FI112042B

FI112042B - Method and apparatus for forming three-dimensional shapes in a thin sheet

Info

Publication number: FI112042B
Application number: FI20021782A
Authority: FI
Inventors: Timo Tuominen
Original assignee: Twincam Oy
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2003-10-31
Also published as: EP1560668A1; AU2003267477A1; FI20021782A0; WO2004030843A1

Description

112042112042

MENETELMÄ JA LAITTEISTO KOLMIULOTTEISTEN MUOTOJEN MUOVAAMISEKSI OHUTLEVYYNMETHOD AND APPARATUS FOR MAKING THREE DIMENSIONS

KEKSINNÖN ALAFIELD OF THE INVENTION

5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä. Edelleen keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 18 johdanto-osassa määritelty laitteisto.The invention relates to a method as defined in the preamble of claim 1. The invention further relates to apparatus as defined in the preamble of claim 18.

10 KEKSINNÖN TAUSTABACKGROUND OF THE INVENTION

Keksintö liittyy yleisesti ns. muotittomaan ohutlevyn muovaukseen. Entuudestaan tunnetaan esimerkiksi julkaisuista JP 07-132329 ja EP 0 970 764 AIThe invention relates generally to the so-called. moldless sheet metal forming. For example, JP 07-132329 and EP 0 970 764 A1 are known in the art

(Amino Corp.) menetelmä ja laitteisto muotittomaan 15 ohutlevyn kylmämuovaukseen. Ohutlevyllä tarkoitetaan tässä esityksessä metailiohutlevyä. Muotittomalla muovauksella tarkoitetaan, ettei menetelmässä ja laitteistossa käytetä kahta kömpiementtista kolmiulotteisen muodon määräävää muottia, joista toinen on liiku-: 20 tettava painin ja toinen vastin, jota vasten paininta • . liikutetaan, kuten perinteisessä syvävetomenetelmässä.(Amino Corp.) Method and Equipment for Cold Forming Non-Molded 15 Sheet Metal. The term "sheet metal" as used herein refers to a sheet metal sheet. Unformed molding means that the method and apparatus do not use two cubic centimeters of shape control, one of which is a movable wringer and the other one against which a • press. moving, as in the traditional deep drawing method.

' Sen sijaan painin on pistemäisesti tai pieneltä alalta • " muovaava muovaustyökalu, jota liikutetaan ohutlevyn suhteen.'Instead, the press is a point-or-small mold forming tool that is moved relative to the sheet metal.

25 Em. julkaisuista tunnetaan laitteisto, johon :.i(: kuuluu kiinnityslaite ohutlevyn kiinnittämiseksi reu nastaan. Kiinteä vastin on järjestetty ohutlevyn alapuolelle ja tarkoitettu olemaan kosketuksessa ohutlevyn alapinnan kanssa. Pystysiirtolaite on järjestetty : 30 liikuttamaan kiinnityslaitetta pystysuunnassa ohutle- vyn liikuttamiseksi kiinteästi tuetun vastimen suh-*\ teen. Laitteistoon kuuluu edelleen painin, joka on :.t. pallomaisella kärjellä varustettu tanko ja joka on ;·*: järjestetty ohutlevyn yläpuolelle kohdistamaan venyt- ·* 35 tävä ja taivuttava muovausvoima ohut levyyn sen yläpin nalta. Painin on yhdistetty kolmiakselisesti ohjattuun 112042 2 portaalirobottiin, joka kykenee liikuttamaan paininta ja painamaan sitä ohutlevyn päällipintaa vasten ohut-levyä venyttävällä ja taivuttavalla muovausvoimaila. Laitteiston ohjauslaitteessa on ohjelmavälineet pys-5 tysiirtolaitteen ja portaalirobotin liikkeiden numeeriseksi ohjaamiseksi.25 Em. from the publications there is known a device in which: .i (: includes a fastening device for fastening the sheet metal at its edge. A fixed stopper is arranged underneath the sheetboard and intended to be in contact with the bottom surface of the sheetboard. The apparatus further comprises a press, which is: .t. a rod with a spherical point and is · ·: arranged above a thin plate to apply a stretching and bending molding force on the thin plate from its upper surface. The press is connected to a triaxially controlled 112042 2 a portal robot capable of moving the press and pressing it against the surface of the sheet metal by means of a molding force that stretches and bends the sheet sheet. The hardware control unit has software means for numerically controlling the movements of the stationary transfer device and the portal robot.

Tunnetussa menetelmässä ohutlevyn alapinta saatetaan kosketukseen kiinteän vastimen kanssa. Sitten painimella painetaan ohutlevyä vastimen ja ohutle-10 vyn välisen kosketuskohdan läheisyydessä ja liikutetaan paininta halutun muodon perusteella ennalta määriteltyä, esimerkiksi spiraalimaista, kiertorataa vaakatasossa vastimen ja ohutlevyn välisen kosketuskohdan ympäri niin, että painin liikkuu ohutlevyn päällipin-15 nalla ja samanaikaisesti painaa ohutlevyä venyttävällä ja taivuttavalla muovausvoimalla.In the known method, the underside of a sheet metal sheet is brought into contact with a fixed counterpart. The pusher is then pressed against the sheet metal near the contact between the platen and the thin sheet and moves the pusher about a predetermined shape, e.g. shaping force.

Ongelmana on, että painimen ollessa kiinnitetty kolmiakseliseen portaalirobottiin painimella on vain kolme liikevapausastetta, ts. liikemahdollisuudet 2 0 x-, y- ja z- suunnissa, kun ohut levy on tuettu x-y- ; tasoon ja painin voi siksi liikkua vain x-y tasoa vas- taan kohtisuorassa z-suunnassa x- ja y suuntien lisäk-si. Muovausvoima kohdistuu siten aina ainoastaan alaspäin eikä sen suuntaa voida muuttaa. Sen vuoksi tunne-. . 25 tulla laitteistolla ei voida muovata ohutlevyyn suoria ; ,* kulmia eikä sisäänpäin kääntyviä muotoja (jollaisia on oheisissa kuvissa 3, 6 ja 8-10), vaan on käytettävä päästöä, joka on suuruudeltaan vähintään 15° - 30°.The problem is that when the ram is attached to a three-axis portal robot, the ram has only three degrees of freedom of movement, i.e., motion possibilities in the 0, x, y and z directions when the thin plate is supported in x-y; and the ram can therefore only move in a direction perpendicular to the x-y plane, in addition to the x and y directions. Thus, the molding force is always directed only downwards and its direction cannot be changed. Therefore, emotional. . 25 the come hardware cannot form thin sheets straight; , * angles and not inwardly curving shapes (such as those shown in Figures 3, 6 and 8-10 in the appendix), but an emission of at least 15 ° to 30 ° should be used.

Tämä asettaa merkittävän rajoituksen sille, millai-30 siä kolmiulotteisia muotoja laitteistolla voidaan :’·.: ohut1evyyn muodostaa.This places a significant constraint on the types of three-dimensional shapes that hardware can: '· .: form into a thin sheet.

Edelleen ongelmana on, että syvien muodostel-mien tekemiseksi ohutlevyyn on muovauksessa käytettävä "·· pitkävartista paininta, jolloin ongelmaksi muodostuu 35 varren taipuminen ja värähtely, jotka aiheuttavat mit-tavirheitä ja ohutlevyn rypyttymistä.A further problem is that in order to make deep formations on the sheet metal, a "·· longitudinal press" must be used in the molding, whereby the problem is bending and oscillation of the 35 arms, which causes dimensional errors and creasing of the sheet.

112042 3112042 3

KEKSINNÖN TARKOITUSPURPOSE OF THE INVENTION

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä . mainitut epäkohdat.The object of the invention is to eliminate the above. the disadvantages mentioned.

Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda 5 esiin menetelmä ja laitteisto, jotka mahdollistavat jotka mahdollistavat painimen kallistamisen muovaus-voiman kohdistamiseksi ohutlevyyn halutussa suunnassa ja sisäänpäin kääntyvien muotojen muovaamiseksi ohut-levyyn.In particular, it is an object of the invention to provide a method and apparatus that enable tilting of a press to apply a molding force to a thin sheet in a desired direction and to mold inwardly curved shapes onto a thin sheet.

10 Lisäksi tarkoituksena on tuoda esiin menetel mä ja laitteisto, jotka mahdollistavat mahdollisimman pienet mittavirheet ja sileän muovausjäljen.10 In addition, it is intended to provide a method and an apparatus that will minimize dimensional errors and provide a smooth forming trace.

KEKSINNÖN YHTEENVETOSUMMARY OF THE INVENTION

15 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnus omaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Edelleen Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnus tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 18.The method of the invention is characterized by what is set forth in claim 1. Further, the apparatus according to the invention is characterized by what is set forth in claim 18.

• . 20 Keksinnön mukaisesti menetelmässä painimen ! .' liikettä ohjataan vähintään viisiakselisesti.•. 20 According to the invention, in the process of the . ' the movement is controlled by at least five axes.

Vastaavasti keksinnön mukaisesti laitteistos-“ sa toinen siirtolaite, joka liikuttaa paininta, on vä hintään viisiakselisesti ohjattava robotti. Laitteis-·.'·· 25 toa ohjaavat ohjelmavälineet sisältävät ohjeet robotin ohjaamiseksi niin, että painimella on vähintään viisi liikevapausastetta.Correspondingly, in the apparatus according to the invention, the second conveying device which moves the ram is at least a five-axis controlled robot. Software tools that control the hardware include instructions for controlling the robot so that the ram has at least five degrees of freedom of movement.

Keksinnön etuna on, että painimen viisiakse-liset liikevapausasteet mahdollistavat painimen kal- 30 listamisen niin, että muovausvoima voidaan kohdistaa ohutlevyyn halutussa suunnassa ja ohutlevyyn voidaan muodostaa sisäänpäin kääntyviä muotoja. Muovausvoima voidaan kohdistaa kohtisuorassa suunnassa ohutlevyyn ·:**: päin. Lisäksi painimen varsi voi olla lyhytvartinen ja ·’ ’ 35 tukeva, mikä vähentää painimen varren taipumista ja "... värähtelyä ja johtaa suurempaan muovaus tarkkuuteen ei- 4 112042 kä myöskään tapahdu ohutlevyn epätoivottua rypyttymis-tä.An advantage of the invention is that the five-axis motion release degrees of the ram allow the ram to be tilted so that the molding force can be applied to the sheet in the desired direction and the sheet can be formed in inwardly pivoting shapes. The molding force can be applied perpendicular to the sheet metal ·: **. In addition, the presser arm may be short-armed and firmly supported, which reduces bending and "... vibration of the presser arm and results in greater molding accuracy without the undesired creasing of the sheet.

Keksinnön muut edut ja piirteet ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista sekä 5 seuraavasta edullisten sovellusten selostuksesta.Other advantages and features of the invention will be apparent from the appended dependent claims and from the following description of preferred embodiments.

KUVALUETTELOLIST OF FIGURES

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti sovellutusesimerkkien avulla viittaamalla 10 oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää kaaviomaisesti sivulta nähtynä keksinnön mukaisen laitteiston erästä ensimmäistä sovellutusta keksinnön mukaisen muovausmenetelmän alkuvaiheessa, 15 kuva 2 esittää leikkausta II-II kuvasta 1, kuva 3 esittää kuvan 1 laitteistoa muovauksen eräässä toisessa vaiheessa, kuva 4 esittää keksinnön mukaisen laitteiston erästä toista sovellutusta, 20 kuva 5 esittää keksinnön mukaisen laitteiston ’ '· erästä kolmatta sovellutusta, kuva 6 esittää keksinnön mukaisen laitteiston • '· erästä neljättä sovellutusta, kuva 7 esittää keksinnön mukaisen laitteiston 25 erästä viidettä sovellutusta, • · .· · kuva 8 esittää kaaviomaisesti keksinnön mu kaisen laitteiston eräitä kahta erilaista paininta keksinnön mukaisesti kallistetuissa asennoissa muovaamassa ohutlevyä kahdessa muovattavan mallin kohdassa, 30 kuvat 9 ja 10 esittävät rullapaininta keksin- '· '· nön mukaisesti kallistetuissa asennoissa muovaamassa ohutlevyä, .·· kuva 11 esittää rullapaininta sivulta nähty- .... nä, j a • · 35 kuva 12 esittää kaaviomaisesti sivulta nähty- : ·· nä vastinta, joka muodostuu ohutlevyä paikallisesti tukevista tukielimistä.In the following, the invention will be described in detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 schematically shows a first embodiment of the apparatus according to the invention in an initial stage of the molding process; Figure 4 shows another embodiment of the apparatus according to the invention; Figure 5 shows a third embodiment of the apparatus according to the invention; Figure 6 shows a fourth embodiment of the apparatus according to the invention; Figure 7 shows a fifth embodiment of the apparatus according to the invention; Fig. 8 schematically shows two different presses of the apparatus according to the invention in tilted positions according to the invention, forming a thin sheet at two points in the mold to be formed, 3 Figures 9 and 10 show a roller press in a tilted position according to the invention, to form a sheet metal, ·············································•••••••••••••••••••••••••••••••••••• as a counterpart consisting of supporting members locally supporting the sheet metal.

5 1120425, 112042

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUSDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Kuvassa 1 on laitteisto, jolla voidaan muova-5 ta ohutlevyyn 1 monimutkaisia kolmiulotteisia muotoja. Suorakaiteen muotoinen ohutlevy 1 on kiinnitetty paikalleen vaakasuuntaiseksi kehikkomaisella kiinnitys-laitteella 2, joka puristaa ohutlevyn reunaa koko ym-päryskehältä (ks. myös kuva 2).Figure 1 shows an apparatus for converting Plastic 5 into thin sheet 1 into complex three-dimensional shapes. The rectangular sheet 1 is fixed in place by a horizontal mounting device 2 which squeezes the edge of the sheet from the entire circumference (see also Figure 2).

10 Ohutlevyn 1 alapuolelle on järjestetty vastin 3. Vastin 3 on tässä esimerkissä muotti 3, jolla on ohutlevyn haluttua lopullista muovattua kolmiulotteista muotoa vastaava muoto. Laitteistoon voi edullisesti kuulua jäähdytyslaite 16 muotin 3 jäähdyttämiseksi muo-15 vauksen aikana, varsinkin kun ohutlevyä muovauksen edistyessä lämmitetään. Kuvan 1 halkileikattuna esitettyyn muottiin 3 on kaaviomaisesti havainnollistettu jäähdytysväliainekanava 28, jonka kautta jäähdytyslaite 16 kierrättää jäähdytysvällainetta. Lisäksi muotissa 3 20 voi olla imukanavia 15, joihin alipainelaite 14 muodos-taa alipaineen. Imukanavat 15 avautuvat muotin 3 ulko-: : pinnalle ohutlevyn imemiseksi tiiviisti vasten muotin 3 ulkopintaa. Laitteistoon kuuluu ensimmäinen siirtolaite • 6, joka tässä on muottia pystysuunnassa liikuttava nos- .·. . 25 tolaite 6, jolla muottia 3 nostetaan ylöspäin muovauk- • · sen aikana. Nostolaitteeseen 6 kuuluu esimerkiksi kuu- laruuvikäytöllä pystysuunnassa liikutettava vaakasuuntainen kannatinlaatta 29, jonka päälle muotti 3 on kiinnitetty. Muotti 3 on muovauksen aikana kosketukses-30 sa ohutlevyn 1 alapintaan 5 ja tukee ohutlevyä 3 muo-vauksen aikana.A counterpart 3 is provided below the thin plate 1. In this example, the counterpart 3 is a mold 3 having a shape corresponding to the desired final formed three-dimensional shape of the thin plate. Preferably, the apparatus may include a cooling device 16 for cooling the mold 3 during molding, especially as the sheet is heated as the molding progresses. The mold 3 shown in cross-section in Figure 1 is a schematic illustration of a cooling medium channel 28 through which the cooling medium 16 circulates the cooling medium. Further, the mold 3 20 may have suction channels 15 into which the vacuum device 14 creates a vacuum. The suction channels 15 open to the outer surface of the mold 3: to suck a thin plate tight against the outer surface of the mold 3. The equipment includes the first transfer device • 6, which here is a lifting lever that moves the mold vertically. . 25 means 6 for lifting the mold 3 upwards during molding. The lifting device 6 includes, for example, a ball bearing drive with a vertically movable horizontal support plate 29 on which the mold 3 is fixed. The mold 3 is in contact with the lower surface 5 of the sheet 1 during molding and supports the sheet 3 during molding.

Ohutlevyn 1 yläpuolelle 8 on järjestetty .··· toinen siirtolaite 10, johon painin 7 on yhdistetty painimen liikuttamiseksi ja painamiseksi ohutlevyn . . 35 toista pintaa 9 vasten ohutlevyä venyttävällä ja tai- • ’· vuttavalla muovausvoimalla. Toinen siirtolaite 10 on : kuusiakselisesti ohjattava nivelvarsirobotti 10', joka 6 112042 on ns. teollisuusrobotti. Robotin 10' jalusta 23 on kiinnitetty kiinteään runkoon 22. Jalusta 23 on sijoitettu muovattavasta ohutlevystä 1 sellaiselle etäisyydelle, joka sallii robotin 10' nivelkäsivarren työs-5 kentelyn mahdollisimman suoraksi ojennettuna muovaus-prosessin aikana. Tämä on edullista, koska nivelvarsi-robotti tuottaa mahdollisimman suuren paininvoiman mahdollisimman suoraksi ojennettuna.Above the thin plate 1, 8 is provided. ··· another transfer device 10, to which the press 7 is connected to move and press the plate. . 35 against one face 9 with a stretching and bending molding force. Another transfer device 10 is: a six-axle controlled articulated arm robot 10 ', which is a so-called. industrial robot. The base 23 of the robot 10 'is secured to a fixed body 22. The base 23 is positioned at a distance from the moldable sheet 1 to allow the working arm 5 of the robot 10' to work as straight as possible during the molding process. This is advantageous because the articulated arm robot produces maximum thrust when extended as straight as possible.

Nivelvarsirobottia 10' ohjaa ohjauslaite 11, 10 jossa on tietokoneohjelma siirtolaitteen ja toisen siirtolaitteen liikkeiden numeeriseksi ohjaamiseksi. Ohjelma sisältävää ennalta määrätyt ohjeet robotin 10' ohjaamiseksi niin, että painimella 7 on vähintään viisi liikevapausastetta, edullisesti vähintään liikeva-15 pausastetta, mitkä tarvitaan, jotta painin 7 voidaan kussakin kohdassa kallistaa sopivaan kulmaan niin, että muovausvoima kohdistuu olennaisesti kohtisuorassa suunnassa muotin 3 pintaa vastaan ja siis ohutlevyn 1 paksuussuuntaa vastaan. Sopivasti paininta 7 kallista-20 maila voidaan ohutlevyn muovata muotoja, kuten sisäänpäin kääntyviä muotoja ja suoria kulmia, joita ei aiemmilla kolmiakseliset vapausasteet omaavilla painimilla ole pystytty muovaamaan.The articulated arm 10 'is controlled by a control device 11, 10 having a computer program for numerically controlling the movements of the transfer device and the second transfer device. The program includes predetermined instructions for controlling the robot 10 'such that the pusher 7 has at least five degrees of freedom of movement, preferably at least movable-15, required to tilt the pusher 7 at each position to an appropriate angle so that the molding force is substantially perpendicular to the mold surface. and thus against the thickness direction of the sheet 1. Suitably, the press 7 expensive-20 racket can be formed into thin sheet shapes, such as inwardly pivoting shapes and right angles, which prior three-axis degrees of freedom have not been capable of forming.

____ Laitteistoon voi kuulua lämmityslaite 13, joka 25 on asennettu toiseen siirtolaitteeseen 10' painimen 7 ; läheisyyteen ohutlevyn 1 paikallista lämmittämistä varten. Lämmityslaitteeseen 13 voi kuulua välineet kuuman ilman, polttokaasun, säteilyn tms. kohdistamiseksi ohutlevyyn tai lämmityslaite 13 voi olla sähköinen läm-30 mityselementti. Lämmityskohdat voidaan määrätä halutun muodon mukaisen CAD-mallin perusteella, kuten robotin 10 kulkuratakin niin, että lämmitystä käytetään vain niissä kohdissa, missä sitä erityisesti tarvitaan.____ The apparatus may include a heating device 13 mounted on the second transfer device 10 'by a push button 7; in the vicinity for local heating of the sheet 1. The heating device 13 may include means for applying hot air, combustion gas, radiation, etc. to the thin plate, or the heating device 13 may be an electric heating element. The heating points can be determined on the basis of a CAD model of the desired shape, such as the travel path of the robot 10, so that the heating is used only where it is particularly needed.

Lämmittämisen tarkoituksena on saada muovatta-35 van ohutlevyn materiaali pehmenemään ja plastisoitumaan muovaamisen helpottamiseksi. Pehmeitä metalliohutlevy-jä, kuten alumiinisia ohutlevyjä, voidaan muovata ilman 7 112042 lämmitystäkin, mutta esimerkiksi teräsohutlevy saattaa tarvita lämmityksen.The purpose of heating is to make the material of the moldable sheet 35 soften and plasticize to facilitate molding. Soft metal sheets, such as aluminum sheets, can be molded without heating, but steel sheet, for example, may require heating.

Ohjauslaitteeseen 11 määritellyillä ennalta määrätyillä ohjeilla saadaan nostolaite 6 ja nivelvar-5 sirobotti 10' toimimaan keskinäisessä yhteistoiminnassa muovauksen aikana. Aluksi saatetaan muotin 2 korkein kohta ja ohutlevyn 1 alapinta 5 kosketukseen toistensa kanssa. Sitten painetaan painin 7 vasten ohutlevyn yläpintaa 9 kohdassa, joka on muotin ja 10 ohutlevyn välisen kosketuskohdan läheisyydessä. Paininta 7 liikutetaan ohutlevyn 1 yläpinnalla halutun muodon perusteella ennalta määrättyä säteeltään suurenevaa kiertorataa, joka on esitetty pistekatkoviivalla 30 kuvassa 2, mainitun kosketuskohdan ympäri niin, et-15 tä painin 7 painaa ohutlevyä venyttävällä ja taivuttavalla muovausvoimalla, joka aikaansaa ohutlevyyn 1 pysyvän muodonmuutoksen. Muottia 3 liikutetaan nostolaitteella 6 ylöspäin muovauksen edistyessä.The predetermined instructions defined in the control device 11 make the lifting device 6 and the pivot arm 5 'of the articulated arm 5' cooperate with one another during molding. Initially, the highest point of the mold 2 and the lower surface 5 of the sheet 1 are brought into contact with each other. The press 7 is then pressed against the upper surface of the sheet metal at a point 9 near the point of contact between the mold and the sheet metal 10. The press 7 is moved on the upper surface of the sheet 1 on the desired shape by a predetermined radius of rotation, shown by a dashed line 30 in Figure 2, around said point of contact so that the press 7 presses the sheet with a stretching and bending forming force 1. The mold 3 is moved upwards by the lifting device 6 as the molding progresses.

Ohjeet painimen 7 kulkuradan ja paikallisen 20 lämmityksen ohjaamiseksi on muodostettu halutun kolmiulotteisen muodon määrittävän CAD-mallin perusteella. Ohjauslaitteen 11 ohjelmavälineet on järjestetty muodostamaan CAD-mallin perusteella aluksi ensimmäinen joukko ohjeita painimen 7 liikkeen ohjaamiseksi vii-25 siakselisesti ja sitten määrittämään CAD-mallin perus-’ teella lisäinformaatio, joka liittyy lisävapausastee- ’· · seen ja paikalliseen lämmitykseen, jota ei voida ohjata ensimmäisellä joukolla ohjeita. Edelleen ohjelmavälineet on järjestetty muodostamaan ensimmäisen joukon oh-30 jeita ja lisäinformaation perusteella toinen joukko oh-jeita, jotka ohjaavat painimen 7 liikettä ainakin kuu-.··· siakselisesti ja lisäksi ohjaavat toista lämmityslai- ; · tetta 13 kohdistamaan paikallinen lämmitys ohutlevyyn '··· tarvittavissa kohdissa.The instructions for controlling the path of the ram 7 and local heating 20 are formed on the basis of a CAD model defining the desired three-dimensional shape. The programming means of the control device 11 are arranged to first generate, based on the CAD model, a first set of instructions for controlling the movement of the push button 7 and then to determine, based on the CAD model, additional information related to the AED and non-controllable local heating. first set of instructions. Further, the program means are arranged to generate a first plurality of ohms and, based on the additional information, a second plurality of instructions which control the movement of the ram 7 at least monthly ··· axially and further control the second heater; · T 13 to apply local heating to the sheet metal '··· at the necessary points.

’ 35 Kuva 3 havainnollistaa tilannetta, jossa muo- vaus on edistynyt vaiheeseen, jossa ohutlevyyn 1 on „ 112042'35 Figure 3 illustrates a situation where the molding has progressed to a stage where the sheet metal 1 has a' 112042

OO

em. tavalla ohjatulla painimella 7 muovattu muottia 3 vastaava muoto.a mold corresponding to the mold 3 molded by the aforementioned press 7.

Kuvassa 4 on laitteiston sovellutus, joka \ eroaa kuvan 1 sovellutuksesta pääasiassa siinä, että 5 paininta 7 liikuttava nivelvarsirobotti 10 on järjestetty muovattavan ohutlevyn 1 viereen. Lisäksi robotin 10 jalusta 23 on tuettu johde-elimiin 24, joiden ohjauksessa robotti 10 kokonaisuudessaan on ohjattu liikkuvaksi kuvan 4 tasoa kohtisuorassa suunnassa. Toimilaite 10 25 liikuttaa robottia 10 johde-elimien 24 ohjauksessa.Fig. 4 shows an embodiment of the apparatus which differs from the embodiment of Fig. 1 in that the articulated arm robot 10 which moves the pusher 7 is arranged adjacent the sheet 1 to be molded. In addition, the base 23 of the robot 10 is supported on guide members 24, under which the robot 10 as a whole is guided to move in a direction perpendicular to the plane of Figure 4. The actuator 10 25 moves the robot 10 under the control of the guide members 24.

Kuvassa 5 on esitetty sovellutus, jossa paininta 7 liikuttavana toisena siirtolaitteena 10 käytetään kuusiakselista työntövarsirobottia 10", jota markkinoidaan tavaramerkillä Tricept (SMT Tricept Ab, 15 Ruotsi). Tricept-työntövarsirobotilla pystytään aikaansaamaan riittävän suuri ja mahdollisimman vakiona pysyvä paininvoima koko robotin työskentelyalueella.Fig. 5 illustrates an application in which the second conveyor 10 for moving the presser 7 is a six-axis upright robot 10 "marketed under the trademark Tricept (SMT Tricept Ab, 15 Sweden).

Kuvassa 6 on eräs laitteiston sovellus, jossa ohutlevy 1 on tuettu kiinnityslaitteella 2 pystyasen-20 toon. Muotin asemesta käytetään ohutlevyä 1 pieneltä alalta tukevaa vastinta 3, jota liikuttava ensimmäinen V siirtolaite 6 on tässä nivelvarsirobotti, joka työsken telee ohutlevyn ensimmäisellä puolella 4. Paininta 7 liikuttaa toinen siirtolaite 10, joka myös on nivelvar- * . 25 sirobotti. Kumpikin robotti 6 ja 10 on ohjattu vähin- *; [ tään viisiakselisesti, edullisesti kuusiakselisesti, ja ’· · synkronisesti yhteistoiminnassa niin, että vastin 3 noudattaa olennaisesti painimen 7 kulkurataa. Toinen tai kumpikin nivelvarsiroboteista 6 ja 10 voidaan kor-30 vata kuvan 5 mukaisella Tricept-työntövarsirobotilla. :*·, Vastin 3 ja painin 7 ovat esimerkiksi rullapainimia, .*·· joita selostetaan seuraavassa lähemmin kuvaan 8 viita- • ten.Fig. 6 is an embodiment of the apparatus in which the sheet 1 is supported by a fastening device 2 in an upright position. Instead of a mold, a small area supporting stop 3 is used, which is moved here by a first V-transferring device 6 which is an articulated robot working on the first side of the thin-plate 4. The press 7 is moved by a second transferring device 10 which is also articulated. 25 sirobots. Both robots 6 and 10 are controlled at least *; 5, preferably six-axis, and synchronously so that the stop 3 substantially follows the path of the ram 7. One or both of the articulated arms 6 and 10 may be replaced by the Tricept traversing robot of Figure 5. : * ·, Match 3 and press 7 are, for example, roll presses, * ··, which are described in more detail below with reference to Figure 8.

• · · ’·*· Kuvassa 7 on kaavio, josta näkyy että lait- **' 35 teisto voidaan soveltaa myös sarjatuotantoon, vaikka j'. muotitonta muovausta on perinteisesti käytetty yksit- * ,·’· täiskappaleiden ja prototyyppien tekemiseen. Ohutlevy 1 112042 9 voidaan johtaa esimerkiksi kelalta 26 vaakasuuntaista rataa jonkinlaisella kuljettimella 21, joka siirtää ohutlevyn 1 muovausasemaan 27. Jos ohutlevy 1 pitää esilämmittää, voi laitteistossa olla esim. sähköinen 5 lämmityslaite 12, joka lämmittää ohutlevyä 1 sen kummaltakin puolelta ainakin koko muovattavan pinta-alan alueelta.• · · '· * · Figure 7 is a diagram showing that the hardware can also be applied to serial production, although j'. moldless molding has traditionally been used to make single *, · '· pieces and prototypes. For example, the thin plate 1 112042 9 may be guided from the coil 26 in a horizontal path by a conveyor 21 which moves the thin plate 1 to the molding station 27. If the thin plate 1 is to be preheated, the apparatus may from the industry.

Kuvassa 8 ylempänä esitettyyn painimeen 7 kuuluu pallon muotoinen kiinteä tai pyörivä muovauskärki 10 18. Kuten kuvassa alempana näkyvästä painimesta 7 näh dään, voi painin 7 olla rullapainin, jolloin siihen kuuluu varsiosa 19, joka on kiinnitettävissä robottiin, ja muovausrulla 20, joka on laakeroitu pyöriväksi varsiosaan. Kuten kuvasta 11 nähdään rullapainimessa var-15 siosa 19 on edullisesti vapaasti pyörivästi laakeroitu robotin käsivarteen. Varsiosan 19 pyörimisakseli on etäisyyden s päässä sivussa muovausrullan 20 pyörimisakselista, minkä ansiosta rullan pyörimistaso pysyy aina automaattisesti rullan kulkusuunnassa.8, as shown in the figure below, the press 7 may be a roller press, including a shaft portion 19 that can be mounted on a robot, and a forming roller 20 which is rotatably mounted shank portion. As shown in Fig. 11, in the roller press, the var-15 member 19 is preferably freely rotatably mounted on the robot arm. The axis of rotation of the shaft portion 19 is at a distance s from the axis of rotation of the molding roll 20, so that the level of rotation of the roll is always automatically maintained in the direction of travel of the roll.

20 Kuvissa 8-10 esitetään, että sopivasti pai ninta 7 kallistamalla voidaan muovata esimerkiksi suo-.· ria kulmia ja sisäänpäin ulottuvia muotoja, joiden muo- , vaaminen aiemmilla muotittoman muovauksen laitteistoil- la ja menetelmillä on ollut mahdotonta.Figures 8-10 show that, by suitably tilting the press 7, it is possible to form, for example, straight corners and inwardly extending shapes which have been impossible to form with previous non-molding equipment and methods.

25 Kuvassa 12 havainnollistetaan vielä, että muo- * tin asemesta voidaan vastimena 3 käyttää useampia kiin- ’· * teitä tukielimiä 17, joista kukin tukee ohutlevyä pai kallisesti halutun kolmiulotteisen muodon eri kohdista.Figure 12 further illustrates that a plurality of fixed support members 17, each supporting a thin sheet locally at different points in the desired three-dimensional shape, may be used as a counterpart 3 instead of a mold.

Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitet-30 tyjä sovellutusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaati-j*" musten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puit- teissä.The invention is not limited to the above embodiments only, but many modifications are possible within the scope of the inventive idea defined by the claims.

• I · « · • ·• I · «· • ·

Claims

A method of forming three-dimensional shapes in a thin plate (1), in which method - a counterpart (3) is provided, 5. the thin plates (1) are fastened in their edge in the vicinity of the counterpart (3), - the counterpart (3) and contacting the first surface (5) of the thin plate, - a plunger tool (7) is pressed against the second surface (9) of the thin plate, which is an opposite surface relative to the first surface, at a point which is located near the contact point between the counterpart and the contact point, the plunger tool (7) is moved on the second surface of the plate 15 on the base of a desired model1 around a pre-determined to its radius increasing path of movement, so that the plunge tool presses the plate with a stretching and bending deformation force, and - the counterpiece and / or thin plates are moved relative to each other as the molding progresses, characterized in that the movement of the plunger tool (7) is controlled at least five times.

"2. A method according to claim 1, characterized in that the plunge tool (7) is moved by a at least five-axis controlled robot (10), which causes;

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the plunger tool (7) is moved with a six-axis controlled robot (10), which amplifies the plunger tool at least six degrees of movement. • »

Method according to any of Claims 1 to 3, characterized in that the position of the plunger tool (7) adjusts so that the forming force is directed substantially in a direction perpendicular to the thin plates (1) relative to the direction. of the plate thickness. 112042

Process according to any one of claims 14, characterized in that substantially all of the thin sheets (1) are heated before forming.

Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the thin plates (1) are heated locally in the vicinity of the plunger tool (7) during the time of forming.

7. A method according to any of claims 1 to 6, characterized in that as a counterpart 10 (3) a mold is provided which has a shape corresponding to the desired three-dimensional shape of the thin plate.

Method according to claim 7, characterized in that a negative pressure is formed between the mold (3) and the thin plates (1) for pressing the mold against the first surface (5) of the thin plate.

Method according to Claim 7 or 8, characterized in that the mold (3) is cooled during the molding time.

Method according to any of the claims! 20 - 9, characterized in that, as a counterpart (3), one or more support means are provided for supporting the thin plates locally at one or more points.

Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the thin plates (1) are attached substantially substantially horizontally, the counterpart (3) being on its lower side and the plunger tool on its upper; page.

Method according to any of claims 1 to 11, characterized in that the thin plates (1) are fixed in a position which deviates from the horizontal position, as substantially vertically. »·»

A method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the counterpart (3) is | Is arranged to support the thin plates (1) in a substantially small area, and the counterpiece (3) is moved synchronously in relation to the movement of the plunger tool (7) so that the counterpiece substantially follows the movement of the plunger tool. Sebana.

14. A method according to claim 13, characterized in that the counterpart (3) is moved by a at least three-axis controlled robot (6), which gives the counterpart at least three degrees of freedom of movement.

15. A method according to claim 14, characterized in that the counterpart (3) is moved by a robot (6), which eats the counterpart to give at least 10 degrees of freedom of movement corresponding to the plunger tool (7).

Method according to any of claims 1 to 15, characterized in that the path of movement of the plunger tool (7) and / or counterpart (3) is defined on the basis of a CAD model defining the three-dimensional model.

17. A method according to any of claims 1 to 16, characterized in that - on the basis of the CAD model, a first set of instructions for controlling the motion of the plunger tool is formed five-axis, because of the CAD model, an additional information is defined which connects to a:: additional degree of freedom and / or a local warm-up, which cannot be controlled with the first set of instructions, and: - because of the first set of instructions * * * and the additional information, a second instruction is formed * The amount of motion by which the movement of the plunger tool (7) is controlled is at least six-axis and / or the local heating is controlled.

18. Equipment for forming three-dimensional | neliä molds in a thin plate (1), to which equipment belongs 35. a fastening device (2) for fastening thin: · the plates in their edges 112042 - a counterpart (3), which is arranged on the first side of the thin plate (4) and is intended to contact the first surface (5) of the thin plate, - a first transport device (6) for displacing the thin plates and / or the counterpart in relation to each other, - a plunger tool (7), which is arranged on the second side (8) of the thin plates for directing a stretching and a bending deformation force on the thin plates from the second surface (9), which is opposed in relation to the first surface, a second transport device (10), to which the plunger tool (7) is joined for displacing and pressing the plunger tool against the second surface (9) of the thin plate with a thin plate bending and bending deformation force t, and - a control device (11), wherein means for numerically controlling the first the conveying device and the second conveying device, and which means 20 contain predetermined instructions - for bringing the first plate surface into contact with the counterpiece, - for pressing the plunger tool from it: the other side of the plate to the second surface of the plate point, which is in the vicinity of the point of contact between the counterpart and the thin plates, and: - for displacing the plunger tool on the base of a desired model around a predetermined t · increasing radius of motion, is moved on the other surface of the thin plate and at the same time »* ·:. * presses the thin plate with a stretching and bending deformation force, and: - for displacement of the plunger tool, ··, and / or the thin plate relative to each other as the molding progresses, characterized thereof,: ·· that the second transport device (10) consists of a at least five-axis controlled robot, and that the program means comprise 112042 includes instructions for controlling the robot (10) such that the plunge tool (7) has at least five degrees of freedom of movement.

19. Equipment according to claim 18, characterized in that the second transport device (10) is a six-axis controlled robot.

Equipment according to claim 18 or 19, characterized in that the second conveying device (10) is a conductor x-ray robot (10 ') or a sliding-arm robot (10 ").

Apparatus according to any one of claims 18 to 20, characterized in that the first conveying device (6) is arranged to displace the counterpart (3) substantially in a direction perpendicular to the direction of the thickness of the plate (1).

22. Equipment according to any one of claims 18 - 21, characterized in that the equipment includes a first heating device (12) 2. for heating of substantially the entire surface thereof.

Equipment according to any of claims ·· 18-22, characterized in that the equipment includes a second heating device (13), which is located in the second transport device ·; ·. (10) in the vicinity of the plunger tool (7) for heating: of the thin plate (1) locally.

Equipment according to any one of claims 18 to 23, characterized in that the apparatus includes a negative pressure device (14) for forming a negative pressure and that the counterpart (3) includes suction channels (15), which in conjunction with the suction: pressure means for forming suction ducts in the suction ducts and which suction ducts are opened on the outer surface of the counterpart (3) for forming suction between the counterpart: "(3) and the thin plates (1). 112042

25. Equipment according to any one of claims 18 to 24, characterized in that the equipment includes a cooling device (16) for cooling the counterpart (3) during the time of forming.

Equipment according to any one of claims 18 to 25, characterized in that the counterpiece (3) is a mold having a shape corresponding to the desired three-dimensional shape of the thin plate.

Equipment according to any one of claims 10 to 25, characterized in that one or more fixed support means (17) belong to the piece (3), each of which supports the sheet metal locally at different points of the desired three-dimensional shape.

28. Equipment according to any one of claims 15 to 27, characterized in that the first transport device (6) consists of a least three-axis controlled robot, which gives the counterpart (3) at least three degrees of freedom of movement.

29. Equipment according to claim 28, characterized in that the first transport device (6) is a robot which gives the counterpart (3) at least the same degree of freedom of movement as the second transport device (10) provides. eat V: the plunge tool (7). .i # 25

Equipment according to any one of claims 18 - 29, characterized in that the plunger, ·,; the fabric (7) and / or the counterpiece (3) hear a fixed or rotating ball-shaped forming tip (18). f I

Equipment according to any one of claims 30 to 30, characterized in that the plunger (7) and / or the counterpart (3) have an arm part (19) which can be attached to the robot, and a forming! roller (20), which is rotatably mounted at the arm portion.

32. Equipment according to claim 31, characterized in that the arm part (19) is stored freely rotatable relative to the robot; and that the rotary shaft of the arm portion (19) is at a distance (s) on the side of the rotary shaft of the forming roller (20).

Equipment according to any of claims 18 to 32, characterized in that the fastening device (2) is adapted to fix the thin plates (1) in a straight line; the counterpiece (3) is arranged on the lower side of the thin plate; and that the plunge tool (7) is on the top of the thin plate.

34. Equipment according to any of claims 10 to 18, characterized in that the equipment includes a conveyor (21) for displacing the thin plates (1) in the forming position.

35. Equipment according to claim 34, characterized in that the equipment belongs to a fixed frame (22), in which it is fixed as a second transport device (10) being the foot stand (23) of the robot, so that the position is at a distance. from thin sheets (1) to be formed above the same.

36. Equipment according to claim 35, characterized in that the second transport device consists of a link arm robot, the foot position (23) of which is placed at such a distance from the thin plates ·· to be formed, which permits the arm of the robot arm -: grazing as far as possible during the molding process.

37. Equipment according to any one of claims 18 to 36, characterized in that the first conveying device (6) and the second conveying device (10) each consist of articulating robots, which are arranged on opposite sides of the thin plates to function. • Synchronously interact.

38. Equipment according to any of the claims! 18 - 37, characterized in that the armor comprises guide means (24), the control of which is in the whole of the second transport device (10) in its entirety tube <*: and a functional device (25) for displacing the second transport device in the guide control.

39. Equipment according to any one of claims 18 - 38, characterized in that the control device (11) contains program means for determining the movement path of the plunge tool (7) and / or the counterpart (3) on the basis of the CAD model which defines the desired three-dimensional shape.

40. Equipment according to any one of claims 18 - 39, 10, characterized in that the program means are arranged to form on the base of the CAD model a first set of instructions for controlling the movement of the plunge tool (7) five times, that on the base of the CAD model define an additional information which adheres to an additional degree of freedom and / or a local heating which cannot be controlled by the first set of instructions, and that on the basis of the first information and the additional information form a second set of directions which are adapted to be used controlling the movement of the plunger tool at least six-axis and / or controlling the local heating. »· *«