EP3790678B1 - Method using a manufacturing device for shaping sheet metal - Google Patents
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- EP3790678B1 EP3790678B1 EP19731869.4A EP19731869A EP3790678B1 EP 3790678 B1 EP3790678 B1 EP 3790678B1 EP 19731869 A EP19731869 A EP 19731869A EP 3790678 B1 EP3790678 B1 EP 3790678B1
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Definitions
- the invention relates to a method for operating a production facility for forming sheet metal workpieces in accordance with the features of the preamble of claim 1.
- Manufacturing equipment for forming workpieces from sheet metal also referred to as bending machines for die bending or swivel bending or press brakes, have two press beams aligned parallel to one another, on which bending tools are arranged.
- the press beams are usually equipped with several bending tools arranged in pairs. A workpiece positioned between these bending tools is deformed by bringing them against one another or pressing them against one another, with an edge being produced in the workpiece.
- Corresponding bending tools - lower tool and upper tool - are also referred to as matrix and patrix.
- each individual such manufacturing step for carrying out a bending process includes several phases or individual measures. These include: bringing the stops into the starting position; Place the workpiece on the lower tool and place it against the stops; press upper tool against workpiece and lower tool; raise upper tool; Remove workpiece. To carry out a further production step, the stops are repositioned and the phases mentioned are repeated accordingly.
- the document U.S. 2002/092333 A1 describes a method and a device for forming a workpiece made of sheet metal with a production device with two press beams and bending tools attached thereto.
- the workpiece to be machined is handled, ie it is inserted and removed from the bending press, automatically with the aid of a gripper mechanism.
- the workpiece placed in the processing area of the bending press is monitored by a non-contact sensor system and its alignment is thus checked.
- the non-contact measurement is carried out with a laser or camera system. This detects an edge of the workpiece, whereupon the alignment of the workpiece is corrected by the gripper mechanism as required.
- the method and the device make the use of rear stops unnecessary.
- the document WO 2012/119175 A1 describes a device and a method for positioning a workpiece on a vertical press brake for a subsequent bending operation.
- the workpiece is fed or approached to a stop device arranged on the rear side of the press brake and the workpiece is temporarily held on the stop device with the aid of a holding device.
- the necessary movement or feeding of the workpiece between the bending tools is carried out by means of a handling device.
- the special feature of a combination of a holding device with the stop device is specifically designed for the processing of only slightly rigid workpieces, ie workpieces that deform slightly during handling due to their own weight.
- the object of the present invention is to specify an improved method for operating a production facility or a workpiece processing machine, through which operation can be simplified and with which greater safety can be achieved.
- a subsequent, second production step of the production program After a first production step, the execution of a subsequent, second production step of the production program is started, with at least one camera capturing the processing area and an image recognition program determining the position and orientation of the workpiece from the images received from the camera and, based on the the position and orientation of the workpiece determined by the image recognition program, the subsequent, second production step is started by the production program.
- the positioning of the stops is carried out automatically by the control device on the basis of instructions in the production program.
- the measure whereby the positioning of the stops is already started in the second production step following the first production step when the image recognition program has determined that the distance between the workpiece and the bending tools is greater than a value of a predetermined minimum distance that is specified in the Manufacturing program has been established, has the advantage of a corresponding gain in time and thus enables an overall higher productivity.
- the procedure is also advantageous, whereby in a third production step, the operator first places the workpiece in the machining area and only then the stops are positioned by the control device, with the bending forming being started by the control device when it has been detected by the image recognition program is that the positioning of the stops is complete.
- the 1 shows a bending press 1 as an exemplary embodiment of a production facility or a workpiece processing machine.
- the bending press 1 has a lower press beam 2 and an upper press beam 3 in a known manner.
- the lower, fixed press beam 2 is therefore often referred to as a table beam.
- the upper press beam 3, is adjustably guided on the machine frame 4 in the vertical direction (Z-direction).
- the upper press beam 3 can be lowered onto the lower press beam 2 with the aid of a suitable motor drive, for example with the aid of hydraulic cylinders (not shown).
- a lower bending tool 6 (a die) and an upper bending tool 7 (a patrix) are attached to the two press beams 2, 3 in pairs.
- a bending deformation of the workpiece 5 takes place then by moving the two press beams 2, 3 towards each other, with the upper bending tool 7 (abbreviated: “upper tool”) being pressed against the workpiece 5 and the lower bending tool 6 (abbreviated: “lower tool”) until the desired extent of deformation of the Workpiece 5 is reached.
- upper tool abbreviated: "upper tool”
- lower tool abbreviated: "lower tool”
- the bending press 1 also includes one or more stops 8, 9, against which edges or sides of the workpiece 5 rest and thus can be aligned.
- the stops 8, 9 are usually also referred to as “rear stops", since they are arranged behind the press beams 2, 3 from the perspective of an operator standing in front of the bending press 1. After the stops 8, 9 have been appropriately positioned relative to the bending tools 6, 7, an operator can bend or bend the workpiece 5 very easily and yet with great accuracy.
- the bending press 1 To operate the bending press 1 , it is designed with a control device 10 and an operator terminal 11 .
- the operating states of the press brake 1 can be displayed to an operator on a screen 12 of the operator terminal 11 and the operator is thus able to prepare production steps to be carried out with the press brake 1 via an input device 13 .
- This preparation for a new production step can consist of a repositioning of the stops 8, 9, for example.
- the stops 8, 9 can be adjusted by means of a motor and the operator can reposition the stops 8, 9, for example by directly entering the new coordinates.
- the machine settings required for the individual production steps are usually stored in a production program 14 in the control device 10 .
- the operator can call up the production program 14 on the operator terminal 11 and display it.
- the corresponding production steps can be selected and the setting of the new operating state of the bending press 1 can be started.
- the bending deformation can then be started by moving the press beams 2, 3 against one another.
- the operator has a separate, for example formed by a foot switch switch available. By actuating the switch, the up and down movement of the upper press beam 3 can be started.
- the control device 10 is also configured with an image recognition program 15 .
- the image recognition program 15 is suitable for analyzing images recorded from a processing area 16 in the vicinity of the bending tools 6, 7 or the workpiece 5 and, with the aid of automatic pattern recognition, for determining the current processing status of the workpiece 5 or the current phase of the production step to be carried out.
- At least one first camera 17 is arranged on the bending press 1 to capture the processing area 16 .
- images of the processing area 16 recorded by the camera 17 are analyzed by the image recognition program 15 and the operating states recognized by the image recognition program 15 in the phases of the production steps are used to control the sequence of the production program 14 itself.
- the image recognition program 15 can be used to automatically determine whether the initially undeformed workpiece 5 has been brought into contact with the stops 8, 9 and has therefore reached its original length. If this has been determined by the image recognition program 15, the start of the next phase in the production program 14, namely the bending by moving the press beams against one another, can be initiated automatically. Finally, by evaluating the images from the camera 17 by the image recognition program 15, it can also be determined by the latter whether the desired state of deformation of the workpiece 5 has been reached, whereupon - again automatically - the next phase in the production step of the production program 14, namely moving the press beams apart , is caused. The operator does not need to operate a switch for this purpose. This switching to the next phase of a production step, and also the switching from a first production step to the next production step of the production program 14, is carried out automatically by the control device 10, with the respective analysis results from the image recognition program 15 serving as a basis for this.
- the 2 shows a cross section of the press brake 1 according to FIG 1 .
- a second camera 18 (to the left of the press beam 3) is also arranged behind the upper press beam 3 according to this exemplary embodiment.
- An optical axis 19 of the camera 17 and an optical axis 20 of the camera 18 are directed obliquely from above onto the processing area 16 or the workpiece 5 in the processing area 16 .
- Each of the two stops 8, 9 is attached to a stop device 21 and can be adjusted in the three spatial directions X, Y, Z and thus repositioned with the help of this device.
- the stop device 21 has guideways 22 directed in the X, Y and Z directions and servomotors 23 interacting therewith.
- phase I1 i.e. the phase in which the workpiece 5 is inserted
- phase B1 that is, the implementation of the bending deformation
- control device 10 the image recognition program 15 also determines whether the workpiece 5 has been removed from the lower tool 6, whereupon the control device 10 can start the next, second production step F2 of the production program 14 ( 3 ).
- This second production step F2 also begins again with a positioning of the stops 8, 9 in a phase P2, whereupon the further phases I2, B2, O2 and R2 are carried out in an analogous manner with the participation of the image recognition program 15.
- Equipping bending press 1 with at least one camera 17, 18 and using image recognition program 15 in control device 10 means that a further, separate switch and the actuation of the switch by the operator during production steps F1, F2 and the phases P, I, B, O and R of individual production steps can be omitted.
- the operator can confine himself to placing the workpiece 5 in the machining area 16 in phase I1 and bringing it to rest on the lower tool 6 and the stops 8, 9.
- the image recognition program 15 automatically determines whether the workpiece 5 is in the correct position, and the control device 10 then automatically directs the phase B1 by starting the bending deformation a. The start of bending at the beginning of phase B1 is thus only initiated indirectly by the operator by placing the workpiece 5 in the processing area 16 and bringing it fully to rest on the lower bending tool 6 and the stops 8, 9.
- phase B1 The time at which this phase B1 starts therefore also depends entirely on the movements of the operator with which he places the workpiece 5 in the machining area 16 .
- This point in time is just the end of phase I1 at which the image recognition program 15 establishes that the workpiece 5 has been brought into full contact with the lower bending tool 6 and the stops 8 , 9 .
- the situation is analogous with the removal of the workpiece 5 by the operator in phase R1.
- the duration and end of phase R1 also depend on the operator's movements. This vagueness of the duration of the phases I1, Rl and the phases I2 and R2 of the subsequent manufacturing step F2 is therefore in the 3 represented by a jagged progression of the lateral lines of these phases.
- the 4 shows the workpiece 5 in the processing area 16 of the bending press 1 during the fourth production step F4.
- the shape of the workpiece 5 and the current position of the bending tools 6, 7 corresponds—according to the notation used above—to the end of phase B4, ie the fourth bending deformation has just been completed on the workpiece 5.
- phases O4 and R4 must now be carried out.
- a production program 14 with at least four production steps F1, F2, F3 and F4 is illustrated by way of example.
- the second production step F2 or its first phase P2 of repositioning the stops 8, 9 is only started when the workpiece 5 has been completely moved out of the processing area 16 in phase R1. Ie only when the image recognition program 15 has determined that the workpiece 5 has been completely removed from the lower tool 6 or from the machining area 16 does the control device 10 advance the production program 14 to phase P2.
- the figure 5 shows a schematic time course of a second embodiment of the method for operating the bending press 1. It is provided that the phase P2 of repositioning the stops 8, 9 of the second production step F2 before the end of the phase Rl of removing the workpiece 5 from the Processing area 16 is started. For this purpose, a value of a minimum distance between the workpiece 5 and the stops 8, 9 in the X-direction is defined in the production program 14. The next phase P2, ie the repositioning of the stops 8, 9, can thus start earlier, namely when the image recognition program 15 determines that the workpiece 5 is at a greater distance from the bending tools 6, 7 than the value of the has reached the specified minimum distance. In the timing scheme of figure 5 This starting of phase P2, triggered by monitoring the distance, is represented graphically by an overlap of the phases R1 and P2 or by an overlap of the phases R2 and P3.
- the 6 shows a time course diagram of a third exemplary embodiment of the operation of the bending press 1.
- a value for a minimum distance between the workpiece 5 and the stops 8, 9 is again specified and monitoring is carried out by evaluating the images from the cameras 17, 18 using the image recognition program 15.
- the distance between the workpiece 5 and the stops 8, 9 is continuously monitored over time, so that the movement or the speed of the movement of the stops 8, 9 is coupled to that of the workpiece 5—almost in real time can.
- the movement of the stops 8, 9 also starts here only when the distance exceeds the value of the specified minimum distance. However, it is also provided that the speed of the movement of the stops 8, 9 is only so great that the predetermined minimum distance is not fallen below again will.
- the movement of the stops 8, 9 takes place more or less at a safety distance from the workpiece 5 moved by the operator. Accordingly, the duration of the repositioning of the stops 8, 9 in phase P2, as well as phase R1, can depend on the movements of the operator ( indicated by a jagged progression of the lateral lines of the phases R1 and P2).
- the production program 14 contains a second production step F2 with a so-called “Z-bending” of the workpiece 5.
- the workpiece 5 is first placed on the lower bending tool 6 (corresponds to phase I3) and the stops 8, 9 can only then be moved up to the lower bending tool 6 and the workpiece 5 (corresponds to phase P3).
- the start of the subsequent bending in phase B3 is triggered by the control device 10 when the image recognition program 15 has determined that the repositioning of the stops 8, 9 and thus phase P3 is complete.
- stops 8, 9 are equipped with force measuring elements or contact switches, for example. Continuous monitoring of the measurement signals of such sensor elements by the control device 10 makes it possible to automatically initiate a countermeasure in the event of a collision with incorrectly positioned machine parts, but above all in the event of a collision or if a part of an operator's body is pinched.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fertigungseinrichtung zum Umformen von Werkstücken aus Blech entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.The invention relates to a method for operating a production facility for forming sheet metal workpieces in accordance with the features of the preamble of
Fertigungseinrichtungen zum Umformen von Werkstücken aus Blech, auch als Biegemaschinen zum Gesenkbiegen oder Schwenkbiegen bzw. als Abkantpressen bezeichnet, weisen zwei parallel zueinander ausgerichtete Pressbalken auf, an denen Biegewerkzeuge angeordnet sind. Die Pressbalken sind üblicherweise mit mehreren paarweise angeordneten Biegewerkzeugen bestückt. Ein zwischen diesen Biegewerkzeugen positioniertes Werkstück wird durch deren Gegeneinanderführen bzw. deren Gegeneinanderpressen umgeformt, wobei eine Kante in dem Werkstück erzeugt wird. Einander entsprechende Biegewerkzeuge - Unterwerkzeug und Oberwerkzeug - werden auch als Matrize und Patrize bezeichnet.Manufacturing equipment for forming workpieces from sheet metal, also referred to as bending machines for die bending or swivel bending or press brakes, have two press beams aligned parallel to one another, on which bending tools are arranged. The press beams are usually equipped with several bending tools arranged in pairs. A workpiece positioned between these bending tools is deformed by bringing them against one another or pressing them against one another, with an edge being produced in the workpiece. Corresponding bending tools - lower tool and upper tool - are also referred to as matrix and patrix.
Zur Herstellung komplexer Bauteile werden an ein und demselben Werkstück in einer geeigneten Aufeinanderfolge von Fertigungsschritten mehrere Biegebearbeitungen hintereinander ausgeführt. Ein jeder einzelne solcher Fertigungsschritte zur Ausführung einer Biegeumformung umfasst mehrere Phasen bzw. Einzelmaßnahmen. Dazu zählen: Anschläge in Ausgangsposition bringen; Werkstück auf Unterwerkzeug auflegen und an Anschläge an- bzw. auflegen; Oberwerkzeug gegen Werkstück und Unterwerkzeug drücken; Oberwerkzeug hochfahren; Werkstück entnehmen. Zur Ausführung eines weiteren Fertigungsschritts werden die Anschläge neu positioniert und die genannten Phasen entsprechend wiederholt.To produce complex components, several bending operations are carried out one after the other on one and the same workpiece in a suitable sequence of manufacturing steps. Each individual such manufacturing step for carrying out a bending process includes several phases or individual measures. These include: bringing the stops into the starting position; Place the workpiece on the lower tool and place it against the stops; press upper tool against workpiece and lower tool; raise upper tool; Remove workpiece. To carry out a further production step, the stops are repositioned and the phases mentioned are repeated accordingly.
Im Stand der Technik ist auch bereits bekannt, bei solchen Fertigungseinrichtungen bzw. Biegemaschinen eine automatisierte bzw. halbautomatisierte Steuerung des Betriebs dieser Maschinen vorzusehen. Dazu ist es beispielsweise üblich, dass eine Bedienperson das Werkstück in die Maschine einlegt und an den Anschlägen zur Anlage bringt, woraufhin nach Betätigung eines Fußtasters die Pressenbalken zusammengefahren werden und so die Umformung des Werkstücks ausgeführt wird. Nach weiterer Betätigung des Fußtasters wird der nächstfolgende Fertigungsschritt eingeleitet. Die dazu nötigen Verstellungen und Neupositionierungen der Anschläge bzw. auch von Auflagekonsolen erfolgt auf der Grundlage eines in der Steuerung hinterlegten Programms automatisch. Lediglich das Auslösen des Hubs bzw. der Bewegung der Pressbalken und das Weiterschalten zum nächstfolgenden Fertigungsschritt werden durch die Bedienperson auf deren Initiative hin durchgeführt.It is also already known in the prior art to provide automated or semi-automated control of the operation of these machines in such production facilities or bending machines. For this purpose, it is usual, for example, for an operator to place the workpiece in the machine and bring it to rest against the stops, whereupon the press beams are moved together after pressing a foot switch and the workpiece is thus formed. After further actuation of the foot switch, the next production step is initiated. The necessary adjustments and repositioning of the stops or also of support brackets takes place automatically on the basis of a program stored in the control. Only the triggering of the stroke or the movement of the press beams and the switching to the next production step are carried out by the operator on their own initiative.
Es sind andererseits auch Lösungen zur Überwachung des Arbeitsbereichs von Abkantpressen bekannt, bei denen Lichtschranken oder ähnliche Sensoranordnungen vorgesehen sind, durch die Kollisionen zwischen Maschinenkomponenten aber vor allem Verletzungen von Bedienpersonen bei den automatisch bzw. halbautomatisch erfolgenden Positionsänderungen von Maschinenteilen bzw. Biegewerkzeugen verhindert werden sollen. Ein solches Verfahren bzw. eine entsprechende Vorrichtung wird in dem Dokument
Bei den bekannten Werkstückbearbeitungsmaschinen ist nach wie vor eine erhöhte Aufmerksamkeit und Konzentration des Bedienpersonals erforderlich, gleichzeitig das Werkstück nach einem erfolgten Fertigungsschritt aus der Maschine zu entnehmen, es in eine neue Ausrichtung zu bringen und wieder in die Maschine einzusetzen und das Fertigungsprogramm zeitgerecht in den nächsten Fertigungsschritt zu schalten.With the known workpiece processing machines, increased attention and concentration of the operating personnel is still required, at the same time removing the workpiece from the machine after a completed production step, bringing it into a new alignment and reinserting it into the machine and the production program on time in the next switch production step.
Das Dokument
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Fertigungseinrichtung bzw. einer Werkstückbearbeitungsmaschine anzugeben, durch das die Bedienung vereinfacht und mit dem eine höhere Sicherheit erreicht werden kann.The object of the present invention is to specify an improved method for operating a production facility or a workpiece processing machine, through which operation can be simplified and with which greater safety can be achieved.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Herstellung eines Bauteils, durch Umformung eines Werkstücks aus Blech und der Verwendung einer Fertigungseinrichtung wie beispielsweise einer Abkantpresse mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Pressbalken, mit an den Pressbalken befestigen Biegewerkzeugen und mit einer Steuervorrichtung mit einem Fertigungsprogramm zum halbautomatischen Betreiben der Fertigungseinrichtung, wobei zumindest zwei Fertigungsschritte mit jeweils einer Biegeumformung durchgeführt werden. Jeder dieser Fertigungsschritte umfasst dabei die Maßnahmen bzw. Phasen:
- Positionieren von Anschlägen zur Ausrichtung des Werkstücks in einem Bearbeitungsbereich;
- Einlegen des Werkstücks in den Bearbeitungsbereich durch Auflegen auf ein Unterwerkzeug und Anlegen bzw. Auflegen des Werkstücks an den Anschlägen durch eine Bedienperson;
- Durchführen der Biegeumformung durch Andrücken bzw. Anpressen eines Oberwerkzeugs gegen das Werkstück und das Unterwerkzeug durch Gegeneinanderbewegen der Pressbalken;
- Auseinanderbewegen der Pressbalken;
- Entnehmen des Werkstücks aus dem Unterwerkzeug durch die Bedienperson.
- Positioning stops for aligning the workpiece in a machining area;
- Insertion of the workpiece in the machining area by placing it on a lower tool and placing or placing the workpiece on the stops by an operator;
- Carrying out the bending deformation by pressing an upper tool against the workpiece and the lower tool by moving the press beams towards one another;
- moving the press beams apart;
- The operator removes the workpiece from the lower tool.
Dabei wird nach einem ersten Fertigungsschritt die Ausführung eines nachfolgenden, zweiten Fertigungsschritt des Fertigungsprogramms gestartet, wobei durch zumindest eine Kamera der Bearbeitungsbereich erfasst wird und durch ein Bilderkennungsprogramm die Lage und Ausrichtung des Werkstücks aus den von der Kamera erhaltenen Bildern bestimmt wird und, basierend auf der von dem Bilderkennungsprogramm bestimmten Lage und der Ausrichtung des Werkstücks, durch das Fertigungsprogramm der nachfolgende, zweite Fertigungsschritt gestartet wird.After a first production step, the execution of a subsequent, second production step of the production program is started, with at least one camera capturing the processing area and an image recognition program determining the position and orientation of the workpiece from the images received from the camera and, based on the the position and orientation of the workpiece determined by the image recognition program, the subsequent, second production step is started by the production program.
Erfindungsgemäß wird das Positionieren der Anschläge durch die Steuervorrichtung auf der Grundlage von Anweisungen in dem Fertigungsprogramm automatisch durchgeführt.According to the invention, the positioning of the stops is carried out automatically by the control device on the basis of instructions in the production program.
Dies hat den Vorteil, dass Manipulationszeiten für das Neueinstellen der Anschläge optimiert werden können.This has the advantage that manipulation times for resetting the stops can be optimized.
Es ist von Vorteil, dass das Durchführen der Biegeumformung durch die Steuervorrichtung automatisch gestartet wird, wenn von dem Bilderkennungsprogramm festgestellt worden ist, dass das Werkstück in den Bearbeitungsbereich eingelegt und an den Anschlägen zur Anlage gebracht worden ist. Dies hat den besonderen Vorteil einer Entlastung der Bedienperson, da sich diese nun gänzlich auf das Einlegen und Ausrichten des zu bearbeitenden Werkstücks konzentrieren kann und beispielsweise ein Verrutschen des Werkstücks während des sonst erforderlichen Betätigen eines Schalters zum Starten der Bewegung der Pressbalken sehr unwahrscheinlich ist.It is advantageous that the execution of the bending deformation is started automatically by the control device when the image recognition program has determined that the workpiece has been placed in the processing area and has been brought into contact with the stops. This has the particular advantage of relieving the operator, as he can now concentrate entirely on inserting and aligning the workpiece to be processed and, for example, it is very unlikely that the workpiece will slip while a switch is otherwise required to be pressed to start the movement of the press beam.
Vorteilhaft ist auch die Verfahrensweise bei der das Durchführen der Biegeumformung durch die Steuervorrichtung automatisch gestoppt wird, wenn von dem Bilderkennungsprogramm festgestellt worden ist, dass der gewünschte Verformungszustand des Werkstücks erreicht ist und dass danach durch die Steuervorrichtung das Auseinanderbewegen der Pressbalken durchgeführt wird.Also advantageous is the procedure in which the execution of the bending deformation is automatically stopped by the control device when the image recognition program has determined that the desired deformation state of the workpiece has been reached and that the control device then moves the press beams apart.
Die Verfahrensweise bei der der auf den ersten Fertigungsschritt folgende, zweite Fertigungsschritt erst gestartet wird, wenn von dem Bilderkennungsprogramm festgestellt worden ist, dass das Werkstück vollständig aus dem Beobachtungsbereich entnommen worden ist, hat den Vorteil einer besonders hohen Betriebssicherheit.The procedure in which the second production step following the first production step is not started until it has been determined by the image recognition program The fact that the workpiece has been completely removed from the observation area has the advantage of a particularly high level of operational reliability.
Durch die Maßnahme, wobei das Positionieren der Anschläge in dem auf den ersten Fertigungsschritt folgenden, zweiten Fertigungsschritt schon gestartet wird, wenn von dem Bilderkennungsprogramm festgestellt worden ist, dass das Werkstück von den Biegewerkzeugen einen größeren Abstand als einen Wert eines vorgegebenen Mindestabstands, der in dem Fertigungsprogramm festgelegt worden ist, erreicht hat, hat den Vorteil eines entsprechenden Zeitgewinns und ermöglicht somit eine insgesamt höhere Produktivität.The measure whereby the positioning of the stops is already started in the second production step following the first production step when the image recognition program has determined that the distance between the workpiece and the bending tools is greater than a value of a predetermined minimum distance that is specified in the Manufacturing program has been established, has the advantage of a corresponding gain in time and thus enables an overall higher productivity.
Mit der weiteren Maßnahme, dass während des Positionierens der Anschläge diese durch die Steuervorrichtung nur so schnell bewegt werden, dass der vorgegebene Mindestabstand nicht unterschritten wird, kann zu jedem Zeitpunkt ein ausreichender Sicherheitsabstand eingehalten werden.With the further measure that during the positioning of the stops they are only moved by the control device so quickly that the specified minimum distance is not undershot, a sufficient safety distance can be maintained at all times.
Von Vorteil ist auch die Verfahrensweise, wobei in einem dritten Fertigungsschritt zuerst das Einlegen des Werkstücks in den Bearbeitungsbereich durch die Bedienperson erfolgt und erst danach die Anschläge durch die Steuervorrichtung positioniert werden, wobei die Biegeumformung von der Steuervorrichtung gestartet wird, wenn von dem Bilderkennungsprogramm festgestellt worden ist, dass die Positionierung der Anschläge abgeschlossen ist.The procedure is also advantageous, whereby in a third production step, the operator first places the workpiece in the machining area and only then the stops are positioned by the control device, with the bending forming being started by the control device when it has been detected by the image recognition program is that the positioning of the stops is complete.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, it is explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
- Fig. 1
- eine Biegepresse als Ausführungsbeispiel einer Fertigungseinrichtung;
- Fig. 2
- einen Querschnitt der Biegepresse gemäß Fig.l;
- Fig. 3
- ein Zeitlaufschema eines Fertigungsprogramms zur Herstellung eines Bauteils auf der Biegepresse;
- Fig. 4
- ein Detail der Biegepresse mit dem Werkstück in einem vierten Fertigungsschritt des Fertigungsprogramms;
- Fig. 5
- ein Zeitlaufschema einer zweiten Betriebsweise der Biegepresse;
- Fig. 6
- ein Zeitlaufschema einer dritten Betriebsweise der Biegepresse;
- Fig. 7
- ein Zeitlaufschema einer vierten Betriebsweise der Biegepresse;
- Fig. 8
- ein Detail der Biegepresse mit dem Werkstück in einem Fertigungsschritt der Betriebsweise gemäß
Fig. 7 .
- 1
- a bending press as an embodiment of a manufacturing facility;
- 2
- a cross section of the bending press according to Fig.l;
- 3
- a timing diagram of a manufacturing program for manufacturing a component on the bending press;
- 4
- a detail of the bending press with the workpiece in a fourth production step of the production program;
- figure 5
- a timing diagram of a second mode of operation of the press brake;
- 6
- a timing diagram of a third mode of operation of the press brake;
- 7
- a timing diagram of a fourth mode of operation of the press brake;
- 8
- a detail of the press brake with the workpiece in a manufacturing step according to the mode of
operation 7 .
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.As an introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numbers or the same component designations, it being possible for the disclosures contained throughout the description to be applied to the same parts with the same reference numbers or the same component designations. The position information selected in the description, such as top, bottom, side, etc., is related to the directly described and illustrated figure and these position information are to be transferred to the new position in the event of a change in position.
Die
Neben den die eigentliche Biegeumformung bewirkenden Biegewerkzeugen 6, 7, die durch die Relativverstellung der Pressbalken 2, 3 auf das Werkstück 5 einwirken, umfasst die Biegepresse 1 auch einen oder mehrere Anschläge 8, 9, an denen Kanten oder Seiten des Werkstücks 5 angelegt und somit ausgerichtet werden können. Die Anschläge 8, 9 werden üblicherweise auch als "Hinteranschläge" bezeichnet, da aus Sicht einer vor der Biegepresse 1 stehenden Bedienperson diese hinter den Pressbalken 2, 3 angeordnet sind. Nach entsprechender Positionierung der Anschläge 8, 9 relativ zu den Biegewerkzeugen 6, 7 kann eine Biegung bzw. Kantung an dem Werkstück 5 von einer Bedienperson sehr einfach und trotzdem mit großer Genauigkeit hergestellt werden.In addition to the
Zum Betreiben der Biegepresse 1 ist diese mit einer Steuervorrichtung 10 und mit einem Bedienterminal 11 ausgebildet. Auf einem Bildschirm 12 des Bedienterminals 11 können die Betriebszustände der Biegepresse 1 einer Bedienperson angezeigt werden und ist es der Bedienperson damit möglich, über eine Eingabevorrichtung 13 mit der Biegepresse 1 auszuführende Fertigungsschritte vorzubereiten. Diese Vorbereitung eines neuen Fertigungsschritts kann beispielsweise in einer Neupositionierung der Anschläge 8, 9 bestehen. Die Anschläge 8, 9 sind dazu motorgetrieben verstellbar und kann die Bedienperson, beispielsweise durch direkte Eingabe der neuen Koordinaten, die Neupositionierung der Anschläge 8, 9 bewirken.To operate the
Üblicherweise werden die für die einzelnen Fertigungsschritte erforderlichen Maschineneinstellungen in einem Fertigungsprogramm 14 in der Steuervorrichtung 10 hinterlegt. Die Bedienperson kann das Fertigungsprogramm 14 an dem Bedienterminal 11 aufrufen und zur Anzeige bringen. Die entsprechenden Fertigungsschritte können ausgewählt und die Einstellung des neuen Betriebszustandes der Biegepresse 1 gestartet werden. Nach Einlegen des Werkstücks 5, das heißt Auflegen des Werkstücks 5 auf das Unterwerkzeug 6 und Anlegen bzw. Auflegen an Anschlagsflächen der Anschläge 8, 9, kann dann die Biegeumformung durch gegeneinander bewegen der Pressbalken 2, 3 gestartet werden. Bei konventionellen Biegepressen steht dazu der Bedienperson ein separater, beispielsweise durch einen Fußtaster gebildeter Schalter zur Verfügung. Durch Betätigen des Schalters kann das Auf- und Abbewegen des oberen Pressenbalkens 3 gestartet werden.The machine settings required for the individual production steps are usually stored in a
Bei der Biegepresse 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung 10 auch mit einem Bilderkennungsprogramm 15 ausgebildet. Das Bilderkennungsprogramm 15 ist dazu geeignet, von einem Bearbeitungsbereich 16 in der Umgebung der Biegewerkzeuge 6, 7 bzw. des Werkstücks 5 aufgezeichnete Bilder zu analysieren und mit Hilfe automatischer Mustererkennung den momentanen Bearbeitungszustand des Werkstücks 5 bzw. die momentane Phase des gerade auszuführenden Fertigungsschritts festzustellen. Zur Erfassung des Bearbeitungsbereichs 16 ist zumindest eine erste Kamera 17 an der Biegepresse 1 angeordnet. Beim Betrieb der Biegepresse 1 werden von der Kamera 17 aufgezeichnete Bilder des Bearbeitungsbereichs 16 von dem Bilderkennungsprogramm 15 analysiert und die von dem Bilderkennungsprogramm 15 erkannten Betriebszustände in den Phasen der Fertigungsschritte dazu benutzt, den Ablauf des Fertigungsprogramms 14 selbst zu steuern.In the
So kann, wenn das Werkstück 5 von der Bedienperson in den Bearbeitungsbereich 16 eingelegt wird, mit Hilfe des Bilderkennungsprogramms 15 automatisch festgestellt werden, ob das zunächst unverformte Werkstück 5 an den Anschlägen 8, 9 zur Anlage gebracht worden ist und somit seine Ausgangslange erreicht hat. Ist dies von dem Bilderkennungsprogramm 15 festgestellt worden, so kann das Starten der nächsten Phase in dem Fertigungsprogramm 14, nämlich der Biegeumformung durch gegeneinander bewegen der Pressbalken, automatisch eingeleitet werden. Schließlich kann durch Auswertung der Bilder der Kamera 17 durch das Bilderkennungsprogramm 15 von diesem auch festgestellt werden, ob der gewünschte Verformungszustand des Werkstücks 5 erreicht ist, woraufhin - ebenfalls wieder automatisch - die nächste Phase in dem Fertigungsschritt des Fertigungsprogramms 14, nämlich das Auseinanderbewegen der Pressbalken, veranlasst wird. Die Bedienperson braucht dazu keine Betätigung eines Schalters vorzunehmen. Dieses Weiterschalten in die nächste Phase eines Fertigungsschritts, und ebenso das Weiterschalten von einem ersten Fertigungsschritt in den nächstfolgenden Fertigungsschritt des Fertigungsprogramms 14, erfolgt automatisch durch die Steuervorrichtung 10, wobei die jeweiligen Analyseergebnisse von dem Bilderkennungsprogramm 15 dazu als Grundlage dienen.When the operator places the
Die
Neben der ersten Kamera 17 die vor dem oberen Pressenbalken 3 angeordnet ist (gemäß Darstellung rechts vom Pressenbalken 3), ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch hinter dem oberen Pressenbalken 3 eine zweite Kamera 18 (links vom Pressenbalken 3) angeordnet. Eine optische Achse 19 der Kamera 17 als auch eine optische Achse 20 der Kamera 18 sind schräg von oben auf den Bearbeitungsbereich 16 bzw. das Werkstück 5 im Bearbeitungsbereich 16 gerichtet. Jeder der beiden Anschläge 8, 9 ist an einer Anschlagvorrichtung 21 befestigt und kann mit deren Hilfe in den drei Raumrichtungen X, Y, Z verstellt und somit neu positioniert werden. Die Anschlagsvorrichtung 21 weist dazu in die X-, Y- und Z-Richtung gerichtete Führungsbahnen 22 und damit wechselwirkende Stellmotoren 23 auf.In addition to the
Durch die Darstellung in
Insgesamt können bei dem ersten Fertigungsschritt Fl wie auch bei jedem weiteren Fertigungsschritt zumindest fünf Maßnahmen bzw. Phasen unterschieden werden. Diese Phasen sind:
- P1: Positionieren der Anschläge 8, 9 zur Ausrichtung des Werkstücks 5 in
dem Bearbeitungsbereich 16; - I1: Einlegen des Werkstücks 5 in
den Bearbeitungsbereich 16 durch Auflegenauf das Unterwerkzeug 6 und Anlegen bzw.Auflegen des Werkstücks 5 an 8, 9;den Anschlägen - B1: Durchführen der Biegeumformung durch Andrücken des Oberwerkzeuges 7
gegen das Werkstück 5und das Unterwerkzeug 6 durch gegeneinander bewegen der 2, 3;Pressbalken - O1: Auseinander bewegen der
2, 3;Pressbalken - R1: Entnehmen des Werkstücks 5
aus dem Unterwerkzeug 6.
- P1: Positioning of the
8, 9 for aligning thestops workpiece 5 in themachining area 16; - I1: Placing the
workpiece 5 in themachining area 16 by placing it on thelower tool 6 and placing or placing theworkpiece 5 on the 8, 9;stops - B1: carrying out the bending deformation by pressing the
upper tool 7 against theworkpiece 5 and thelower tool 6 by moving the press beams 2, 3 towards one another; - O1: moving the press beams 2, 3 apart;
- R1: Removal of the
workpiece 5 from thelower tool 6.
Die Überwachung des Beobachtungsbereichs 16 mit den Kameras 17, 18 und die Auswertung der Bilder durch das Bilderkennungsprogramm 15 ermöglichen es nun, dass der Abschluss der Phase I1, das heißt der Phase des Einlegens des Werkstücks 5 von dem Bilderkennungsprogramm 15, selbsttätig festgestellt und durch die Steuervorrichtung 10 die folgende Phase B1, das heißt die Durchführung der Biegeumformung, ebenfalls selbsttätig gestartet wird. In der Folge wird auch das Ende der Phase B1 durch das Bilderkennungsprogramm 15 festgestellt und durch die Steuervorrichtung 10 die Phase O1 automatisch gestartet. Schließlich wird von dem Bilderkennungsprogramm 15 auch festgestellt, ob das Werkstück 5 aus dem Unterwerkzeug 6 entnommen worden ist, woraufhin die Steuervorrichtung 10 den nächstfolgenden, zweiten Fertigungsschritt F2 des Fertigungsprogramms 14 starten kann (
Die
- P: Positionieren der Anschläge 8, 9;
- I:
Einlegen des Werkstücks 5; - B: Durchführen der Biegeumformung;
- O: Auseinander bewegen der Pressbalken und
- R: Entnehmen des
Werkstücks 5.
- P: positioning of the
8, 9;stops - I: Insertion of the
workpiece 5; - B: performing bending deformation;
- O: Moving apart the press beam and
- R: Removal of the
workpiece 5.
Durch die Ausstattung der Biegepresse 1 mit zumindest einer Kamera 17, 18 und der Verwendung des Bilderkennungsprogramms 15 in der Steuervorrichtung 10 wird erreicht, dass ein weiterer, separater Schalter und die Betätigung des Schalters durch die Bedienperson in dem Verlauf der Fertigungsschritte F1, F2 bzw. der Phasen P, I, B, O und R einzelner Fertigungsschritte entfallen kann. Die Bedienperson kann sich darauf beschränken, in der Phase I1 das Werkstück 5 in den Bearbeitungsbereich 16 einzulegen und auf dem Unterwerkzeug 6 und den Anschlägen 8, 9 zur Anlage zu bringen. Ob sich das Werkstück 5 in der richtigen Lage befindet, wird selbsttätig von dem Bilderkennungsprogramm 15 festgestellt und leitet daraufhin die Steuervorrichtung 10 die Phase B1 durch Starten der Biegeumformung automatisch ein. Der Start der Biegeumformung am Beginn der Phase B1 wird somit durch die Bedienperson nur auf indirekte Weise veranlasst, in dem diese das Werkstück 5 in den Bearbeitungsbereich 16 einlegt und an dem unteren Biegewerkzeug 6 und den Anschlägen 8, 9 vollständig zur Anlage bringt.Equipping bending
Der Zeitpunkt des Starts dieser Phase B1 hängt somit aber auch gänzlich von den Bewegungen der Bedienperson, mit denen diese das Werkstück 5 in den Bearbeitungsbereich 16 einlegt, ab. Dieser Zeitpunkt ist gerade das Ende der Phase I1 zu dem das Bilderkennungsprogramm 15 feststellt, dass das Werkstück 5 zur Gänze an dem unteren Biegewerkzeug 6 als auch den Anschlägen 8, 9 zur Anlage gebracht worden ist. In analoger Weise verhält es sich mit dem Entnehmen des Werkstücks 5 durch die Bedienperson in der Phase R1. So wie die Dauer der Phase I1 hängt auch die Dauer und das Ende der Phase Rl von den Bewegungen der Bedienperson ab. Diese Unbestimmtheit der Dauer der Phasen I1, Rl als auch der Phasen I2 und R2 des anschließenden Fertigungsschrittes F2 ist deshalb in der
Durch die Verwendung des Bilderkennungsprogramms 15 bei der Steuerung des Fertigungsprogramms 14 können Verzögerungen, wie sie bei dem sonst von einer Bedienperson durchzuführenden Betätigen von Schaltern zum Weiterschalten zwischen den Phasen der Fertigungsschritte F1, F2 auftreten würden, gänzlich entfallen. Die vorstehenden Ausführungen zu dem ersten Fertigungsschritt Fl, mit den Phasen P1, I1, B1, O1 und R1, gelten in analoger Weise auch für den zweiten Fertigungsschritt F2, mit den entsprechenden Phasen P2, I2, B2, O2 und R2, und ggf. auch für noch weitere, daran anschließende Fertigungsschritte F3, F4, usw.By using the
Die
Gemäß der Ausführungsweise des Verfahrens wie in der
Die
Die
Anhand der nachfolgenden
Als weitere Ausführungsvarianten der Betriebsweise der Biegepresse 1 können auch noch Kombinationen der vorstehenden Betriebsweisen mit der Verwendung von durch Sensorelemente überwachten Anschlägen 8, 9 vorgesehen sein. Dabei sind die Anschläge 8, 9 beispielsweise mit Kraftmesselementen oder Kontaktschaltern ausgestattet. Eine fortlaufende Überwachung der Messsignale solcher Sensorelemente durch die Steuervorrichtung 10 ermöglicht es, beim Zusammenstoß mit fehlerhaft positionierten Maschinenteilen aber vor allem beim Zusammenstoß oder dem Einklemmen eines Köperteils einer Bedienperson automatisch eine Gegenmaßnahme einleiten.As further embodiment variants of the mode of operation of the
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist.The exemplary embodiments show possible variants, it being noted at this point that the invention is not restricted to the specifically illustrated variant embodiments of the same.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt.The scope of protection is determined by the claims.
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.All information on value ranges in the present description should be understood to include any and all sub-ranges, e.g. the
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.Finally, for the sake of clarity, it should be pointed out that some elements are shown not to scale and/or enlarged and/or reduced in size for a better understanding of the structure.
- 11
- Biegepressebending press
- 22
- Pressbalkenpress bar
- 33
- Pressbalkenpress bar
- 44
- Maschinengestellmachine frame
- 55
- Werkstückworkpiece
- 66
- Biegewerkzeugbending tool
- 77
- Biegewerkzeugbending tool
- 88th
- Anschlagattack
- 99
- Anschlagattack
- 1010
- Steuervorrichtungcontrol device
- 1111
- Bedienterminaloperator terminal
- 1212
- Bildschirmscreen
- 1313
- Eingabevorrichtunginput device
- 1414
- Fertigungsprogrammproduction program
- 1515
- Bilderkennungsprogrammimage recognition program
- 1616
- Bearbeitungsbereichediting area
- 1717
- Kameracamera
- 1818
- Kameracamera
- 1919
- optische Achseoptical axis
- 2020
- optische Achseoptical axis
- 2121
- Anschlagvorrichtungstop device
- 2222
- Führungsbahnguideway
- 2323
- Stellmotoractuator
Claims (7)
- A method for producing a component by forming a workpiece (5) from sheet metal using a manufacturing device (1) with two press beams (2, 3) oriented in parallel with one another, with bending tools (6, 7) mounted on the press beams (2, 3), and with a controller (10) having a manufacturing program (14) for the semi-automatic operation of the manufacturing device (1), wherein at least two manufacturing steps (F1, F2) are each performed using bend-forming, and wherein one manufacturing step (F1, F2) comprises the measures:- positioning stops (8, 9) for orienting the workpiece (5) in a processing region (16), wherein the positioning of the stops (8, 9) is carried out automatically by means of the controller (10) based on commands of the manufacturing program (14);- placing a workpiece (5) into the processing region (16) by placing it on a lower tool (6) and positioning the workpiece (5) against and/or placing it on the stops (8, 9) by means of an operator;- carrying out the bend-forming operation by pressing an upper tool (7) against the workpiece (5) and the lower tool (6) by means of moving the press beams (2, 3) against each other;- moving the press beams (2, 3) apart;- removing the workpiece (5) from the lower tool (6) by means of the operator;wherein, after a first manufacturing step (F1), the performance of a subsequent, second manufacturing step (F2) of the manufacturing program (14) is started, wherein the processing region (16) is captured by at least one camera (17, 18),characterized in that the position and orientation of the workpiece (5) is determined by an image recognition program (15), and, based on the position and orientation of the workpiece (5) determined by the image recognition program (15), the subsequent, second manufacturing step (F2) is started by the manufacturing program (14) by repositioning the stops (8, 9).
- The method according to claim 1, characterized in that the performance of the bend-forming operation is automatically started by the controller (10) if the image recognition program (15) has determined that the workpiece (5) has been placed in the processing region (16) and positioned against the stops (8, 9).
- The method according to claim 1 or 2, characterized in that the performance of the bend-forming operation is automatically stopped by the controller (10) if the image recognition program (15) has determined that the desired deformation state of the workpiece (5) is achieved, and that afterwards, the controller (10) carries out the movement of the press beams (2, 3) away from each other.
- The method according to claim 1, characterized in that the second manufacturing step (F2) following the first manufacturing step (F1) is only started once the image recognition program (15) has determined that the workpiece (5) has been fully removed from the processing region (16).
- The method according to claim 1, characterized in that positioning the stops (8, 9) during the second manufacturing step (F2) following the first manufacturing step (F1) is already started if the image recognition program (15) has determined that the workpiece (5) has a greater distance from the bending tools (6, 7) than a value of a predefined minimum distance, wherein the value of the minimum distance is specified in the manufacturing program (14).
- The method according to claim 5, characterized in that during the positioning of the stops (8, 9), they are moved by the controller (10) only at a speed at which they do not fall under the predefined minimum distance.
- The method according to claim 1, characterized in that in a third manufacturing step (F3), the workpiece (5) is first placed into the processing region (16) by the operator, and only afterwards, the stops (8, 9) are positioned by means of the controller (10), wherein the bend-forming operation is started by the controller (10) once the image recognition program (15) has determined that the positioning of the stops (8, 9) is complete.
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