst abdruckarm durchgeführt werden. Beispielsweise können unter Verwendung einer ermittelten Gleitbewegung die Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt auch derart generiert werden, dass eine Verstellbewegung möglichst normal bzw. senkrecht auf die Kontaktfläche des Biegeschenkels ausgeführt wird.
  • Wiederum kann vorgesehen sein, dass in einem der Kontaktfläche zugewandten, vorderen Ende eines Biegewerkzeugs ein Tastelement, etwa eine Tastscheibe mit einer Flachseite drehbar oder schwenkbar angeordnet ist, wobei die Flachseite während der Verstellbewegung an der Kontaktfläche des Biegeschenkels anliegt, und die wenigstens eine Sensorvorrichtung dem Tastelement zugeordnet ist.
  • Dabei kann es zweckmäßig sein, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung durch einen optischen Bewegungssensor umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Bilderfassungsvorrichtung gebildet ist, und während einer Verstellbewegung durch den optischen Bewegungssensor Gleitbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs entlang der Kontaktfläche ermittelt, und via die Auswertelogik an die Steuerungsvorrichtung übertragen werden. Bevorzugt ist die Beleuchtungsvorrichtung dabei als LED oder Laser ausgebildet. Die Bilderfassungsvorrichtung kann als 2D-Bildsensor ausgebildet sein. Derartige optische Bilderfassungs- bzw. Verfolgungssysteme sind zum Beispiel aus der Computertechnik bekannt, und werden dort etwa in optischen 'Mäusen' verwendet. Ein Vorteil eines derartigen Sensors zur Erfassung von Gleitbewegungen liegt darin begründet, dass eben aufgrund der weiten Verbreitung sehr kompakte und auch kostengünstige Sensormodule zur Verfügung stehen. Diese Module beleuchten einen Oberflächenabschnitt und erfassen in rascher Abfolge Abbilder des beleuchteten Abschnitts. Diese Abbilder können durch eine Auswertelogik einer weiteren Verarbeitung bzw. Aufbereitung zugeführt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist auch denkbar, dass die im Zuge eines Schwenkbiegeprozesses sensorisch ermittelten Relativbewegungsdaten und/oder die generierten Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten zur Verwendung für nachfolgende, gleich auszuführende Biegeprozesse in einer oder mehreren mit der Steuerungsvorrichtung datentechnisch verbundenen Datenspeichervorrichtung gespeichert werden. Auf diese Weise können durch Analyse der ermittelten und aufgezeichneten Relativbewegungen Erkenntnisse über die durchgeführten Biegeprozesse gewonnen werden. Beispielsweise können Fehlereinflüsse, wie etwa Unregelmäßigkeiten im Material des Werkstücks, aber auch Verfahrensfehler wie etwa asymmetrischer Werkstückeinzug, Reibungseinflüsse, etc. detektiert zw. Zumindest abgeschätzt werden. Diese Kenntnisse können in weiterer Folge zur Verbesserung künftiger Schwenkbiegeprozesse verwendet werden.
  • Zur Optimierung der Verfahrensführung für eine Serie von gleichen Biegeprozessen kann schließlich vorgesehen sein, dass der jeweils erste Biegeprozess einer Serie von ident auszuführenden Biegeprozessen mit einer geringeren Verstellgeschwindigkeit für das zumindest einen Biegewerkzeugs durchgeführt wird. Dadurch kann die Abtastrate bzw. die Anzahl an Messungen zur Ermittlung von Relativbewegungen zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug pro Zeiteinheit bzw. pro Grad Biegewinkel erhöht werden. In weiterer Folge ist damit eine Verbesserung der Genauigkeit für das Generieren von Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten für die jeweils nachgeordneten Bewegungsabschnitte erzielbar, welche Verbesserung für folgende, idente Biegeformungen vorteilhaft verwendet werden kann. Folgende, gleich auszuführende Biegeprozesse können mit einer höheren Verstellgeschwindigkeit ausgeführt werden, wobei die sensorischen Messungen zur Ermittlung von Relativbewegungen in den nachfolgenden Schwenkbiegeprozessen zur Korrektur abweichender Einflussfaktoren, wie etwa unterschiedlichen Materialstärken der Werkstücke und Dergleichen herangezogen werden können.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    ausschnittsweise eine Schwenkbiegeanordnung zur Ausführung des gegenständlichen Verfahrens, in stark vereinfachter, schematischer und perspektivischer Darstellung;
    Fig. 2
    eine stark vereinfachte, stilisierte Prinzipdarstellung für eine Ausführungsvariante des gegenständlichen Verfahrens;
    Fig. 3
    ein perspektivische, schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine in einem Biegewerkzeug angeordnete optische Reflexionsmessvorrichtung;
    Fig. 4
    eine weitere, stark vereinfachte, stilisierte Prinzipdarstellung für eine Ausführungsvariante des gegenständlichen Verfahrens;
    Fig. 5
    eine Ausführungsform und Anordnungsvariante für eine Sensorvorrichtung zur Durchführung des gegenständlichen Verfahrens;
    Fig. 6
    eine weitere Ausführungsform und Anordnungsvariante für eine Sensorvorrichtung zur Durchführung des gegenständlichen Verfahrens;
    Fig. 7
    eine weitere, stark vereinfachte, stilisierte Prinzipdarstellung für eine Ausführungsvariante des gegenständlichen Verfahrens.
  • Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
  • In der Fig. 1 ist ausschnittsweise eine Schwenkbiegeanordnung 1 zum Umformen bzw. Schwenkbiegen von Werktücken dargestellt. Derartige Schwenkbiegeanordnungen sind grundsätzlich Einrichtungen zur Herstellung von Formteilen durch Umformen von Werkstücken. Es sind zahlreiche, unterschiedliche Ausgestaltungsformen bekannt, wobei in Fig. 1 nur die jene Bestandteile einer solchen Schwenkbiegeanordnung gezeigt sind, welche zur Darstellung bzw. Erklärung des erfindungsgemäßen Verfahrens relevant sind. Je nach Ausgestaltungform können derartige Schwenkbiegeanordnungen zahlreiche, weitere Bestandteile aufweisen, wie etwa Anschläge, Positionierwerkzeuge, Überwachungseinrichtungen usw.
  • Eine Schwenkbiegeanordnung 1 zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist wie in der Fig. 1 dargestellt, eine Niederhaltervorrichtung 2 auf, mittels welcher ein zu formendes bzw. biegendes Werkstück 3 gehalten wird. Die Niederhaltervorrichtung 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 besteht aus einem unteren Niederhalterwerkzeug 4 und einem oberen Niederhalterwerkzeug 5, zwischen welchen das zu bearbeitende Werkstück 3, beispielsweise ein Blech geklemmt ist. Üblicherweise ist wenigstens eines der Niederhalterwerkzeuge 4, 5 verstellbar ausgeführt, um das zu biegende Werkstück 3 positionieren und klemmen zu können.
  • Weiters weist die in Fig. 1 dargestellte Schwenkbiegeanordnung 1 einen Werkzeugträger 6 mit wenigstens zwei Freiheitsgraden auf. In dem Werkzeugträger 6 ist zumindest ein Biegewerkzeug 7 angeordnet, wobei in der Fig. 1 exemplarisch zwei Biegewerkzeuge 7 dargestellt sind. Eine Umformung des Werkstücks 3 kann beim Schwenkbiegen mittels der Schwenkbiegeanordnung 1 dadurch erreicht werden, dass die Biegewerkzeuge 7 durch einen Verstellantrieb für den Werkzeugträger 6 in Richtung eines Biegeschenkels 8 des Werkstücks verfahren werden. Hierdurch wirkt während der Verstellbewegung ein Biegewerkzeug 7 auf eine Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 ein, und kann der Schwenkbiegevorgang durchgeführt werden. Der Verstellantrieb (nicht dargestellt) kann dabei auf verschiedene Weise gemäß dem Stand der Technik ausgestaltet sein. Wesentlich ist, dass der Verstellantrieb für das zumindest eine Biegewerkzeug 7 bzw. den Werkzeugträger 6 in Verbindung mit einer geeigneten Führungsanordnung Verstellbewegungen mit wenigstens zwei Freiheitgraden ermöglicht.
  • Üblicherweise werden bei modernen Schwenkbiegeanordnungen Verstellbewegungen für das zumindest eine Biegewerkzeug 7 bzw. den Werkzeugträger 6 automatisiert mittels einer Steuerungsvorrichtung 10 durchgeführt. Zum Einsatz kommen beispielsweise sogenannte CNC-Steuerungen. Dabei werden von der Steuerungsvorrichtung 10 Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für eine Verstellbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 generiert, wobei die gesamte Verstellbewegung für einen Schwenkbiegevorgang aus einer Abfolge von bewegungsabschnitten zusammengesetzt sein kann. Die Verstellbewegung wird dadurch ausgeführt, dass die von der Steuerungsvorrichtung 10 generierten Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten an wenigstens einen Verstellantrieb für das zumindest eine Biegewerkzeug 7 übertragen werden.
  • In der Realität treten im Zuge eines Schwenkbiegevorgangs häufig Gleitbewegungen des Biegewerkzeugs 7 oder der Biegewerkzeuge 7 an der Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 auf, welche eine Beschädigung des Werkstücks 3 am Biegeschenkel 8 bedingen können. Derartige Gleitbewegungen können beispielsweise aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Dicke des zu bearbeiteten Werkstücks 3 verursacht sein. Generell ist bei Schwenkbiegevorgängen eine vorhergehende Abschätzung möglicher Fehlerquellen, welche unerwünschte Gleitbewegungen bedingen können, nicht mit absoluter Sicherheit möglich, sodass auch bei bestmöglicher Programmierung der Verstellbewegungen für einen Schwenkbiegevorgang derartige, unerwünschte Gleitbewegungen entlang des Biegeschenkels 8 nicht völlig vermieden werden können. Zur Lösung dieser Problematik ist nunmehr vorgesehen, dass ein Schwenkbiegevorgang sensorunterstützt durchgeführt wird, um während eines Biegevorgangs mittels detektierter Relativbewegungen zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7, Verstellbewegungen für das zumindest einen Biegewerkzeug 7 in nachfolgenden Bewegungsabschnitten anzupassen, und unerwünschte Gleitbewegungen entlang des Biegeschenkels 8 möglichst zu minimieren.
  • Wie in der Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst die Schwenkbiegeanordnung 1 hierzu wenigstens eine mit einer Auswertelogik verbunden Sensorvorrichtung 11, welche zur unmittelbaren oder mittelbaren Ermittlung einer Relativbewegung zwischen dem Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 ausgebildet ist. Die Auswertelogik kann dabei in der Sensorvorrichtung 11 oder baulich separat von der Sensorvorrichtung 11 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Auswertelogik auch Bestandteil der Steuerungsvorrichtung 10 sein.
  • Grundsätzlich können zur Durchführung des Verfahrens verschiedene Sensorvorrichtungen 11 verwendet werden, um Relativbewegungen zwischen Biegeschenkel 9 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 zu ermitteln. Daher ist die in der Fig. 1 dargestellte, wenigstens eine Sensorvorrichtung 11 als exemplarisch für zur Erfassung bzw. Ermittlung von Relativbewegungen geeignete Sensorvorrichtungen anzusehen, und ist deshalb die Sensorvorrichtung 11 in der Fig. 1 stark vereinfacht, lediglich schematisch und stilisiert dargestellt. Beispiele für geeignete Sensorvorrichtungen 11 werden nachfolgend und anhand der weiteren Figuren noch näher beschrieben bzw. erläutert. Weiters ist anzumerken, dass auch die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung der wenigstens einen Sensorvorrichtung 11 in einem separat in dem Werkzeugträger 6 angeordneten Sensorwerkzeug 12 lediglich als Beispiel für eine mögliche Anordnung der wenigstens einen Sensorvorrichtung 11 anzusehen ist. Beispiele für weitere, mögliche Anordnungen der wenigstens einen Sensorvorrichtung 11 werden - in Abhängigkeit vom Typ der jeweiligen Sensorvorrichtung - ebenfalls nachfolgend und anhand der weiteren Figuren noch näher beschrieben.
  • Eine mittels bestimmter Sensorvorrichtungen 11 detektierbare bzw. ermittelbare Relativbewegung zwischen dem Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 ist eine Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7. Eine weitere, erfassbare Relativbewegung ist eine Gleitbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 entlang der Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8.
  • In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform des Ablaufs des Verfahrens stark vereinfacht und schematisch stilisiert dargestellt. Für gleiche Teile werden gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Fig. 1 verwendet. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
  • Die stark vereinfachte und schematische Prinzipdarstellung des Verfahrensablaufs in Fig. 2 zeigt einen Schwenkbiegevorgang, welcher in einzelne Bewegungsabschnitte unterteilt ist.
  • Aus Gründen der Übersichtlichkeit bzw. zur besseren Veranschaulichung des Verfahrens sind in der Fig. 2 lediglich einige, wenige Teilabschnitte des Biegevorgangs dargestellt. Selbstverständlich kann ein solcher Biegevorgang in der Realität steuerungstechnisch in eine Vielzahl von Bewegungsabschnitten unterteilt werden. Die maximal mögliche inkrementelle Unterteilung in einzelne Bewegungsabschnitte ist dabei unter anderem abhängig von der vorhandenen Rechenkapazität der Steuerungsvorrichtung.
  • Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, kommt es im Zuge der Ausführung des Biegevorgangs zu einer Relativbewegung bzw. zu einer Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7. Die Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 ergibt sich aus dem Abrollen des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 am Biegeschenkel während des Biegevorgangs, wie dies aus Betrachtung von Fig. 2 klar ersichtlich ist. Diese Änderung der Winkelorientierung kann mittels einer geeigneten Sensorvorrichtung 11 erfasst bzw. ermittelt werden, wobei die Sensorvorrichtung 11 in der Fig. 2 wiederum stark vereinfacht, lediglich schematisch und stilisiert dargestellt ist, da mehrere Typen von Sensorvorrichtungen 11 hierfür in Betracht kommen, wie die nachfolgend noch näher beschrieben wird.
  • Wie in der Fig. 2 weiters schematisch durch den strichpunktierten Pfeil 13 dargestellt ist, werden von der wenigstens einen Sensorvorrichtung 11 in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelte Relativbewegungsdaten, beispielsweise eine Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7, an die Steuerungsvorrichtung 10 übertragen.
  • Diese in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Relativbewegungsdaten werden von der Steuerungsvorrichtung 10 verwendet, um für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten zu generieren. Durch diese rechnerische Verwendung der ermittelten Relativbewegungsdaten, können die Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten insbesondere derart generiert werden, dass die Verstellbewegungen für das zumindest eine Biegewerkzeug so ausgeführt werden, dass Gleitbewegungen entlang der Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 möglichst minimiert werden.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass die Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten von der Steuerungsvorrichtung 10 für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt derart generiert werden, dass die Verstellbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 in einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt im Wesentlichen rechtwinkelig zur bzw. normal auf die Kontaktfläche 9 verläuft, wie dies durch Pfeil 14 in Fig. 2 schematisch und stilisiert angedeutet ist. Die generierten Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten werden in einem jeweiligen nachgeordneten Bewegungsabschnitt zur Ausführung der jeweiligen Verstellbewegung an wenigstens einen Verstellantrieb des Werkzeugträgers übermittelt, wie in der Fig. 2 durch den strichpunktierten Pfeil 15 stilisiert angedeutet ist. Der Verstellantrieb selbst ist in Fig. 2 und den weiteren Figuren aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
  • In der Fig. 2 ist Pfeil 14 zur lediglich stilisierten und stark vereinfachten Veranschaulichung einer Verstellbewegung in Normalenrichtung bzw. senkrechter Richtung auf den Biegeschenkel 8 dargestellt. An dieser Stelle wird festgehalten, dass die Verstellbewegungen bzw. Bahntrajektorien des wenigstens einen Biegewerkzeugs 7 dabei in den einzelnen Bewegungsabschnitten grundsätzlich einen allgemeinen Verlauf aufweisen können. Dabei sind grundsätzlich sowohl einfache Kreisbahnen oder lineare Vorschubbewegungen ebenso möglich, wie auch ein komplexer Verlauf der Bahn- bzw. Vorschubbewegungen des oder der Biegewerkzeugs(e) 7. Generell gilt jedoch, dass die Verstellbewegungen in einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt unabhängig von der Form der ausgeführten Bahnkurve möglichst senkrecht bzw. in Normalenrichtung auf die Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 ausgeführt werden.
  • An dieser Stelle wird ergänzend angemerkt, dass die Genauigkeit des Verfahrens von der Anzahl der Bewegungsabschnitte, in welche eine Verstellbewegung für das zumindest eine Biegewerkzeug unterteilt wird, abhängt. Mit anderen Worten ausgedrückt, lässt sich die Genauigkeit des Verfahrens dadurch steigern, dass die Anzahl der einzelnen Bewegungsabschnitte aus welchen eine gesamte Verstellbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs während eines Biegevorgangs zusammengesetzt wird, erhöht wird.
  • Die in den Fig. 1 und 2 jeweils stilisiert und stark vereinfacht dargestellte Sensorvorrichtung 11, kann beispielsweise durch eine optische Reflexionsmessvorrichtung 16 gebildet sein, wobei ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Reflexionsmessvorrichtung 16 in der Fig. 3 dargestellt ist. In der Fig. 3 werden wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 und 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen. In Fig. 3 sind zur besseren Ersichtlichkeit ein Biegeschenkel 8 und ein Biegewerkzeug 7 lediglich ausschnittsweise dargestellt.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die optische Reflexionsmessvorrichtung 16 in einem der Kontaktfläche 9 zugewandten, vorderen Ende von zumindest einem Biegewerkzeug 7 befestigt, und wird während der Verstellbewegung mit dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 mitgeführt. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die optische Reflexionsmessvorrichtung 16 in einem der Kontaktfläche 9 zugewandten, vorderen Ende eines separat in dem Werkzeugträger 6 angeordneten, vom Biegeschenkel 8 beabstandeten Sensorwerkzeugs 12 befestigt ist, und während der Verstellbewegung mit dem Sensorwerkzeug 12 mitgeführt wird. wie dies stark vereinfacht und stilisiert in der Fig. 1 dargestellt ist. Alternativ zum dargestellten Ausführungsbeispiel wäre auch denkbar, dass Sensorwerkzeug auch vom Biegeschenkel 8 nicht beabstandet anzuordnen, sodass auch das Sensorwerkzeug während eines Biegevorgangs auf den Biegeschenkel 8 einwirkt. Des Weiteren ist es auch vorstellbar, dass eine solche optische Reflexionsmessvorrichtung am Werkzeugträger 6 befestigt ist (nicht dargestellt), und während der Verstellbewegung mit dem Werkzeugträger 6 mitgeführt wird. In den beiden letztgenannten Fällen, hätte eine mögliche, deformationsbedingte Änderung des Lagewinkels des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 keinen Einfluss auf das Messergebnis zur Ermittlung der Änderung der Winkelorientierung zwischen dem Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7.
  • Wie aus Fig. 3 ersichtlich, umfasst die optische Reflexionsmessvorrichtung 16 eine Beleuchtungsvorrichtung 17, welche zumindest eine Lichtquelle aufweist. Die Beleuchtungsvorrichtung 17 kann zum Beispiel in Form einer punktförmigen Lichtquelle, wie etwa einer LED, ausgebildet sein. Weitere, mögliche Ausführungsformen von Beleuchtungsvorrichtungen mit unterschiedlichen Lichtquellen können vom Fachmann grundsätzlich unter Berücksichtigung von Anforderungen, wie etwa die Oberflächenbeschaffenheit und Material des zu biegenden Werkstücks gemäß dem Stand der Technik ausgewählt werden.
  • Wie in der Fig. 3 weiters dargestellt ist, umfasst die optische Reflexionsmessvorrichtung ein optisches Erfassungsmittel 18, welches eine Lichterfassungsfläche 19 aufweist. Die Lichterfassungsfläche 19 ist vorzugsweise durch einen zweidimensionalen Bildsensor, wie etwa einem CCD Sensor (charge-coupled device) ausgebildet.
  • Weiters umfasst die in Fig. 3 dargestellte, optische Reflexionsmessvorrichtung 16 einen rotationssymmetrischen Reflexionskörper 20, welcher eine spiegelnde Oberfläche aufweist. Im Idealfall ist die Rauhigkeit der Oberfläche des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20 hierbei so gewählt bzw. ausgeführt, dass sie gegenüber der Wellenlänge des von der Beleuchtungsvorrichtung 17 erzeugten Lichtes vergleichsweise kleine Rauhigkeitsstrukturen aufweist, das heißt möglichst glatt ist, wodurch es zu einer gerichteten Reflexion eines auf die Oberfläche des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20 einfallenden Lichtstrahles kommt und somit das Reflexionsgesetz anzuwenden ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist der Einfallswinkel eines an der Oberfläche des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20 einfallenden Lichtstrahles gleich groß dem Ausfallswinkel eines an der Oberfläche reflektierten Lichtstrahles. Ein derartiger rotationssymmetrischen Reflexionskörper 20 mit einer spiegelnden Oberfläche kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff wie etwa Edelstahl hergestellt werden.
  • Der rotationssymmetrische Reflexionskörper 20 weist eine Mittelachse 21 auf, welche auch als Symmetrieachse bezeichnet werden kann und um welche die Oberfläche des Reflexionskörpers 20 rotationssymmetrisch angeordnet ist. Um mittels der optischen Reflexionsmessvorrichtung 16 eine Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 bestimmen zu können, ist es notwendig, dass die optische Reflexionsmessvorrichtung 16 in deren Lage relativ zum Biegeschenkel 8 so ausgerichtet ist, dass die Mittelachse 21 des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20 parallel zum Biegeschenkel 8 liegt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Mittelachse 21 des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20 parallel zu einer Arbeitskante 22 des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 liegt. Die Arbeitskante 22 ist dabei jener Abschnitt eines Biegewerkzeugs 7, welcher während eines Schwenkbiegevorgangs Kontakt mit dem Biegeschenkel 8 hat und somit den überwiegenden Teil der von wenigstens einem Verstellantrieb für den Werkzeugträger auf das oder die Biegewerkzeug(e) aufgebrachten Kraft auf den Biegeschenkel 8 einwirken lässt, und dadurch die Biegeumformung durchführt.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass der rotationssymmetrische Reflexionskörper 20 in Form einer Kugel ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass jede beliebig liegende bzw. gewählte Achse, welche durch den Mittelpunkt der Kugel verläuft, die Mittelachse 21 darstellen kann. Somit wird eine richtige Positionierung des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20, welcher in Form einer Kugel ausgebildet ist, erleichtert. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass verschiedenste andere Körperformen, wie etwa Kegel als rotationssymmetrische Reflexionskörper 20 ausgebildet sind.
  • In weiterer Folge wird in diesem Dokument zur Erklärung der Funktionsweise der optischen Reflexionsmessvorrichtung 16 von Lichtstrahlen gesprochen. Hiermit sei erwähnt, dass beim Gebrauch des Wortes Lichtstrahl jener Strahlengang eines Lichtstrahles gemeint und dargestellt ist, welcher als für die Funktionalität der optischen Reflexionsmessvorrichtung 16 relevanter Strahlengang in Fig. 3 dargestellt ist, und anhand welchem diese erklärt werden. Zur Vereinfachung bzw. zur Veranschaulichung wurde in Fig. 3 nur dieser Strahlengang des Lichtstrahles dargestellt bzw. beschrieben, welcher aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeiten des Lichtes zum Bestimmen einer Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 herangezogen wird.
  • Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung 17 konzentrisch um die Mittelachse 21 liegend angeordnet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass das optische Erfassungsmittel 18 ebenfalls konzentrsich um die Mittelachse 21 liegend angeordnet ist, wobei die Lichterfassungsfläche 19 normal auf die Mittelachse stehend angeordnet ist.
  • Wie aus der Fig. 3 weiters ersichtlich, wird in diesem Ausführungsbeispiel der optischen Reflexionsmessvorrichtung 16 von der Beleuchtungsvorrichtung 17 ein erster Lichtstrahl 23 abgestrahlt. Hierbei kann, wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, vorgesehen sein, dass der erste Lichtstrahl 23 auf die Oberfläche des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20 gerichtet ist und an dieser reflektiert wird. Die von der Beleuchtungsvorrichtung 17 ausgehenden ersten Lichtstrahlen 23 werden von der Oberfläche des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20 entsprechend dem Reflexionsgesetz in alle Raumrichtungen reflektiert, wobei, wie bereits erläutert, nur jener Strahlengang des Lichtstrahles 23 dargestellt ist, weleher zur Ermittlung einer Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 relevant ist.
  • Dies ist jener Strahlengang welcher in der Ansicht nach Fig. 3 betrachtet, vom rotationssymmetrischen Reflexionskörper 20 im rechten Winkel auf die Oberfläche des Biegeschenkels 8 gestrahlt wird, da dieser Strahlengang des ersten Lichtstrahles 23 in weiterer Folge auf die Lichterfassungsfläche 19 des optischen Erfassungsmittels 18 trifft und somit ausgewertet werden kann.
  • Der relevante und dargestellte Strahlengang des ersten Lichtstrahles 23, welcher auf die Oberfläche des Biegeschenkels 8 abgegeben wird, wird nach dem Reflexionsgesetz von der Oberfläche reflektiert und als zweiter Lichtstrahl 24 zum rotationssymmetrischen Reflexionskörper 20 zurückgestrahlt. Voraussetzung hierfür ist natürlich ein entsprechendes Reflexionsvermögen der Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8, welches Reflexionsvermögen insbesondere bei der Umformung von Werkstücken aus Metall, wie etwa Blechstücke, durch Schwenkbiegen gegeben ist. Der zweite Lichtstrahl 24 wird nun abermals von der Oberfläche des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20 reflektiert und als dritter Lichtstrahl 25 auf die Lichterfassungsfläche 19 gestrahlt.
  • Die Reflexionen, welche vom rotationssymmetrischen Reflexionskörper 20 als dritter Lichtstrahl 25 auf die Lichterfassungsfläche 19 geworfen werden, bilden an der Lichterfassungsfläche 19, eine unterschiedliche Helligkeitsverteilung bzw. Lichtintensität. Ein Durchmesser der Lichterfassungsfläche 19 an welcher die relevanten Lichtstrahlen 25 einfallen können, kann hierbei gleich groß wie ein Durchmesser des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers 20 sein.
  • Wie bereits erwähnt, kann vorgesehen sein, dass, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, ein Zentrum 26 der Lichterfassungsfläche 19 auf der Mittelachse 21 liegt und die Lichterfassungsfläche 19 normalstehend auf die Mittelachse 21 angeordnet ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die auf die Lichterfassungsfläche 19 einfallenden Lichtstrahlen verzerrungsfrei dargestellt werden. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, ist jener Strahlengang, welcher senkrecht von der Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 reflektiert wird, auch jener Strahlengang, welcher an der Lichterfassungsfläche 19 die aktuelle Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 repräsentiert bzw. anzeigt, da er an der Lichterfassungsfläche ein Intensitätsmaximum der Lichtstärke erzeugt. Somit ist der in Fig. 3 dargestellte, relevante Strahlengang genau jener Strahlengang, welcher im rechten Winkel auf den Biegeschenkel 8 reflektiert wird, und ein Intensitätsmaximum der Lichtstärke auf der Lichterfassungsfläche 19 hervorruft. Aus der Position des Intensitätsmaximums der Lichtstärke auf der Lichterfassungsfläche 19 kann somit die aktuelle Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 abgeleitet bzw. ermittelt werden.
  • Die in der Fig. 3 dargestellte optische Reflexionsmessvorrichtung 16 ist lediglich ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Messvorrichtung. Insbesondere können auch von dem gezeigten Ausführungsbeispiel abweichende geometrische Anordnungen der einzelnen Komponenten der Reflexionsmessvorrichtung geeignet sein. Außerdem sind grundsätzlich weitere optische Komponenten, wie etwa Spiegel, Strahlteiler, oder Lichtwellenleiter und Dergleichen, insbesondere zur Beeinflussung des Strahlengangs anwendbar. Daher sind auch andere Ausgestaltungsvarianten als jene beispielhaft in der Fig. 3 dargestellte durchaus denkbar.
  • In der Fig. 3 ist weiters eine mögliche Einbauvariante einer optischen Reflexionsmessvorrichtung 16 in ein Biegewerkzeug 7 schematisch dargestellt. Dabei kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass im Biegewerkzeug 7 eine parallel zur Arbeitskante 22 verlaufende Bohrung 27 eingebracht ist, in welcher die Beleuchtungsvorrichtung 17 sowie der rotationssymmetrische Reflexionskörper 20 und das Erfassungsmittel 18 eingebracht sind. Hierbei dient das Biegewerkzeug 7 gleichzeitig als Einhausung 28, sodass die optische Reflexionsmessvorrichtung 16 vor unerwünschtem Lichteinfall bzw. vor anderen Umgebungseinflüssen geschützt ist. Um den Eintritt bzw. den Austritt des relevanten Lichtstrahls zur Bestimmung einer Änderung der Winkelorientierung zwischen dem Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 zu ermöglichen, kann eine Ausnehmung 29 vorgesehen sein, in welcher der rotationssymmetrische Reflexionskörper 20 aufgenommen ist.
  • Alternativ zu dieser Ausführungsvariante nach Fig. 3 ist es auch denkbar, dass die Einhausung durch einen einfachen rohrförmigen Körper an einem separat am Werkzeugträger 6 angeordnetem Sensorwerkzeug 12 gebildet wird, sodass die optische Reflexionsmessvorrichtung 16 unabhängig von dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 an der Schwenkbiegeanordnung 1 positioniert werden kann, wie dies stark vereinfacht und stilisiert in Fig. 1 dargestellt ist.
  • In der Fig. 4 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Verfahrens zum gesteuerten Schwenkbiegen gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1-3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1-3 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
  • Wie in der Fig. 4 stark vereinfacht dargestellt ist, kann es durch die Verstellbewegung für das zumindest eine Biegewerkzeug 7 kraftbedingt durch das Umformen bzw. Biegen des Biegeschenkels 8 zu Deformationen kommen. Eine derartige Deformation kann zum Beispiel eine Verkippung bzw. eine Änderung des Lagewinkels 43 des oder der Biegewerkzeugs(e) 7 im Bezug zum Lot hervorrufen, wie dies auch in Fig. 4 exemplarisch dargestellt ist. Ist nun die zumindest eine Sensorvorrichtung 11 in einem Biegewerkzeug 7 angeordnet, können daher Messfehler bei der Erfassung von Änderungen der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 auftreten, wie in der Fig. 4 veranschaulicht ist.
  • Aus diesem Grunde kann es zweckmäßig sein, dass mit dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 eine weitere Sensorvorrichtung 30 form- und oder kraftschlüssig verbunden ist. Mittels dieser weiteren Sensorvorrichtung 30 kann in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ergänzend zur Erfassung einer Änderung der Winkelorientierung zwischen dem Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 (strichpunktierter Pfeil 13) eine deformationsbedingte Änderung des Lagewinkels 43 des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 oder eines Sensorwerkzeugs im Bezug zum Lot ermittelt werden. Die ermittelten Lagewinkeldaten können an die Steuerungsvorrichtung 10 übermittelt werden, wie dies durch den strichpunktierten Pfeil 31 in Fig. 4 angedeutet ist. In weiterer Folge können die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt unter zusätzlicher Verwendung dieser ermittelten Lagewinkeldaten generiert, und an wenigstens einen Verstellantrieb für das zumindest eine Biegewerkzeug 7 übertragen werden (strichpunktierter Pfeil 15).
  • Auf diese Weise kann insbesondere die Genauigkeit des Verfahrens gesteigert werden, weil deformationsbedingte Ungenauigkeiten bei der Ermittlung einer Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 ausgeglichen werden können. Für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt können die Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten im Besonderen wiederum derart generiert werden, dass die Verstellbewegung bzw. Verstellbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 jeweils zumindest im Wesentlichen rechtwinkelig zur Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 verläuft bzw. verlaufen. Eine durch Pfeil 14 in der Fig. 4 angedeutete, rechtwinkelig auf die Kontaktfläche 9 verlaufende Verstellbewegung, kann wiederum einen allgemeinen Verlauf aufweisen können. Dabei sind grundsätzlich sowohl einfache Kreisbahnen oder lineare Vorschubbewegungen ebenso möglich, wie auch ein komplexer Verlauf der Bahn- bzw. Vorschubbewegungen des oder der Biegewerkzeugs(e) 7. Generell gilt dabei, dass die Verstellbewegungen in einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt unabhängig von der Form der ausgeführten Bahnkurve möglichst senkrecht bzw. in Normalenrichtung auf die Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 ausgeführt werden.
  • Die in Fig. 4 dargestellte, weitere Sensorvorrichtung 30 kann zum Beispiel durch einen Neigungssensor 32 gebildet sein. Alternativ kann die weitere Sensorvorrichtung 30 auch zum Beispiel durch ein Gyroskop oder einen anderen Inertialsensor gebildet sein. Mit beiden Sensortypen kann eine deformationsbedingte Änderung des Lagewinkels 43 des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 oder des Sensorwerkzeugs im Bezug zum Lot ermittelt werden. Unter Verwendung der mittels derartiger Sensorvorrichtungen 30 ermittelbarer bzw. erfassbarer Änderungen des Lagewinkels 43, können insbesondere die für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt generierten Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für die Verstellbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 korrigiert bzw. angepasst werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, können die Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten für einen jeweiligen nachgeordneten Bewegungsabschnitt unter Verwendung der in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und Biegewerkzeug 7, als auch der in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Änderung des Lagewinkels 43 des Biegewerkzeugs 7 zum Lot, generiert werden.
  • Durch Kombinieren der mittels der zumindest einen Sensorvorrichtung 11 ermittelten Daten zur Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7, mit den mittels der weiteren Sensorvorrichtung 30 ermittelten Daten zur Änderung des Lagewinkels 43 des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 zum Lot, kann auch der aktuelle Biegewinkel mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.
  • In der Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform für Sensorvorrichtungen 11 zur Ermittlung einer Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 dargestellt. Für gleiche Teile werden wiederum gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1-4 verwendet. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1-4 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5 ist in einem der Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 zugewandten, vorderen Ende von zumindest einem Biegewerkzeug 7 ein Tastelement 33, etwa eine Tastscheibe 35 mit einer Flachseite 34 angeordnet. Dabei ist das Tastelement 33 gegenüber dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 um die Arbeitskante 22 schwenkbar oder um eine zur Arbeitskante 22 parallele Achse drehbar gehalten, wobei die Arbeitskante 22 während des Schwenkbiegevorgangs auf den Biegeschenkel 8 einwirkt. Während einer Verstellbewegung für das zumindest einen Biegewerkzeug 7, bzw. während eines Biegevorgangs, ist bzw. wird die Flachseite 34 des Tastelements 33 an der Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 angelegt, wie dies klar aus der Fig. 5 ersichtlich ist. Eine Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 bewirkt unmittelbar eine Dreh- oder Schwenkbewegung des Tastelements 33, bzw. folgt die an der Kontaktfläche 9 anliegende Flachseite 34 der Verschwenkung des Biegeschenkels 8 in Relation zu dem zumindest einen Biegewerkzeug 7.
  • Im Besonderen kann die wenigstens eine Sensorvorrichtung 11 dem Tastelement 33 zugeordnet sein bzw. in dem Tastelement 33 angeordnet sein. Bevorzugt besteht in solchen Fällen eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Tastelement 33 und zumindest Teilen oder Abschnitten der wenigstens einen Sensorvorrichtung 11.
  • Dabei kann die wenigstens eine Sensorvorrichtung 11 durch einen in dem Tastelement 33 angeordneten Drehgeber 36 gebildet sein. Änderungen der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 werden in diesem Falle während der Verstellbewegung durch das Tastelement 33 an den Drehgeber 36 übertragen werden. Ein Drehgeber 36 kann hierbei beispielsweise als Inkrementalgeber oder als Absolutwertgeber ausgestaltet sein. Bei Einsatz eines Drehgebers 36 in Kombination mit dem Tastelement 33 zur Ermittlung einer Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem Biegewerkzeug 7, kann auch wiederum der Einsatz einer weiteren Sensorvorrichtung zur Ermittlung einer deformationsbedingten Lagewinkeländerung des Biegewerkzeugs 7 zum Lot zweckmäßig sein. Die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt können wiederum derart generiert werden, dass die Verstellbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 jeweils zumindest im Wesentlichen rechtwinkelig zur Kontaktfläche 9 verlaufen.
  • Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung 11 durch einen mit dem Tastelement 33 verbundenen Neigungssensor 37 gebildet ist, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. In der Fig. 6 werden wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1-5 verwendet. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1-5 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Im Zuge eines Schwenkbiegevorgangs bzw. während einer Verstellbewegung werden in diesem Falle Änderungen der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 durch das Tastelement 33 an den Neigungssensor 37 übertragen. Die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt können wiederum derart generiert werden, dass die Verstellbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 jeweils zumindest im Wesentlichen rechtwinkelig zur Kontaktfläche 9 verlaufen.
  • Die wenigstens eine Sensorvorrichtung 11 kann aber auch zur Ermittlung der Gleitbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 entlang der Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 ausgebildet sein. Auch auf diese Weise sind Relativbewegungen zwischen Biegeschenkel 8 und dem zumindest einen Biegewerkzeug 7 detektierbar bzw. ermittelbar. Eine solche Ausführungsvariante ist in der Fig. 7 dargestellt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1-6 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1-6 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
  • Auf Basis bzw. unter Verwendung solcher in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Gleitbewegungen können Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt derart generiert werden, dass der nachgeordnete Bewegungsabschnitt mit einer zu einer in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Gleitbewegung entgegengerichteten Ausgleichsbewegung überlagert wird. Eine in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelte Gleitbewegung ist in der Fig. 7 durch Pfeil 38 stilsiert dargestellt. Eine überlagerte Ausgleichsbewegung in Gegenrichtung zu einer ermittelten Gleitbewegung in einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt ist stilisiert in Fig. 7 durch Pfeil 39 dargestellt. Alternativ zu dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel, können die Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt auch wiederum derart generiert werden, dass die Verstellbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 jeweils zumindest im Wesentlichen rechtwinkelig zur Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 verlaufen (Pfeil 14).
  • Wie in der Fig. 7 weiters dargestellt ist, kann wiederum vorgesehen sein, dass in einem der Kontaktfläche 9 zugewandten, vorderen Ende eines Biegewerkzeugs 7 ein Tastelement 33 mit einer Flachseite 34, etwa eine Tastscheibe 35 drehbar oder schwenkbar angeordnet ist, wobei die Flachseite 34 während der Verstellbewegung an der Kontaktfläche 9 des Biegeschenkels 8 anliegt, und die wenigstens eine Sensorvorrichtung 11 in dem Tastelement 33 angeordnet ist. Die Flachseite 34 des Tastelements 33 liegt während eine Verstellbewegung bzw. während eines Biegevorgangs am Biegeschenkel 8 bzw. dessen Kontaktfläche 9 an, und folgt somit wiederum der Verschwenkung des Biegeschenkels 8 in Relation zu dem zumindest einen Biegewerkzeug 7.
  • Die wenigstens eine Sensorvorrichtung 11 zur Ermittlung von Gleitbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs 7 entlang der Kontaktfläche 9, kann zum Beispiel durch einen optischen Bewegungssensor 40 gebildet sein. Wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 dargestellt ist, umfasst der optische Bewegungssensor 40 eine Beleuchtungsvorrichtung 41 und eine Bilderfassungsvorrichtung 42. Von der Beleuchtungsvorrichtung 41 wird dabei ein Abschnitt auf der Kontaktfläche 9 beleuchtet, welcher Abschnitt von der Bilderfassungsvorrichtung 42 zyklisch erfasst wird. Aufgrund der stets vorhandenen Oberflächenstruktur der Kontaktfläche 9 wird von der Bilderfassungsvorrichtung 42 während einer Relativbewegung bzw. Gleitbewegung des Biegewerkzeugs 7 entlang der Kontaktfläche 9 im Bezug zum optischen Bewegungssensor 40, ein sich stetiges änderndes Oberflächenmuster erfasst. Die erfassten Abbilder werden von einer nicht dargestellten Auswertelogik aufbereitet und analysiert, um aus aufeinanderfolgenden Abbildern des beleuchteten Abschnitts der Kontaktfläche 9 einen Bewegungsvektor zu ermitteln, welcher Informationen hinsichtlich Richtung und Ausmaß einer erfolgten Gleitbewegung beinhaltet. Eine derartige Ausführung der wenigstens einen Sensorvorrichtung 11 als optischer Bewegungssensor 40 ist beispielsweise von optischen Computermäusen bekannt.
  • Bevorzugt ist außerdem, dass die wenigstens eine, zur Ermittlung von Gleitbewegungen ausgebildete Sensorvorrichtung 11 bzw. der Bewegungssensor 40 in seiner Ausrichtung der Verschwenkbewegung des Tastelements 33 folgt. Dies kann beispielweise dadurch bewirkt werden, dass eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der wenigstens einen Sensorvorrichtung 11 und dem Tastelement 33 besteht. Dadurch ist eine stets gleiche Ausrichtung des Bewegungssensors 40 zum Biegeschenkel 8 gewährleistet, und die ermittelten Daten für Gleitbewegungen können nicht durch eine variierende Ausrichtung zwischen Bewegungssensor 40 und Biegeschenkel 8 beeinträchtigt werden.
  • Alternativ zu dem bevorzugt zur Ermittlung von Gleitbewegungen verwendeten optischen Bewegungssensor 40 sind auch andere hierzu Sensorvorrichtungen möglich bzw. einsetzbar. Beispielsweise ist denkbar, dass die zumindest eine Sensorvorrichtung 11 zur Ermittlung von Gleitbewegungen durch eine Kontaktelement, etwa eine Rolle oder Dergleichen gebildet ist, welche zum Beispiel mittels Federkraft an den Biegeschenkel 8 gedrückt wird.
  • Üblicherweise wird die Erfassung von Relativbewegungen zwischen dem Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug mittels einer Sensorvorrichtung ausreichend sein. Je nach Anforderung an die Regel- bzw. Steuergenauigkeit der Bewegungen des Biegewerkzeugs, kann jedoch auch der Einsatz einer Kombination mehrerer, unterschiedlicher Sensoren sinnvoll sein.
  • Es kann weiters vorgesehen sein, dass die im Zuge eines Schwenkbiegeprozesses sensorisch ermittelten Relativbewegungsdaten und/oder die generierten Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten zur Verwendung für nachfolgende, gleich auszuführende Biegeprozesse in einer oder mehreren mit der Steuerungsvorrichtung datentechnisch verbundenen Datenspeichervorrichtung gespeichert werden. Durch Analyse dieser im Zuge eines Schwenkbiegevorgangs ermittelten Relativbewegungsdaten und/oder der generierten Bahnbewegungsdaten können Erkenntnisse über die durchgeführten Biegeprozesse gewonnen werden, und die gewonnenen Erkenntnisse zur Verbesserung künftiger Schwenkbiegeprozesse verwendet werden.
  • Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass der jeweils erste Biegeprozess einer Serie von ident auszuführenden Biegeprozessen mit einer geringeren Verstellgeschwindigkeit für das zumindest einen Biegewerkzeugs durchgeführt wird. Auf diese Weise kann die Abtastrate bzw. die Anzahl an Messungen zur Ermittlung von Relativbewegungen zwischen Biegeschenkel und dem zumindest einen Biegewerkzeug für einen jeweils ersten Biegevorgang pro Zeiteinheit bzw. pro Grad Biegewinkel erhöht werden. In weiterer Folge ist damit eine Verbesserung der Genauigkeit für das Generieren von Bahnkoordinaten bzw. Bahnbewegungsdaten für die jeweils nachgeordneten Bewegungsabschnitte erzielbar, welche Verbesserung für folgende, idente Biegeformungen vorteilhaft verwendet werden kann. Folgende, gleich auszuführende Biegeprozesse können mit einer höheren Verstellgeschwindigkeit ausgeführt werden, wobei die sensorischen Messungen zur Ermittlung von Relativbewegungen in den nachfolgenden Schwenkbiegeprozessen zur Korrektur abweichender Einflussfaktoren, wie etwa unterschiedlichen Materialstärken der Werkstücke und Dergleichen herangezogen werden können.
  • Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Verfahrens zum gesteuerten Schwenkbiegen, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
  • Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
  • Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
  • Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
  • Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1-7 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
  • Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Verfahrens zum gesteuerten Schwenkbiegen, dieses bzw. Komponenten zur Ausführung des Verfahrens und deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Bezugszeichenaufstellung
    1 Schwenkbiegeanordnung 31 Pfeil
    2 Niederhaltervorrichtung 32 Neigungssensor
    3 Werkstück 33 Tastelement
    4 Niederhalterwerkzeug 34 Flachseite
    5 Niederhalterwerkzeug 35 Tastscheibe
    6 Werkzeugträger 36 Drehgeber
    7 Biegewerkzeug 37 Neigungssensor
    8 Biegeschenkel 38 Pfeil
    9 Kontaktfläche 39 Pfeil
    10 Steuerungsvorrichtung 40 Bewegungssensor
    11 Sensorvorrichtung 41 Beleuchtungsvorrichtung
    12 Sensorwerkzeug 42 Bilderfassungsvorrichtung
    13 Pfeil 43 Lagewinkel
    14 Pfeil
    15 Pfeil
    16 Reflexionsmessvorrichtung
    17 Beleuchtungsvorrichtung
    18 Erfassungsmittel
    19 Lichterfassungsfläche
    20 Reflexionskörper
    21 Mittelachse
    22 Arbeitskante
    23 Lichtstrahl
    24 Lichtstrahl
    25 Lichtstrahl
    26 Zentrum
    27 Bohrung
    28 Einhausung
    29 Ausnehmung
    30 Sensorvorrichtung

Claims (16)

  1. Verfahren zum gesteuerten Schwenkbiegen von Werkstücken zur Herstellung von Formteilen durch eine Schwenkbiegeanordnung (1) mit zumindest einem auf eine Kontaktfläche (9) eines Biegeschenkels (8) des Werkstücks (3) einwirkenden Biegewerkzeug (7), welches in einem verstellbaren Werkzeugträger (6) mit wenigstens zwei Freiheitsgraden angeordnet ist, umfassend:
    Generieren von Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für eine Verstellbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) mittels einer Steuerungsvorrichtung (10), wobei die Verstellbewegung aus einer Abfolge von Bewegungsabschnitten zusammengesetzt wird,
    und Übertragen der generierten Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten an wenigstens einen Verstellantrieb für das zumindest eine Biegewerkzeug (7) bzw. den verstellbaren Werkzeugträger (6),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schwenkbiegeanordnung (1) wenigstens eine mit einer Auswertelogik verbundene Sensorvorrichtung (11) umfasst, welche zur Ermittlung einer Relativbewegung zwischen dem Biegeschenkel (8) und dem zumindest einen Biegewerkzeug (7) ausgebildet ist, wobei die Relativbewegung eine Änderung der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel (8) und dem zumindest einen Biegewerkzeug oder (7) eine Gleitbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) entlang der Kontaktfläche (9) des Biegeschenkels (8) umfasst,
    von der wenigstens einen Sensorvorrichtung (11) in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelte Relativbewegungsdaten an die Steuerungsvorrichtung (10) übertragen werden,
    und die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt unter Verwendung der ermittelten Relativbewegungsdaten generiert werden, sodass Gleitbewegungen entlang der Kontaktfläche (9) möglichst minimiert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung (11) zur Ermittlung der Änderung der Winkelorientierung zwischen dem Biegeschenkel (8) und dem zumindest einen Biegewerkzeug (7) ausgebildet ist, und die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt derart generiert werden, dass die Verstellbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) in einem nachgeordneten Bewegungsabschnitt im Wesentlichen rechtwinkelig zur Kontaktfläche (9) verläuft.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung (11) durch eine optische Reflexionsmessvorrichtung (16) gebildet ist, welche wenigstens eine Beleuchtungsvorrichtung (17), ein optisches Erfassungsmittel (18) mit einer Lichterfassungsfläche (19) sowie einen rotationssymmetrischen Reflexionskörper (20) mit einer spiegelnden Oberfläche umfasst, wobei eine Mittelachse (21) des rotationssymmetrischen Reflexionskörpers (20) parallel zu einer Arbeitskante (22) des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) ausgerichtet ist, und ein von der Beleuchtungsvorrichtung (17) ausgesandter erster Lichtstrahl (23) vom Biegeschenkel (8) reflektiert und als zweiter Lichtstrahl (24) zum rotationssymmetrischen Reflexionskörper (20) geleitet wird und der zweite Lichtstrahl (24) am rotationssymmetrischen Reflexionskörper (20) reflektiert und als dritter Lichtstrahl (25) zum optischen Erfassungsmittel (18), insbesondere auf dessen Lichterfassungsfläche (19) geleitet wird, wobei eine Änderung der Winkelorientierung durch Bestimmung der Position von Licht-Intensitätsmaxima auf der Lichterfassungsfläche (19) durch eine Auswertelogik ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Reflexionsmessvorrichtung (16) an dem Werkzeugträger (6) befestigt ist, und während der Verstellbewegung mit dem Werkzeugträger (6) mitgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Reflexionsmessvorrichtung (16) in einem der Kontaktfläche (9) zugewandten, vorderen Ende von zumindest einem Biegewerkzeug (7) befestigt ist, und während der Verstellbewegung mit dem zumindest einen Biegewerkzeug (7) mitgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Reflexionsmessvorrichtung (16) in einem der Kontaktfläche (9) zugewandten, vorderen Ende eines separat in dem Werkzeugträger (6) angeordneten Sensorwerkzeugs (12) befestigt ist, und während der Verstellbewegung mit dem Sensorwerkzeug (12) mitgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zumindest einen Biegewerkzeug (7) oder dem Sensorwerkzeug (12) eine weitere Sensorvorrichtung (30) form- und oder kraftschlüssig verbunden ist, mittels welcher in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt eine deformationsbedingte Änderung eines Lagewinkels (43) des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) oder des Sensorwerkzeugs (12) im Bezug zum Lot ermittelt wird, die ermittelten Lagewinkeldaten an die Steuerungsvorrichtung (10) übermittelt werden, und die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt unter zusätzlicher Verwendung dieser ermittelten Lagewinkeldaten generiert werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Sensorvorrichtung (30) durch einen Neigungssensor (32) gebildet ist, mittels welchem eine deformationsbedingte Änderung des Lagewinkels (43) des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) oder des Sensorwerkzeugs (12) im Bezug zum Lot ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Sensorvorrichtung (30) durch ein Gyroskop gebildet ist, mittels welchem eine deformationsbedingte Änderung des Lagewinkels (43) des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) oder des Sensorwerkzeugs (12) ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt generierten Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten unter Verwendung einer mittels der weiteren Sensorvorrichtung (30) ermittelten Änderung des Lagewinkels (43) des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) korrigiert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Kontaktfläche (9) zugewandten, vorderen Ende von zumindest einem Biegewerkzeug (7) ein Tastelement (33), etwa eine Tastscheibe (35) mit einer Flachseite (34), drehbar oder schwenkbar angeordnet ist, wobei die Flachseite (34) während einer Verstellbewegung an der Kontaktfläche (9) des Biegeschenkels (8) anliegt, und die wenigstens eine Sensorvorrichtung (11) dem Tastelement (33) zugeordnet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung (11) durch einen Drehgeber (36) gebildet ist, wobei Änderungen der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel (8) und dem zumindest einen Biegewerkzeug (7) während einer Verstellbewegung durch das Tastelement (33) an den Drehgeber (36) übertragen werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung (11) durch einen mit dem Tastelement verbundenen Neigungssensor (37) gebildet ist, wobei Änderungen der Winkelorientierung zwischen Biegeschenkel (8) und dem zumindest einen Biegewerkzeug (7) während einer Verstellbewegung durch das Tastelement (33) an den Neigungssensor (37) übertragen werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung (11) zur Ermittlung der Gleitbewegung des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) entlang der Kontaktfläche (9) des Biegeschenkels (8) ausgebildet ist, und die Bahnkoordinaten und/oder Bahnbewegungsdaten für einen nachgeordneten Bewegungsabschnitt derart generiert werden, dass der nachgeordnete Bewegungsabschnitt mit einer zu einer in einem vorgeordneten Bewegungsabschnitt ermittelten Gleitbewegung entgegengerichteten Ausgleichsbewegung überlagert wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Kontaktfläche (9) zugewandten, vorderen Ende eines Biegewerkzeugs (7) ein Tastelement (33), etwa eine Tastscheibe (35) mit einer Flachseite (34) drehbar oder schwenkbar angeordnet ist, wobei die Flachseite (34) während der Verstellbewegung an der Kontaktfläche (9) des Biegeschenkels (8) anliegt, und die wenigstens eine Sensorvorrichtung (11) dem Tastelement (33) zugeordnet ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung (11) durch einen optischen Bewegungssensor (40) umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung (41) und eine Bilderfassungsvorrichtung (42) gebildet ist, und während einer Verstellbewegung in einem vorgeordneten Bewegungssensor durch den optischen Bewegungssensor (40) Gleitbewegungen des zumindest einen Biegewerkzeugs (7) entlang der Kontaktfläche (9) ermittelt werden.
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