EP3829792A2 - Bending device and method for determining at least one material parameter and/or processing parameter for a workpiece-processing device - Google Patents

Bending device and method for determining at least one material parameter and/or processing parameter for a workpiece-processing device

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Publication number
EP3829792A2
EP3829792A2 EP19759491.4A EP19759491A EP3829792A2 EP 3829792 A2 EP3829792 A2 EP 3829792A2 EP 19759491 A EP19759491 A EP 19759491A EP 3829792 A2 EP3829792 A2 EP 3829792A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bending
workpiece
machining
sample
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19759491.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhard Angerer
Klemens Freudenthaler
Florian Hausmann
Matthias HÖRL
Nenad KOVJENIC
Florian Maier
Michael SCHERNHAMMER
Verena STEININGER
Helmut Theis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Original Assignee
Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG filed Critical Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Publication of EP3829792A2 publication Critical patent/EP3829792A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/20Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady bending forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/004Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves with program control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/12Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials

Definitions

  • the invention relates to a method for determining at least one material parameter and / or at least one machining parameter and / or for selecting or creating a machining program for the control of a workpiece machining device, preferably a bending machine, in particular a bending press or a folding machine, and / or one Cutting and / or welding device, in particular laser cutting and / or laser welding device, comprising the steps: (a) taking a workpiece sample of a plate-shaped material, in particular a sheet, preferably from a piece of sheet metal or from a batch of sheet metal pieces, (b) performing at least one measurement on the workpiece sample, and (c) determining at least one material parameter and / or at least one machining parameter and / or selecting or creating a machining program for controlling a workpiece machining device depending on the result it of the at least one measurement on the workpiece sample.
  • EP 2 134 483 B1 discloses a method for determining a setting parameter value of a bending press, in which parameters of a workpiece to be bent in a bending process are fed to a control device of the bending press. Before the bending process is completed, the workpiece is subjected to an eddy current measurement. A measured value of the electromagnetic reaction of the workpiece to an alternating field is determined. One of the parameters is formed by this measured value. This measure is intended to provide a bending process in which a particularly high bending accuracy is achieved is determined by fluctuations in the properties of the starting material and taken into account in the bending process.
  • the object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a method or a device with which the setting of machining parameters or the selection or creation of machining programs is further optimized.
  • the aim is to minimize the difference between the desired and the achieved machining result.
  • the process should also be able to take fluctuations in material properties into account in different batches or within one batch.
  • This object is achieved with a method mentioned at the outset by: (d) bending the workpiece sample by means of a bending device, the at least one measurement being carried out on the workpiece sample in at least one bent state of the workpiece sample.
  • steps (a) - (d) has no chronological meaning.
  • steps (b) and (d) can be carried out simultaneously or in immediate succession.
  • Properties of the workpiece sample in the bent state should be determined.
  • Steps (b) and (d) can preferably also be repeated several times, in particular in order to be able to carry out measurements in the case of states bent to different degrees. Only the taking of the workpiece sample is at the beginning of the process.
  • the processing device is a bending machine, in particular a bending press
  • the accuracy of the bent parts is increased by the invention.
  • compliance with defined gap dimensions is of great importance for process quality.
  • the defined gap dimension can be better maintained. Knowing material properties obtained in connection with a bent workpiece sample can also lead to a better machining result in other machining processes.
  • the steps (b) and (d) of the method according to the invention carried out on the workpiece sample are carried out before the actual machining of a workpiece, which is carried out by means of the determined material and / or machining parameters and / or the selected machining program.
  • the workpiece sample on which the measurement is carried out and the workpiece to be machined later are different pieces. In other words: workpiece sample and workpiece are not one and the same part.
  • a test method carried out beforehand which is carried out separately from the subsequent machining process and on a workpiece sample specially taken for this purpose.
  • Steps (b) and (d) are preferably carried out on a workpiece sample in a test device provided for this purpose, while the machining of a workpiece (with the previously determined material or machining parameters and / or the previously selected machining program) in one of the testing device independent processing device (eg bending press).
  • the testing device independent processing device eg bending press
  • an apparatus in which a material sample is deformed by means of bending.
  • the material data can be determined on the basis of the forming force / moment and the resulting forming, in particular curvature or bending radius or angle, on the material sample and then optimized.
  • a suitable process model will be used to optimize the material data.
  • the process data material parameters, machining parameters, in particular bending angle, angle, springback, immersion depth, bending radius, etc.
  • a preferred embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample is carried out by means of the bending device by free bending.
  • the at least one measurement on the workpiece sample is carried out here in a bending state which is achieved exclusively by free bending, and thus in the freely bent state of the workpiece sample.
  • the (bent) shape of the workpiece sample caused by the (free) bending process is not included in the tools involved in the bending process.
  • the workpiece sample does not take the form of a tool.
  • the forming of the workpiece sample is only controlled by the movement of the tools. This enables material properties to be determined regardless of the tool used.
  • the material or machining parameters obtained by freely bending a workpiece sample provide particularly precise machining results in a (subsequent) machining process in a workpiece machining device on a workpiece (which comes from the same piece or the same batch as the workpiece sample).
  • a preferred embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample is carried out by means of the bending device without lateral force.
  • the at least one measurement on the workpiece sample is carried out here in a bending state which is achieved by bending without lateral force. Bending without shear forces results in pure bending stress without additional shear forces. There are only bending stresses in the forming zone. With bending force-free bending, the ends of the workpiece sample are clamped and moved towards each other. The at least one measurement on the workpiece sample is thus carried out in this bending state of the workpiece sample which is free from external transverse forces. This enables a particularly authentic bending flow curve of the workpiece material to be determined.
  • a preferred embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample takes place by means of the bending device by pure moment bending. In the case of pure torque bending, there are only bending moments in the workpiece sample. Such a method enables a particularly precise and optimized determination of material / processing parameters.
  • Another embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample is carried out by means of the bending device by die bending or swivel bending.
  • a preferred embodiment is characterized in that the at least one measurement is carried out on the workpiece sample by means of at least one sensor which is integrated in the bending device.
  • the bending device takes on the function of a fully equipped test device.
  • a preferred embodiment is characterized in that the at least one measurement comprises the measurement of the bending radius of the workpiece sample, the bending radius preferably being measured by means of an optical sensor, in particular a laser sensor, or a tactile sensor.
  • the bending radius is a meaningful characteristic of the bending condition. In the case of free bending in particular, the bending radius is only influenced by the movement of the tools, but not by their shape. The bending radius thus provides immediate information about the degree of deformation caused by a load condition.
  • a preferred embodiment is characterized in that the at least one measurement comprises the measurement of the bending angle of the workpiece sample, the bending angle preferably being measured by means of an incremental encoder.
  • the bending angle like the bending radius, is a characteristic feature of a bending state. In particular in the case of transverse force-free bending or pure moment bending, the bending angle can be measured in a simple manner in the region of the clamped ends of the workpiece sample, for example with an incremental encoder designed as an angle sensor.
  • a preferred embodiment is characterized in that the at least one measurement comprises the measurement of the force and / or the bending moment with which the workpiece sample is subjected during the bending process, preferably the force and / or the bending moment by means of a Piezo sensor and / or a strain sensor (DMS) is measured ge.
  • the information about the force or the bending moment that causes a certain degree of deformation give information about the moment-strain relationships in the material.
  • a preferred embodiment is characterized in that measurements are carried out in step c) at different bending states of the workpiece sample. In this way, stress-strain relationships, preferably a bending flow curve, can be recorded, the course of which represents a characteristic of the workpiece sample or the workpiece.
  • a preferred embodiment is characterized in that a bending flow curve (i.e. the yield stress depending on the degree of deformation) is determined from the measurements on the workpiece sample, in particular the yield stress depending on the degree of deformation.
  • a bending flow curve i.e. the yield stress depending on the degree of deformation
  • a preferred embodiment is characterized in that, depending on the at least one measurement on the workpiece sample and / or depending on the evaluation of the at least one measurement on the workpiece sample, at least one machining parameter for the control of the workpiece machining device can be determined.
  • a preferred embodiment is characterized in that the workpiece processing device is a bending machine, in particular a bending press or a swivel bending machine, and the processing parameters determined as a function of the at least one measurement on the workpiece sample are the immersion depth and / or springback and / or Bending shortening and / or the type of one or more bending tools (s), in particular the size, shape and / or material of the bending tool (s) to be used and / or the amount of the pressing force, in particular the maximum pressing force, and / or the time profile the pressing force and / or the reversal position (immersion depth) of a bending tool and / or the stop position of at least one back stop.
  • the processing parameters determined as a function of the at least one measurement on the workpiece sample are the immersion depth and / or springback and / or Bending shortening and / or the type of one or more bending tools (s), in particular the size, shape and / or material of the bending tool (s)
  • step (d) and the measurement (s) carried out in the bending state are particularly advantageous in particular for bending machines because the bending behavior is tested beforehand on a workpiece sample.
  • Free, in particular shear-free bending is particularly suitable for step (d) because the degree of deformation is independent of the shape of the tool used and therefore provides general (i.e. independent of the test facility) parameters. Knowing this workpiece property (s), the machining parameters of the bending machine, which also includes the selection of the bending tools, can now be determined.
  • a preferred embodiment is characterized in that by means of a process simulation program, which is based on the at least one determined material parameter and / or the at least one determined machining parameter and / or the selected machining program, a machining process of a workpiece is simulated in a workpiece machining device , at least one machining parameter for the control of the workpiece machining device being adapted as a function of the simulation result.
  • the simulation result can be compared with a target bending result (ie the desired bending result) and, for example, a processing parameter can be adjusted (ie changed) depending on the deviation between the simulation and the target bending result.
  • the simulation can then be repeated one or more times with the machining parameter (s) that have now been adjusted.
  • the machining parameter (s) for the actual bending process on a piece (in the workpiece processing device) are successively optimized. This process preferably does not take place on the workpiece to be machined, but on the workpiece sample.
  • the workpiece sample is preferably bent only once and by optimizing the parameters for the simulation, very good machine setting parameters should then be determined.
  • a preferred embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample is simulated by means of a bending device according to step (d) by means of a calculation based on at least one material parameter, and that, depending on the deviation of the simulation result from the result, that is obtained from the at least one measurement on the workpiece sample in at least one bent state of the workpiece sample, at least one material parameter is adapted, the calculation for simulating the bending process preferably being repeated at least once with an adapted material parameter and / or preferably the at least one material parameter, which is used as the basis for the calculation and adjusted, comprises the bending flow curve.
  • the test method itself which is carried out in the bending device, is simulated.
  • the simulation in comparison to the (test) bending process actually carried out enables precise determination of optimized material parameters, such as the course of the optimized bending flow curve.
  • the bending flow curve is a curve of the yield stress as a function of the degree of deformation, which is approximated, for example, using approximation equations.
  • a preferred embodiment is characterized in that the at least one material parameter comprises a flow curve, in particular a bending flow curve, and that, based on an initial flow curve, a variable, in particular a torque-curvature relationship, is determined by calculation, which is determined by means of the bending device Measurement he is averaged, and that depending on the deviation of the size calculated from the flow curve and the size obtained from measurements, the flow curve is adjusted, preferably in iterative steps, preferably until the deviation falls below a predetermined limit.
  • This measure enables an optimized material parameter - (bending) flow curve - to be provided, which also enables the machining of the workpiece in the bending machine to be optimized.
  • the goal is also achieved by a method for machining, preferably bending and / or cutting and / or welding, a plate-shaped, preferably sheet-shaped workpiece in a workpiece machining device, the control of the workpiece machining device depending on at least one material parameter of the workpiece and / or at least one machining parameter and / or one machining program is carried out.
  • the determination of the at least one material parameter and / or that of the at least one machining parameter and / or the selection or creation of the machining program for controlling the workpiece machining device is carried out according to the invention, in particular according to one of the preceding embodiments.
  • the advantage of the invention is particularly evident in connection with bending machines (for example bending presses).
  • a preferred embodiment is characterized in that the bending device by means of which the workpiece sample is bent is a device separate from the workpiece processing device, the bending device preferably being operable independently of the workpiece processing device.
  • the bending device is a test device specially designed for testing workpiece samples.
  • the bending device is preferably designed to carry out a free, in particular transverse force-free, bending process. This means that the material parameters can be determined more or less independently of the tool. In many cases, such independence makes it possible to determine optimized machining parameters for the machining process in the workpiece machining device.
  • a preferred embodiment is characterized in that the workpiece processing device is a bending machine, preferably a bending press or a swivel bending machine, wherein preferably the bending of the workpiece in the bending machine and the bending of the workpiece sample in the bending device are of different types, preferably that The workpiece is bent in the bending machine by die bending and / or the workpiece sample is bent in the bending device by die bending or by free bending, in particular by bending without lateral force.
  • the workpiece processing device is a bending machine, preferably a bending press or a swivel bending machine, wherein preferably the bending of the workpiece in the bending machine and the bending of the workpiece sample in the bending device are of different types, preferably that The workpiece is bent in the bending machine by die bending and / or the workpiece sample is bent in the bending device by die bending or by free bending, in particular by bending without lateral force.
  • Bending "different types" in this context means that the bending process in the bending machine and the bending device in the bending device differ in qualitative terms, in particular by the type of tools used or by the forming process itself - for example, die bending, in which the workpiece at least partially assumes the shape of the bending tool, vs. free bending, in which the bending state or the shape of the workpiece sample caused by the bending process (on which the measurements are also carried out) is independent of the tool shape.
  • a preferred embodiment is characterized in that the workpiece processing device and the bending device communicate with one another via a data connection, preferably the measurement results and / or the evaluation of the measurement results of the at least one measurement on the workpiece sample and / or at least one of the Measurement results of determined material parameters and / or machining parameters and / or a selected machining program are transmitted to the control of the workpiece machining device.
  • the otherwise independent devices communicate with each other here and thus ensure automated integration of the test procedure (on a workpiece sample) and its results in the subsequent machining process (on a workpiece).
  • the object of the invention is also achieved with a bending device for bending a workpiece sample comprising at least one receptacle for the workpiece sample and at least one sensor for carrying out at least one measurement on the workpiece sample in at least one bent state of the workpiece sample, the bending device preferably being a die bending device or a bending device for free bending, before preferably shear-free bending, preferably pure moment bending, is a workpiece sample.
  • This provides a bending device as a test device for use in a method according to the invention.
  • a preferred embodiment is characterized in that the receptacle has a first bearing block and a second bearing block, one bearing block being displaceable relative to the other bearing block along a displacement direction and the bearing blocks are each rotatable relative to one another about an axis of rotation, preferably the axes of rotation being substantially normal to the direction of displacement. In this way, a transverse force-free bending process is made possible, the opposite ends of the workpiece sample are each fixed to one of the bearing blocks.
  • a preferred embodiment is characterized in that the bearing blocks each have a clamping device, in particular a screw or hydraulic clamping device or a wedge connection, with which one side of the workpiece sample can be clamped in each case.
  • a preferred embodiment is characterized in that the bearing blocks are each connected to a lever and can be rotated by this.
  • the levers By - preferably synchronously - actuating the levers, e.g. by spreading them apart, the clamped workpiece sample can be brought into a bent state particularly easily and reproducibly or successively into states with an increasing degree of deformation.
  • a preferred embodiment is characterized in that the bending device has at least one sensor, preferably an optical sensor, in particular a laser sensor, and / or a tactile sensor, which is preferably set up to measure the bending radius of the workpiece sample.
  • an optical sensor in particular a laser sensor
  • a tactile sensor which is preferably set up to measure the bending radius of the workpiece sample.
  • a preferred embodiment is characterized in that the bending device has at least one force and / or pressure and / or moment sensor, in particular a piezo sensor and / or a strain sensor (DMS), which preferably for measuring the on at least one the bearing blocks acting forces is set up.
  • DMS strain sensor
  • a preferred embodiment is characterized in that the bending device has at least one position and / or displacement and / or angle sensor, preferably in the form of an incremental encoder, for determining the position and / or the relative position and / or the angle of rotation of the bearing blocks.
  • the aim is also achieved by arranging a workpiece machining device for machining a workpiece, preferably a bending machine, in particular one Bending press or a swivel bending machine, and / or a cutting and / or welding device, in particular laser cutting and / or laser welding device, and a bending device according to the invention, the workpiece processing device and the bending device being separate, in particular independently operable devices, preferably in the are arranged in the same room or directly next to one another and / or are connected to one another via a data connection.
  • the invention also relates to the use of a Biegevor device according to the invention or an arrangement according to the invention in a method according to the invention.
  • one or more samples can be taken from a sheet of metal to be processed (e.g. at an angle of 0 °, 90 °, 45 ° to the rolling direction), these samples being shaped in the bending device serving as a test device and from the forming or out measure of the deformation material data are determined.
  • the technology parameters are determined according to the orientation on the sheet.
  • the bending device (for determining the material or processing parameters) can comprise a unit for forming the sheet, a measuring unit for force measurement or bending moment measurement, a unit for displacement measurement or angle measurement and / or a unit for detecting the sheet sample curvature.
  • the bending device is designed for pure moment bending.
  • the measurement or material data determination takes place here in a bending state of the workpiece sample, which is achieved by pure torque bending.
  • the bending device is designed for a so-called 3-point bending (comparable to die bending).
  • the bending state is achieved here in that the workpiece sample lies on two outer points and a shear force is applied at a further point between the outer points.
  • the process for determining the material data or parameters can proceed as follows: The sheet metal sample is placed in the bending device (manually or automatically) and preferably clamped there. Now the measuring process is started, a moment is introduced into the sample (e.g. using a lever or directly with a motor). This moment is measured. At the same time, the curvature and / or the bending angle are recorded. The measurement data are then processed, and a (bending) flow curve is calculated (for example, according to the Nadai bending theory).
  • the flow curve can then be optimized, the previously determined flow curve serving as the starting value.
  • the flow curve is now varied until the deviation of the calculated torque curvature curve and the measured torque curvature curve falls below a defined error measure.
  • suitable machining parameters bending technology parameters
  • the machining programs are selected, corrected or newly created accordingly.
  • the sheet metal sample can be inserted (manually or automatically) into the bending device.
  • the "die width", ie the distance between the outer support points, can be adjusted according to the sheet thickness.
  • the measuring process takes place. It is applied by applying force - preferably centrally - between the support points e.g. bent the sheet with a (radius) stamp.
  • a force measurement and / or a displacement measurement is carried out (e.g. on a movable Fager block or on the (radius) punch).
  • the curvature curve on the outer edge of the sheet metal or (additionally) the bending angle can be determined.
  • the test process can be simulated using semi-analytical calculations. This calculation approach is now used to optimize the flow curve.
  • the starting value for the flow curve can be e.g. an artificial flow curve over the parameters: standard yield strength, standard tensile strength, standard elongation and modulus of elasticity; to be generated.
  • a bilinear flow curve can thus be created, which in turn is fitted with the flow curve approximation used below.
  • This fitted flow curve in turn serves as a starting value for the flow curve optimization, which contributes to a further improvement the determination of the material parameters.
  • the (previously generated) flow curve is varied and the test process is recalculated with it using, for example, semi-analytical simulation.
  • the flow curve is varied until the deviation of the bending force curvature between test and calculation falls below a defined error measure. With this variant it can also be taken into account that the curvature is not constant.
  • the processing parameters bending technology data
  • the programs can in turn be selected, corrected or created accordingly.
  • rolling direction influences can also be taken into account here.
  • the data determined specifically for the material can be "attached" to the production order if the production is networked accordingly (keyword: Industry 4.0). So it will be possible to e.g. for parts with very high accuracy requirements (e.g.
  • the (test) bending device can be used by a service provider to determine technology data for customers who send the material samples.
  • the customer who also carries out the subsequent machining on the workpiece, can be provided with a (test) bending device with which he can determine the technology data himself.
  • This device can be networked with production planning and provide technology data for the material of an order.
  • Cutting e.g. using a laser cutting machine
  • bending program for a bending machine
  • the bending device can function independently (e.g. you can determine technology data (material or processing parameters) at the time of goods receipt for each batch of sheet metal, or you can integrate the bending device and the results obtained with it into the laser cutting process (e.g. the laser cutting machine first cuts samples and based on the determined technology values of the samples, the cutting program and the bending program are adapted, corrected or optimized)
  • the (test) bending device can also be arranged on the bending machine in order to determine the material and / or processing parameters on site (although the cutting can are no longer corrected here; but the bending program can be automatically corrected so that tolerated leg lengths fit and the cutting error is distributed to the other legs (with lower accuracy requirements).
  • the measuring technology can be integrated into a bending tool and the measurement can be carried out directly in the bending machine.
  • the free bending method but also the 3-point bending or the die bending, is easy to implement, for example by an adjustable die with appropriate sensors for measuring force, curvature and / or immersion depth is provided.
  • a blade tool with an integrated force measurement could be used as the upper tool.
  • the immersion depth can in turn be detected with its own length measurement between the upper and lower tool.
  • the sheet metal curvature can be determined with the help of a laser line scanner, the force or the bending moment using piezo force sensors (e.g. load cells), the bending angle and the device geometry the bending moment with an angle sensor. In principle, however, these measurements can also be carried out with other suitable sensors.
  • piezo force sensors e.g. load cells
  • these measurements can also be carried out with other suitable sensors.
  • Figure 1 shows a method according to the invention in a schematic representation.
  • FIG. 3 shows the dependency between the moment applied and the reciprocal of the bending radius for a bending process according to FIG. 2;
  • 5 shows an embodiment of a bending device
  • 6 shows a bending device in a side view
  • FIG. 7 shows an arrangement of a bending device and a workpiece processing device
  • FIG. 10 shows a bending device for pivot bending a workpiece sample.
  • the workpiece machining device 10 is preferably a bending machine , preferably a bending press with two tools which can be moved against one another by a press drive and which are preferably designed as upper and lower tools. In an alternative embodiment, the bending machine could also be designed as a folding machine.
  • the workpiece machining device 10 could, however, also be a cutting and / or welding device, in particular a laser cutting and / or laser welding device.
  • Such a method comprises the steps - depicted from right to left in FIG. 1:
  • Fig. 2 shows a bending device 1, in which a workpiece sample 2 is clamped in a receptacle (shown schematically by the side bearings).
  • a receptacle shown schematically by the side bearings.
  • One of the bearings is movable relative to the other bearing. Both bearings can be swiveled around a swivel axis.
  • the bending device 1 comprises at least one sensor, here an optical sensor 5, for carrying out at least one measurement on the workpiece sample 2 in at least one bent state of the workpiece sample 2.
  • the sensor itself is preferably in the bending device 1 integrated.
  • the sensor especially if it is e.g. is a force or pressure sensor, can also be integrated in a bending tool (in the embodiment of FIG. 2 this would be one or both bearings) of the bending device 1. If such a preliminary measurement is carried out directly in a bending machine as a workpiece machining device 10, a sensor could also be integrated in a bending tool of the bending machine.
  • the at least one measurement can include measuring the curvature and / or the bending radius R of the workpiece sample 2.
  • the curvature and / or the bending radius R are preferably measured by means of an optical sensor 5, in particular a laser sensor, with other measurement methods, such as e.g. the use of a tactile sensor is possible.
  • a measurement of the bending angle of the workpiece sample 2 can also be carried out.
  • the bending angle is preferably measured by means of an incremental encoder 6 (shown in the embodiment in FIG. 5).
  • FIGS. 5 and 6 a possible embodiment of a bending device 1 is shown in FIGS. 5 and 6.
  • the receptacle for the workpiece sample here comprises a first bearing block 13 and a second bearing block 14.
  • a bearing block 13 can be displaced relative to the other bearing block 14 along a displacement direction 15.
  • the bearing blocks 13, 14 can also be rotated relative to one another about an axis of rotation 16.
  • the axes of rotation 16 are here essentially perpendicular to the direction of displacement 15.
  • the bearing blocks 13, 14 each have one
  • Clamping device e.g. a wedge connection
  • the bearing blocks 13, 14 are each connected to a lever 17, 18 and can be rotated by this. 6 that the levers 17, 18 can be provided with rollers at their upper end. This enables the bending device 1 to be acted upon and thus to induce a bending moment in the workpiece sample with a vertical force F.
  • Force and / or pressure sensor (s) 7 can be arranged below a mounting plate. Alternatively, the sensors can also be arranged in the area or directly when the force is applied.
  • the bending device 1 from FIG. 5 has (here: above the receptacle or the workpiece sample used) at least one optical sensor 5, in particular a laser sensor, which is preferably set up to measure the bending radius of the workpiece sample 2. Furthermore, the bending device 1 has at least one force and / or pressure sensor 7, in particular a piezo sensor or a strain sensor (e.g. strain gauge), which is preferably set up to measure the forces acting on at least one of the bearing blocks 13, 14. Finally, the bending device 1 can also have at least one position and / or displacement and / or angle sensor 6 (e.g. in the form of an incremental encoder) for determining the position and / or the relative position and / or the angle of rotation of the bearing blocks 13, 14.
  • Fig. 4 shows a bending device 1 for free bending, here the workpiece sample 2 rests since Lich and a force F is applied in the middle by a tool. there the relationship between the force F and the distance traveled s of the middle tool can be determined. Likewise, with variable lateral tools (supports), a relationship between the bending radius R or l / R and the distance L between the lateral tools can be determined. The course of the bending radius R or the bending curvature l / R can also be determined over the distance L.
  • the at least one measurement can include the measurement of the force F and / or the bending element M with which the workpiece sample 2 is subjected during the bending process.
  • the force F and / or the bending moment M are preferably measured by means of a piezo sensor 7 (see, for example, embodiment of a bending device according to FIG. 5).
  • FIG. 10 shows a variant of a bending device 1, in which the workpiece sample 2 is deformed by pivot bending.
  • the workpiece sample 2 is clamped on one side between two tools and is bent at another point using a tool (here: downwards) (see arrow F).
  • a tool here: downwards
  • the bending device could also be a die bending device.
  • step c) measurements are carried out in step c) at different bending states of the workpiece sample 2. It is particularly preferred if a bending flow curve is determined from the measurements on the workpiece sample 2, which curve shows in particular the yield stress as a function of the degree of deformation.
  • a bending flow curve determined by (transverse force) free bending and subsequent optimization is shown in FIG. 8 (continuous line) and contrasted with a flow curve from tensile tests (dashed line). This difference also makes the great advantage of the invention clear: the data obtained by bending are much closer to the later machining process and allow the setting of optimized parameters.
  • the workpiece processing device 10 can be a bending machine, in particular a bending press.
  • the machining parameter 20 determined as a function of the at least one measurement on the workpiece sample 2 is the type of one or more bending tools (s) 21, 22 (see FIG.
  • the tool is usually defined by the customer, while other manufacturing parameters (such as shortening the bend, immersion depth, etc.) are influenced.
  • a machining process of a workpiece is simulated in a workpiece machining device 10 by means of a process simulation program, which is based on the at least one determined material parameter 19 and / or the at least one determined machining parameter 20 and / or the selected machining program.
  • at least one machining parameter 20 can be adapted for the control 8 of the workpiece machining device 10, as a result of which an optimal machining parameter 20 can be found in iterative steps. It is preferred if the iterative steps already take place in the testing device, that is to say in the bending device, and - if possible - not first in the bending machine.
  • the bending of the workpiece sample 2 by means of a bending device 1 according to step (d) can be simulated by a calculation based on at least one material parameter 19.
  • at least one material parameter 19 can be adapted (i.e. optimized).
  • the calculation for simulating the bending process can be repeated at least once with an adapted material parameter 19. It is preferred if the at least one material parameter 19 on which the calculation is based and adapted comprises the bending flow curve.
  • FIG. 7 schematically shows a method for processing (here: bending) a plate-shaped, preferably sheet-shaped workpiece 11 in a workpiece processing device 10 (here: bending press).
  • the control 8 of the workpiece machining device 10 takes place as a function of at least one material parameter 19 of the workpiece 11 and / or at least one machining parameter 20 and / or a machining program.
  • the at least one material parameter 19 and / or the at least one machining parameter 20 and / or the selection or creation of the machining program for the control of the workpiece machining device 10 can be determined, for example, as described above.
  • FIG. 9 shows a possible embodiment for determining the bending flow curve as a material parameter.
  • An initial bending flow curve 23 is assumed, which can be found, for example, in a database for a specific workpiece. From this bending flow curve, a size is determined by means of a calculation model 24, which can also be determined with the bending device 1 by means of measurements. This size can be, for example, the moment curvature curve M / p. The size (M / p) caic determined by means of the calculation model 24 is compared with the size (M / p) test obtained from measurements in the bending device 1 (see box 25). In the event that the deviation err is less than a predetermined limit value p limit , the optimal bending flow curve has been reached.
  • a new bending flow curve is generated (see box 27). From this the size (M / p) caic is determined again and the comparison 25 is repeated. This loop is run through until the deviation err is less than a predetermined limit value p limit , with which an optimal bending flow curve has been obtained. With a bending flow curve determined in this way, which represents a material parameter according to the present invention, the actual bending process on a workpiece in the bending machine can now be optimized.
  • such an embodiment is characterized in that the at least one material parameter 19 comprises a flow curve, in particular a bending flow curve, and that, based on an initial flow curve, a variable, in particular a torque-curvature relationship, is determined by means of calculation, which is determined by means of the bending device 1 is determined by measurement, and that depending on the deviation err the size calculated from the flow curve and the size obtained from measurements, the flow curve is adjusted, preferably in iterative steps, preferably until the deviation err falls below a predetermined limit value pg limit . It is preferred if the bending device 1 by means of which the workpiece sample 2 is bent is a device separate from the workpiece processing device 10 (FIG. 7). The bending device 1 can be actuated independently of the workpiece machining device 10.
  • FIG. 7 shows such an arrangement of a workpiece processing device 10 for processing a workpiece 11, here a bending press, and an (additional) bending device 1 according to the invention.
  • Workpiece processing device 10 and bending device 1 can be arranged in the same space or directly next to one another and / or be connected to one another via a data link 9.
  • the workpiece processing device 10 can comprise an upper bending tool 21 and a lower bending tool 22, wherein one bending tool can be moved towards the other.
  • the workpiece 11 to be machined is arranged between the bending tools 21, 22.
  • the workpiece processing device 10 can, as already mentioned several times, be a bending machine. In this case, it is preferred if the bending of the workpiece 11 in the bending machine and the bending of the workpiece sample 2 in the bending device 1 are of different types.
  • the bending of the workpiece 11 in the bending machine can e.g. done by die bending.
  • the workpiece sample 2 can be bent in the bending device 1 by (transverse force) free bending, in particular by pure moment bending. Alternatively, the workpiece sample can also be bent using 3-point bending.
  • the workpiece processing device 10 and the bending device 1 communicate with one another via a data connection 9.
  • the measurement results and / or the evaluation of the measurement results of the at least one measurement on the workpiece sample 2 and / or at least one material parameter 19 determined from the measurement results and / or machining parameters 20 and / or a selected machining program can be sent to the controller 8 of the workpiece machining device 10 are transmitted.
  • direction-dependent measurements can be carried out on workpiece samples 2 in order to be able to record any anisotropic properties of the workpiece.
  • the information obtained from such measurements can also be transferred to other processing devices.
  • the orientation of the blank can be taken into account when cutting the individual workpieces.
  • improvements in processing could also be achieved with cutting and welding devices using the data obtained from a bending process, in particular a free bending process.
  • the processing parameters there relate, for example, to the (welding) temperature, geometric shape of a cutting beam or its frequency (of the impulses), intensity, wavelength, etc. Their optimum setting can also be achieved with the data obtained according to the invention.

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Abstract

The invention relates to a method for determining at least one material parameter (19) and/or at least one processing parameter (20) and/or for selecting or creating a processing program for the control system (8) of a workpiece-processing device (10), preferably a bending machine, in particular a press brake or a folding machine, and/or a welding device, in particular a laser welding device, comprising the steps of: (a) removing a workpiece sample (2) of a sheet-like material, in particular sheet metal, preferably from a sheet metal piece (3) or from a charge (4) of sheet metal pieces (3), (b) carrying out at least one measurement on the workpiece sample (2), (c) determining at least one material parameter (19) and/or at least one processing parameter (20) and/or selecting or creating a processing program for the control system (8) of a workpiece-processing device (10) depending on the result of the at least one measurement on the workpiece sample (2), characterized by the step of (d) bending the workpiece sample (2) by means of a bending device (1), the at least one measurement being carried out on the workpiece sample (2) when the workpiece sample (2) is in at least one bent state.

Description

BIEGEVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG ZUMINDEST EINES MATERIALPARAMETERS BZW. BEARBEITUNGSPARAMETERS FÜR EINE WERK- STÜCKBEARBEITUNGSVORRICHTUNG  BENDING DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING AT LEAST ONE MATERIAL PARAMETER OR. MACHINING PARAMETERS FOR A WORKPIECE MACHINING DEVICE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Materialparameters und/oder zumindest eines Bearbeitungsparameters und/oder zur Auswahl oder Erstellung ei nes Bearbeitungsprogramms für die Steuerung einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung, vor zugsweise einer Biegemaschine, insbesondere einer Biegepresse oder einer Schwenkbiegema- schine, und/oder einer Schneid- und/oder Schweißvorrichtung, insbesondere Laserschneid- und/oder Laserschweißvorrichtung, umfassend die Schritte: (a) Entnehmen einer Werkstück probe eines plattenförmigen Materials, insbesondere eines Blechs, vorzugsweise aus einem Blechstück oder aus einer Charge von Blechstücken, (b) Durchführung von zumindest einer Messung an der Werkstückprobe, und (c) Ermittlung zumindest eines Materialparameters und/oder zumindest eines Bearbeitungsparameters und/oder Auswahl oder Erstellung eines Bearbeitungsprogramms für die Steuerung einer Werkstückbearbeitungs Vorrichtung in Ab hängigkeit des Ergebnisses der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe. The invention relates to a method for determining at least one material parameter and / or at least one machining parameter and / or for selecting or creating a machining program for the control of a workpiece machining device, preferably a bending machine, in particular a bending press or a folding machine, and / or one Cutting and / or welding device, in particular laser cutting and / or laser welding device, comprising the steps: (a) taking a workpiece sample of a plate-shaped material, in particular a sheet, preferably from a piece of sheet metal or from a batch of sheet metal pieces, (b) performing at least one measurement on the workpiece sample, and (c) determining at least one material parameter and / or at least one machining parameter and / or selecting or creating a machining program for controlling a workpiece machining device depending on the result it of the at least one measurement on the workpiece sample.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken fehlen oftmals genaue Informationen über die Eigen schaften des zu bearbeitenden Materials. Zudem führen Chargenschwankungen oftmals zu großen Differenzen zwischen tatsächlichen Bearbeitungsparametern und optimalen Bearbei tungsparametern. Solche Abweichungen in den Technologieparametern führen zu einer ver minderten Bearbeitungsqualität. Bei Biegepressen z.B. führt dieser Umstand zu erheblichen Biegeungenauigkeiten, insbesondere nicht tolerierbare Abweichungen eines Soll-Biegewin- kels von einem Ist-Biegewinkel. When machining workpieces, precise information about the properties of the material to be machined is often missing. In addition, batch fluctuations often lead to large differences between actual machining parameters and optimal machining parameters. Such deviations in the technology parameters lead to reduced processing quality. For bending presses e.g. this circumstance leads to considerable bending inaccuracies, in particular non-tolerable deviations of a desired bending angle from an actual bending angle.
Die EP 2 134 483 Bl offenbart ein Verfahren zur Festlegung eines Einstellparameterwertes einer Biegepresse, bei dem einer Steuervorrichtung der Biegepresse Kenngrößen eines in ei nem Biegevorgang zu biegenden Werkstückes zugeführt werden. Vor Beendigung des Biege vorganges wird das Werkstück einer Wirbelstrommessung unterzogen. Dabei wird ein Mess wert der elektromagnetischen Rückwirkung des Werkstückes auf ein Wechselfeld ermittelt. Eine der Kenngrößen wird durch diesen Messwert gebildet. Durch diese Maßnahme soll ein Biegeverfahren bereitgestellt werden, bei dem eine besonders hohe Biegegenauigkeit erreicht wird, indem Schwankungen in den Eigenschaften des Ausgangsmaterials festgestellt und beim Biegevorgang berücksichtigt werden. EP 2 134 483 B1 discloses a method for determining a setting parameter value of a bending press, in which parameters of a workpiece to be bent in a bending process are fed to a control device of the bending press. Before the bending process is completed, the workpiece is subjected to an eddy current measurement. A measured value of the electromagnetic reaction of the workpiece to an alternating field is determined. One of the parameters is formed by this measured value. This measure is intended to provide a bending process in which a particularly high bending accuracy is achieved is determined by fluctuations in the properties of the starting material and taken into account in the bending process.
Es hat sich gezeigt, dass die im Stand der Technik berücksichtigten Materialeigenschaften bzw. die Art, wie diese bestimmt werden, für die Einstellung von Bearbeitungsparametern - wie z.B. der Eintauchtiefe eines Stempels, der aufzubringenden Biegekraft oder eines Durch biegungsausgleichsparameters an der Biegepresse - unzureichend sind bzw. sich nur bedingt für eine optimale Einstellung eignen. Dies führt auch unter Berücksichtigung von materialbe zogenen Daten zu qualitätsmindemden Abweichungen zwischen dem beabsichtigten Bearbei tungsergebnis und dem tatsächlich erreichten Bearbeitungsergebnis. It has been shown that the material properties taken into account in the prior art or the way in which they are determined, for the setting of processing parameters - such as the immersion depth of a punch, the bending force to be applied or a deflection compensation parameter on the bending press - are insufficient or are only of limited suitability for optimal setting. Taking material-related data into account, this leads to quality-reducing deviations between the intended processing result and the processing result actually achieved.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu über winden und ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit dem/der die Einstellung von Bearbeitungsparametem bzw. die Auswahl oder Erstellung von Bearbeitungs programmen weiter optimiert wird. Das damit verfolgte Ziel besteht darin, die Abweichung zwischen dem gewünschten und dem erreichten Bearbeitungsergebnis zu minimieren. Mit dem Verfahren soll es zudem möglich sein, Schwankungen von Materialeigenschaften in ver schiedenen Chargen oder innerhalb einer Charge zu berücksichtigen. The object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a method or a device with which the setting of machining parameters or the selection or creation of machining programs is further optimized. The aim is to minimize the difference between the desired and the achieved machining result. The process should also be able to take fluctuations in material properties into account in different batches or within one batch.
Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähntes Verfahren gelöst durch: (d) Biegen der Werkstückprobe mittels einer Biegevorrichtung, wobei die zumindest eine Messung an der Werkstückprobe in zumindest einem gebogenen Zustand der Werkstückprobe durchgeführt wird. This object is achieved with a method mentioned at the outset by: (d) bending the workpiece sample by means of a bending device, the at least one measurement being carried out on the workpiece sample in at least one bent state of the workpiece sample.
Durch diese Maßnahme können aufgrund der durch die Messung gewonnenen prozessnahen Materialparameter wesentlich genauere Bearbeitungsparameter ermittelt bzw. optimal abge stimmte Bearbeitungsprogramme ausgewählt werden. Der Vorteil der Erfindung besteht u.a. darin, dass die Abweichung zwischen dem gewünschten Bearbeitungsergebnis und dem tat sächlich erreichten Bearbeitungsergebnis deutlich reduziert werden kann. Werden die Materi aldaten vor dem Zuschnitt ermittelt, kann auch der Zuschnitt, insbesondere mittels einer La serschneidmaschine, angepasst werden (z.B. in Bezug zur Walzrichtung eines Blechstückes). Die Bezeichnung der Schritte (a) - (d) hat keine chronologische Bedeutung. Insbesondere können die Schritte (b) und (d) gleichzeitig oder unmittelbar aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Es sollen ja Eigenschaften der Werkstückprobe im gebogenen Zustand ermittelt wer den. Die Schritte (b) und (d) können bevorzugt auch mehrere Male wiederholt werden, insbe sondere um Messungen bei verschieden stark gebogenen Zuständen vornehmen zu können. Lediglich die Entnahme der Werkstückprobe steht am Beginn des Verfahrens. With this measure, much more precise machining parameters can be determined or optimally coordinated machining programs can be selected on the basis of the process-related material parameters obtained by the measurement. The advantage of the invention is, inter alia, that the deviation between the desired processing result and the processing result actually achieved can be significantly reduced. If the material data are determined before cutting, the cutting can also be adapted, in particular by means of a laser cutting machine (for example in relation to the rolling direction of a piece of sheet metal). The designation of steps (a) - (d) has no chronological meaning. In particular, steps (b) and (d) can be carried out simultaneously or in immediate succession. Properties of the workpiece sample in the bent state should be determined. Steps (b) and (d) can preferably also be repeated several times, in particular in order to be able to carry out measurements in the case of states bent to different degrees. Only the taking of the workpiece sample is at the beginning of the process.
Wenn die Bearbeitungsvorrichtung Biegemaschine, insbesondere eine Biegepresse, ist, wird durch die Erfindung die Genauigkeit der Biegeteile erhöht. Beim Laserschweißen z.B. ist die Einhaltung von definierten Spaltmaßen von großer Bedeutung für die Prozessqualität. Mit ge naueren Technologiedaten (Material-/Bearbeitungsparameter) kann das definierte Spaltmaß besser eingehalten werden. Auch bei anderen Bearbeitungsvorgängen kann die Kenntnis von Materialeigenschaften, die im Zusammenhang mit einer gebogenen Werkstückprobe erhalten werden, zu einem besseren Bearbeitungsergebnis führen. If the processing device is a bending machine, in particular a bending press, the accuracy of the bent parts is increased by the invention. With laser welding e.g. compliance with defined gap dimensions is of great importance for process quality. With more precise technology data (material / processing parameters), the defined gap dimension can be better maintained. Knowing material properties obtained in connection with a bent workpiece sample can also lead to a better machining result in other machining processes.
Die an der Werkstückprobe durchgeführten Schritte (b) und (d) des erfindungsgemäßen Ver fahrens werden vor der eigentlichen Bearbeitung eines Werkstückes, welche mittels der ermit telten Material- und/oder Bearbeitungsparameter und/oder des ausgewählten Bearbeitungspro gramms erfolgt, durchgeführt. Auch sind die Werkstückprobe, an dem die Messung durchge führt wird, und das später zu bearbeitende Werkstück unterschiedliche Stücke. Mit anderen Worten: Werkstückprobe und Werkstück sind nicht ein und dasselbe Teil. Bei vorliegender Erfindung handelt es sich sozusagen um ein vorab durchgeführtes Prüfverfahren, welches ge sondert vom nachfolgenden Bearbeitungsvorgang und an einer eigens dafür entnommenen Werkstückprobe durchgeführt wird. Vorzugsweise werden die Schritte (b) und (d) an einer Werkstückprobe in einer eigens dafür vorgesehenen Prüfvorrichtung durchgeführt, während die Bearbeitung eines Werkstückes (mit den zuvor ermittelten Material- bzw. Bearbeitungspa- rametem und/oder dem zuvor ausgewählten Bearbeitungsprogramm) in einer von der Prüfvor richtung unabhängigen Bearbeitungs Vorrichtung (z.B. Biegepresse) erfolgt. The steps (b) and (d) of the method according to the invention carried out on the workpiece sample are carried out before the actual machining of a workpiece, which is carried out by means of the determined material and / or machining parameters and / or the selected machining program. The workpiece sample on which the measurement is carried out and the workpiece to be machined later are different pieces. In other words: workpiece sample and workpiece are not one and the same part. In the present invention, it is, so to speak, a test method carried out beforehand, which is carried out separately from the subsequent machining process and on a workpiece sample specially taken for this purpose. Steps (b) and (d) are preferably carried out on a workpiece sample in a test device provided for this purpose, while the machining of a workpiece (with the previously determined material or machining parameters and / or the previously selected machining program) in one of the testing device independent processing device (eg bending press).
Es hat sich gezeigt, dass das Biegen einer Werkstückprobe einschließlich Messungen des Bie gezustandes der Werkstückprobe die Möglichkeit schafft, die Bearbeitung des Werkstückes oder einer Charge von Werkstücken (aus dem/der die Werkstückprobe entnommen wurde) wesentlich genauer durchzuführen. Unter Materialparameter im Sinne vorliegender Erfindung werden nicht nur einzelne Werte verstanden, die ein Werkstück bzw. Werkstückprobe charakterisieren können (z.B. Dimensio nen, insb. Dicke, Gewicht, Dichte, Elastizitätsmodul, Härte, etc.), sondern auch Verläufe bzw. Abhängigkeiten wie z.B. die Fließkurve bzw. Biegefließkurve. Unter Biegefließkurve wird insbesondere die Fließspannung in Abhängigkeit des Umformgrades verstanden, wobei die Umformung durch Biegen erfolgt. Dies gilt gleichermaßen für den Biegevorgang insbeson dere in der Biege- bzw. Prüfvorrichtung, als auch für Berechnungen oder Simulationen der Fließkurve unter Biegebedingungen. It has been shown that the bending of a workpiece sample, including measurements of the bending state of the workpiece sample, makes it possible to carry out the machining of the workpiece or a batch of workpieces (from which the workpiece sample was taken) much more precisely. Material parameters in the sense of the present invention are understood not only as individual values that can characterize a workpiece or workpiece sample (e.g. dimensions, in particular thickness, weight, density, modulus of elasticity, hardness, etc.), but also courses or dependencies such as the flow curve or bending flow curve. Bending flow curve is understood to mean in particular the yield stress as a function of the degree of deformation, the deformation being effected by bending. This applies equally to the bending process, in particular in the bending or testing device, as well as to calculations or simulations of the flow curve under bending conditions.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Vorrichtung bereitgestellt, in der eine Mate rialprobe mittels Biegung umgeformt wird. Auf Basis der Umformkraft/-moment und der ent standenen Umformung, insbesondere Krümmung bzw. Biegeradius oder -winkel, an der Ma terialprobe können die Materialdaten ermittelt und anschließend optimiert werden. Je nach Art der Umformung in der Prüfvorrichtung (Momentenbiegen, Freibiegen) wird ein passendes Prozessmodell für die Optimierung der Materialdaten verwendet werden. Mit den optimierten Materialdaten können mittels Prozesssimulation die Technologiedaten (Materialparameter, Bearbeitungsparameter, insbesondere Biegewinkel, Winkel, Rückfederung, Eintauchtiefe, Biegeradius, etc.) ermittelt werden. In a preferred embodiment, an apparatus is provided in which a material sample is deformed by means of bending. The material data can be determined on the basis of the forming force / moment and the resulting forming, in particular curvature or bending radius or angle, on the material sample and then optimized. Depending on the type of forming in the test device (torque bending, free bending), a suitable process model will be used to optimize the material data. With the optimized material data, the process data (material parameters, machining parameters, in particular bending angle, angle, springback, immersion depth, bending radius, etc.) can be determined using process simulation.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Biegen der Werkstück probe mittels der Biegevorrichtung durch freies Biegen erfolgt. Die zumindest eine Messung an der Werkstückprobe wird hier in einem Biegezustand, der ausschließlich durch freies Bie gen erreicht wird, somit in frei gebogenem Zustand der Werkstückprobe, durchgeführt. Beim freien Biegen ist die durch den (freien) Biegevorgang bewirkte (gebogene) Form der Werk stückprobe nicht in den am Biegevorgang beteiligten Werkzeugen enthalten. Mit anderen Worten: die Werkstückprobe nimmt nicht die Form eines Werkzeuges an. Die Umformung der Werkstückprobe wird nur über die Bewegung der Werkzeuge gesteuert. Damit können Materialeigenschaften unabhängig vom verwendeten Werkzeug bestimmt werden. Die durch freies Biegen einer Werkstückprobe gewonnenen Material- bzw. Bearbeitungsparameter lie fern in einem (nachfolgenden) Bearbeitungsprozess in einer Werkstückbearbeitungs Vorrich tung an einem Werkstück (welches aus demselben Stück oder derselben Charge stammt, wie die Werkstückprobe) besonders genaue Bearbeitungsergebnisse. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Biegen der Werkstück probe mittels der Biegevorrichtung querkraftfrei erfolgt. Die zumindest eine Messung an der Werkstückprobe wird hier in einem Biegezustand, der durch querkraftfreies Biegen erreicht wird, durchgeführt. Beim querkraftfreien Biegen kommt es zu einer reinen Biegebeanspru chung ohne zusätzliche Querkräfte. In der Umformzone liegen nur Biegespannungen vor. Beim querkraftfreien Biegen sind die Enden der Werkstückprobe eingespannt und werden aufeinander zu bewegt. Die zumindest eine Messung an der Werkstückprobe wird somit in diesem von äußeren Querkräften freien Biegezustand der Werkstückprobe durchgeführt. Dadurch kann u.a. eine besonders authentische Biegefließkurve des Werkstückmaterials er mittelt werden. A preferred embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample is carried out by means of the bending device by free bending. The at least one measurement on the workpiece sample is carried out here in a bending state which is achieved exclusively by free bending, and thus in the freely bent state of the workpiece sample. With free bending, the (bent) shape of the workpiece sample caused by the (free) bending process is not included in the tools involved in the bending process. In other words: the workpiece sample does not take the form of a tool. The forming of the workpiece sample is only controlled by the movement of the tools. This enables material properties to be determined regardless of the tool used. The material or machining parameters obtained by freely bending a workpiece sample provide particularly precise machining results in a (subsequent) machining process in a workpiece machining device on a workpiece (which comes from the same piece or the same batch as the workpiece sample). A preferred embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample is carried out by means of the bending device without lateral force. The at least one measurement on the workpiece sample is carried out here in a bending state which is achieved by bending without lateral force. Bending without shear forces results in pure bending stress without additional shear forces. There are only bending stresses in the forming zone. With bending force-free bending, the ends of the workpiece sample are clamped and moved towards each other. The at least one measurement on the workpiece sample is thus carried out in this bending state of the workpiece sample which is free from external transverse forces. This enables a particularly authentic bending flow curve of the workpiece material to be determined.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Biegen der Werkstück probe mittels der Biegevorrichtung durch reines Momentenbiegen erfolgt. Beim reinen Mo- mentenbiegen liegen in der Werkstückprobe ausschließlich Biegemomente vor. Mit einem solchen Verfahren kann eine besonders genaue und optimierte Ermittlung von Material-/Bear- beitungsparametem erfolgen. A preferred embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample takes place by means of the bending device by pure moment bending. In the case of pure torque bending, there are only bending moments in the workpiece sample. Such a method enables a particularly precise and optimized determination of material / processing parameters.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Biegen der Werkstück probe mittels der Biegevorrichtung durch Gesenkbiegen oder Schwenkbiegen erfolgt. Another embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample is carried out by means of the bending device by die bending or swivel bending.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zumindest eine Mes sung an der Werkstückprobe mittels zumindest eines Sensors, der in der Biegevorrichtung in tegriert ist, durchgeführt wird. Die Biegevorrichtung übernimmt hier die Funktion einer kom plett ausgestatteten Prüfvorrichtung. A preferred embodiment is characterized in that the at least one measurement is carried out on the workpiece sample by means of at least one sensor which is integrated in the bending device. The bending device takes on the function of a fully equipped test device.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zumindest eine Mes sung die Messung des Biegeradius der Werkstückprobe umfasst, wobei vorzugsweise der Bie geradius mittels eines optischen Sensors, insbesondere Lasersensors, oder eines taktilen Sen sors gemessen wird. Der Biegeradius ist ein aussagekräftiges Merkmal des Biegezustandes. Insbesondere beim freien Biegen wird der Biegeradius nur von der Bewegung der Werkzeuge beeinflusst, nicht aber von ihrer Form. Somit gibt der Biegeradius eine unmittelbare Informa tion über den durch einen Belastungszustand bewirkten Umformgrad. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zumindest eine Mes sung die Messung des Biegewinkels der Werkstückprobe umfasst, wobei vorzugsweise der Biegewinkel mittels eines Inkrementalgebers gemessen wird. Der Biegewinkel ist ebenso wie der Biegeradius ein charakteristisches Merkmal eines Biegezustandes. Insbesondere bei quer kraftfreiem Biegen bzw. reinem Momentenbiegen, kann der Biegewinkel auf einfache Weise im Bereich der eingespannten Enden der Werkstückprobe, z.B. mit einem als Winkelsensor ausgebildeten Inkrementalgeber, gemessen werden. A preferred embodiment is characterized in that the at least one measurement comprises the measurement of the bending radius of the workpiece sample, the bending radius preferably being measured by means of an optical sensor, in particular a laser sensor, or a tactile sensor. The bending radius is a meaningful characteristic of the bending condition. In the case of free bending in particular, the bending radius is only influenced by the movement of the tools, but not by their shape. The bending radius thus provides immediate information about the degree of deformation caused by a load condition. A preferred embodiment is characterized in that the at least one measurement comprises the measurement of the bending angle of the workpiece sample, the bending angle preferably being measured by means of an incremental encoder. The bending angle, like the bending radius, is a characteristic feature of a bending state. In particular in the case of transverse force-free bending or pure moment bending, the bending angle can be measured in a simple manner in the region of the clamped ends of the workpiece sample, for example with an incremental encoder designed as an angle sensor.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zumindest eine Mes sung die Messung der Kraft und/oder des Biegemoments, mit der/dem die Werkstückprobe während des Biegevorgangs beaufschlagt wird, umfasst, wobei vorzugsweise die Kraft und/o der das Biegemoment mittels eines Piezosensors und/oder eines Dehnungs sensors (DMS) ge messen wird. Die Information über die Kraft bzw. das Biegemoment, die einen bestimmten Umformgrad bewirkt, geben Aufschluss über Momenten-Dehnungs-Beziehungen im Mate rial. A preferred embodiment is characterized in that the at least one measurement comprises the measurement of the force and / or the bending moment with which the workpiece sample is subjected during the bending process, preferably the force and / or the bending moment by means of a Piezo sensor and / or a strain sensor (DMS) is measured ge. The information about the force or the bending moment that causes a certain degree of deformation give information about the moment-strain relationships in the material.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in Schritt c) Messungen bei verschiedenen Biegezuständen der Werkstückprobe durchgeführt werden. Dadurch kön nen Spannungs-Dehnungs-Beziehungen, vorzugsweise eine Biegefließkurve, aufgezeichnet werden, deren Verlauf ein Charakteristikum der Werkstückprobe bzw. des Werkstückes dar stellt. A preferred embodiment is characterized in that measurements are carried out in step c) at different bending states of the workpiece sample. In this way, stress-strain relationships, preferably a bending flow curve, can be recorded, the course of which represents a characteristic of the workpiece sample or the workpiece.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass aus den Messungen an der Werkstückprobe eine Biegefließkurve (d.h. die Fließspannung in Abhängigkeit des Umform grades) ermittelt wird, insbesondere die Fließspannung in Abhängigkeit des Umformgrades.A preferred embodiment is characterized in that a bending flow curve (i.e. the yield stress depending on the degree of deformation) is determined from the measurements on the workpiece sample, in particular the yield stress depending on the degree of deformation.
Es hat sich gezeigt, dass mit den Daten einer - vorzugsweise durch freies, insbesondere quer kraftfreies Biegen gewonnen - Biegefließkurve bzw. mit den anhand dieser Daten ermittelten Bearbeitungsparameter besonders genaue Bearbeitungsergebnisse am Werkstück erzielt wer den können. It has been shown that with the data of a bending flow curve, preferably obtained by free, in particular transverse, force-free bending, or with the processing parameters determined on the basis of these data, particularly precise processing results can be achieved on the workpiece.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in Abhängigkeit der zu mindest einen Messung an der Werkstückprobe und/oder in Abhängigkeit der Auswertung der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe zumindest ein Bearbeitungsparameter für die Steuerung der Werkstückbearbeitungsvorrichtung ermittelt werden. A preferred embodiment is characterized in that, depending on the at least one measurement on the workpiece sample and / or depending on the evaluation of the at least one measurement on the workpiece sample, at least one machining parameter for the control of the workpiece machining device can be determined.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkstückbearbei tung s Vorrichtung eine Biegemaschine, insbesondere eine Biegepresse oder eine Schwenkbie- gemaschine, ist und der in Abhängigkeit der zumindest einen Messung an der Werkstück probe ermittelte Bearbeitungsparameter die Eintauchtiefe und/oder Rückfederung und/oder Biegeverkürzung und/oder die Art eines oder mehrerer Biegewerkzeuge(s), insbesondere die Größe, Form und/oder Material des/der einzusetzenden Biegewerkzeuge(s) und/oder die Höhe der Presskraft, insbesondere die maximale Presskraft, und/oder den zeitlichen Verlauf der Presskraft und/oder die Umkehrposition (Eintauchtiefe) eines Biegewerkzeuges und/oder die Anschlagposition zumindest eines Hinteranschlages umfasst. Das gemäß Schritt (d) durchge führte Biegen und die im Biegezustand durchgeführte(n) Messung(en) sind insbesondere für Biegemaschinen besonders vorteilhaft, weil das Biegeverhalten an einer Werkstückprobe vorab getestet wird. Freies, insbesondere querkraftfreies Biegen eignet sich für Schritt (d) be sonders, weil der Umformgrad von der Form des verwendeten Werkzeuges unabhängig ist und somit allgemeingültige (d.h. von der Prüfeinrichtung unabhängige) Parameter liefert. Im Wissen dieser Werkstückeigenschaft(en) können nun die Bearbeitungsparameter der Biege maschine, zu denen auch die Auswahl der Biegewerkzeuge zählt, bestimmt werden. A preferred embodiment is characterized in that the workpiece processing device is a bending machine, in particular a bending press or a swivel bending machine, and the processing parameters determined as a function of the at least one measurement on the workpiece sample are the immersion depth and / or springback and / or Bending shortening and / or the type of one or more bending tools (s), in particular the size, shape and / or material of the bending tool (s) to be used and / or the amount of the pressing force, in particular the maximum pressing force, and / or the time profile the pressing force and / or the reversal position (immersion depth) of a bending tool and / or the stop position of at least one back stop. The bending carried out according to step (d) and the measurement (s) carried out in the bending state are particularly advantageous in particular for bending machines because the bending behavior is tested beforehand on a workpiece sample. Free, in particular shear-free bending is particularly suitable for step (d) because the degree of deformation is independent of the shape of the tool used and therefore provides general (i.e. independent of the test facility) parameters. Knowing this workpiece property (s), the machining parameters of the bending machine, which also includes the selection of the bending tools, can now be determined.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass mittels eines Prozesssimu lationsprogramms, dem der zumindest eine ermittelte Materialparameter und/oder der zumin dest eine ermittelte Bearbeitungsparameter und/oder das ausgewählte Bearbeitungsprogramm zugrunde gelegt wird, ein Bearbeitungsprozess eines Werkstückes in einer Werkstückbearbei tung s Vorrichtung simuliert wird, wobei vorzugsweise in Abhängigkeit des Simulationsergeb nisses zumindest ein Bearbeitungsparameter für die Steuerung der Werkstückbearbeitung s- vorrichtung angepasst wird. Dabei kann das Simulationsergebnis mit einem Soll-Biegeergeb- nis (d.h. dem gewünschten Biegeresultat) verglichen werden und z.B. in Abhängigkeit der Abweichung zwischen Simulation und Soll-Biegeergebnis ein Bearbeitungsparameter ange passt (d.h. geändert) werden. Die Simulation kann anschließend mit dem/den nun angepassten Bearbeitungsparameter(n) einmal oder mehrmals wiederholt werden. Durch dieses Verfahren können der/die Bearbeitungsparameter für den tatsächlichen Biegevorgang an einem Werk- stück (in der Werkstückbearbeitungsvorrichtung) sukzessive optimiert werden. Dieser Vor gang findet vorzugsweise nicht an dem zu bearbeitenden Werkstück statt, sondern an der Werkstückprobe. Die Werkstückprobe wird bevorzugt nur einmal gebogen und durch Opti mieren der Parameter für die Simulation sollen anschließend sehr gute Maschineneinstellpara meter ermittelt werden können. A preferred embodiment is characterized in that by means of a process simulation program, which is based on the at least one determined material parameter and / or the at least one determined machining parameter and / or the selected machining program, a machining process of a workpiece is simulated in a workpiece machining device , at least one machining parameter for the control of the workpiece machining device being adapted as a function of the simulation result. The simulation result can be compared with a target bending result (ie the desired bending result) and, for example, a processing parameter can be adjusted (ie changed) depending on the deviation between the simulation and the target bending result. The simulation can then be repeated one or more times with the machining parameter (s) that have now been adjusted. With this method, the machining parameter (s) for the actual bending process on a piece (in the workpiece processing device) are successively optimized. This process preferably does not take place on the workpiece to be machined, but on the workpiece sample. The workpiece sample is preferably bent only once and by optimizing the parameters for the simulation, very good machine setting parameters should then be determined.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Biegen der Werkstück probe mittels einer Biegevorrichtung gemäß Schritt (d) durch eine Berechnung, der zumindest ein Materialparameter zugrunde gelegt wird, simuliert wird, und dass in Abhängigkeit der Ab weichung des Simulationsergebnisses vom dem Ergebnis, das aus der zumindest einen Mes sung an der Werkstückprobe in zumindest einem gebogenen Zustand der Werkstückprobe ge wonnen wird, zumindest ein Materialparameter angepasst wird, wobei vorzugsweise die Be rechnung zur Simulation des Biegevorgangs zumindest einmal mit einem angepassten Materi alparameter wiederholt wird und/oder wobei vorzugsweise der zumindest eine Materialpara meter, der der Berechnung zugrunde gelegt und angepasst wird, die Biegefließkurve umfasst. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Prüfverfahren selbst, welches in der Biegevorrich tung durchgeführt wird, simuliert. Die Simulation im Vergleich zum tatsächlich durchgeführ ten (Prüf-)Biegevorgang ermöglicht eine genaue Ermittlung optimierter Materialparameter, wie den Verlauf der optimierten Biegefließkurve. Die Biegefließkurve ist ein Verlauf der Fließspannung in Abhängigkeit des Umformgrades, welcher beispielsweise mittels Approxi mationsgleichungen angenähert wird. A preferred embodiment is characterized in that the bending of the workpiece sample is simulated by means of a bending device according to step (d) by means of a calculation based on at least one material parameter, and that, depending on the deviation of the simulation result from the result, that is obtained from the at least one measurement on the workpiece sample in at least one bent state of the workpiece sample, at least one material parameter is adapted, the calculation for simulating the bending process preferably being repeated at least once with an adapted material parameter and / or preferably the at least one material parameter, which is used as the basis for the calculation and adjusted, comprises the bending flow curve. According to this embodiment, the test method itself, which is carried out in the bending device, is simulated. The simulation in comparison to the (test) bending process actually carried out enables precise determination of optimized material parameters, such as the course of the optimized bending flow curve. The bending flow curve is a curve of the yield stress as a function of the degree of deformation, which is approximated, for example, using approximation equations.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der zumindest eine Materi alparameter eine Fließkurve, insbesondere eine Biegefließkurve, umfasst und dass ausgehend von einer initialen Fließkurve mittels Berechnung eine Größe, insbesondere eine Momenten- Krümmungs-Beziehung, ermittelt wird, die mittels der Biegevorrichtung durch Messung er mittelt wird, und dass in Abhängigkeit der Abweichung der aus der Fließkurve berechneten Größe und der aus Messungen gewonnenen Größe die Fließkurve, vorzugsweise in iterativen Schritten, angepasst wird, vorzugsweise bis die Abweichung einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Durch diese Maßnahme kann ein optimierter Materialparameter - (Biege)Fließkurve - bereitgestellt werden, wodurch auch die Bearbeitung des Werkstückes in der Biegemaschine optimiert werden kann. Das Ziel wird auch erreicht durch ein Verfahren zum Bearbeiten, vorzugsweise Biegen und/o der Schneiden und/oder Schweißen, eines plattenförmigen, vorzugsweise blechförmigen Werkstückes in einer Werkstückbearbeitung s Vorrichtung, wobei die Steuerung der Werk stückbearbeitungsvorrichtung in Abhängigkeit zumindest eines Materialparameters des Werk stückes und/oder zumindest eines Bearbeitungsparameters und/oder eines Bearbeitungspro gramms erfolgt. Dabei erfolgt die Ermittlung des zumindest einen Materialparameters und/o der des zumindest eines Bearbeitungsparameters und/oder die Auswahl oder Erstellung des Bearbeitungsprogramms für die Steuerung der Werkstückbearbeitungsvorrichtung erfindungs gemäß, insbesondere nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen. Besonders deutlich tritt der Vorteil der Erfindung im Zusammenhang mit Biegemaschinen (z.B. Biegepressen) zu Tage. Da in einer Biegemaschine Biegevorgänge stattfinden, ist die Kenntnis über zuvor an einer Testprobe ermittelten Biegeeigenschaften, insbesondere wenn diese durch freies Biegen - und damit im wesentlichen werkzeugunabhängig - ermittelt werden, besonders wichtig. Die Werkzeugunabhängigkeit wird durch die Prozesssimulation ermöglicht; querkraftfreies Bie gen ist dabei nicht zwangsläufig notwendig. A preferred embodiment is characterized in that the at least one material parameter comprises a flow curve, in particular a bending flow curve, and that, based on an initial flow curve, a variable, in particular a torque-curvature relationship, is determined by calculation, which is determined by means of the bending device Measurement he is averaged, and that depending on the deviation of the size calculated from the flow curve and the size obtained from measurements, the flow curve is adjusted, preferably in iterative steps, preferably until the deviation falls below a predetermined limit. This measure enables an optimized material parameter - (bending) flow curve - to be provided, which also enables the machining of the workpiece in the bending machine to be optimized. The goal is also achieved by a method for machining, preferably bending and / or cutting and / or welding, a plate-shaped, preferably sheet-shaped workpiece in a workpiece machining device, the control of the workpiece machining device depending on at least one material parameter of the workpiece and / or at least one machining parameter and / or one machining program is carried out. The determination of the at least one material parameter and / or that of the at least one machining parameter and / or the selection or creation of the machining program for controlling the workpiece machining device is carried out according to the invention, in particular according to one of the preceding embodiments. The advantage of the invention is particularly evident in connection with bending machines (for example bending presses). As bending processes take place in a bending machine, knowledge of the bending properties previously determined on a test specimen is particularly important, especially if these are determined by free bending - and thus essentially independent of the tool. The tool independence is made possible by the process simulation; shear-free bending is not absolutely necessary.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Biegevorrichtung, mit tels der die Werkstückprobe gebogen wird, eine von der Werkstückbearbeitungsvorrichtung gesonderte Vorrichtung ist, wobei vorzugsweise die Biegevorrichtung unabhängig von der Werkstückbearbeitungsvorrichtung betätigbar ist. Die Biegevorrichtung ist hier eine eigens für die Prüfung von Werkstückproben ausgebildete Prüfvorrichtung. Wie bereits mehrfach er wähnt ist die Biegevorrichtung bevorzugt zur Durchführung eines freien, insbesondere quer kraftfreien, Biegevorganges ausgebildet. Damit können die Materialparameter mehr oder we niger werkzeugunabhängig ermittelt werden. Eine solche Unabhängigkeit ermöglicht in vielen Fällen überhaupt erst die Ermittlung optimierter Bearbeitungsparameter für den Bearbeitungs prozess in der Werkstückbearbeitungsvorrichtung. A preferred embodiment is characterized in that the bending device by means of which the workpiece sample is bent is a device separate from the workpiece processing device, the bending device preferably being operable independently of the workpiece processing device. The bending device is a test device specially designed for testing workpiece samples. As already mentioned several times, the bending device is preferably designed to carry out a free, in particular transverse force-free, bending process. This means that the material parameters can be determined more or less independently of the tool. In many cases, such independence makes it possible to determine optimized machining parameters for the machining process in the workpiece machining device.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkstückbearbei tungsvorrichtung eine Biegemaschine, vorzugsweise eine Biegepresse oder eine Schwenkbie- gemaschine, ist, wobei vorzugsweise das Biegen des Werkstückes in der Biegemaschine und das Biegen der Werkstückprobe in der Biegevorrichtung unterschiedlicher Art sind, wobei vorzugsweise das Biegen des Werkstückes in der Biegemaschine durch Gesenkbiegen erfolgt und/oder das Biegen der Werkstückprobe in der Biege Vorrichtung durch Gesenkbiegen oder durch freies Biegen, insbesondere durch querkraftfreies Biegen erfolgt. Biegen„unterschiedli cher Art“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich der Biegevorgang in der Biegema schine und der Biegevorrichtung in der Biegevorrichtung in qualitativer Hinsicht unterschei den, insbesondere durch die Art der verwendeten Werkzeuge oder durch den Umformvorgang an sich - z.B. Gesenkbiegen, bei dem das Werkstück zumindest teilweise die Form des Biege werkzeuges annimmt, vs. freies Biegen, bei dem der Biegezustand bzw. die durch den Biege vorgang bewirkte Form der Werkstückprobe (an dem/der auch die Messungen durchgeführt werden) von der Werkzeugform unabhängig ist. A preferred embodiment is characterized in that the workpiece processing device is a bending machine, preferably a bending press or a swivel bending machine, wherein preferably the bending of the workpiece in the bending machine and the bending of the workpiece sample in the bending device are of different types, preferably that The workpiece is bent in the bending machine by die bending and / or the workpiece sample is bent in the bending device by die bending or by free bending, in particular by bending without lateral force. Bending "different types" in this context means that the bending process in the bending machine and the bending device in the bending device differ in qualitative terms, in particular by the type of tools used or by the forming process itself - for example, die bending, in which the workpiece at least partially assumes the shape of the bending tool, vs. free bending, in which the bending state or the shape of the workpiece sample caused by the bending process (on which the measurements are also carried out) is independent of the tool shape.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkstückbearbei tung s Vorrichtung und die Biegevorrichtung über eine Datenverbindung miteinander kommu nizieren, wobei vorzugsweise die Messergebnisse und/oder die Auswertung der Messergeb nisse der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe und/oder zumindest ein aus den Messergebnissen ermittelter Materialparameter und/oder Bearbeitungsparameter und/oder ein ausgewähltes Bearbeitungsprogramm an die Steuerung der Werkstückbearbeitungsvorrich tung übertragen werden. Die ansonsten eigenständigen Vorrichtungen kommunizieren hier miteinander und sorgen damit für eine automatisierte Integration des Prüfverfahrens (an einer Werkstückprobe) und dessen Ergebnisse in den anschließenden Bearbeitungsprozess (an ei nem Werkstück). A preferred embodiment is characterized in that the workpiece processing device and the bending device communicate with one another via a data connection, preferably the measurement results and / or the evaluation of the measurement results of the at least one measurement on the workpiece sample and / or at least one of the Measurement results of determined material parameters and / or machining parameters and / or a selected machining program are transmitted to the control of the workpiece machining device. The otherwise independent devices communicate with each other here and thus ensure automated integration of the test procedure (on a workpiece sample) and its results in the subsequent machining process (on a workpiece).
Das Ziel der Erfindung wird auch erreicht mit einer Biegevorrichtung zum Biegen einer Werkstückprobe umfassend zumindest eine Aufnahme für die Werkstückprobe und zumindest einen Sensor zur Durchführung von zumindest einer Messung an der Werkstückprobe in zu mindest einem gebogenen Zustand der Werkstückprobe, wobei vorzugsweise die Biegevor richtung eine Gesenkbiegevorrichtung oder eine Biegevorrichtung zum freien Biegen, vor zugsweise querkraftfreien Biegen, vorzugsweise reinen Momentenbiegen, einer Werkstück probe ist. Dadurch wird eine Biegevorrichtung als Prüfvorrichtung zur Anwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellt. The object of the invention is also achieved with a bending device for bending a workpiece sample comprising at least one receptacle for the workpiece sample and at least one sensor for carrying out at least one measurement on the workpiece sample in at least one bent state of the workpiece sample, the bending device preferably being a die bending device or a bending device for free bending, before preferably shear-free bending, preferably pure moment bending, is a workpiece sample. This provides a bending device as a test device for use in a method according to the invention.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Aufnahme einen ersten Lagerblock und einen zweiten Lagerblock aufweist, wobei ein Lagerblock entlang einer Ver schieberichtung relativ zum anderen Lagerblock verschiebbar ist und wobei die Lagerblöcke jeweils um eine Drehachse gegeneinander verdrehbar sind, wobei vorzugsweise die Drehach sen im Wesentlichen normal zur Verschieberichtung stehen. Auf diese Weise wird ein quer kraftfreier Biegevorgang ermöglicht, wobei die gegenüberliegenden Enden der Werkstück probe jeweils an einem der Lagerblöcke fixiert werden. A preferred embodiment is characterized in that the receptacle has a first bearing block and a second bearing block, one bearing block being displaceable relative to the other bearing block along a displacement direction and the bearing blocks are each rotatable relative to one another about an axis of rotation, preferably the axes of rotation being substantially normal to the direction of displacement. In this way, a transverse force-free bending process is made possible, the opposite ends of the workpiece sample are each fixed to one of the bearing blocks.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Lagerblöcke jeweils eine Klemmeinrichtung, insbesondere eine Schraub- oder hydraulische Klemmeinrichtung o- der eine Keilverbindung, aufweisen, mit der jeweils eine Seite der Werkstückprobe klemmbar ist. A preferred embodiment is characterized in that the bearing blocks each have a clamping device, in particular a screw or hydraulic clamping device or a wedge connection, with which one side of the workpiece sample can be clamped in each case.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Lagerblöcke jeweils mit einem Hebel verbunden sind und durch diesen verdrehbar sind. Durch - bevorzugt syn chrone - Betätigung der Hebel, z.B. durch deren Auseinanderspreizen, kann die eingespannte Werkstückprobe besonders einfach und reproduzierbar in einen gebogenen Zustand bzw. suk zessive in Zustände mit steigendem Umformgrad gebracht werden. A preferred embodiment is characterized in that the bearing blocks are each connected to a lever and can be rotated by this. By - preferably synchronously - actuating the levers, e.g. by spreading them apart, the clamped workpiece sample can be brought into a bent state particularly easily and reproducibly or successively into states with an increasing degree of deformation.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Biegevorrichtung zu mindest einen Sensor, vorzugsweise einen optischen Sensor, insbesondere einen Lasersensor, und/oder einen taktilen Sensor, aufweist, der vorzugsweise zur Messung des Biegeradius der Werkstückprobe eingerichtet ist. A preferred embodiment is characterized in that the bending device has at least one sensor, preferably an optical sensor, in particular a laser sensor, and / or a tactile sensor, which is preferably set up to measure the bending radius of the workpiece sample.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Biegevorrichtung zu mindest einen Kraft- und/oder Druck- und/oder Momentensensor, insbesondere einen Pie- zosensor und/oder einen Dehnungssensor (DMS), aufweist, der vorzugsweise zur Messung der auf zumindest einen der Lagerblöcke wirkenden Kräfte eingerichtet ist. A preferred embodiment is characterized in that the bending device has at least one force and / or pressure and / or moment sensor, in particular a piezo sensor and / or a strain sensor (DMS), which preferably for measuring the on at least one the bearing blocks acting forces is set up.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Biegevorrichtung zu mindest einen Positions- und/oder Weg- und/oder Winkelsensor, vorzugsweise in Form eines Inkrementalgebers, zur Bestimmung der Position und/oder der Relativposition und/oder des Verdrehwinkels der Lagerblöcke aufweist. A preferred embodiment is characterized in that the bending device has at least one position and / or displacement and / or angle sensor, preferably in the form of an incremental encoder, for determining the position and / or the relative position and / or the angle of rotation of the bearing blocks.
Das Ziel wird auch erreicht durch eine Anordnung einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes, vorzugsweise einer Biegemaschine, insbesondere einer Biegepresse oder einer Schwenkbiegemaschine, und/oder einer Schneid- und/oder Schweiß vorrichtung, insbesondere Laserschneid- und/oder Laserschweißvorrichtung, und einer erfin dungsgemäßen Biegevorrichtung, wobei die Werkstückbearbeitungsvorrichtung und die Bie gevorrichtung gesonderte, insbesondere unabhängig voneinander betätigbare Vorrichtungen sind, die vorzugsweise im selben Raum oder unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und/oder über eine Datenverbindung miteinander kommunikationsverbunden sind. The aim is also achieved by arranging a workpiece machining device for machining a workpiece, preferably a bending machine, in particular one Bending press or a swivel bending machine, and / or a cutting and / or welding device, in particular laser cutting and / or laser welding device, and a bending device according to the invention, the workpiece processing device and the bending device being separate, in particular independently operable devices, preferably in the are arranged in the same room or directly next to one another and / or are connected to one another via a data connection.
Schließlich betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Biegevor richtung oder einer erfindungsgemäßen Anordnung in einem erfindungsgemäßen Verfahren. Finally, the invention also relates to the use of a Biegevor device according to the invention or an arrangement according to the invention in a method according to the invention.
Im Folgenden werden mögliche Anwendungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben, die z.T. auch einige der zuvor beschriebenen Aspekte enthalten. Possible application examples of the invention are described in more detail below. also include some of the previously described aspects.
So können aus einer zu bearbeitenden Blechtafel eine oder mehrere Proben entnommen wer den (z.B. im Winkel von 0°, 90°, 45° zur Walzrichtung), wobei diese Proben in der als Prüf vorrichtung dienenden Biegevorrichtung umgeformt und aus der Umformung bzw. dem Aus maß der Umformung Materialdaten ermittelt werden. Mit diesen Materialdaten werden die Technologieparameter entsprechend der Orientierung am Blech ermittelt. Die Biegevorrich tung (zur Ermittlung der Material- bzw. Bearbeitungsparameter) kann eine Einheit zur Umfor mung des Bleches, eine Messeinheit zur Kraftmessung oder Biegemomentmessung, eine Ein heit zur Wegmessung oder Winkelmessung und/oder eine Einheit zur Erfassung der Blechpro benkrümmung umfassen. For example, one or more samples can be taken from a sheet of metal to be processed (e.g. at an angle of 0 °, 90 °, 45 ° to the rolling direction), these samples being shaped in the bending device serving as a test device and from the forming or out measure of the deformation material data are determined. With this material data, the technology parameters are determined according to the orientation on the sheet. The bending device (for determining the material or processing parameters) can comprise a unit for forming the sheet, a measuring unit for force measurement or bending moment measurement, a unit for displacement measurement or angle measurement and / or a unit for detecting the sheet sample curvature.
In einer ersten Variante ist die Biegevorrichtung für reines Momentenbiegen ausgebildet. Die Messung bzw. Materialdatenermittlung erfolgt hier in einem Biegezustand der Werkstück probe, der durch reines Momentenbiegen erreicht wird. In a first variant, the bending device is designed for pure moment bending. The measurement or material data determination takes place here in a bending state of the workpiece sample, which is achieved by pure torque bending.
In einer zweiten Variante ist die Biegevorrichtung für eine sogenannte 3-Punkt-Biegung (ver gleichbar mit Gesenkbiegen) ausgebildet. Der Biegezustand wird hier dadurch erreicht, dass die Werkstückprobe an zwei äußeren Punkten aufliegt und an einem weiteren Punkt zwischen den äußeren Punkten mit einer Querkraft beaufschlagt wird. Der Ablauf zur Ermittlung der Materialdaten bzw. -parameter kann bei erster Variante wie folgt ablaufen: Die Blechprobe wird in die Biegevorrichtung eingelegt (manuell oder automa tisch) und dort bevorzugt geklemmt. Nun wird der Messvorgang gestartet, es wird ein Mo ment in die Probe eingeleitet (z.B.: über einen Hebel oder direkt mit einem Motor). Dieses Moment wird messtechnisch erfasst. Gleichzeitig werden die Krümmung und/oder der Biege winkel erfasst. Die Messdaten werden im Anschluss verarbeitet, es erfolgt eine erste Berech nung einer (Biege)Fließkurve (z.B. gemäß der Biegetheorie nach Nadai). In a second variant, the bending device is designed for a so-called 3-point bending (comparable to die bending). The bending state is achieved here in that the workpiece sample lies on two outer points and a shear force is applied at a further point between the outer points. In the first variant, the process for determining the material data or parameters can proceed as follows: The sheet metal sample is placed in the bending device (manually or automatically) and preferably clamped there. Now the measuring process is started, a moment is introduced into the sample (e.g. using a lever or directly with a motor). This moment is measured. At the same time, the curvature and / or the bending angle are recorded. The measurement data are then processed, and a (bending) flow curve is calculated (for example, according to the Nadai bending theory).
Anschließend kann eine Optimierung der Fließkurve erfolgen, wobei die zuvor ermittelte Fließkurve als Startwert dient. In der Optimierung erfolgt nun eine Variation der Fließkurve bis die Abweichung der berechneten Momenten-Krümmungskurve und der gemessenen Mo- menten-Krümmungskurve ein definiertes Fehlermaß unterschreitet. Mit dieser Fließkurve können anschließend z.B. mittels halbanalytischem Berechnungsmodell passende Bearbei tungsparameter (Biegetechnologieparameter) berechnet werden und/oder die Bearbeitungs programme entsprechend ausgewählt, korrigiert oder neu erstellt werden. The flow curve can then be optimized, the previously determined flow curve serving as the starting value. In the optimization, the flow curve is now varied until the deviation of the calculated torque curvature curve and the measured torque curvature curve falls below a defined error measure. With this flow curve, e.g. suitable machining parameters (bending technology parameters) are calculated using a semi-analytical calculation model and / or the machining programs are selected, corrected or newly created accordingly.
Gemäß zweiter Variante kann die Blechprobe (manuell oder automatisiert) in die Biegevor richtung eingelegt werden. Die "Gesenkweite", also der Abstand der äußeren Auflagepunkte, kann entsprechend der Blechdicke angepasst werden. Anschließend erfolgt der Messvorgang. Es wird durch Krafteinleitung - vorzugsweise mittig - zwischen den Auflagepunkten z.B. mit einem (Radius)Stempel das Blech gebogen. Dabei erfolgt eine Kraftmessung und/oder eine Wegmessung (z.B. an einem verschieblichen Fagerblock oder am (Radius)Stempel). Gleich zeitig kann auch der Krümmungsverlauf an der Blechaußenkante bzw. (zusätzlich) der Biege winkel ermittelt werden. Mittels einer z.B. halbanalytischen Berechnung kann der Testprozess wiederum simuliert werden. Dieser Berechnungsansatz wird nun für die Optimierung der Fließkurve herangezogen. Als Startwert für die Fließkurve kann z.B. eine künstliche Fließ kurve über die Parameter: Normstreckgrenze, Normzugfestigkeit, Normbruchdehnung und Elastizitätsmodul; generiert werden. According to the second variant, the sheet metal sample can be inserted (manually or automatically) into the bending device. The "die width", ie the distance between the outer support points, can be adjusted according to the sheet thickness. Then the measuring process takes place. It is applied by applying force - preferably centrally - between the support points e.g. bent the sheet with a (radius) stamp. A force measurement and / or a displacement measurement is carried out (e.g. on a movable Fager block or on the (radius) punch). At the same time, the curvature curve on the outer edge of the sheet metal or (additionally) the bending angle can be determined. Using e.g. The test process can be simulated using semi-analytical calculations. This calculation approach is now used to optimize the flow curve. The starting value for the flow curve can be e.g. an artificial flow curve over the parameters: standard yield strength, standard tensile strength, standard elongation and modulus of elasticity; to be generated.
Es kann damit eine bilineare Fließkurve erstellt werden, welche wiederum mit der nachfol gend angewendeten Fließkurvenapproximation gefittet wird. Diese gefittete Fließkurve dient wiederum als Startwert für die Fließkurvenoptimierung, welche eine weitere Verbesserung bei der Bestimmung der Materialparameter bewirkt. Bei der Optimierung wird die (zuvor gene rierte) Fließkurve variiert und mit ihr mittels z.B. halbanalytischer Simulation der Prüfprozess nachgerechnet. Die Fließkurve wird solange variiert, bis die Abweichung des Biegekraft- Krümmungsverlaufs zwischen Test und Berechnung einen definiertes Fehlermaß unterschrei tet. Bei dieser Variante kann auch noch berücksichtigt werden, dass die Krümmung nicht kon stant ist. Mit der optimierten Fließkurve können wiederum mittels halbanalytischer Berech nung die Bearbeitungsparameter (Biegetechnologiedaten) ermittelt werden und/oder die Pro gramme entsprechend ausgewählt, korrigiert oder erstellt werden. Auf Wunsch des Kunden können hier auch Walzrichtungseinflüsse berücksichtigt werden. A bilinear flow curve can thus be created, which in turn is fitted with the flow curve approximation used below. This fitted flow curve in turn serves as a starting value for the flow curve optimization, which contributes to a further improvement the determination of the material parameters. During the optimization, the (previously generated) flow curve is varied and the test process is recalculated with it using, for example, semi-analytical simulation. The flow curve is varied until the deviation of the bending force curvature between test and calculation falls below a defined error measure. With this variant it can also be taken into account that the curvature is not constant. With the optimized flow curve, the processing parameters (bending technology data) can in turn be determined by means of semi-analytical calculation and / or the programs can be selected, corrected or created accordingly. At the customer's request, rolling direction influences can also be taken into account here.
Die speziell für das Material ermittelten Daten können bei entsprechender Vernetzung der Produktion (Stichwort: Industrie 4.0) an den Produktions auftrag "angeheftet" werden. So wird es möglich sein, dass man z.B. für Teile mit sehr hohen Genauigkeitsanforderungen (z.B.The data determined specifically for the material can be "attached" to the production order if the production is networked accordingly (keyword: Industry 4.0). So it will be possible to e.g. for parts with very high accuracy requirements (e.g.
Teile mit Laserschweißungen) eigens generierte Technologiedaten ermittelt. Parts with laser welding) technology data generated specifically.
Die (Prüf-)Biegevorrichtung kann durch einen Dienstleister zur Ermittlung von Technologie daten für Kunden, welcher die Materialproben schickt, verwendet werden. Alternativ kann dem Kunden, der auch die anschließende Bearbeitung am Werkstück durchführt, eine (Prüf- )Biegevorrichtung zur Verfügung gestellt werden, mit dem er die Technologiedaten selbst er mitteln kann. Dieses Gerät kann mit der Produktionsplanung vernetzt werden und Technolo giedaten für das Material eines Auftrages bereitstellen. The (test) bending device can be used by a service provider to determine technology data for customers who send the material samples. Alternatively, the customer, who also carries out the subsequent machining on the workpiece, can be provided with a (test) bending device with which he can determine the technology data himself. This device can be networked with production planning and provide technology data for the material of an order.
Zuschnitt (z.B. mittels Laserschneidmaschine) und Biegeprogramm (für eine Biegemaschine) können entsprechend den dafür berechneten Technologiedaten korrigiert werden. Die Biege vorrichtung kann eigenständig funktionieren (z.B. kann man Technologiedaten (Material- bzw. Bearbeitungsparameter) bereits beim Wareneingang für jede Blechcharge ermitteln, oder man kann die Biegevorrichtung und die mit ihr erzielten Ergebnisse schon in den Laser schneidprozess integrieren (z.B. schneidet die Laserschneidmaschine zuerst Proben und auf Basis der ermittelten Technologiewerte der Proben wird das Zuschnittprogramm und das Bie geprogramm angepasst, korrigiert bzw. optimiert) Cutting (e.g. using a laser cutting machine) and bending program (for a bending machine) can be corrected according to the technology data calculated for this. The bending device can function independently (e.g. you can determine technology data (material or processing parameters) at the time of goods receipt for each batch of sheet metal, or you can integrate the bending device and the results obtained with it into the laser cutting process (e.g. the laser cutting machine first cuts samples and based on the determined technology values of the samples, the cutting program and the bending program are adapted, corrected or optimized)
Alternativ kann die (Prüf-)Biegevorrichtung auch bei der Biegemaschine angeordnet sein, um vor Ort die Material- und/oder Bearbeitungsparameter zu ermitteln (zwar kann der Zuschnitt hier nicht mehr korrigiert werden; aber das Biegeprogramm kann automatisch dahingehend korrigiert werden, dass tolerierte Schenkellängen passen und der Zuschnittfehler auf die ande ren Schenkel (mit geringeren Genauigkeitsanforderungen) verteilt wird). Alternatively, the (test) bending device can also be arranged on the bending machine in order to determine the material and / or processing parameters on site (although the cutting can are no longer corrected here; but the bending program can be automatically corrected so that tolerated leg lengths fit and the cutting error is distributed to the other legs (with lower accuracy requirements).
Alternativ kann die Messtechnik in ein Biegewerkzeug integriert werden und die Messung di rekt in der Biegemaschine durchgeführt werden. Die Freibiege-Methode, aber auch das 3- Punkt-Biegen bzw. das Gesenkbiegen, ist dabei einfach umzusetzen, indem z.B. ein verstell bares Gesenk mit entsprechender Sensorik zur Kraft-, Krümmungs-, und/oder Eintauchtiefen messung zur Verfügung gestellt wird. Als Oberwerkzeug könnte ein Klingenwerkzeug mit in tegrierter Kraftmessung verwendet werden. Die Eintauchtiefe kann wiederum mit einer eige nen Längenmessung zwischen Ober- und Unterwerkzeug detektiert werden. Alternatively, the measuring technology can be integrated into a bending tool and the measurement can be carried out directly in the bending machine. The free bending method, but also the 3-point bending or the die bending, is easy to implement, for example by an adjustable die with appropriate sensors for measuring force, curvature and / or immersion depth is provided. A blade tool with an integrated force measurement could be used as the upper tool. The immersion depth can in turn be detected with its own length measurement between the upper and lower tool.
Mit Hilfe eines Laserlinienscanners kann die Blechkrümmung, mittels Piezokraft-Sensoren (z.B. Messdosen) die Kraft bzw. das Biegemoment, mit einem Winkelsensor der Biegewinkel und der Vorrichtungsgeometrie das Biegemoment ermittelt werden. Grundsätzlich können je doch diese Messungen auch mit anderen geeigneten Sensoren durchgeführt werden. The sheet metal curvature can be determined with the help of a laser line scanner, the force or the bending moment using piezo force sensors (e.g. load cells), the bending angle and the device geometry the bending moment with an angle sensor. In principle, however, these measurements can also be carried out with other suitable sensors.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: Each show in a highly simplified, schematic representation:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren in schematischer Darstellung; Figure 1 shows a method according to the invention in a schematic representation.
Fig. 2 eine Biegevorrichtung zum querkraftfreien Biegen einer Werkstückprobe; 2 shows a bending device for bending a workpiece sample without lateral force;
Fig. 3 die Abhängigkeit zwischen beaufschlagtem Moment und dem Kehrwert des Bie geradius für einen Biegevorgang gemäß Fig. 2; 3 shows the dependency between the moment applied and the reciprocal of the bending radius for a bending process according to FIG. 2;
Fig. 4 eine Biegevorrichtung zum freien Biegen einer Werkstückprobe; 4 shows a bending device for freely bending a workpiece sample;
Fig. 5 eine Ausführungsform einer Biegevorrichtung; Fig. 6 eine Biegevorrichtung in seitlicher Ansicht; 5 shows an embodiment of a bending device; 6 shows a bending device in a side view;
Fig. 7 eine Anordnung aus Biegevorrichtung und Werkstückbearbeitungsvorrichtung; 7 shows an arrangement of a bending device and a workpiece processing device;
Fig. 8 eine mittels erfindungsgemäßem Verfahren gewonnene Biegefließkurve (durchge zogene Linie) im Vergleich zu einer Zugfließkurve (strichlierte Linie); 8 shows a bending flow curve (solid line) obtained by means of the method according to the invention in comparison with a train flow curve (dashed line);
Fig. 9 ein Verfahren zur Ermittlung einer Biegefließkurve; 9 shows a method for determining a bending flow curve;
Fig. 10 eine Biegevorrichtung zum Schwenkbiegen einer Werkstückprobe. 10 shows a bending device for pivot bending a workpiece sample.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. In the introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component designations, and the disclosures contained in the entire description can be analogously applied to the same parts with the same reference numerals or the same component designations. The location information selected in the description, e.g. above, below, laterally, etc. based on the immediately described and illustrated figure and this position information is to be transferred to the new position in the event of a change of position.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh rung s Varianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. The exemplary embodiments show possible design variants, it being noted at this point that the invention is not restricted to the specifically illustrated design variants of the same, but rather also various combinations of the individual design variants are possible with one another and this variation possibility is based on the teaching of the technical Acting through the subject invention lies in the ability of the person skilled in the art in this technical field.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Finzelmerkmale oder Merkmals kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, 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. The scope of protection is determined by the claims. However, the description and drawings are to be used to interpret the claims. Finzelmerkmale or feature combinations from the shown and described different Ausführungsbeispie len can represent independent inventive solutions. The task underlying the independent inventive solutions can be found in the description of who. All information on value ranges in the present description is to be understood in such a way that it includes any and all sub-areas from it, for example, the information 1 to 10 is to be understood such that all sub-areas, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10, are included are, ie all sub-areas begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, for example 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert darge- stellt wurden. For the sake of order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the structure, elements have sometimes been shown to scale and / or enlarged and / or reduced.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Mate rialparameters 19 und/oder zumindest eines Bearbeitungsparameters 20 und/oder zur Auswahl oder Erstehung eines Bearbeitungsprogramms für die Steuerung 8 einer Werkstückbearbei tungsvorrichtung 10. Die Werkstückbearbeitungs Vorrichtung 10 ist bevorzugt eine Biegema schine, vorzugsweise eine Biegepresse mit zwei durch einen Pressantrieb gegeneinander be wegbaren Werkzeugen, die bevorzugt als Ober- und Unterwerkzeug ausgebildet sind. In einer alternativen Ausführungsform könnte die Biegemaschine auch als Schwenkbiegemaschine ausgebildet sein. Die Werkstückbearbeitungs Vorrichtung 10 könnte aber auch eine Schneid- und/oder Schweiß Vorrichtung, insbesondere Laserschneid- und/oder Laserschweißvorrich tung, sein. 1 shows a schematic representation of a method for determining at least one material parameter 19 and / or at least one machining parameter 20 and / or for selecting or creating a machining program for the control 8 of a workpiece machining device 10. The workpiece machining device 10 is preferably a bending machine , preferably a bending press with two tools which can be moved against one another by a press drive and which are preferably designed as upper and lower tools. In an alternative embodiment, the bending machine could also be designed as a folding machine. The workpiece machining device 10 could, however, also be a cutting and / or welding device, in particular a laser cutting and / or laser welding device.
Ein solches Verfahren umfasst die - in Fig. 1 von rechts nach links abgebildeten - Schritte: Such a method comprises the steps - depicted from right to left in FIG. 1:
(a) Entnehmen einer Werkstückprobe 2 eines plattenförmigen Materials, insbesondere eines Blechs, vorzugsweise aus einem Blechstück 3 oder aus einer Charge 4 von Blechstücken 3, (a) taking a workpiece sample 2 of a plate-shaped material, in particular a metal sheet, preferably from a sheet metal piece 3 or from a batch 4 of sheet metal pieces 3,
(d) Biegen der Werkstückprobe 2 mittels einer Biege Vorrichtung 1, (d) bending the workpiece sample 2 by means of a bending device 1,
(b) Durchführung von zumindest einer Messung an der Werkstückprobe 2 in zumindest einem gebogenen Zustand der Werkstückprobe 2, (c) Ermittlung zumindest eines Materialparameters 19 und/oder zumindest eines Bearbei tungsparameters 20 und/oder Auswahl oder Erstellung eines Bearbeitungsprogramms für die Steuerung 8 einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 in Abhängigkeit des Ergebnisses der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe 2. (b) performing at least one measurement on the workpiece sample 2 in at least one bent state of the workpiece sample 2, (c) Determination of at least one material parameter 19 and / or at least one machining parameter 20 and / or selection or creation of a machining program for the control 8 of a workpiece machining device 10 as a function of the result of the at least one measurement on the workpiece sample 2.
Das Biegen der Werkstückprobe 2 mittels der Biegevorrichtung 1 gemäß Schritt (d) erfolgt vorzugsweise durch freies Biegen, besonders bevorzugt querkraftfrei. Fig. 2 zeigt eine Biege vorrichtung 1, in der eine Werkstückprobe 2 in einer Aufnahme (schematisch dargestellt durch die seitlichen Lager) eingespannt ist. Eines der Lager ist relativ zu dem anderen Lager bewegbar. Beide Lager sind um eine Schwenkachse schwenkbar. Durch eine Relativbewe gung und/oder durch Schwenken kann die als Blechstück vorliegende Werkstückprobe 2 wie in Fig. 2 dargestellt ohne Einwirkung von Querkräften durch reines Momentenbiegen gebo gen werden. Neben der Aufnahme für die Werkstückprobe 2 umfasst die Biegevorrichtung 1 zumindest einen Sensor, hier einen optischen Sensor 5, zur Durchführung von zumindest ei ner Messung an der Werkstückprobe 2 in zumindest einem gebogenen Zustand der Werk stückprobe 2. Der Sensor selbst ist bevorzugt in der Biegevorrichtung 1 integriert. The bending of the workpiece sample 2 by means of the bending device 1 according to step (d) is preferably carried out by free bending, particularly preferably free of lateral forces. Fig. 2 shows a bending device 1, in which a workpiece sample 2 is clamped in a receptacle (shown schematically by the side bearings). One of the bearings is movable relative to the other bearing. Both bearings can be swiveled around a swivel axis. By means of a relative movement and / or by pivoting, the workpiece sample 2 present as a sheet metal piece can be bent as shown in FIG. 2 without the action of transverse forces by pure moment bending. In addition to the receptacle for the workpiece sample 2, the bending device 1 comprises at least one sensor, here an optical sensor 5, for carrying out at least one measurement on the workpiece sample 2 in at least one bent state of the workpiece sample 2. The sensor itself is preferably in the bending device 1 integrated.
Der Sensor, insbesondere wenn es sich z.B. um einen Kraft- oder Drucksensor handelt, kann auch in einem Biegewerkzeug (in der Ausführungsform der Fig. 2 wären dies ein oder beide Lager) der Biegevorrichtung 1 integriert sein. Wenn eine solche Vorab-Messung direkt in ei ner Biegemaschine als Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 durchgeführt wird, könnte ein Sensor auch in einem Biegewerkzeug der Biegemaschine integriert sein. The sensor, especially if it is e.g. is a force or pressure sensor, can also be integrated in a bending tool (in the embodiment of FIG. 2 this would be one or both bearings) of the bending device 1. If such a preliminary measurement is carried out directly in a bending machine as a workpiece machining device 10, a sensor could also be integrated in a bending tool of the bending machine.
Wie in Fig. 2 und Fig. 3 angedeutet kann die zumindest eine Messung die Messung der Krüm mung und/oder des Biegeradius R der Werkstückprobe 2 umfassen. Die Krümmung und/oder der Biegeradius R werden bevorzugt mittels eines optischen Sensors 5, insbesondere La sersensors, gemessen, wobei auch andere Messmethoden, wie z.B. die Verwendung eines tak tilen Sensors möglich sind. As indicated in FIGS. 2 and 3, the at least one measurement can include measuring the curvature and / or the bending radius R of the workpiece sample 2. The curvature and / or the bending radius R are preferably measured by means of an optical sensor 5, in particular a laser sensor, with other measurement methods, such as e.g. the use of a tactile sensor is possible.
In weiterer Folge kann aus den Messwerten eine Beziehung zwischen dem eingebrachten Bie gemoment M und dem Biegeradius R bzw. dessen Kehrwert l/R ermittelt werden (siehe Fig.Subsequently, a relationship between the introduced bending moment M and the bending radius R or its reciprocal l / R can be determined from the measured values (see Fig.
3). Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Messung des Biegewinkels der Werkstückprobe 2 durchgeführt werden. Der Biegewinkel wird bevorzugt mittels eines Inkrementalgebers 6 (in der Ausführungsform der Fig. 5 dargestellt) gemessen. 3). Additionally or alternatively, a measurement of the bending angle of the workpiece sample 2 can also be carried out. The bending angle is preferably measured by means of an incremental encoder 6 (shown in the embodiment in FIG. 5).
Während in Fig. 2 das Prinzip des querkraftfreien bzw. reinen Momentenbiegens schematisch illustriert wird, ist in den Fig. 5 und 6 eine mögliche Ausführung einer Biegevorrichtung 1 dargestellt. Die Aufnahme für die Werkstückprobe umfasst hier einen ersten Lagerblock 13 und einen zweiten Lagerblock 14. Ein Lagerblock 13 ist entlang einer Verschieberichtung 15 relativ zum anderen Lagerblock 14 verschiebbar. Die Lagerblöcke 13, 14 sind zudem jeweils um eine Drehachse 16 gegeneinander verdrehbar. Die Drehachsen 16 stehen hier im Wesentli chen normal zur Verschieberichtung 15. Die Lagerblöcke 13, 14 weisen jeweils eine While the principle of shear force-free or pure torque bending is illustrated schematically in FIG. 2, a possible embodiment of a bending device 1 is shown in FIGS. 5 and 6. The receptacle for the workpiece sample here comprises a first bearing block 13 and a second bearing block 14. A bearing block 13 can be displaced relative to the other bearing block 14 along a displacement direction 15. The bearing blocks 13, 14 can also be rotated relative to one another about an axis of rotation 16. The axes of rotation 16 are here essentially perpendicular to the direction of displacement 15. The bearing blocks 13, 14 each have one
Klemmeinrichtung (z.B. eine Keilverbindung) auf, mit der jeweils eine Seite der Werkstück probe 2 klemmbar ist. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Lagerblö cke 13, 14 jeweils mit einem Hebel 17, 18 verbunden und durch diesen verdrehbar. In Fig. 6 ist zu sehen, dass die Hebel 17, 18 an ihrem oberen Ende mit Rollen versehen sein können. Dies ermöglicht eine Beaufschlagung der Biegevorrichtung 1 und damit das Induzieren eines Biegemomentes in die Werkstückprobe mit einer vertikalen Kraft F. Kraft- und/oder Druck- sensor(en) 7 können unterhalb einer Montageplatte angeordnet sein. Alternativ können die Sensoren auch im Bereich oder direkt bei der Krafteinleitung angeordnet sein. Clamping device (e.g. a wedge connection) with which one side of the workpiece sample 2 can be clamped. In the preferred embodiment shown, the bearing blocks 13, 14 are each connected to a lever 17, 18 and can be rotated by this. 6 that the levers 17, 18 can be provided with rollers at their upper end. This enables the bending device 1 to be acted upon and thus to induce a bending moment in the workpiece sample with a vertical force F. Force and / or pressure sensor (s) 7 can be arranged below a mounting plate. Alternatively, the sensors can also be arranged in the area or directly when the force is applied.
Die Biegevorrichtung 1 aus Fig. 5 weist (hier: oberhalb der Aufnahme bzw. der eingesetzten Werkstückprobe) zumindest einen optischen Sensor 5, insbesondere einen Lasersensor, auf, der vorzugsweise zur Messung des Biegeradius der Werkstückprobe 2 eingerichtet ist. Wei ters weist die Biegevorrichtung 1 zumindest einen Kraft- und/oder Drucksensor 7, insbeson dere einen Piezosensor oder einen Dehnungssensor (z.B. DMS), auf, der vorzugsweise zur Messung der auf zumindest einen der Lagerblöcke 13, 14 wirkenden Kräfte eingerichtet ist. Schließlich kann die Biegevorrichtung 1 auch zumindest einen Positions- und/oder Weg- und/oder Winkelsensor 6 (z.B. in Form eines Inkrementalgebers) zur Bestimmung der Posi tion und/oder der Relativposition und/oder des Verdrehwinkels der Lagerblöcke 13, 14 auf weisen. The bending device 1 from FIG. 5 has (here: above the receptacle or the workpiece sample used) at least one optical sensor 5, in particular a laser sensor, which is preferably set up to measure the bending radius of the workpiece sample 2. Furthermore, the bending device 1 has at least one force and / or pressure sensor 7, in particular a piezo sensor or a strain sensor (e.g. strain gauge), which is preferably set up to measure the forces acting on at least one of the bearing blocks 13, 14. Finally, the bending device 1 can also have at least one position and / or displacement and / or angle sensor 6 (e.g. in the form of an incremental encoder) for determining the position and / or the relative position and / or the angle of rotation of the bearing blocks 13, 14.
Fig. 4 zeigt eine Biegevorrichtung 1 für freies Biegen, wobei hier die Werkstückprobe 2 seit lich aufliegt und in der Mitte durch ein Werkzeug mit einer Kraft F beaufschlagt wird. Dabei kann die Beziehung zwischen der Kraft F und dem zurückgelegten Weg s des mittleren Werk zeuges ermittelt werden. Ebenso kann bei variablen seitlichen Werkzeugen (Auflager) eine Beziehung zwischen dem Biegeradius R bzw. l/R und dem Abstand L zwischen den seitli chen Werkzeugen ermittelt werden. Ebenso kann der Verlauf des Biegeradius R bzw. der Bie gekrümmung l/R über den Abstand L ermittelt werden. Fig. 4 shows a bending device 1 for free bending, here the workpiece sample 2 rests since Lich and a force F is applied in the middle by a tool. there the relationship between the force F and the distance traveled s of the middle tool can be determined. Likewise, with variable lateral tools (supports), a relationship between the bending radius R or l / R and the distance L between the lateral tools can be determined. The course of the bending radius R or the bending curvature l / R can also be determined over the distance L.
Weiters kann die zumindest eine Messung die Messung der Kraft F und/oder des Biegemo ments M, mit der/dem die Werkstückprobe 2 während des Biegevorgangs beaufschlagt wird, umfassen. Die Kraft F und/oder das Biegemoment M werden bevorzugt mittels eines Pie- zosensors 7 (siehe z.B. Ausführungsform einer Biege Vorrichtung gemäß der Fig. 5) gemessen. Furthermore, the at least one measurement can include the measurement of the force F and / or the bending element M with which the workpiece sample 2 is subjected during the bending process. The force F and / or the bending moment M are preferably measured by means of a piezo sensor 7 (see, for example, embodiment of a bending device according to FIG. 5).
Fig. 10 zeigt eine Variante einer Biegevorrichtung 1, bei der die Werkstückprobe 2 durch Schwenkbiegen verformt wird. Die Werkstückprobe 2 ist an einer Seite zwischen zwei Werk zeugen eingespannt und wird an anderer Stelle mittels eines Werkzeuges (hier: nach unten) gebogen (siehe Pfeil F). An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Biegevorrichtung in alternativer Ausführungsform auch eine Gesenkbiegevorrichtung sein könnte. 10 shows a variant of a bending device 1, in which the workpiece sample 2 is deformed by pivot bending. The workpiece sample 2 is clamped on one side between two tools and is bent at another point using a tool (here: downwards) (see arrow F). At this point it should be mentioned that in an alternative embodiment the bending device could also be a die bending device.
Um solche kraft- oder momentenabhängigen Beziehungen ermitteln zu können, werden in Schritt c) Messungen bei verschiedenen Biegezuständen der Werkstückprobe 2 durchgeführt. Besonders bevorzugt ist, wenn aus den Messungen an der Werkstückprobe 2 eine Biegefließ- kurve ermittelt wird, welche insbesondere die Fließspannung in Abhängigkeit des Umform grades darstellt. Eine solche durch (querkraft)freies Biegen und anschließender Optimierung ermittelte Biegefließkurve ist in Fig. 8 dargestellt (durchgängige Linie) und einer Fließkurve aus Zugversuchen (strichlierte Linie) gegenübergestellt. Aus diesem Unterschied wird auch der große Vorteil der Erfindung deutlich: Die durch Biegen gewonnenen Daten sind wesent lich näher am späteren Bearbeitungsprozess und erlauben die Einstellung optimierter Parame ter. In order to be able to determine such force- or torque-dependent relationships, measurements are carried out in step c) at different bending states of the workpiece sample 2. It is particularly preferred if a bending flow curve is determined from the measurements on the workpiece sample 2, which curve shows in particular the yield stress as a function of the degree of deformation. Such a bending flow curve determined by (transverse force) free bending and subsequent optimization is shown in FIG. 8 (continuous line) and contrasted with a flow curve from tensile tests (dashed line). This difference also makes the great advantage of the invention clear: the data obtained by bending are much closer to the later machining process and allow the setting of optimized parameters.
In Abhängigkeit der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe 2 und/oder in Abhän gigkeit der Auswertung der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe 2 kann nun zu mindest ein Bearbeitungsparameter für die Steuerung der Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 ermittelt werden. Wie bereits erwähnt kann die Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 eine Biegemaschine, ins besondere eine Biegepresse, sein. In diesem Fall ist bevorzugt, wenn der - in Abhängigkeit der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe 2 - ermittelte Bearbeitungsparameter 20 die Art eines oder mehrerer Biegewerkzeuge(s) 21, 22 (siehe Fig. 7), insbesondere die Größe, Form und Material des/der ein-zusetzenden Biegewerkzeuge(s) 21, 22, die Höhe der (durch den Pressantrieb der Biegepresse bewirkten) Presskraft, insbesondere die maximale Press kraft, und/oder den zeitlichen Verlauf der Presskraft und/oder die Umkehrposition eines Bie gewerkzeuges 21, 22 umfasst. Üblicherweise wird das Werkzeug vom Kunden definiert, wäh rend andere Fertigungsparameter (wie Biegeverkürzung, Eintauchtiefe, etc.) beeinflusst wer den. Depending on the at least one measurement on the workpiece sample 2 and / or depending on the evaluation of the at least one measurement on the workpiece sample 2, at least one machining parameter can now be determined for the control of the workpiece machining device 10. As already mentioned, the workpiece processing device 10 can be a bending machine, in particular a bending press. In this case, it is preferred if the machining parameter 20 determined as a function of the at least one measurement on the workpiece sample 2 is the type of one or more bending tools (s) 21, 22 (see FIG. 7), in particular the size, shape and material of the / the bending tools (s) 21, 22 to be used, the amount of the pressing force (caused by the press drive of the bending press), in particular the maximum pressing force, and / or the chronological course of the pressing force and / or the reversal position of a bending tool 21, 22 includes. The tool is usually defined by the customer, while other manufacturing parameters (such as shortening the bend, immersion depth, etc.) are influenced.
Es ist bevorzugt, dass mittels eines Prozesssimulationsprogramms, dem der zumindest eine ermittelte Materialparameter 19 und/oder der zumindest eine ermittelte Bearbeitungsparame ter 20 und/oder das ausgewählte Bearbeitungspro-gramm zugrunde gelegt wird, ein Bearbei tungsprozess eines Werkstückes in einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 simuliert wird. Dabei kann in Abhängigkeit des Simulationsergebnisses zumindest ein Bearbeitungspa rameter 20 für die Steuerung 8 der Werkstückbearbeitungs Vorrichtung 10 angepasst werden, wodurch in iterativen Schritten ein optimaler Bearbeitungsparameter 20 gefunden werden kann. Dabei ist es bevorzugt, wenn die iterativen Schritte bereits in der Prüfvorrichtung, also in der Biegevorrichtung, stattfinden und - wenn möglich - nicht erst in der Biegemaschine. It is preferred that a machining process of a workpiece is simulated in a workpiece machining device 10 by means of a process simulation program, which is based on the at least one determined material parameter 19 and / or the at least one determined machining parameter 20 and / or the selected machining program. Depending on the simulation result, at least one machining parameter 20 can be adapted for the control 8 of the workpiece machining device 10, as a result of which an optimal machining parameter 20 can be found in iterative steps. It is preferred if the iterative steps already take place in the testing device, that is to say in the bending device, and - if possible - not first in the bending machine.
Ebenso kann das Biegen der Werkstückprobe 2 mittels einer Biegevorrichtung 1 gemäß Schritt (d) durch eine Berechnung, der zumindest ein Materialparameter 19 zugrunde gelegt wird, simuliert werden. In Abhängigkeit der Abweichung des Simulationsergebnisses von dem Ergebnis, das aus der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe 2 in zumindest einem gebogenen Zustand der Werkstückprobe 2 gewonnen wird, kann zumindest ein Materi alparameter 19 angepasst (d.h. optimiert) werden. Die Berechnung zur Simulation des Biege vorgangs kann zumindest einmal mit einem angepassten Materialparameter 19 wiederholt werden. Es ist bevorzugt, wenn der zumindest eine Materialparameter 19, der der Berechnung zugrunde gelegt und angepasst wird, die Biegefließkurve umfasst. Likewise, the bending of the workpiece sample 2 by means of a bending device 1 according to step (d) can be simulated by a calculation based on at least one material parameter 19. Depending on the deviation of the simulation result from the result obtained from the at least one measurement on the workpiece sample 2 in at least one bent state of the workpiece sample 2, at least one material parameter 19 can be adapted (i.e. optimized). The calculation for simulating the bending process can be repeated at least once with an adapted material parameter 19. It is preferred if the at least one material parameter 19 on which the calculation is based and adapted comprises the bending flow curve.
Fig. 7 zeigt schematisch ein Verfahren zum Bearbeiten (hier: Biegen) eines plattenförmigen, vorzugsweise blechförmigen Werkstückes 11 in einer Werkstückbearbeitungs Vorrichtung 10 (hier: Biegepresse). Die Steuerung 8 der Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 erfolgt in Ab hängigkeit zumindest eines Materialparameters 19 des Werkstückes 11 und/oder zumindest eines Bearbeitungsparameters 20 und/oder eines Bearbeitungsprogramms. Die Ermittlung des zumindest einen Materialparameters 19 und/oder des zumindest eines Bearbeitungsparameters 20 und/oder die Auswahl oder Erstellung des Bearbeitungsprogramms für die Steuerung der Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 kann z.B. wie oben beschrieben erfolgen. FIG. 7 schematically shows a method for processing (here: bending) a plate-shaped, preferably sheet-shaped workpiece 11 in a workpiece processing device 10 (here: bending press). The control 8 of the workpiece machining device 10 takes place as a function of at least one material parameter 19 of the workpiece 11 and / or at least one machining parameter 20 and / or a machining program. The at least one material parameter 19 and / or the at least one machining parameter 20 and / or the selection or creation of the machining program for the control of the workpiece machining device 10 can be determined, for example, as described above.
Fig. 9 zeigt eine mögliche Ausführungsform zur Ermittlung der Biegefließkurve als Material parameter. Dabei wird von einer initialen Biegefließkurve 23 ausgegangen, die beispielsweise aus einer Datenbank für ein bestimmtes Werkstück entnommen werden kann. Aus dieser Bie- gefließkurve wird mittels eines Berechnungsmodells 24 eine Größe ermittelt, die auch mit der Biegevorrichtung 1 mittels Messungen ermittelt werden kann. Diese Größe kann beispiels weise der Momenten-Krümmungs-Verlauf M/p sein. Die mittels des Berechnungsmodells 24 ermittelte Größe (M/p)caic wird mit der aus Messungen in der Biegevorrichtung 1 gewonnen Größe (M/p) test verglichen (siehe Kästchen 25). Für den Fall, dass die Abweichung err kleiner als ein vorgegebener Grenzwert pgrenz ist, ist die optimale Biegefließkurve erreicht. Falls nicht, wird eine neue Biegefließkurve generiert (siehe Kästchen 27). Aus dieser wird wieder die Größe (M/p)caic ermittelt und der vergleich 25 wird wiederholt. Diese Schleife wird so lange durchlaufen, bis die Abweichung err kleiner als ein vorgegebener Grenzwert pgrenz ist, womit man eine optimale Biegefließkurve erhalten hat. Mit einer solcherart ermittelten Biege fließkurve, welche einen Materialparameter gemäß vorliegender Erfindung darstellt, kann nun der eigentliche Biegevorgang an einem Werkstück in der Biegemaschine optimiert werden. FIG. 9 shows a possible embodiment for determining the bending flow curve as a material parameter. An initial bending flow curve 23 is assumed, which can be found, for example, in a database for a specific workpiece. From this bending flow curve, a size is determined by means of a calculation model 24, which can also be determined with the bending device 1 by means of measurements. This size can be, for example, the moment curvature curve M / p. The size (M / p) caic determined by means of the calculation model 24 is compared with the size (M / p) test obtained from measurements in the bending device 1 (see box 25). In the event that the deviation err is less than a predetermined limit value p limit , the optimal bending flow curve has been reached. If not, a new bending flow curve is generated (see box 27). From this the size (M / p) caic is determined again and the comparison 25 is repeated. This loop is run through until the deviation err is less than a predetermined limit value p limit , with which an optimal bending flow curve has been obtained. With a bending flow curve determined in this way, which represents a material parameter according to the present invention, the actual bending process on a workpiece in the bending machine can now be optimized.
Verallgemeinert zeichnet sich eine solche Ausführungsform dadurch aus, dass der zumindest eine Materialparameter 19 eine Fließkurve, insbesondere eine Biegefließkurve, umfasst und dass ausgehend von einer initialen Fließkurve mittels Berechnung eine Größe, insbesondere eine Momenten-Krümmungs-Beziehung, ermittelt wird, die mittels der Biegevorrichtung 1 durch Messung ermittelt wird, und dass in Abhängigkeit der Abweichung err der aus der Fließkurve berechneten Größe und der aus Messungen gewonnenen Größe die Fließkurve, vorzugsweise in iterativen Schritten, angepasst wird, vorzugsweise bis die Abweichung err einen vorgegebenen Grenzwert pgrenz unterschreitet. Es ist bevorzugt, wenn die Biegevorrichtung 1, mittels der die Werkstückprobe 2 gebogen wird, eine von der Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 gesonderte Vorrichtung ist (Fig. 7). Die Biegevorrichtung 1 kann unabhängig von der Werkstückbearbeitungs Vorrichtung 10 betä tigbar sein. In general terms, such an embodiment is characterized in that the at least one material parameter 19 comprises a flow curve, in particular a bending flow curve, and that, based on an initial flow curve, a variable, in particular a torque-curvature relationship, is determined by means of calculation, which is determined by means of the bending device 1 is determined by measurement, and that depending on the deviation err the size calculated from the flow curve and the size obtained from measurements, the flow curve is adjusted, preferably in iterative steps, preferably until the deviation err falls below a predetermined limit value pg limit . It is preferred if the bending device 1 by means of which the workpiece sample 2 is bent is a device separate from the workpiece processing device 10 (FIG. 7). The bending device 1 can be actuated independently of the workpiece machining device 10.
Fig. 7 zeigt eine solche Anordnung einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 zur Bearbei tung eines Werkstückes 11, hier einer Biegepresse, und einer (zusätzlichen) erfindungsgemä ßen Biegevorrichtung 1. Werkstückbearbeitungs Vorrichtung 10 und Biege Vorrichtung 1 kön nen im selben Raum oder unmittelbar nebeneinander angeordnet sein und/oder über eine Da tenverbindung 9 miteinander kommunikationsverbunden sein. 7 shows such an arrangement of a workpiece processing device 10 for processing a workpiece 11, here a bending press, and an (additional) bending device 1 according to the invention. Workpiece processing device 10 and bending device 1 can be arranged in the same space or directly next to one another and / or be connected to one another via a data link 9.
Die Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 kann ein oberes Biegewerkzeug 21 und ein unteres Biegewerkzeug 22 umfassen, wobei ein Biegewerkzeug auf das andere zu bewegbar ist. Das zu bearbeitende Werkstück 11 wird zwischen den Biegewerkzeugen 21, 22 angeordnet. The workpiece processing device 10 can comprise an upper bending tool 21 and a lower bending tool 22, wherein one bending tool can be moved towards the other. The workpiece 11 to be machined is arranged between the bending tools 21, 22.
Die Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 kann wie bereits mehrfach erwähnt eine Biegema schine sein. In diesem Fall ist bevorzugt, wenn das Biegen des Werkstückes 11 in der Biege maschine und das Biegen der Werkstückprobe 2 in der Biegevorrichtung 1 unterschiedlicher Art sind. Das Biegen des Werkstückes 11 in der Biegemaschine kann z.B. durch Gesenkbie gen erfolgen. Das Biegen der Werkstückprobe 2 in der Biegevorrichtung 1 kann durch (quer- kraft)freies Biegen, insbesondere durch reines Momentenbiegen erfolgen. Alternativ kann die Biegung der Werkstückprobe auch mittels 3 -Punkt-Biegen erfolgen. The workpiece processing device 10 can, as already mentioned several times, be a bending machine. In this case, it is preferred if the bending of the workpiece 11 in the bending machine and the bending of the workpiece sample 2 in the bending device 1 are of different types. The bending of the workpiece 11 in the bending machine can e.g. done by die bending. The workpiece sample 2 can be bent in the bending device 1 by (transverse force) free bending, in particular by pure moment bending. Alternatively, the workpiece sample can also be bent using 3-point bending.
Wie aus Fig. 7 zu sehen kommunizieren die Werkstückbearbeitungs Vorrichtung 10 und die Biegevorrichtung 1 über eine Datenverbindung 9 miteinander. Dabei können die Messergeb nisse und/oder die Auswertung der Messergebnisse der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe 2 und/oder zumindest ein aus den Messergebnissen ermittelter Materialpara meter 19 und/oder Bearbeitungsparameter 20 und/oder ein ausgewähltes Bearbeitungspro gramm an die Steuerung 8 der Werkstückbearbeitungsvorrichtung 10 übertragen werden. As can be seen from FIG. 7, the workpiece processing device 10 and the bending device 1 communicate with one another via a data connection 9. The measurement results and / or the evaluation of the measurement results of the at least one measurement on the workpiece sample 2 and / or at least one material parameter 19 determined from the measurement results and / or machining parameters 20 and / or a selected machining program can be sent to the controller 8 of the workpiece machining device 10 are transmitted.
Wie bereits erwähnt können richtungsabhängige Messungen an Werkstückproben 2 durchge führt werden, um allfällige anisotrope Eigenschaften des Werkstückes erfassen zu können. Die aus solchen Messungen gewonnenen Informationen können auch auf andere Bearbei tung s Vorrichtungen übertragen werden. Beispielsweise kann beim Zuschneiden der einzelnen Werkstücke auf die Orientierung des Zuschnittes Rücksicht genommen werden. Wie bereits erwähnt konnten auch bei Schneid- und Schweißvorrichtungen Verbesserungen der Bearbei tung mit den aus einem Biegeprozess, insbesondere freien Biegeprozess, gewonnenen Daten erzielt werden. Die dortigen Bearbeitungsparameter betreffen z.B. die (Schweiß)Temperatur, geometrische Formung eines Schneidstrahles oder dessen Frequenz (der Impulse), Intensität, Wellenlänge, etc.. Deren optimale Einstellung kann ebenfalls mit den erfindungsgemäß ge wonnen Daten erreicht werden. As already mentioned, direction-dependent measurements can be carried out on workpiece samples 2 in order to be able to record any anisotropic properties of the workpiece. The information obtained from such measurements can also be transferred to other processing devices. For example, the orientation of the blank can be taken into account when cutting the individual workpieces. As already mentioned, improvements in processing could also be achieved with cutting and welding devices using the data obtained from a bending process, in particular a free bending process. The processing parameters there relate, for example, to the (welding) temperature, geometric shape of a cutting beam or its frequency (of the impulses), intensity, wavelength, etc. Their optimum setting can also be achieved with the data obtained according to the invention.
Bezugszeichenau Stellung Reference number in position
1 Biegevorrichtung Weg1 bending device path
2 Werkstückprobe 2 workpiece sample
3 Blech  3 sheet
4 Charge  4 batch
5 Optischer Sensor  5 Optical sensor
6 Positions- und/oder Weg- und/oder  6 position and / or path and / or
Winkelsensor  angle sensor
7 Kraft- und/oder Drucksensor  7 force and / or pressure sensor
8 Steuerung  8 control
9 Datenverbindung  9 Data connection
10 W erkstückbearbeitung s Vorrichtung  10 workpiece machining s device
11 Werkstück  11 workpiece
12 Aufnahme  12 recording
13 Erster Lagerblock  13 First bearing block
14 Zweiter Lagerblock  14 Second bearing block
15 Verschieberichtung  15 direction of displacement
16 Drehachse  16 axis of rotation
17 Erster Hebel  17 First lever
18 Zweiter Hebel  18 Second lever
19 Materialparameter  19 material parameters
20 Bearbeitungsparameter  20 machining parameters
21 oberes Biegewerkzeug  21 upper bending tool
22 unteres Biegewerkzeug  22 lower bending tool
28 Schritte zur Ermittlung einer Fließ  28 steps to determine a flow
kurve  Curve
F Kraft  F force
L Abstand zwischen den Lagerblö  L distance between the bearing blocks
cken  CKEN
M Moment  M moment
R Biegeradius  R bending radius

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Materialparameters (19) und/oder zu mindest eines Bearbeitungsparameters (20) und/oder zur Auswahl oder Erstellung eines Bear beitung sprogramms für die Steuerung (8) einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung (10), vor zugsweise einer Biegemaschine, insbesondere einer Biegepresse oder einer Schwenkbiegema- schine, und/oder einer Schneid- und/oder Schweißvorrichtung, insbesondere Laserschneid- und/oder Laserschweißvorrichtung, umfassend die Schritte: 1. A method for determining at least one material parameter (19) and / or at least one machining parameter (20) and / or for selecting or creating a machining program for the control (8) of a workpiece machining device (10), preferably a bending machine, in particular a bending press or a folding machine, and / or a cutting and / or welding device, in particular laser cutting and / or laser welding device, comprising the steps:
(a) Entnehmen einer Werkstückprobe (2) eines plattenförmigen Materials, insbeson dere eines Blechs, vorzugsweise aus einem Blechstück (3) oder aus einer Charge (4) von Blechstücken (3),  (a) taking a workpiece sample (2) of a plate-shaped material, in particular a sheet, preferably from a piece of sheet metal (3) or from a batch (4) of sheet pieces (3),
(b) Durchführung von zumindest einer Messung an der Werkstückprobe (2),  (b) performing at least one measurement on the workpiece sample (2),
(c) Ermittlung zumindest eines Materialparameters (19) und/oder zumindest eines Be arbeitungsparameters (20) und/oder Auswahl oder Erstellung eines Bearbeitungsprogramms für die Steuerung (8) einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung (10) in Abhängigkeit des Er gebnisses der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe (2),  (c) Determination of at least one material parameter (19) and / or at least one machining parameter (20) and / or selection or creation of a machining program for the control (8) of a workpiece machining device (10) depending on the result of the at least one measurement on the Workpiece sample (2),
gekennzeichnet durch marked by
(d) Biegen der Werkstückprobe (2) mittels einer Biegevorrichtung (1), wobei die zu mindest eine Messung an der Werkstückprobe (2) in zumindest einem gebogenen Zustand der Werkstückprobe (2) durchgeführt wird.  (d) bending the workpiece sample (2) by means of a bending device (1), the at least one measurement being carried out on the workpiece sample (2) in at least one bent state of the workpiece sample (2).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen der Werkstückprobe (2) mittels der Biegevorrichtung (1) durch freies Biegen und/oder querkraft- frei erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the bending of the workpiece sample (2) by means of the bending device (1) by free bending and / or free of shear force.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen der Werkstückprobe (2) mittels der Biegevorrichtung (1) durch reines Mo- mentenbiegen erfolgt. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bending of the workpiece sample (2) by means of the bending device (1) takes place by pure moment bending.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen der Werkstückprobe (2) mittels der Biegevorrichtung (1) durch Gesenkbiegen oder Schwenkbiegen erfolgt. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bending of the workpiece sample (2) by means of the bending device (1) by die bending or swivel bending.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Messung an der Werkstückprobe (2) mittels zumindest eines Sensors (5, 6, 7), der in der Biegevorrichtung (1) integriert ist, durchgeführt wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one measurement on the workpiece sample (2) is carried out by means of at least one sensor (5, 6, 7) which is integrated in the bending device (1).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Messung an der Werkstückprobe (2) mittels zumindest eines Sensors (5, 6, 7), der in einem Biegewerkzeug (21, 22) der Biegevorrichtung (1) oder der Werkstück bearbeitung s Vorrichtung (10) integriert ist, durchgeführt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one measurement on the workpiece sample (2) by means of at least one sensor (5, 6, 7) which in a bending tool (21, 22) of the bending device (1) or the workpiece machining s device (10) is integrated, is carried out.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Messung die Messung der Krümmung und/oder des Biegeradius (R) der Werkstückprobe (2) umfasst, wobei vorzugsweise die Krümmung und/oder der Biegera dius (R) mittels eines optischen Sensors (5), insbesondere Lasersensors, oder eines taktilen Sensors gemessen wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one measurement comprises the measurement of the curvature and / or the bending radius (R) of the workpiece sample (2), preferably the curvature and / or the bending radius (R) by means of an optical sensor (5), in particular a laser sensor, or a tactile sensor is measured.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Messung die Messung des Biegewinkels der Werkstückprobe (2) um fasst, wobei vorzugsweise der Biegewinkel mittels eines Inkrementalgebers (6) gemessen wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one measurement comprises the measurement of the bending angle of the workpiece sample (2), wherein preferably the bending angle is measured by means of an incremental encoder (6).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Messung die Messung der Kraft (F) und/oder des Biegemoments (M), mit der/dem die Werkstückprobe (2) während des Biegevorgangs beaufschlagt wird, umfasst, wobei vorzugsweise die Kraft (F) und/oder das Biegemoment (M) mittels eines Piezosensors (7) oder eines Dehnungs sensors gemessen wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one measurement comprises the measurement of the force (F) and / or the bending moment (M) with which the workpiece sample (2) is acted upon during the bending process, wherein preferably the force (F) and / or the bending moment (M) is measured by means of a piezo sensor (7) or a strain sensor.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) Messungen bei verschiedenen Biegezuständen der Werkstückprobe (2) durchgeführt werden. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in step c) measurements are carried out at different bending states of the workpiece sample (2).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Messungen an der Werkstückprobe (2) eine Biegefließkurve ermittelt wird, wel che insbesondere die Fließspannung in Abhängigkeit des Umformgrades darstellt. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a bending flow curve is determined from the measurements on the workpiece sample (2), which in particular represents the yield stress as a function of the degree of deformation.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe (2) und/oder in Abhängigkeit der Auswertung der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe (2) zu mindest ein Bearbeitungsparameter für die Steuerung (8) der Werkstückbearbeitungsvorrich tung (10) ermittelt werden. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one processing parameter for the control (depending on the at least one measurement on the workpiece sample (2) and / or depending on the evaluation of the at least one measurement on the workpiece sample (2) 8) the workpiece processing device (10) can be determined.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückbearbeitungsvorrichtung (10) eine Biegemaschine, insbesondere eine Bie gepresse oder eine Schwenkbiegemaschine, ist und der in Abhängigkeit der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe (2) ermittelte Bearbeitungsparameter (20) die Eintauchtiefe und/oder Rückfederung und/oder Biegeverkürzung und/oder die Art eines oder mehrerer Bie- gewerkzeuge(s) (21, 22), insbesondere die Größe, Form und Material des/der einzusetzenden Biegewerkzeuge(s) (21, 22) und/oder die Höhe der Presskraft, insbesondere die maximale Presskraft, und/oder den zeitlichen Verlauf der Presskraft und/oder die Umkehrposition eines Biegewerkzeuges (21, 22) und/oder die Anschlagposition zumindest eines Hinteranschlages umfasst. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the workpiece processing device (10) is a bending machine, in particular a press or a swivel bending machine, and the processing parameters (20) determined as a function of the at least one measurement on the workpiece sample (2) Immersion depth and / or springback and / or bending shortening and / or the type of one or more bending tools (21), in particular the size, shape and material of the bending tool (s) (21) and (21) and / or the amount of the pressing force, in particular the maximum pressing force, and / or the chronological course of the pressing force and / or the reversal position of a bending tool (21, 22) and / or the stop position of at least one backgauge.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Prozesssimulationsprogramms, dem der zumindest eine ermittelte Material parameter (19) und/oder der zumindest eine ermittelte Bearbeitungsparameter (20) und/oder das ausgewählte Bearbeitungsprogramm zugrunde gelegt wird, ein Bearbeitungsprozess eines Werkstückes in einer Werkstückbearbeitung s Vorrichtung (10) simuliert wird, wobei vorzugs weise in Abhängigkeit des Simulationsergebnisses zumindest ein Bearbeitungsparameter (20) für die Steuerung (8) der Werkstückbearbeitungs Vorrichtung (10) angepasst wird. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that by means of a process simulation program, which is based on the at least one determined material parameter (19) and / or the at least one determined machining parameter (20) and / or the selected machining program, a machining process of a workpiece is simulated in a workpiece machining device (10), preference being given to adapting at least one machining parameter (20) for the control (8) of the workpiece machining device (10) as a function of the simulation result.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen der Werkstückprobe (2) mittels einer Biegevorrichtung (1) gemäß Schritt (d) durch eine Berechnung, der zumindest ein Materialparameter (19) zugrunde gelegt wird, si muliert wird, und dass in Abhängigkeit der Abweichung des Simulationsergebnisses vom dem Ergebnis, das aus der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe (2) in zumindest ei nem gebogenen Zustand der Werkstückprobe (2) gewonnen wird, zumindest ein Materialpara- meter (19) angepasst wird, wobei vorzugsweise die Berechnung zur Simulation des Biegevor gangs zumindest einmal mit einem angepassten Materialparameter (19) wiederholt wird und/oder wobei vorzugsweise der zumindest eine Materialparameter (19), der der Berechnung zugrunde gelegt und angepasst wird, die Biegefließkurve umfasst. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bending of the workpiece sample (2) by means of a bending device (1) according to step (d) is simulated by a calculation based on at least one material parameter (19), and that, depending on the deviation of the simulation result from the result obtained from the at least one measurement on the workpiece sample (2) in at least one bent state of the workpiece sample (2), at least one material parameter Meter (19) is adjusted, the calculation for simulating the bending process preferably being repeated at least once with an adapted material parameter (19) and / or preferably the at least one material parameter (19) on which the calculation is based and adapted, the Bending flow curve includes.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Materialparameter (19) eine Fließkurve, insbesondere eine Biege- fließkurve, umfasst und dass ausgehend von einer initialen Fließkurve mittels Berechnung eine Größe, insbesondere eine Momenten-Krümmungs-Beziehung, ermittelt wird, die mittels der Biegevorrichtung (1) durch Messung ermittelt wird, und dass in Abhängigkeit der Abwei chung (err) der aus der Fließkurve berechneten Größe und der aus Messungen gewonnenen Größe die Fließkurve, vorzugsweise in iterativen Schritten, angepasst wird, vorzugsweise bis die Abweichung (err) einen vorgegebenen Grenzwert (pgrenz) unterschreitet. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one material parameter (19) comprises a flow curve, in particular a bending flow curve, and that starting from an initial flow curve by means of calculation, a size, in particular a moment-curvature relationship, is determined, which is determined by means of the bending device (1) by measurement, and that, depending on the deviation (err) of the size calculated from the flow curve and the size obtained from measurements, the flow curve is adapted, preferably in iterative steps, preferably to the deviation (err) exceeds a predetermined limit value (p Renz g) below.
17. Verfahren zum Bearbeiten, vorzugsweise Biegen und/oder Schneiden und/oder Schweißen, eines plattenförmigen, vorzugsweise blechförmigen Werkstückes (11) in einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung (10), wobei die Steuerung (8) der Werkstückbearbeitungs vorrichtung (10) in Abhängigkeit zumindest eines Materialparameters des Werkstückes (11) und/oder zumindest eines Bearbeitungsparameters und/oder eines Bearbeitungsprogramms er folgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des zumindest einen Materialparameters und/oder des zumindest eines Bearbeitungsparameters und/oder die Auswahl oder Erstellung des Bearbeitungsprogramms für die Steuerung (8) der Werkstückbearbeitungs Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche erfolgt. 17. A method for processing, preferably bending and / or cutting and / or welding, a plate-shaped, preferably sheet-shaped workpiece (11) in a workpiece processing device (10), the control (8) of the workpiece processing device (10) depending on at least one material parameter of the workpiece (11) and / or at least one machining parameter and / or a machining program, characterized in that the determination of the at least one material parameter and / or the at least one machining parameter and / or the selection or creation of the machining program for the control (8 ) the workpiece machining device (10) according to one of the preceding claims.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegevorrich tung (1), mittels der die Werkstückprobe (2) gebogen wird, eine von der Werkstückbearbei tungsvorrichtung (10) gesonderte Vorrichtung ist, wobei vorzugsweise die Biegevorrichtung (1) unabhängig von der Werkstückbearbeitungsvorrichtung (10) betätigbar ist. 18. The method according to claim 17, characterized in that the Biegevorrich device (1), by means of which the workpiece sample (2) is bent, is a separate device from the workpiece processing device (10), preferably the bending device (1) independently of the Workpiece processing device (10) can be actuated.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Werk stückbearbeitungsvorrichtung (10) eine Biegemaschine, insbesondere eine Biegepresse oder eine Schwenkbiegemaschine, ist, wobei vorzugsweise das Biegen des Werkstückes (11) in der Biegemaschine und das Biegen der Werkstückprobe (2) in der Biegevorrichtung (1) unter schiedlicher Art sind, wobei vorzugsweise das Biegen des Werkstückes (11) in der Biegema schine durch Gesenkbiegen erfolgt und/oder das Biegen der Werkstückprobe (2) in der Biege vorrichtung (1) durch freies Biegen, insbesondere durch querkraftfreies Biegen erfolgt. 19. The method according to claim 17 or 18, characterized in that the workpiece machining device (10) is a bending machine, in particular a bending press or a swivel bending machine, wherein preferably the bending of the workpiece (11) in the Bending machine and the bending of the workpiece sample (2) in the bending device (1) are of different types, preferably the bending of the workpiece (11) in the bending machine by die bending and / or the bending of the workpiece sample (2) in the bending device (1) by free bending, in particular by bending without lateral force.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückbearbeitung s Vorrichtung (10) und die Biegevorrichtung (1) über eine Datenver- bindung (9) miteinander kommunizieren, wobei vorzugsweise die Messergebnisse und/oder die Auswertung der Messergebnisse der zumindest einen Messung an der Werkstückprobe (2) und/oder zumindest ein aus den Messergebnissen ermittelter Materialparameter (19) und/oder Bearbeitungsparameter (20) und/oder ein ausgewähltes Bearbeitungsprogramm an die Steue rung (8) der Werkstückbearbeitungsvorrichtung (10) übertragen werden. 20. The method according to any one of claims 17 to 19, characterized in that the workpiece machining device (10) and the bending device (1) communicate with one another via a data connection (9), preferably the measurement results and / or the evaluation of the measurement results the at least one measurement on the workpiece sample (2) and / or at least one material parameter (19) and / or machining parameter (20) determined from the measurement results and / or a selected machining program are transmitted to the controller (8) of the workpiece machining device (10) ,
21. Biegevorrichtung (1) zum Biegen einer Werkstückprobe (2) umfassend zumin dest eine Aufnahme (12) für die Werkstückprobe (2) und zumindest einen Sensor (5, 6, 7) zur Durchführung von zumindest einer Messung an der Werkstückprobe (2) in zumindest einem gebogenen Zustand der Werkstückprobe (2), wobei vorzugsweise die Biegevorrichtung (1) eine Biegevorrichtung zum querkraftfreien Biegen, vorzugsweise reinen Momentenbiegen, einer Werkstückprobe (2) ist. 21. Bending device (1) for bending a workpiece sample (2) comprising at least one receptacle (12) for the workpiece sample (2) and at least one sensor (5, 6, 7) for carrying out at least one measurement on the workpiece sample (2) in at least one bent state of the workpiece sample (2), the bending device (1) preferably being a bending device for bending a workpiece sample (2) without shear force, preferably pure moment bending.
22. Biegevorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auf nahme einen ersten Lagerblock (13) und einen zweiten Lagerblock (14) aufweist, wobei ein Lagerblock (13) entlang einer Verschieberichtung (15) relativ zum anderen Lagerblock (14) verschiebbar ist und wobei die Lagerblöcke (13, 14) um zumindest eine Drehachse (16) ge geneinander verdrehbar sind, wobei vorzugsweise die zumindest eine Drehachse (16) im We sentlichen normal zur Verschieberichtung (15) steht. 22. Bending device according to claim 21, characterized in that the acquisition has a first bearing block (13) and a second bearing block (14), a bearing block (13) being displaceable along a displacement direction (15) relative to the other bearing block (14) and wherein the bearing blocks (13, 14) can be rotated relative to one another about at least one axis of rotation (16), the at least one axis of rotation (16) preferably being essentially normal to the direction of displacement (15).
23. Biegevorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerblöcke (13, 14) jeweils eine Klemmeinrichtung, insbesondere eine Schraub- oder hyd raulische Klemmeinrichtung oder eine Keilverbindung, aufweisen, mit der jeweils eine Seite der Werkstückprobe (2) klemmbar ist. 23. Bending device according to claim 21 or 22, characterized in that the bearing blocks (13, 14) each have a clamping device, in particular a screw or hyd raul clamping device or a wedge connection, with which one side of the workpiece sample (2) can be clamped ,
24. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerblöcke (13, 14) jeweils mit einem Hebel (17, 18) verbunden sind und durch die sen verdrehbar sind. 24. Bending device according to one of claims 21 to 23, characterized in that the bearing blocks (13, 14) are each connected to a lever (17, 18) and can be rotated through them.
25. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegevorrichtung (1) zumindest einen Sensor, vorzugsweise einen optischen Sensor (5), insbesondere einen Lasersensor, und/oder einen taktilen Sensor aufweist, wobei vorzugs weise der zumindest eine Sensor zur Messung des Biegeradius der Werkstückprobe (2) einge richtet ist. 25. Bending device according to one of claims 21 to 24, characterized in that the bending device (1) has at least one sensor, preferably an optical sensor (5), in particular a laser sensor, and / or a tactile sensor, preference being given to the at least one Sensor for measuring the bending radius of the workpiece sample (2) is set up.
26. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegevorrichtung (1) zumindest einen Kraft- und/oder Drucksensor (7), insbesondere einen Piezosensor oder einen Dehnungs sensor, aufweist, der vorzugsweise zur Messung der auf zumindest einen der Lagerblöcke (13, 14) und/oder auf zumindest einen der Hebel (17,26. Bending device according to one of claims 21 to 25, characterized in that the bending device (1) has at least one force and / or pressure sensor (7), in particular a piezo sensor or a strain sensor, which preferably for measuring the at least one of the bearing blocks (13, 14) and / or on at least one of the levers (17,
18) wirkenden Kräfte eingerichtet ist. 18) acting forces is established.
27. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegevorrichtung (1) zumindest einen Positions- und/oder Weg- und/oder Win kelsensor (6), vorzugsweise in Form eines Inkrementalgebers, zur Bestimmung der Position und/oder der Relativposition und/oder des Verdrehwinkels der Lagerblöcke (13, 14) aufweist. 27. Bending device according to one of claims 21 to 26, characterized in that the bending device (1) at least one position and / or displacement and / or angle sensor (6), preferably in the form of an incremental encoder, for determining the position and / or the relative position and / or the angle of rotation of the bearing blocks (13, 14).
28. Anordnung einer Werkstückbearbeitungsvorrichtung (10) zur Bearbeitung eines Werkstückes (11), vorzugsweise einer Biegemaschine, insbesondere einer Biegepresse oder einer Schwenkbiegemaschine, und/oder einer Schneid- und/oder Schweißvorrichtung, insbe sondere Laserschneid- und/oder Laserschweißvorrichtung, und einer Biegevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 21 bis 27, wobei die Werkstückbearbeitungs Vorrichtung (10) und die Biegevorrichtung (1) gesonderte, insbesondere unabhängig voneinander betätigbare Vor richtungen sind, die im selben Raum oder unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und/o der über eine Datenverbindung (9) miteinander kommunikationsverbunden sind. 28. Arrangement of a workpiece processing device (10) for processing a workpiece (11), preferably a bending machine, in particular a bending press or a swivel bending machine, and / or a cutting and / or welding device, in particular special laser cutting and / or laser welding device, and a bending device (1) according to any one of claims 21 to 27, wherein the workpiece processing device (10) and the bending device (1) are separate, in particular independently operable devices that are arranged in the same room or directly next to each other and / or via a data connection (9) are communicative with each other.
29. Verwendung einer Biege Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 21 bis 27 und/oder einer Anordnung nach Anspruch 28 in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20. 29. Use of a bending device (1) according to one of claims 21 to 27 and / or an arrangement according to claim 28 in a method according to one of claims 1 to 20.
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