EP3356062B1 - Verfahren zum richten eines verzugs eines bauteils durch eine richtvorrichtung sowie richtvorrichtung - Google Patents

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EP3356062B1
EP3356062B1 EP16766527.2A EP16766527A EP3356062B1 EP 3356062 B1 EP3356062 B1 EP 3356062B1 EP 16766527 A EP16766527 A EP 16766527A EP 3356062 B1 EP3356062 B1 EP 3356062B1
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EP
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straightening
component
distortion
stroke
force
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EP16766527.2A
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Lucas Schulte-Vorwick
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Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/06—Removing local distortions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D3/00—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts
    • B21D3/10—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts between rams and anvils or abutments
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D25/00—Working sheet metal of limited length by stretching, e.g. for straightening
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D25/00—Working sheet metal of limited length by stretching, e.g. for straightening
    • B21D25/04—Clamping arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a method for directing a distortion of a component by a straightening device, the straightening device having a clamping element for clamping the component, a straightening element for introducing a straightening force into the component and an anvil element for supporting the component when introducing the straightening force.
  • the invention further relates to a straightening device for straightening a distortion of a component, comprising a clamping element for clamping the component, a straightening element for introducing a straightening force into the component, an anvil element for supporting the component when introducing the straightening force and a control element for operating the straightening device.
  • Such a production process can be, for example, a casting process.
  • components are increasingly being manufactured using a light metal die-casting process.
  • compliance with geometric shape specifications is a crucial quality criterion that must be ensured in a reproducible manner.
  • a wide variety of factors during the manufacturing process can influence the shape of the component, especially a cast part, and lead to a large deviation of the shape of the component from a shape specification and thus to an unacceptable distortion.
  • an attempt is made to compensate for or at least minimize such a delay by adapting the process control and the tools used.
  • Such a straightening process is often carried out on straightening machines, which are usually developed individually and specifically for each individual component to be straightened and, in particular, often for a specific distortion of this component. It is known to define both measurement and alignment points in advance, although these measurement and alignment points are usually not variable during the ongoing manufacturing process. In such a straightening process, the components are usually plastically deformed, for example by a straightening stamp. It is known to use empirical values from previous straightening processes to determine a distance-controlled stroke of the straightening stamp. All relevant data is collected using self-learning software in order to compile the necessary empirical values. For example, depending on the size of the measured distortion, the self-learning software can search for an optimal size of a straightening stroke in a database and then carry it out.
  • each of these alignment processes is followed by a further complex measurement of the geometry of the component in order to provide the self-learning software with empirical values and data.
  • the component is removed from the straightening machine or at least released from the tension required for the straightening process, which results in additional time and costs. If a distortion is detected that is still outside of a permissible tolerance, a further straightening process is carried out. If the selected straightening stroke has achieved the desired effect, this setting is stored in the database as an empirical value for future straightening processes.
  • Straightening methods or straightening devices which at least partially have the features described above are, for example, from US 2014/0208817 A1 , on which the preamble of claims 1 and 12 is based DE 10 2007 002 320 A1 as well as the JP H07 060 353 A known.
  • a newly occurring distortion which differs from previous distortions, for example due to its arrangement on the component, its type and/or its size, requires the database to be filled again with all the associated disadvantages.
  • the measurement that has to be carried out after each straightening process, for which the component has to be removed from the straightening machine or at least released from the voltage required for the straightening process also has a negative effect on a cycle time.
  • the above object is achieved by a method for directing a distortion of a component with the features of independent claim 1 and by a straightening device for directing a distortion of a component with the features of claim 12.
  • a method according to the invention can be used to correct the distortion of a component.
  • the component can be, for example, a cast part, preferably made of a metallic material.
  • Directing a distortion of the component in particular includes removing the distortion from the component so that the component corresponds to a shape specification after carrying out the method, or at least essentially corresponds, ie within a tolerance limit.
  • a method according to the invention is carried out using a straightening device.
  • a straightening device that can be used for a method according to the invention has at least one clamping element for clamping the component. This makes it possible to arrange the component safely and stationarily in the straightening device.
  • the straightening device has a straightening element for introducing a straightening force into the component and an anvil element for supporting the component when introducing the straightening force.
  • the straightening device can also do more as a straightening element or more than one anvil element. This makes it possible to deform the component in the straightening device using the straightening element, in particular to deform it plastically, and thereby remove the distortion from the component.
  • a distortion of the component is determined as a deviation of a shape of the component from a shape specification.
  • the shape of the component ie the currently existing geometric configuration of the component, can be determined, for example, by measuring the component.
  • a deviation of the currently prevailing shape of the component from this shape specification can be determined. This corresponds to the determination of the delay according to the invention.
  • the shape of the component can also be compared with a shape specification for only a section of the component.
  • step b) of the method according to the invention is used in the next step b) of the method according to the invention to determine a reference scenario.
  • the straightening scenario is determined adapted to the delay detected in step a), for example by appropriately setting or controlling the elements of the straightening device.
  • a position of the clamping element and/or the straightening element and/or the anvil element in the straightening device can be adapted to the distortion detected in step a).
  • determining the benchmark scenario can also include a suitable adjustment of the benchmark step that the benchmark scenario includes.
  • Such a straightening step of the straightening scenario can particularly preferably include, for example, a stamp-like movement of the straightening element for targeted plastic deformation of the component.
  • a stamp-like movement of the straightening element can be characterized, for example, by a size of the movement carried out and/or by a size of the straightening force generated thereby.
  • the straightening force introduced into the component by the straightening element is transmitted in the component and transferred back to the straightening device via the anvil element, which is designed to support the component when the straightening force is introduced.
  • the component is arranged in the straightening device.
  • the component is arranged in the straightening device according to the straightening scenario determined in step b).
  • the arrangement also includes, for example, a corresponding orientation of the component, which can be adapted to, for example, the position, the type and/or the extent of the distortion of the component.
  • it can be taken into account how the individual elements of the straightening device, in particular the clamping element, the straightening element and the anvil element, are arranged or positioned in the straightening device.
  • Clamping the component by the clamping element of the straightening device can also be viewed as part of arranging the component in the straightening device.
  • the at least one straightening step is then carried out in step d) of the method according to the invention.
  • a particularly plastic deformation of the component occurs due to the straightening force introduced into the component by the straightening element. This allows the distortion to be removed or at least reduced.
  • the shape of the component can thus be adapted to the shape specification by removing or at least reducing the distortion.
  • a final step e) of the method according to the invention it is provided to determine a straightening result of the straightening step carried out in step d).
  • the component remains arranged in the straightening device while the straightening result is being determined.
  • a straightening result can in particular contain information about how successfully the distortion was removed from the component or at least reduced.
  • this can be provided according to a method in such a way that the component does not have to be removed from the straightening device in order to determine the straightening result.
  • the straightening device can have the sensors necessary for this. Simply by allowing the component to remain in the straightening device while the straightening result is being determined, the time required to remove distortion of a component can be significantly reduced. This automatically leads to a cost reduction in the production of the component.
  • a method according to the invention can provide greater flexibility when correcting distortions of components, since each type of distortion has its own correcting scenario exists or can be determined.
  • no learning phase is required in order to generate a database with empirical values when adjusting a specific delay. This also means that a time and cost reduction can be achieved using a method according to the invention compared to the method known from the prior art for correcting distortion of a component.
  • step e) the straightening result determined in step e) is evaluated and that if a remaining distortion of the component is determined during the evaluation of the straightening result, steps d) and e) are adapted to the remaining distortion Straightening step must be carried out again and that otherwise the component is removed from the straightening device.
  • steps d) and e) are repeated several times if necessary.
  • step e) the straightening result is determined in such a way that the component remains in the straightening device during the determination.
  • step e) of the method according to the invention the component is still arranged in the straightening device.
  • step d) of a method according to the invention and thus a new straightening step can therefore be carried out immediately, since a new arrangement of the component in the straightening device is not necessary.
  • a straightening step adapted to the remaining distortion means in particular that previously carried out straightening steps, in particular plastic deformations of the component that have already occurred as a result, are or can be taken into account.
  • step d) of the method according to the invention When step d) of the method according to the invention is carried out again, the distortion is often already reduced compared to the original distortion due to plastic deformation of the component that has already occurred. This can be taken into account when adjusting the straightening step by using a lower straightening force and/or an adapted, in particular smaller, movement of the straightening element. If no remaining distortion of the component is determined in step e), this means that the shape of the component corresponds to the shape specification or at least essentially corresponds to it. At In the latter case, in particular, a tolerance can also be taken into account when determining the remaining distortion, within which slight deviations in the shape of the component from the shape specification should remain unconsidered. In this case, the component can be accepted as conforming to the shape specification, whereby the correction of the distortion of the component can be considered complete. In this case, the component can be removed from the straightening device and sent to its further destination.
  • a size of the distortion can be specified, for example, as an absolute size and/or as a relative size in relation to the size of the component.
  • the position of the distortion can provide information about where on the component the distortion is located.
  • the type of distortion can provide information about whether, for example, the distortion is essentially one-dimensional or, for example, two-dimensional.
  • Information about whether, for example, the delay is linear or polynomial can also be assigned to the type of delay.
  • a linear degree of distortion means that, in particular, two sections of the component, which at least essentially correspond to the shape specification, abut one another in a bend.
  • a polynomial distortion is a distortion that is formed as a continuous bend.
  • a distinction between these distortion characteristics can be made, for example, via two-dimensional derivations of the shape of the component, in particular via the second derivation, i.e the curvature of the component can be determined.
  • a sudden change in the curvature can indicate a linear degree of distortion and a continuous course of the curvature can indicate a polynomial degree of distortion.
  • An alignment of the distortion can in particular contain information about which surface of the component is warped, especially in the case of flat components. This information is particularly important for the correct orientation of the component when arranging the component in the straightening device.
  • the temperature and the material of the component are, in particular, parameters that can influence the deformability of the component.
  • parameters can be used in particular when determining the straightening force that is introduced into the component in the straightening step.
  • information about the geometric design of the component can be summarized as a parameter in the geometry of the component, for example whether and at which positions the component has ribs and/or recesses. Taking this information into account is advantageous both for the arrangement of the component in the straightening device and for the positioning of the individual elements of the straightening device. Overall, by depending on the reference scenario on parameters, a particularly good removal of distortion from the component can be achieved, in particular for each or at least for a particularly large number of different distortions.
  • the at least one parameter is determined by a simulation and/or by preliminary tests. In this way it is possible to determine the parameters particularly well and precisely. The determination of the at least one parameter is carried out once before the method is carried out and is then available to all implementations of the method according to the invention. The actual removal or straightening of the distortion can therefore be carried out more quickly for many components.
  • the directional scenario determined in step b) has at least one clamping position of the clamping element and/or at least one directional position of the directional element and/or at least one anvil position of the anvil element.
  • the elements, in particular the clamping element and/or the straightening element and/or the anvil element can be arranged flexibly and adaptably in the straightening device.
  • it can also be taken into account that the straightening force required to straighten the distortion is also dependent on a straightening lever.
  • Such a straightening lever is influenced in particular by the distance between the straightening position, i.e. the position of the straightening element, and the clamping position or the anvil position, i.e. the positions of the clamping element or the anvil element. This also makes it possible to determine the reference scenario in a particularly needs-based manner.
  • the method according to the invention is designed in such a way that a stamp stroke of the straightening element is determined in the straightening step, the stamp stroke being designed at least as a combination of a contact stroke, a straightening stroke and a return stroke. It is preferred that the contact stroke and the directional stroke take place in the same direction and the return stroke takes place in a direction opposite to this direction.
  • the directional element is moved until it just contacts the component. After the contact stroke, the straightening element is therefore in a position that corresponds to the shape of the component before the straightening force is introduced.
  • the straightening stroke takes place, in which the actual introduction of the straightening force into the component is carried out.
  • the component is therefore deformed by the introduction of the straightening force, in particular at least partially plastically deformed.
  • the straightening element is retracted until the straightening element just barely contacts the component. Since the component is usually at least partially elastic, the component usually follows the movement of the straightening element during the return stroke.
  • the return stroke is ended when the component no longer follows the movement of the straightening element.
  • the straightening element is therefore in a position that corresponds to the shape of the component after the straightening force has been introduced.
  • the directional stroke has a directional component and an overpressure component.
  • the directional component is in particular the proportion of the directional stroke between the position that the directional element assumes after the contact stroke and the position of the directional element in which the component is deformed by the directional element in such a way that the shape of the component corresponds to the shape specification.
  • the deformation of the component carried out up to that point corresponds to the desired permanent plastic deformation of the component. Since the component to be straightened can often react at least partially elastically to deformations, the straightening portion is followed by an overpressure portion of the straightening stroke in order to overcome this elastic springback of the component.
  • the overpressure component is preferably chosen to be so large that after the component springs back during the return stroke, a plastic deformation of the component remains. This plastic deformation of the component can in particular correct the distortion.
  • step e) a size of the straightening stroke and a size of the return stroke are evaluated to determine the straightening result.
  • step e) a difference between the size of the straightening stroke and the size of the return stroke is evaluated to determine the straightening result.
  • the directional stroke begins after the contact stroke, which describes the original position and shape of the component.
  • the return stroke ends at a position that corresponds to the plastic deformation of the component caused by the straightening stroke. This can be justified in particular by the fact that the return stroke ends when the directional element just barely contacts the component.
  • the remaining plastic deformation of the component can be determined directly. Furthermore, it can be determined, in particular taking into account the shape specification, whether the distortion has already been straightened, in particular removed, by carrying out the straightening step or whether there is still residual distortion in the component, in which case a tolerance range can also be taken into account.
  • a particularly simple determination of a straightening result of the straightening step carried out can be provided.
  • a method according to the invention can be designed such that an end of the contact stroke and/or an end of the return stroke is determined by measuring a contact force between the component and the directional element.
  • An end of the contact stroke is reached when the directional element just touches the component.
  • An end of the return stroke is reached when the straightening element just touches the component.
  • This just or just touching of the component by the directional element can be determined particularly easily by measuring a contact force between the component and the directional element.
  • the straightening device for example arranged in the straightening element, can have a corresponding force sensor.
  • Such a contact force provides information about how firmly the directional element presses or is pressed against the component.
  • this force is particularly small.
  • the time of an end of the contact stroke or an end of the return stroke can be determined particularly easily.
  • the respective end of the contact stroke or the return stroke can be determined particularly easily and precisely, since feedback about the position of the directional element is provided directly by the just beginning or ending contact with the component.
  • the contact force is smaller than approximately 100N, in particular smaller than approximately 50N.
  • a force of approximately 100N, preferably approximately 50N can still be easily measured, but is so small that there is no, or at least no significant, deformation of the component due to this force he follows.
  • the contact force cannot be smaller than 0N, since in this case there is no longer any contact between the component and the directional element and therefore the directional element no longer touches the component.
  • a shape of the component is measured, in particular optically measured.
  • the shape of the component is known particularly precisely. Determining the distortion of the component as a deviation of the measured shape of the component from a shape specification in step a) of the method according to the invention can thereby be carried out particularly precisely.
  • a particularly precise measurement of the shape of the component can be achieved by using an optical measurement method, for example using a laser or a strip light projector.
  • a method according to the invention can be further developed in such a way that the shape of the component is determined as a point cloud during the measurement.
  • a point cloud represents a particularly suitable data format because the component is saved as a number of points and their positions in space. This allows, for example, a distortion of the component to be determined for each of the stored points in the cloud.
  • point clouds with variable point widths can also be used. This makes it possible for major changes, i.e. H. In the case of severe distortions, a smaller point width is used, which means that a better resolution of the respective distortion can be achieved. If there are small or no changes, a larger point width can be used, which can reduce the amount of point cloud data that needs to be saved.
  • a point cloud represents a particularly suitable data format because, on the one hand, a shape of a component can be described particularly precisely and, on the other hand, a data volume can be reduced.
  • a straightening device for straightening a distortion of a component comprising a clamping element for clamping the component, a straightening element for introducing a straightening force into the component, an anvil element for supporting the component when initiating the straightening force and a Control element for operating the straightening device.
  • a straightening device according to the invention is characterized in that the control element is designed to carry out a method according to the first aspect of the invention. Accordingly, a straightening device according to the invention brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a method according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • the clamping element and/or the straightening element and/or the anvil element can be positioned variably in the straightening device.
  • the straightening device according to the invention is further characterized in that the straightening element has a contact force sensor, in particular a strain gauge, preferably a piezoelectric force sensor, for measuring a contact force between the straightening element and the component.
  • a contact force sensor in particular a strain gauge, preferably a piezoelectric force sensor
  • Strain gauges and preferably piezoelectric force sensors are particularly suitable contact force sensors for this use.
  • a contact force By measuring a contact force, as described above, in particular a position of the straightening element with respect to the component can be determined, in particular at the end of a contact stroke or a return stroke of the straightening element.
  • Such a contact force sensor can also make it possible, for example, to determine a straightening result, whereby the component can remain in the straightening device during this determination of the straightening result.
  • the straightening element and/or the anvil element has a plurality of stamps, the stamps being arranged in a matrix-like manner, and the stamps being designed to be individually controllable.
  • Arranged like a matrix in the sense of the invention can mean in particular that the individual stamps are arranged in rows and columns relative to one another, for example.
  • the individual stamps can preferably be arranged adjacent to one another and/or touching one another.
  • Individually controllable in the sense of the invention can mean in particular that each of the individual stamps or at least different groups of individual stamps can be controlled independently of all other stamps.
  • individual control within the meaning of the invention can also include that all stamps are controlled or moved at the same time, especially until they contact the component.
  • the individual stamps can then be fixed in the respective position.
  • a shape of the component can therefore be reproduced particularly easily using the stamps.
  • a matrix-like arrangement of stamps can ensure that certain positions of the component can be supported or applied with a directing force by controlling individual stamps.
  • the straightening force can also be supported or initiated at several positions, caused by controlling several stamps.
  • a straightening device 20 according to the invention is shown.
  • the straightening device 20 according to the invention has in particular a control element 28, which is designed to carry out a method according to the invention.
  • the straightening device 20 according to the invention has a clamping element 21, which is designed to clamp a component 1.
  • a straightening element 23 and an anvil element 26 are shown as part of the straightening device 20.
  • the straightening element 23 is designed to introduce a straightening force 11 (not shown) into the component 1, the anvil element 26 being designed to support the component 1 when this straightening force 11 is introduced.
  • the directional element 23 has a contact force sensor 25.
  • Such a contact force sensor 25 can be designed, for example, as a strain gauge, but preferably as a piezoelectric force sensor.
  • a component 1 is shown in addition to the straightening device 20 according to the invention shown.
  • This component 1 has a shape 2 which has a distortion 4.
  • a shape specification 3 is also shown in dashed lines.
  • the delay 4 is determined in particular in a step a) of a method according to the invention by a deviation of the shape 2 of the component 1 from the shape specification 3. Based on a result of this determination, which can be carried out in particular in the control element 28, a directional scenario 10 (not shown) can also be determined in the control element 28.
  • the implementation of a straightening process based on a straightening scenario 10 is in the Fig. 2 , 3, 4 at least partially shown.
  • the component 1 was arranged in the straightening device 20.
  • the clamping element 21 is in its clamping position 22 and fixes the component 1 in the straightening device 20.
  • the straightening element 23 is in its straightening position 24, the anvil element 26 in its anvil position 27.
  • the respective positions 22, 24, 27 of the Elements 21, 23, 26 are stored as part of the reference scenario 10.
  • the reference scenario 10 is adapted in particular to the distortion 4 of the component 1, the distortion 4 being determined by comparing the shape 2 of the component 1 with a shape specification 3. Im in the Fig.
  • a contact stroke 31 has already been carried out as part of the stamp stroke 30 of the straightening element 23.
  • the contact stroke 31 has a size that is determined by the fact that the directional element 23 just touches the component 1.
  • the directing element 23 has a contact force sensor 25. As soon as the contact force sensor 25 measures a small contact force, this is interpreted as contact of the directional element 23 with the component 1.
  • the contact stroke 31 is completed at this moment.
  • a straightening stroke 32 is carried out by the straightening element 23. This is in Fig. 3 pictured.
  • a straightening force 11 is introduced into the component 1.
  • the directing force 11 is passed on in the component 1 and diverted into the anvil element 26. It can be clearly seen that the component 1 is deformed beyond the shape specification 3 by the straightening force 11 caused by the straightening element 23 at the end of its straightening stroke 32. In this way, it can be achieved in particular that when the component 1 springs back elastically, a plastic deformation of the component 1 still remains, particularly preferably in such a way that the new shape 2 of the component 1 corresponds to the shape specification 3. This is particularly in Fig. 4 shown.
  • the straightening element 23 is retracted again in its return stroke 35 in a movement whose direction of movement is opposite to the contact stroke 31 or the straightening stroke 32. This is carried out in particular until the contact force between the straightening element 23 and the component 1 measured by the contact force sensor 25 becomes particularly small. Particularly small in the sense of the invention means in particular approx. 50N.
  • a position or a shape 2 of the component 1 can also be determined after carrying out a straightening process. Removing the component 1 from the straightening device 20 for a measurement of the shape 2 of the component 1, which is particularly time-consuming and labor-intensive, can thereby be avoided.
  • a straightening device 20 according to the invention or a method according to the invention can therefore be used to provide a particularly simple, time- and cost-saving straightening of a distortion 4 of a component 1.
  • the Fig. 5, 6 each show a straightening stroke 32 and a return stroke 35, shown schematically for a component 1.
  • the component 1 Before the straightening stroke 32 is carried out, the component 1 is in a shape that has a distortion 4.
  • a shape specification 3 is also shown, which is to be achieved by straightening the distortion.
  • the deviation 5 is considered to have been overcome when the shape 2 of the component 1 is within a tolerance 6 around the shape specification 3 after carrying out the method according to the invention.
  • the directional stroke 32 is composed of a directional component 33 and an overpressure component 34.
  • the straightening portion 33 is that portion of the straightening stroke 32 that corresponds to the deviation 5 and thus corresponds to a deformation of the component 1 from its shape 2 with the distortion 4 up to the shape specification 3.
  • the overpressure portion 34 corresponds to that portion of the directional stroke 32 that goes beyond this directional portion 33. This overpressure portion 34 is intended to ensure plastic deformation of the component 1 and to compensate for elastic springback of the component 1.
  • a return stroke 35 is shown, which represents an end position outside the tolerance range 6.
  • the difference 36 between the start of the straightening stroke 32 and the end of the return stroke 35 is therefore smaller than a difference between the deviation 5 and the tolerance 6.
  • Fig. 7, 8 show two possible default scenarios of a default 4.
  • a linear delay scenario is shown.
  • This is characterized in particular by the fact that the shape 2 of the component 1 has two areas that at least essentially correspond to the shape specification 3, but are warped relative to one another by a locally limited bend.
  • Such a delay 4 is referred to as a linear delay.
  • Such a linear distortion 4 can be determined in particular by the fact that there is a curvature of the shape 2 at this specific point of the component 1, in particular a two-dimensional curvature, which can be determined as a second derivative, suddenly changes, in particular changes suddenly.
  • a straightening scenario 10 (not shown) can be determined by introducing a straightening force 11 into the component 1 at this point of the sudden change in curvature. This can ensure that the warped part of the component 1 folds over locally directly at the location of the warp 4, whereby the shape 2 of the component 1 again corresponds to the shape specification 3 or at least essentially corresponds.
  • Another possible default scenario of a default 4 is in Fig. 8 shown. There the shape 2 of the component 1 does not change suddenly, but continuously, in particular polynomially. Such a delay 4 is therefore also referred to as a polynomial delay 4.
  • a directional scenario 10 (not shown) can preferably be determined, in which a directional force 11 is introduced into the component 1 at the location of the maximum distortion 4. This can ensure that at least part of the straightening force 11 acts over the entire distortion distance, whereby the entire distortion 4 can also be deformed in such a way that the shape 2 of the component 1 corresponds or at least essentially corresponds to the shape specification 3 after the method has been carried out .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Straightening Metal Sheet-Like Bodies (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Richten eines Verzugs eines Bauteils durch eine Richtvorrichtung, die Richtvorrichtung aufweisend ein Spannelement zum Einspannen des Bauteils, ein Richtelement zum Einleiten einer Richtkraft in das Bauteil und ein Ambosselement zum Unterstützen des Bauteils beim Einleiten der Richtkraft. Ferner betrifft die Erfindung eine Richtvorrichtung zum Richten eines Verzugs eines Bauteils, aufweisend ein Spannelement zum Einspannen des Bauteils, ein Richtelement zum Einleiten einer Richtkraft in das Bauteil, ein Ambosselement zum Unterstützen des Bauteils beim Einleiten der Richtkraft und ein Kontrollelement zum Betreiben der Richtvorrichtung.
  • In der modernen Technik ist es bekannt, für eine Massenproduktion Bauteile in hoher Stückzahl zu produzieren. Ein derartiges Produktionsverfahren kann dabei beispielsweise ein Gussverfahren sein. Insbesondere im Karosserie- und Fahrzeugstrukturteilbau werden beispielsweise zunehmend Bauteile durch Verwendung eines Leichtmetalldruckgussverfahrens hergestellt. Neben den mechanischen Eigenschaften der Bauteile ist dabei vor allem eine Einhaltung von geometrischen Formvorgaben ein entscheidendes Qualitätskriterium, welches reproduzierbar zu gewährleisten ist. Verschiedenste Faktoren während des Herstellungsprozesses können jedoch die Form des Bauteils, insbesondere eines Gussteils, beeinflussen und zu einer großen Abweichung der Form des Bauteils von einer Formvorgabe und damit zu einem unzulässigem Verzug führen. Selbstverständlich wird dabei durch Anpassung der Prozessführung und der verwendeten Werkzeuge versucht, einen derartigen Verzug zu kompensieren oder zumindest zu minimieren. Lässt sich jedoch ein derartiger Verzug auch durch diese Maßnahmen nicht verhindern oder zumindest auf eine tolerierbare Abweichung von einer Formvorgabe reduzieren oder ist auch nur die stochastische Streuung der Form der hergestellten Bauteile zu groß, ist es bekannt, die Bauteile einem Richtprozess zu unterziehen, siehe beispielsweise die DE 199 20 003 A1 .
  • Ein derartiger Richtprozess erfolgt oftmals auf Richtmaschinen, die zumeist individuell und spezifisch für jedes einzelne zu richtende Bauteil und insbesondere oftmals auch für einen speziellen Verzug dieses Bauteils entwickelt wurden. Dabei ist es bekannt, sowohl Mess- als auch Richtpunkte vorab zu definieren, wobei diese Mess- und Richtpunkte im laufenden Herstellungsprozess zumeist nicht variabel sind. Üblicherweise werden dabei in einem derartigen Richtprozess die Bauteile plastisch verformt, beispielsweise durch einen Richtstempel. Dabei ist es bekannt, zur Bestimmung eines weggesteuerten Hubs des Richtstempels Erfahrungswerte vorangegangener Richtvorgänge heranzuziehen. Durch eine selbstlernende Software werden dazu alle relevanten Daten gesammelt, um die nötigen Erfahrungswerte zusammenzutragen. Dabei kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Größe des gemessenen Verzugs durch die selbstlernende Software in einer Datenbank nach einer optimalen Größe eines Richthubs gesucht werden und im Folgenden diese ausgeführt werden. An jeden dieser Richtvorgänge schließt sich eine weitere aufwendige Vermessung der Geometrie des Bauteils an, um die selbstlernende Software mit Erfahrungswerten und Daten zu versorgen. Für diese Vermessung wird das Bauteil aus der Richtmaschine entnommen oder zumindest aus der für den Richtvorgang erforderlichen Spannung freigegeben, wodurch ein zusätzlicher Zeit- und Kostenaufwand entsteht. Wird dabei ein Verzug festgestellt, der sich immer noch außerhalb einer zulässigen Toleranz befindet, erfolgt ein weiterer Richtvorgang. Hat der gewählte Richthub die gewünschte Wirkung erzielt, wird diese Einstellung als Erfahrungswert für kommende Richtvorgänge in der Datenbank hinterlegt.
  • Richtverfahren bzw. Richtvorrichtungen, welche die oben beschriebene Merkmale zumindest teilweise aufweisen, sind beispielsweise aus der US 2014/0208817 A1 , auf welche der Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 12 basiert, der DE 10 2007 002 320 A1 sowie der JP H07 060 353 A bekannt.
  • Diese gemäß dem Stand der Technik bekannten Richtverfahren haben dabei mehrere Nachteile. Durch die speziell für jedes einzelne zu richtende Bauteil entwickelten Richtmaschinen ergibt sich eine reduzierte Flexibilität bei der Durchführung von Richtvorgängen. Dies ist oftmals dadurch begründet, dass die Richtmaschinen bezüglich einer Halterung der Bauteile und einer Positionierung von Richtstempeln und Gegenhaltern festgelegt sind. Eine Anpassung auf verschiedene Bauteile oder auch nur auf verschieden angeordnete Verzüge in einem Bauteil ist dadurch nicht oder nur sehr schwer möglich. Darüber hinaus benötigt die verwendete selbstlernende Softwäre als Grundlage eine Datenbank mit Erfahrungswerten, die durch eine Vielzahl von durchgeführten Richtvorgängen gefüllt werden muss. Dieses Füllen der Datenbank ist dabei insbesondere zeitintensiv und verursacht allein dadurch hohe Kosten. Auch kann eine derartige selbstlernende Software lediglich auf bekannte, bereits aufgetretene Verzüge in Bauteilen angewendet werden. Ein neu auftretender Verzug, der sich beispielsweise durch seine Anordnung am Bauteil, seine Art und/oder seine Größe von vorhergegangenen Verzügen unterscheidet, benötigt ein erneutes Füllen der Datenbank mit all den damit verbundenen Nachteilen. Schließlich wirkt sich, wie oben bereits beschrieben, auch das nach jedem Richtvorgang durchzuführende Messen, für das das Bauteil aus der Richtmaschine entnommen oder zumindest aus der für den Richtvorgang erforderlichen Spannung freigegeben werden muss, negativ auf eine Taktzeit aus.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Richten eines Verzugs eines Bauteils durch eine Richtvorrichtung sowie eine Richtvorrichtung zum Richten eines Verzugs eines Bauteils bereitzustellen, die eine besonders einfache und kostengünstige Durchführung eines Richtvorgangs an einem Bauteil ermöglichen, wobei insbesondere eine hohe Flexibilität hinsichtlich eines auftretenden Verzugsszenarios und niedrige Taktzeiten beim Durchführen des Richtvorgangs erreicht werden können. Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Richten eines Verzugs eines Bauteils mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch eine Richtvorrichtung zum Richten eines Verzugs eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Richtvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Richten eines Verzugs eines Bauteils durch eine Richtvorrichtung, die Richtvorrichtung aufweisend ein Spannelement zum Einspannen des Bauteils, ein Richtelement zum Einleiten einer Richtkraft in das Bauteil und ein Ambosselement zum Unterstützen des Bauteils beim Einleiten der Richtkraft. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
    1. a) Ermitteln des Verzugs des Bauteils als eine Abweichung einer Form des Bauteils von einer Formvorgabe,
    2. b) Bestimmen eines Richtszenarios basierend zumindest auf einem Ergebnis der in Schritt a) durchgeführten Ermittlung, wobei das Richtszenario zumindest einen Richtschritt umfasst, in dem die Richtkraft in das Bauteil eingeleitet wird,
    3. c) Anordnen des Bauteils in der Richtvorrichtung entsprechend dem in Schritt b) bestimmten Richtszenarios,
    4. d) Durchführen des zumindest einen Richtschrittes, und
    5. e) Ermitteln eines Richtergebnisses des in Schritt d) durchgeführten Richtschritts, wobei das Bauteil während des Ermittelns in der Richtvorrichtung angeordnet verbleibt,
    wobei im Richtschritt ein Stempelhub (30) des Richtelements (23) festgelegt wird, wobei der Stempelhub (30) zumindest als eine Kombination eines Kontakthubs (31), eines Richthubs (32) und eines Rückhubs (35) ausgebildet ist, wobei der Rückhub (35) beendet ist, wenn das Bauteil (1) der Bewegung des Richtelements (23) nicht mehr folgt, und wobei in Schritt e) zum Ermitteln des Richtergebnisses eine Größe des Richthubs (32) und eine Größe des Rückhubs (35) ausgewertet werden.
  • Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren kann ein Richten eines Verzugs eines Bauteils durchgeführt werden. Das Bauteil kann dabei beispielsweise ein Gussteil, vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, sein. Ein Richten eines Verzugs des Bauteils umfasst dabei insbesondere ein Entfernen des Verzugs vom Bauteil, so dass das Bauteil nach der Durchführung des Verfahrens einer Formvorgabe entspricht, bzw. zumindest im Wesentlichen, d. h. innerhalb einer Toleranzgrenze, entspricht. Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird dabei mithilfe einer Richtvorrichtung durchgeführt. Eine für ein erfindungsgemäßes Verfahren verwendbare Richtvorrichtung weist dabei zumindest ein Spannelement zum Einspannen des Bauteils auf. Dadurch kann ermöglicht werden, das Bauteil sicher und ortsfest in der Richtvorrichtung anzuordnen. Ferner weist die Richtvorrichtung ein Richtelement zum Einleiten einer Richtkraft in das Bauteil und ein Ambosselement zum Unterstützen des Bauteils beim Einleiten der Richtkraft auf. Auch kann die Richtvorrichtung jeweils mehr als ein Richtelement beziehungsweise mehr als ein Ambosselement aufweisen. Dadurch ist es möglich, in der Richtvorrichtung durch das Richtelement das Bauteil zu verformen, insbesondere plastisch zu verformen, und dadurch den Verzug aus dem Bauteil zu entfernen.
  • Dabei wird in einem ersten Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Verzug des Bauteils als eine Abweichung einer Form des Bauteils von einer Formvorgabe ermittelt. Die Form des Bauteils, d. h. die aktuell vorhandene geometrische Ausgestaltung des Bauteils, kann dabei beispielsweise durch eine Vermessung des Bauteils ermittelt werden. Durch einen Vergleich der Form des Bauteils mit einer Formvorgabe kann eine Abweichung der aktuell vorherrschenden Form des Bauteils von dieser Formvorgabe ermittelt werden. Dies entspricht der Ermittlung des Verzugs gemäß der Erfindung. Dabei kann die Form des Bauteils auch nur für einen Abschnitt des Bauteils mit einer Formvorgabe verglichen werden. Nach der Durchführung des Schritts a) des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt somit eine Information vor, wie der Verzug des Bauteils ausgebildet ist und ferner an welcher Position des Bauteils sich der Verzug befindet. Diese Informationen werden im nächsten Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet, um ein Richtszenario zu bestimmen. Selbstverständlich können auch alle weiteren Ergebnisse der in Schritt a) durchgeführten Ermittlung für dieses Bestimmen des Richtszenarios verwendet werden. Dabei wird das Richtszenario auf den in Schritt a) erkannten Verzug angepasst bestimmt, beispielsweise durch eine entsprechende Einstellung bzw. Ansteuerung der Elemente der Richtvorrichtung. So kann beispielsweise eine Position des Spannelements und/oder des Richtelements und/oder des Ambosselements in der Richtvorrichtung an den in Schritt a) erkannten Verzug angepasst werden. Insbesondere kann ein Bestimmen des Richtszenarios auch eine geeignete Anpassung des Richtschritts beinhalten, den das Richtszenario umfasst. Ein derartiger Richtschritt des Richtszenarios kann dabei insbesondere bevorzugt beispielsweise eine stempelartige Bewegung des Richtelements zum gezielten plastischen Verformen des Bauteils umfassen. Eine derartige stempelartige Bewegung des Richtelements kann dabei beispielsweise durch eine Größe der dabei durchgeführten Bewegung und/oder durch eine Größe der dadurch erzeugten Richtkraft gekennzeichnet sein. Die durch das Richtelement in das Bauteil eingeleitete Richtkraft wird dabei im Bauelement weitergeleitet und über das Ambosselement, das zum Unterstützen des Bauteils beim Einleiten der Richtkraft ausgebildet ist, wieder an die Richtvorrichtung abgeleitet. Nach dem Bestimmen des Richtszenarios, das insbesondere auch eine entsprechende Vorbereitung der Richtvorrichtung beinhalten kann, wird in einem nächsten Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens das Bauteil in der Richtvorrichtung angeordnet. Dabei wird das Bauteil entsprechend dem in Schritt b) bestimmten Richtszenario in der Richtvorrichtung angeordnet. Insbesondere umfasst dabei das Anordnen beispielsweise auch eine entsprechende Orientierung des Bauteils, die an beispielsweise die Lage, die Art und/oder die Ausprägung des Verzugs des Bauteils angepasst sein kann. Ferner kann bei einem Anordnen des Bauteils in der Richtvorrichtung berücksichtigt werden, wie die einzelnen Elemente der Richtvorrichtung, insbesondere das Spannelement, das Richtelement und das Ambosselement, in der Richtvorrichtung angeordnet beziehungsweise positioniert sind. Auch ein Einspannen des Bauteils durch das Spannelement der Richtvorrichtung kann als Teil des Anordnens des Bauteils in der Richtvorrichtung angesehen werden. Im Anschluss daran wird in Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens der zumindest eine Richtschritt durchgeführt. Bei dieser Durchführung des Richtschritts kommt es zu einer insbesondere plastischen Verformung des Bauteils durch die durch das Richtelement in das Bauteil eingeleitete Richtkraft. Dadurch kann eine Entfernung oder zumindest eine Verminderung des Verzugs erreicht werden. Die Form des Bauteils kann somit an die Formvorgabe durch Entfernung oder zumindest Verminderung des Verzugs angeglichen werden. Anschließend ist in einem abschließenden Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, ein Richtergebnis des in Schritt d) durchgeführten Richtschritts zu ermitteln. Erfindungswesentlich ist dabei vorgesehen, dass das Bauteil während des Ermittelns des Richtergebnisses in der Richtvorrichtung angeordnet verbleibt. Ein derartiges Richtergebnis kann insbesondere eine Information darüber enthalten, wie erfolgreich der Verzug aus dem Bauteil entfernt oder zumindest verkleinert wurde. Insbesondere kann dies gemäß einem Verfahren derart vorgesehen sein, dass das Bauteil für dieses Ermitteln des Richtergebnisses nicht aus der Richtvorrichtung entnommen werden muss. Dabei kann insbesondere beispielsweise die Richtvorrichtung die dafür nötigen Sensoren aufweisen. Allein durch dieses Verbleiben des Bauteils in der Richtvorrichtung während des Ermittelns des Richtergebnisses kann ein Zeitbedarf beim Entfernen eines Verzugs eines Bauteils deutlich vermindert werden. Dies führt automatisch zu einer Kostenreduktion bei der Herstellung des Bauteils. Ferner kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren eine höhere Flexibilität beim Richten von Verzügen von Bauteilen bereitgestellt werden, da für jede Verzugsart ein eigenes Richtszenario vorhanden bzw. bestimmt werden kann. Insbesondere wird beim Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens keine Lernphase benötigt, um eine Datenbank mit Erfahrungswerten beim Richten eines bestimmten Verzugs zu erzeugen. Auch dadurch kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zum Richten eines Verzugs eines Bauteils eine Zeit- und Kostenreduktion erreicht werden.
  • Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das in Schritt e) ermittelte Richtergebnis ausgewertet wird und dass, wenn bei der Auswertung des Richtergebnisses ein verbleibender Verzug des Bauteils festgestellt wird, die Schritte d) und e) mit einem an dem verbleibenden Verzug angepassten Richtschritt erneut ausgeführt werden und dass ansonsten das Bauteil aus der Richtvorrichtung entnommen wird. Auf diese Weise kann eine iterative Durchführung des Richtens des Verzugs erreicht werden, wodurch selbst bei einer nicht vollständigen Entfernung des Verzugs vom Bauteil in einem ersten Richtschritt durch die wiederholte und erneute Ausführung der Schritte d) und e) ein tatsächliches Entfernen des Verzugs vom Bauteil sichergestellt werden kann. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass falls nötig die Schritte d) und e) mehrmals durchlaufen werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass in Schritt e) das Richtergebnis derart ermittelt wird, dass das Bauteil während des Ermittelns in der Richtvorrichtung verbleibt. Dadurch ist nach Durchführung des Schritts e) des erfindungsgemäßen Verfahrens das Bauteil immer noch in der Richtvorrichtung angeordnet. Ein Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens und damit ein erneuter Richtschritt können somit sofort ausgeführt werden, da ein erneutes Anordnen des Bauteils in der Richtvorrichtung nicht nötig ist. Ein an den verbleibenden Verzug angepasster Richtschritt bedeutet dabei insbesondere, dass zuvor durchgeführte Richtschritte, insbesondere bereits dadurch erfolgte plastische Verformungen des Bauteils, berücksichtigt werden bzw. werden können. So ist oftmals bei einem erneuten Durchführen des Schritts d) des erfindungsgemäßen Verfahrens der Verzug bereits gegenüber dem ursprünglichen Verzug durch eine bereits erfolgte plastische Verformung des Bauteils verkleinert. Dies kann beim Anpassen des Richtschritts durch eine geringere Richtkraft und/oder eine angepasste, insbesondere kleinere Bewegung des Richtelements berücksichtigt werden. Wird in Schritt e) kein verbleibender Verzug des Bauteils festgestellt, bedeutet dies, dass die Form des Bauteils der Formvorgabe entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht. Bei letzterem kann dabei insbesondere auch eine Toleranz bei der Ermittlung des verbleibenden Verzugs berücksichtigt werden, innerhalb der leichte Abweichungen der Form des Bauteils von der Formvorgabe unberücksichtigt bleiben sollen. In diesem Fall kann das Bauteil als der Formvorgabe entsprechend angenommen werden, wodurch das Richten des Verzugs des Bauteils als abgeschlossen angesehen werden kann. Das Bauteil kann in diesem Fall aus der Richtvorrichtung entnommen werden und seiner weiteren Bestimmung zugeführt werden.
  • Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahin gehend ausgebildet sein, dass das Richtszenario abhängig von Parametern festgelegt wird, wobei insbesondere zumindest einer der folgenden Parameter verwendet wird:
    • Größe des Verzugs
    • Position des Verzugs
    • Art des Verzugs
    • Ausrichtung des Verzugs
    • Temperatur des Bauteils
    • Material des Bauteils
    • Geometrie des Bauteils
  • Durch eine derartige Abhängigkeit des Richtszenarios von Parametern kann das Richtszenario besonders spezifisch und genau auf die vorhandenen Bedürfnisse angepasst werden. Dabei kann eine Größe des Verzugs beispielsweise als absolute Größe angegeben werden und/oder als relative Größe in Bezug auf die Größe des Bauteils. Durch die Position des Verzugs kann eine Information darüber bereitgestellt werden, an welcher Stelle des Bauteils sich der Verzug befindet. Durch die Art des Verzugs kann eine Information darüber bereitgestellt werden, ob beispielsweise der Verzug im Wesentlichen eindimensional oder beispielsweise zweidimensional ausgebildet ist. Auch eine Information darüber, ob beispielsweise der Verzug linear oder polynomial ausgebildet ist, kann der Art des Verzugs zugeordnet werden. Dabei bedeutet eine lineare Verzugsausprägung, dass insbesondere zwei Abschnitte des Bauteils, die in sich zumindest im Wesentlichen der Formvorgabe entsprechen, in einem Knick aneinanderstoßen. Eine polynomiale Verzugsausprägung dagegen ist ein Verzug, der als eine kontinuierliche Verbiegung ausgebildet ist. Eine Unterscheidung dieser Verzugsausprägungen kann dabei beispielsweise über zweidimensionale Ableitungen der Form des Bauteils, insbesondere über die zweite Ableitung, also die Krümmung, des Bauteils, bestimmt werden. Dabei können eine plötzliche Änderung der Krümmung auf eine lineare Verzugsausprägung und ein kontinuierlicher Verlauf der Krümmung auf eine polynomiale Verzugsausprägung hindeuten. Eine Ausrichtung des Verzugs kann insbesondere Informationen darüber enthalten, zu welcher Oberfläche des Bauteils hin, insbesondere bei flächigen Bauteilen, verzogen ist. Diese Information ist insbesondere für die richtige Orientierung des Bauteils beim Anordnen des Bauteils in der Richtvorrichtung von Bedeutung. Die Temperatur und das Material des Bauteils sind insbesondere Parameter, die die Verformbarkeit des Bauteils beeinflussen können. Insbesondere beim Bestimmen der Richtkraft, die im Richtschritt in das Bauteil eingeleitet wird, können diese Parameter verwendet werden. In der Geometrie des Bauteils als Parameter können insbesondere Informationen über die geometrische Ausgestaltung des Bauteils zusammengefasst sein, beispielsweise ob und an welchen Positionen das Bauteil Rippen und/oder Aussparungen aufweist. Eine Berücksichtigung auch dieser Informationen ist zum einen für die Anordnung des Bauteils in der Richtvorrichtung als auch bei der Positionierung der einzelnen Elemente der Richtvorrichtung vorteilhaft. Insgesamt kann somit durch eine Abhängigkeit des Richtszenarios von Parametern ein besonders gutes Entfernen eines Verzugs vom Bauteil erreicht werden, insbesondere für jeden oder doch zumindest für besonders viele unterschiedliche Verzüge.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass der zumindest eine Parameter durch eine Simulation und/oder durch Vorversuche bestimmt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, die Parameter besonders gut und genau zu bestimmen. Die Bestimmung des zumindest einen Parameters wird dabei einmal im Vorfeld der Durchführung des Verfahrens vorgenommen und steht dann allen Durchführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung. Das eigentliche Entfernen bzw. Richten des Verzugs kann dadurch für viele Bauteile insgesamt schneller durchgeführt werden.
  • Auch kann ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das in Schritt b) bestimmte Richtszenario zumindest eine Spannposition des Spannelements und/oder zumindest eine Richtposition des Richtelements und/oder zumindest eine Ambossposition des Ambosselements aufweist. Auf diese Weise kann eine besonders flexible Anpassung auf den aktuell vorhandenen Verzug vorgenommen werden. Insbesondere kann dabei bevorzugt vorgesehen sein, dass die Elemente, insbesondere das Spannelement und/oder das Richtelement und/oder das Ambosselement, flexibel und anpassbar in der Richtvorrichtung anordenbar sind. Insbesondere kann dabei auch berücksichtigt werden, dass die zum Richten des Verzugs nötige Richtkraft auch abhängig von einem Richthebel ist. Ein derartiger Richthebel wird dabei insbesondere beeinflusst durch den Abstand der Richtposition, also der Position des Richtelements, zur Spannposition bzw. zur Ambossposition, also den Positionen des Spannelements bzw. des Ambosselements. Auch dadurch kann eine besonders bedarfsgerechte Bestimmung des Richtszenarios erfolgen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dahin gehend ausgebildet, dass im Richtschritt ein Stempelhub des Richtelements festgelegt wird, wobei der Stempelhub zumindest als eine Kombination eines Kontakthubs, eines Richthubs und eines Rückhubs ausgebildet ist. Dabei ist bevorzugt, dass der Kontakthub und der Richthub in die gleiche Richtung erfolgen und der Rückhub in einer dieser Richtung entgegengesetzten Richtung erfolgt. Während des Kontakthubs wird das Richtelement derart weit verfahren, bis es das Bauelement gerade kontaktiert. Nach dem Kontakthub befindet sich das Richtelement somit in einer Position, die der Form des Bauteils vor dem Einleiten der Richtkraft entspricht. Ausgehend von dieser Position, die das Richtelement nach Durchführung des Kontakthubs einnimmt, erfolgt der Richthub, in dem das eigentliche Einleiten der Richtkraft in das Bauteil vorgenommen wird. Während des Richthubs wird somit das Bauteil durch das Einleiten der Richtkraft verformt, insbesondere zumindest teilweise plastisch verformt. Im anschließenden Rückhub wird das Richtelement derart weit zurückgezogen, bis das Richtelement das Bauteil gerade noch kontaktiert. Da das Bauteil zumeist zumindest teilweise elastisch ist, folgt das Bauteil zumeist der Bewegung des Richtelements während des Rückhubs. Der Rückhub ist dabei beendet, wenn das Bauteil der Bewegung des Richtelements eben nicht mehr folgt. Nach dem Rückhub befindet sich das Richtelement somit in einer Position, die der Form des Bauteils nach dem Einleiten der Richtkraft entspricht. Durch die Aufteilung des Stempelhubs als Kombination des Kontakthubs, des Richthubs und des Rückhubs kann jeder dieser einzelnen Hübe einzeln bestimmt und festgelegt werden. Eine besonders flexible und genaue Einstellung des Stempelhubs als Ganzes kann dadurch erreicht werden.
  • Bevorzugt kann ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass der Richthub einen Richtanteil und einen Überdrückungsanteil aufweist. Der Richtanteil ist dabei insbesondere der Anteil des Richthubs zwischen der Position, den das Richtelement nach dem Kontakthub einnimmt und der Position des Richtelements, in der das Bauteil durch das Richtelement derart verformt ist, dass die Form des Bauteils der Formvorgabe entspricht. Die bis dahin durchgeführte Verformung des Bauteils entspricht somit der angestrebten bleibenden plastischen Verformung des Bauteils. Da das zu richtende Bauteil oftmals zumindest teilweise elastisch auf Verformungen reagieren kann, schließt sich an den Richtanteil ein Überdrückungsanteil des Richthubs an, um dieses elastische Zurückfedern des Bauteils zu überwinden. Der Überdrückungsanteil ist dabei bevorzugt derart groß gewählt, dass nach dem Zurückfedern des Bauteils während des Rückhubs eine plastische Verformung des Bauteils verbleibt. Durch diese plastische Verformung des Bauteils kann insbesondere das Richten des Verzugs bewirkt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass in Schritt e) zum Ermitteln des Richtergebnisses eine Größe des Richthubs und eine Größe des Rückhubs ausgewertet wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass in Schritt e) zum Ermitteln des Richtergebnisses eine Differenz zwischen der Größe des Richthubs und der Größe des Rückhubs ausgewertet wird. Dabei kann ausgenützt werden, dass der Richthub nach dem Kontakthub beginnt, der die ursprüngliche Lage und Form des Bauteils beschreibt. Zusätzlich endet der Rückhub an einer Position, die der durch den Richthub hervorgerufenen plastischen Verformung des Bauteils entspricht. Dies kann insbesondere dadurch begründet werden, dass der Rückhub dann endet, wenn das Richtelement das Bauteil gerade noch kontaktiert. Durch eine Auswertung der Größe des Richthubs und der Größe des Rückhubs, insbesondere durch Bildung einer Differenz dieser Größen, kann somit direkt die verbleibende plastische Verformung des Bauteils ermittelt werden. Weiterhin kann dadurch ermittelt werden, insbesondere unter Berücksichtigung der Formvorgabe, ob der Verzug durch die Durchführung des Richtschrittes bereits gerichtet, insbesondere entfernt, wurde oder ob noch ein restlicher Verzug im Bauteil verbleibt, wobei hierbei auch ein Toleranzbereich berücksichtigt werden kann. Durch die Verwendung der Größen des Richthubs und des Rückhubs, insbesondere durch Berücksichtigung der Differenz dieser Größen, kann somit ein besonders einfaches Ermitteln eines Richtergebnisses des durchgeführten Richtschritts bereitgestellt werden.
  • Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahin gehend ausgebildet sein, dass ein Ende des Kontakthubs und/oder ein Ende des Rückhubs durch ein Messen einer Kontaktkraft zwischen dem Bauteil und dem Richtelement bestimmt wird. Ein Ende des Kontakthubs ist dann erreicht, wenn das Richtelement das Bauteil gerade berührt. Ein Ende des Rückhubs ist dann erreicht, wenn das Richtelement das Bauteil gerade noch berührt. Dieses gerade schon bzw. gerade noch Berühren des Bauteils durch das Richtelement kann dabei durch ein Messen einer Kontaktkraft zwischen dem Bauteil und dem Richtelement besonders einfach bestimmt werden. Für ein derartiges Messen der Kontaktkraft kann dabei die Richtvorrichtung, beispielsweise angeordnet im Richtelement, einen entsprechenden Kraftsensor aufweisen. Eine derartige Kontaktkraft liefert eine Information darüber, wie fest das Richtelement gegen das Bauteil drückt bzw. gedrückt wird. Bei Beginn eines Kontakts zwischen dem Richtelement und dem Bauelement, wie er beispielsweise am Ende des Kontakthubs vorliegt bzw. bei Beendigung eines derartigen Kontakts zwischen dem Richtelement und dem Bauteil, wie es beispielsweise am Ende des Rückhubs der Fall ist, ist diese Kraft besonders klein. Durch das Ermitteln eines Moments, in dem eben diese Kontaktkraft besonders klein ist, kann somit der Zeitpunkt eines Endes des Kontakthubs bzw. eines Endes des Rückhubs besonders einfach bestimmt werden. Insbesondere kann dadurch das jeweilige Ende des Kontakthubs bzw. des Rückhubs besonders einfach und genau bestimmt werden, da direkt durch den gerade beginnenden bzw. endenden Kontakt zum Bauteil eine Rückmeldung über die Position des Richtelements erfolgt.
  • Besonders bevorzugt kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren dabei vorgesehen sein, dass die Kontaktkraft kleiner als ca. 100N, insbesondere kleiner als ca. 50N, ist. Dies ist insbesondere aus diesem Grund bevorzugt, da eine Kraft von ca. 100N, bevorzugt von ca. 50N, zwar zum einen noch gut messbar ist, aber zum anderen derart klein ist, dass keine oder zumindest keine wesentliche Verformung des Bauteils durch diese Kraft mehr erfolgt. Die Kontaktkraft kann dabei insbesondere nicht kleiner werden als 0N, da in diesem Fall kein Kontakt mehr zwischen dem Bauteil und dem Richtelement vorherrscht und somit das Richtelement das Bauteil nicht mehr berührt. Durch eine Wahl der Kontaktkraft kleiner als ca. 100N, bevorzugt kleiner als ca. 50N, kann somit zum einen ein sicheres Bestimmen des Endes des Kontakthubs bzw. des Rückhubs bereitgestellt werden, wobei zum anderen eine Beeinflussung der Form des Bauteils durch eine Verformung vermieden werden kann.
  • Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass vor Schritt a) und/oder nach einer Entnahme des Bauteils aus der Richtvorrichtung nach dem Richten des Verzugs eine Form des Bauteils vermessen wird, insbesondere optisch vermessen wird. Auf diese Art und Weise kann erreicht werden, dass die Form des Bauteils besonders genau bekannt ist. Ein Ermitteln des Verzugs des Bauteils als eine Abweichung der gemessenen Form des Bauteils von einer Formvorgabe in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch besonders genau durchgeführt werden. Insbesondere kann dabei durch die Verwendung eines optischen Vermessungsverfahrens, beispielsweise unter Verwendung eines Lasers oder eines Streifenlichtprojektors, eine besonders genaue Vermessung der Form des Bauteils erreicht werden.
  • Bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Verfahren ferner dahin gehend weiterentwickelt sein, dass bei der Vermessung die Form des Bauteils als eine Punktewolke ermittelt wird. Eine derartige Punktewolke stellt dabei ein besonders geeignetes Datenformat dar, da das Bauteil als eine Anzahl von Punkten und deren Positionen im Raum abgespeichert wird. Dadurch kann beispielsweise ein Verzug des Bauteils für jeden der gespeicherten Punkte der Wolke bestimmt werden. Auch können beispielsweise Punktewolken mit variabler Punkteweite verwendet werden. Dadurch kann ermöglicht werden, dass bei großen Änderungen, d. h. bei starken Verzügen, eine kleinere Punkteweite verwendet wird, wodurch eine bessere Auflösung des jeweiligen Verzugs erreicht werden kann. Bei kleinen bzw. keinen Änderungen kann eine größere Punkteweite verwendet werden, wodurch eine Menge an abzuspeichernden Daten der Punktewolke vermindert werden kann. Insgesamt stellt somit eine Punktewolke ein besonders geeignetes Datenformat dar, da zum einen eine Form eines Bauteils besonders genau beschrieben werden kann und zum anderen ein Datenvolumen vermindert werden kann.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Richtvorrichtung zum Richten eines Verzugs eines Bauteils, aufweisend ein Spannelement zum Einspannen des Bauteils, ein Richtelement zum Einleiten einer Richtkraft in das Bauteil, ein Ambosselement zum Unterstützen des Bauteils beim Einleiten der Richtkraft und ein Kontrollelement zum Betreiben der Richtvorrichtung. Eine erfindungsgemäße Richtvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollelement zum Ausführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Dementsprechend bringt eine erfindungsgemäße Richtvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemä-ßes Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erläutert worden sind. Besonders bevorzugt sind dabei das Spannelement und/oder das Richtelement und/oder das Ambosselement variabel in der Richtvorrichtung positionierbar. Dadurch kann eine besonders hohe Flexibilität bezüglich der zu richtenden Bauteile bzw. der zu richtenden Verzüge der Bauteile bereitgestellt werden. Die erfindungsgemäße Richtvorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Richtelement einen Kontaktkraftsensor, insbesondere einen Dehnungsmessstreifen, bevorzugt einen piezoelektrischen Kraftsensor, zum Messen einer Kontaktkraft zwischen dem Richtelement und dem Bauteil aufweist. Durch einen derartigen Kontaktkraftsensor kann ein Kontakt zwischen dem Richtelement und dem Bauteil besonders einfach ermittelt werden, da eben bei einem derartigen Kontakt zwischen dem Richtelement und dem Bauteil eine Kontaktkraft auftritt. Dehnungsmessstreifen und bevorzugt piezoelektrische Kraftsensoren sind dabei besonders geeignete Kontaktkraftsensoren für diesen Einsatz. Durch die Messung einer Kontaktkraft kann, wie oben beschrieben, insbesondere eine Position des Richtelements bezüglich des Bauteils ermittelt werden, insbesondere am Ende eines Kontakthubs bzw. eines Rückhubs des Richtelements. Durch einen derartigen Kontaktkraftsensor kann somit beispielsweise auch ein Ermitteln eines Richtergebnisses ermöglicht werden, wobei das Bauteil bei dieser Ermittlung des Richtergebnisses in der Richtvorrichtung verbleiben kann.
  • Darüber hinaus kann bei einer erfindungsgemäßen Richtvorrichtung vorgesehen sein, dass das Richtelement und/oder das Ambosselement eine Vielzahl von Stempeln aufweist, wobei die Stempel matrixartig angeordnet sind, und wobei die Stempel einzeln ansteuerbar ausgebildet sind. Matrixartig angeordnet im Sinne der Erfindung kann dabei insbesondere bedeuten, dass die einzelnen Stempel beispielsweise zueinander in Reihen und Spalten angeordnet sind. Bevorzugt können die einzelnen Stempel aneinander angrenzend und/oder sich gegenseitig berührend angeordnet sein. Einzeln ansteuerbar im Sinne der Erfindung kann insbesondere bedeuten, dass jeder der einzelnen Stempel oder zumindest verschiedene Gruppen von einzelnen Stempeln unabhängig von allen anderen Stempeln angesteuert werden können. Alternativ oder zusätzlich kann ein einzelnes Ansteuern im Sinne der Erfindung auch umfassen, dass alle Stempel zugleich angesteuert beziehungsweise verfahren werden, insbesondere bis sie das Bauteil kontaktieren. Besonders bevorzugt können dann im Anschluss daran die einzelnen Stempel in der jeweiligen Position fixiert werden. Eine Form des Bauteils kann dadurch besonders einfach durch die Stempel nachgebildet werden. Insgesamt kann durch eine matrixartige Anordnung von Stempeln erreicht werden, dass durch eine Ansteuerung einzelner Stempel bestimmte Positionen des Bauteils unterstützt bzw. mit einer Richtkraft beaufschlagt werden können. Auch kann eine Unterstützung bzw. Einleitung der Richtkraft an mehreren Positionen, hervorgerufen durch eine Ansteuerung mehrerer Stempel, erfolgen. Durch eine derartige Ausgestaltung des Richtelements und/oder des Ambosselements kann somit eine besonders flexible und an eine Vielzahl von Bauteilen und möglichen Verzügen anpassbare Richtvorrichtung geschaffen werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Richtvorrichtung und ein Bauteil mit einem Verzug,
    Fig. 2, 3, 4
    eine erfindungsgemäße Richtvorrichtung bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
    Fig. 5
    eine erste Ausgestaltung eines Richthubs und eines Rückhubs,
    Fig. 6
    eine weitere Ausgestaltung eines Richthubs und eines Rückhubs,
    Fig. 7
    ein lineares Verzugsszenario, und
    Fig. 8
    ein polynomiales Verzugsszenario.
  • In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Richtvorrichtung 20 gezeigt. Die erfindungsgemäße Richtvorrichtung 20 weist dabei insbesondere ein Kontrollelement 28 auf, das zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Ferner weist die erfindungsgemäße Richtvorrichtung 20 ein Spannelement 21 auf, das zum Einspannen eines Bauteils 1 ausgebildet ist. Ferner sind als Teil der Richtvorrichtung 20 ein Richtelement 23 und ein Ambosselement 26 gezeigt. Das Richtelement 23 ist dabei zum Einleiten einer Richtkraft 11 (nicht mit abgebildet) in das Bauteil 1 ausgebildet, wobei das Ambosselement 26 zum Abstützen des Bauteils 1 beim Einleiten dieser Richtkraft 11 ausgebildet ist. Um ein Kontaktieren bzw. ein Ende dieses Kontaktierens des Richtelements 23 und des Bauteils 1 feststellen zu können, weist das Richtelement 23 einen Kontaktkraftsensor 25 auf. Ein derartiger Kontaktkraftsensor 25 kann dabei beispielsweise als Dehnungsmessstreifen, bevorzugt jedoch als ein piezoelektrischer Kraftsensor, ausgebildet sein. Neben der abgebildeten erfindungsgemäßen Richtvorrichtung 20 ist ein Bauteil 1 abgebildet. Dieses Bauteil 1 weist eine Form 2 auf, die einen Verzug 4 aufweist. Um dies zu verdeutlichen, ist neben der Form 2 des Bauteils 1 auch eine Formvorgabe 3 gestrichelt mit abgebildet. Der Verzug 4 wird dabei insbesondere in einem Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine Abweichung der Form 2 des Bauteils 1 von der Formvorgabe 3 ermittelt. Basierend auf einem Ergebnis dieser Ermittlung, die insbesondere im Kontrollelement 28 durchgeführt werden kann, kann ebenfalls im Kontrollelement 28 ein Richtszenario 10 (nicht mit abgebildet) bestimmt werden.
  • Die Durchführung eines Richtprozesses anhand eines Richtszenarios 10 ist in den Fig. 2, 3, 4 zumindest abschnittsweise abgebildet. Zur Durchführung des Richtprozesses wurde das Bauteil 1 in der Richtvorrichtung 20 angeordnet. Entsprechend des Richtszenarios 10 befindet sich das Spannelement 21 in seiner Spannposition 22 und fixiert das Bauteil 1 in der Richtvorrichtung 20. Das Richtelement 23 befindet sich in seiner Richtposition 24, das Ambosselement 26 in seiner Ambossposition 27. Die jeweiligen Positionen 22, 24, 27 der Elemente 21, 23, 26 sind dabei als Teil des Richtszenarios 10 hinterlegt. Das Richtszenario 10 ist dabei insbesondere auf den Verzug 4 des Bauteils 1 angepasst, wobei der Verzug 4 durch einen Vergleich der Form 2 des Bauteils 1 mit einer Formvorgabe 3 ermittelt wurde. Im in der Fig. 2 abgebildeten Stadium eines erfindungsgemäßen Verfahrens wurde der Richtprozess bereits begonnen, insbesondere wurde ein Kontakthub 31 als Teil des Stempelhubs 30 des Richtelements 23 bereits ausgeführt. Der Kontakthub 31 weist dabei eine Größe auf, die dadurch bestimmt ist, dass das Richtelement 23 das Bauteil 1 gerade berührt. Um diese Position des Richtelements 23 sicher feststellen zu können, weist das Richtelement 23 einen Kontaktkraftsensor 25 auf. Sobald der Kontaktkraftsensor 25 eine kleine Kontaktkraft misst, wird dies als ein Kontakt des Richtelements 23 mit dem Bauteil 1 interpretiert. Der Kontakthub 31 ist in diesem Moment abgeschlossen. Als Nächstes wird durch das Richtelement 23 ein Richthub 32 ausgeführt. Dies ist in Fig. 3 abgebildet. In diesem Richthub 32 wird eine Richtkraft 11 in das Bauteil 1 eingeleitet. Die Richtkraft 11 wird dabei im Bauteil 1 weitergeleitet und in das Ambosselement 26 abgeleitet. Deutlich erkennbar ist, dass das Bauteil 1 durch die Richtkraft 11, hervorgerufen durch das Richtelement 23 am Ende seines Richthubs 32 über die Formvorgabe 3 hinaus verformt ist. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass bei einem elastischen Zurückfedern des Bauteils 1 trotzdem eine plastische Verformung des Bauteils 1 verbleibt, insbesondere bevorzugt derart, dass die neue Form 2 des Bauteils 1 der Formvorgabe 3 entspricht. Dies ist insbesondere in Fig. 4 gezeigt. Das Richtelement 23 wird in seinem Rückhub 35 in einer Bewegung, deren Bewegungsrichtung entgegengesetzt dem Kontakthub 31 bzw. dem Richthub 32 ist, wieder zurückgezogen. Dies wird insbesondere derart weit vorgenommen, bis die durch den Kontaktkraftsensor 25 gemessene Kontaktkraft zwischen dem Richtelement 23 und dem Bauteil 1 besonders klein wird. Besonders klein im Sinne der Erfindung bedeutet dabei insbesondere ca. 50N. Durch diese Definition der Position des Richtelements 23 nach dem Rückhub 35 kann somit auch eine Position bzw. eine Form 2 des Bauteils 1 nach Durchführung eines Richtprozesses ermittelt werden. Ein Entnehmen des Bauteils 1 aus der Richtvorrichtung 20 für eine Vermessung der Form 2 des Bauteils 1, das insbesondere auch zeit- und arbeitsaufwendig ist, kann dadurch vermieden werden. Insgesamt kann somit durch eine erfindungsgemäße Richtvorrichtung 20 bzw. ein erfindungsgemäßes Verfahren ein besonders einfaches, zeit- und kostensparendes Richten eines Verzugs 4 eines Bauteils 1 bereitgestellt werden.
  • Die Fig. 5, 6 zeigen jeweils einen Richthub 32 und einen Rückhub 35, schematisch dargestellt für ein Bauteil 1. Das Bauteil 1 befindet sich dabei vor Ausführung des Richthubs 32 in einer Form, die einen Verzug 4 aufweist. Eingezeichnet ist ferner eine Formvorgabe 3, die durch das Richten des Verzugs erreicht werden soll. Zwischen der Form 2 des Bauteils und der Formvorgabe 3 des Bauteils gibt es eine Abweichung 5, die überwunden werden muss. Die Abweichung 5 gilt dabei bereits dann als überwunden, wenn sich die Form 2 des Bauteils 1 nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens innerhalb einer Toleranz 6 um die Formvorgabe 3 befindet. Ferner ist in den Fig. 5, 6 abgebildet, dass sich der Richthub 32 aus einem Richtanteil 33 und einem Überdrückungsanteil 34 zusammensetzt. Dabei ist der Richtanteil 33 derjenige Anteil des Richthubs 32, der der Abweichung 5 entspricht und somit einer Verformung des Bauteils 1 aus seiner Form 2 mit dem Verzug 4 bis zur Formvorgabe 3 entspricht. Der Überdrückungsanteil 34 entspricht demjenigen Anteil des Richthubs 32, der über diesen Richtanteil 33 hinausgeht. Durch diesen Überdrückungsanteil 34 soll eine plastische Verformung des Bauteils 1 sichergestellt werden und ein elastisches Zurückfedern des Bauteils 1 ausgeglichen werden. In der in Fig. 5 dargestellten Situation ist ein Rückhub 35 abgebildet, der eine Endlage außerhalb des Toleranzbereiches 6 darstellt. Die Differenz 36 zwischen dem Beginn des Richthubs 32 und dem Ende des Rückhubs 35 ist somit kleiner als eine Differenz aus der Abweichung 5 und der Toleranz 6. Dadurch ist ein weiterer Richthub notwendig, um eine Endlage des Bauteils 1 nach Durchführung des Stempelhubs 30 (nicht mit abgebildet) innerhalb der Toleranz 6 um die Formvorgabe 3 zu erreichen. Dies ist beispielsweise in Fig. 6 gezeigt. Hier endet der Rückhub 35 bereits derart nah an der Formvorgabe 3, dass die Differenz 36 größer ist als eine Differenz zwischen der Abweichung 5 und der Toleranz 6. Eine Form 2 des Bauteils 1 ist somit derart nah an der Formvorgabe 3, dass der Verzug 4 als gerichtet angesehen werden kann. In einer dritten, nicht mit abgebildeten, Möglichkeit kann die Differenz 36 zwischen dem Beginn des Richthubs 32 und dem Ende des Rückhubs 35 größer sein als die Summe aus der Abweichung 5 und der Toleranz 6. In diesem Fall wurde das Bauteil 1 überrichtet und muss nun in entgegengesetzter Richtung zurückgerichtet werden. Dazu ist oftmals ein Entnehmen des Bauteils 1 aus der Richtvorrichtung 20 (nicht mit abgebildet) erforderlich. Eine solche oszillierende Annäherung an die Formvorgabe 3 gilt es daher zu vermeiden. Durch eine Wahl eines geeigneten Richtszenarios 10, das insbesondere einen auf den ermittelten Verzug 4 angepassten Richthub 32 (nicht mit abgebildet) aufweist, kann dies erreicht werden.
  • Die Fig. 7, 8 zeigen zwei mögliche Verzugsszenarien eines Verzugs 4. Dabei ist in Fig. 7 ein lineares Verzugsszenario gezeigt. Dies ist insbesondere dadurch charakterisiert, dass die Form 2 des Bauteils 1 zwei Bereiche aufweist, die zumindest im Wesentlichen der Formvorgabe 3 entsprechen, jedoch durch einen lokal begrenzten Knick gegeneinander verzogen sind. Ein derartiger Verzug 4 wird als linearer Verzug bezeichnet. Ein derartiger linearer Verzug 4 kann dabei insbesondere dadurch festgestellt werden, dass sich an diesem speziellen Punkt eine Krümmung der Form 2 des Bauteils 1, insbesondere eine zweidimensionale Krümmung, die als zweite Ableitung bestimmt werden kann, plötzlich ändert, insbesondere sprungartig ändert. In diesem Fall kann ein Richtszenario 10 (nicht mit abgebildet) bestimmt werden, indem eine Richtkraft 11 an diesem Punkt des plötzlichen Krümmungswechsels in das Bauteil 1 eingeleitet wird. Dadurch kann erreicht werden, dass der verzogene Teil des Bauteils 1 direkt am Ort des Verzugs 4 lokal umklappt, wodurch die Form 2 des Bauteils 1 wieder der Formvorgabe 3 entspricht bzw. zumindest im Wesentlichen entspricht. Ein weiteres mögliches Verzugsszenario eines Verzugs 4 ist in Fig. 8 gezeigt. Dort ändert sich die Form 2 des Bauteils 1 nicht plötzlich, sondern kontinuierlich, insbesondere polynomial. Ein derartiger Verzug 4 wird daher auch als ein polynomialer Verzug 4 bezeichnet. Im Gegensatz zu einem linearen Verzug 4, in dem sich eine Krümmung der Form 2 des Bauteils 1 plötzlich ändert, tritt bei einem polynomialen Verzug 4 eine derartige plötzliche Änderung nicht auf. Da der Verzug 4 kontinuierlich erfolgt, kann in diesem Fall bevorzugt ein Richtszenario 10 (nicht mit abgebildet) bestimmt werden, bei dem eine Richtkraft 11 am Ort des maximalen Verzugs 4 in das Bauteil 1 eingeleitet wird. Dadurch kann erreicht werden, dass über die gesamte Verzugsstrecke zumindest ein Teil der Richtkraft 11 wirkt, wodurch ebenfalls der gesamte Verzug 4 derart verformt werden kann, dass die Form 2 des Bauteils 1 nach der Durchführung des Verfahrens der Formvorgabe 3 entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bauteil
    2
    Form
    3
    Formvorgabe
    4
    Verzug
    5
    Abweichung
    6
    Toleranz
    10
    Richtszenario
    11
    Richtkraft
    20
    Richtvorrichtung
    21
    Spannelement
    22
    Spannposition
    23
    Richtelement
    24
    Richtposition
    25
    Kontaktkraftsensor
    26
    Ambosselement
    27
    Ambossposition
    28
    Kontrollelement
    30
    Stempelhub
    31
    Kontakthub
    32
    Richthub
    33
    Richtanteil
    34
    Überdrückungsanteil
    35
    Rückhub
    36
    Differenz

Claims (13)

  1. Verfahren zum Richten eines Verzugs (4) eines Bauteils (1) durch eine Richtvorrichtung (20), die Richtvorrichtung (20) aufweisend ein Spannelement (21) zum Einspannen des Bauteils (1), ein Richtelement (23) zum Einleiten einer Richtkraft (11) in das Bauteil (1) und ein Ambosselement (26) zum Unterstützen des Bauteils (1) beim Einleiten der Richtkraft (11),
    wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    a) Ermitteln des Verzugs (4) des Bauteils (1) als eine Abweichung einer Form (2) des Bauteils (1) von einer Formvorgabe (3),
    b) Bestimmen eines Richtszenarios (10) basierend zumindest auf einem Ergebnis der in Schritt a) durchgeführten Ermittlung, wobei das Richtszenario (10) zumindest einen Richtschritt umfasst, in dem die Richtkraft (11) in das Bauteil (1) eingeleitet wird,
    c) Anordnen des Bauteils (1) in der Richtvorrichtung (20) entsprechend dem in Schritt b) bestimmten Richtszenario (10),
    d) Durchführen des zumindest einen Richtschrittes, und
    e) Ermitteln eines Richtergebnisses des in Schritt d) durchgeführten Richtschritts, wobei das Bauteil (1) während des Ermittelns in der Richtvorrichtung (20) angeordnet verbleibt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im Richtschritt ein Stempelhub (30) des Richtelements (23) festgelegt wird, wobei der Stempelhub (30) zumindest als eine Kombination eines Kontakthubs (31), eines Richthubs (32) und eines Rückhubs (35) ausgebildet ist, wobei der Rückhub (35) beendet ist, wenn das Bauteil (1) der Bewegung des Richtelements (23) nicht mehr folgt, und wobei in Schritt e) zum Ermitteln des Richtergebnisses eine Größe des Richthubs (32) und eine Größe des Rückhubs (35) ausgewertet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das in Schritt e) ermittelte Richtergebnis ausgewertet wird und dass, wenn bei der Auswertung des Richtergebnisses ein verbleibender Verzug (4) des Bauteils (1) festgestellt wird, die Schritte d) und e) mit einem an den verbleibenden Verzug (4) angepassten Richtschritt erneut ausgeführt werden und dass ansonsten das Bauteil (1) aus der Richtvorrichtung (20) entnommen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Richtszenario (10) abhängig von Parametern festgelegt wird, wobei insbesondere zumindest einer der folgenden Parameter verwendet wird:
    - Größe des Verzugs (4)
    - Position des Verzugs (4)
    - Art des Verzugs (4)
    - Ausrichtung des Verzugs (4)
    - Temperatur des Bauteils (1)
    - Material des Bauteils (1)
    - Geometrie des Bauteils (1)
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der zumindest eine Parameter durch eine Simulation und/oder durch Vorversuche bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das in Schritt b) bestimmte Richtszenario (10) zumindest eine Spannposition (22) des Spannelements (21) und/oder zumindest eine Richtposition (24) des Richtelements (23) und/oder zumindest eine Ambossposition (27) des Ambosselements (26) aufweist.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Richthub (32) einen Richtanteil (33) und einen Überdrückungsanteil (34) aufweist.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in Schritt e) zum Ermitteln des Richtergebnisses eine Differenz zwischen der Größe des Richthubs (32) und der Größe des Rückhubs (35) ausgewertet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Ende des Kontakthubs (31) und/oder ein Ende des Rückhubs (35) durch ein Messen einer Kontaktkraft zwischen dem Bauteil (1) und dem Richtelement (23) bestimmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kontaktkraft kleiner als ca. 100N, insbesondere kleiner als ca. 50N, ist.
  10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vor Schritt a) und/oder nach einer Entnahme des Bauteils (1) aus der Richtvorrichtung (20) nach dem Richten des Verzugs (4) eine Form (2) des Bauteils (1) vermessen wird, insbesondere optisch vermessen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei der Vermessung die Form (2) des Bauteils (1) als eine Punktewolke ermittelt wird.
  12. Richtvorrichtung (20) zum Richten eines Verzugs (4) eines Bauteils (1), aufweisend ein Spannelement (21) zum Einspannen des Bauteils (1), ein Richtelement (23) zum Einleiten einer Richtkraft (11) in das Bauteil (1), ein Ambosselement (26) zum Unterstützen des Bauteils (1) beim Einleiten der Richtkraft (11) und ein Kontrollelement (28) zum Betreiben der Richtvorrichtung (20),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Richtelement (23) einen Kontaktkraftsensor (25), insbesondere einen Dehnungsmessstreifen, bevorzugt einen piezoelektrischen Kraftsensor, zum Messen einer Kontaktkraft zwischen dem Richtelement (23) und dem Bauteil (1) aufweist, und wobei das Kontrollelement (28) zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.
  13. Richtvorrichtung (20) nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Richtelement (23) und/oder das Ambosselement (26) eine Vielzahl von Stempeln aufweist, wobei die Stempel matrixartig angeordnet sind und wobei die Stempel einzeln ansteuerbar ausgebildet sind.
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