WO2012151600A1 - Biegepresse mit anschlagvorrichtung und verfahren zum betrieb einer biegepresse mit anschlagvorrichtung - Google Patents

Biegepresse mit anschlagvorrichtung und verfahren zum betrieb einer biegepresse mit anschlagvorrichtung Download PDF

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WO2012151600A1
WO2012151600A1 PCT/AT2012/050063 AT2012050063W WO2012151600A1 WO 2012151600 A1 WO2012151600 A1 WO 2012151600A1 AT 2012050063 W AT2012050063 W AT 2012050063W WO 2012151600 A1 WO2012151600 A1 WO 2012151600A1
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WO
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stop
bending
stop finger
movement
retraction
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PCT/AT2012/050063
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Bernhard Fischereder
Gerhard Sperrer
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Trumpf Maschinen Austria Gmbh & Co. Kg.
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a bending press according to the preamble of claim 1 and a bending press according to the preamble of claim 13.
  • bending presses are often equipped with a workpiece positioning device having one or more stop devices with an abutment surface against which a workpiece is impacted by the operator can be made without manual Umrüstvor réelle the stop device, the stop surfaces are advantageously formed on CNC-controlled stop fingers.
  • the stop fingers there may be a risk of injury to an operator if the stop face is approached very close to the lower tool on which a work piece is placed, for in this case the fingers of an operator between the stop finger and the lower tool, could be trapped in a prepositioned part of the work or any other obstacle.
  • the object of the invention is to provide a method for operating a bending press, wherein the positioning movement of a stop finger at high speed and still without increasing the risk of injury to an operator can.
  • a further object of the invention is to provide a bending press with which the method according to the invention can be carried out.
  • the object of the invention is achieved by a method with the measures of claim 1 and a bending press with the features of claim 13, wherein the sensor arrangement monitors the approach of the stop finger in the stop position and in the event of a potentially dangerous collision, the approach movement not only stopped but additionally a sudden withdrawal movement is initiated immediately.
  • the activated retraction drive ensures correspondingly high acceleration values in the movement sequence of the stop finger or its end section.
  • a bending press according to the invention reduces the risk of injury to an operator, since the approach movement is constantly monitored by the sensor assembly on a possible risk of collision or an incoming collision is detected immediately and the stop finger is not only stopped, but is immediately subjected to a retraction movement and the risk of tearing injuries or Cutting injuries to the reflexively retracted by an operator body parts is significantly reduced or eliminated.
  • the retraction movement essentially on the stop finger or the End section is limited, whereby lower masses must be braked and accelerated in the opposite direction, and thus lower requirements for the retraction drive result.
  • the stop finger can therefore also be designed in several parts, and in the case of activation of the retraction movement only the bending plane adjacent end portion is pulled back jerkily. By this measure, the mass that must be moved in the retreat case is minimized, and thereby high accelerations and high speeds of the stop finger can be accomplished even with relatively low drive power of the retraction drive.
  • CNC axes in the sense of this application include corresponding guide elements for guiding relative movements, actuators for applying the required Ver restoring forces and functions of the control device with which the adjustment movements can run programmatically and controlled.
  • the control device activates by the control device an additional drive means acting on the stop finger.
  • This can support or replace a retracted motion activated CNC axis.
  • the retraction movement may relate only to the foremost part of the stop finger, which is decoupled when triggering the retraction movement from the rest of the stop finger, and is withdrawn by the drive arrangement for the positioning of the stop finger and / or the auxiliary drive means, if necessary.
  • an additional drive means By such an additional drive means, a rapid retraction movement can be achieved, even if the dynamics of the positioning drive for the stop finger should not be sufficient. Therefore, a retrofitting existing stop devices is possible by subsequently provided for the retraction drive an additional drive means.
  • the additional drive means only needs to be activated in the event of activation, that is rarely activated in normal operation, this can save the stored for the retraction movement kinetic energy in various forms, such as in the form of a pyrotechnic propellant, a mechanically biased spring, a gas spring etc.
  • the above possibilities for an additional drive means provide reliable solutions for ensuring a fast retraction movement.
  • the obstacle is detected by a stop element arranged on the sensor element in the form of a mechanically actuated contact switch, a force measuring element or a non-contact proximity sensor.
  • Capacitive, inductive, optical proximity switches can be used as non-contact sensors.
  • object recognition on an optical basis or structure recognition in which the movement path of the stop finger is checked for the presence of obstacles by means of at least one camera and an object recognition system or structure recognition system connected to the control device.
  • the arrangement on the stop finger ensures that an obstacle is detected independently of the movement path of the stop finger present during the approach movement.
  • the sensor element is advantageously arranged on the stop finger so that its detection direction points in the direction of the most probable location of a possible obstacle.
  • a further embodiment consists in that the sensor arrangement according to claim 6 or claim 15 comprises a force control loop of the control device. Due to the additional overlay of the position control with a regulation of the adjusting force on the force control loop and very fast Verstellvortician and approaching movements can still be performed very sensitively and, as soon as the stop finger encounters an unforeseen obstacle, the approaching movement reversed within a very short time and the stop finger from Obstacle withdrawn.
  • This force control can be provided in addition to a sensor element on the stop finger, whereby the operator safety further increasing redundancy for the detection of an obstacle is effected.
  • the adjusting force exerted on a stop finger by a drive motor of the positioning drives can be controlled in the course of the approach movement to the stop position with a preprogrammed adjustment force curve and can, for example, by measuring the current consumption of the drive motor or the drive motors deviation, in particular an increase in reaching the stop position necessary adjusting force detected immediately and the retraction movement of the stop finger are triggered.
  • the determination of the adjusting force curve preferably takes into account the friction of the stop finger in the linear guides on the finger carrier and the inertial forces occurring during delays or accelerations of the stop finger due to the mass of the stop finger.
  • the stop finger which is driven, for example, by means of a servomotor, can perform rapid dynamic positioning movements and nevertheless respond sensitively to unforeseen obstacles by virtue of the force control.
  • the Verstellkraftverlauf can be partially constant or be continuous or continuously variable.
  • the trigger value can be set so that exceeding the programmed Verstellkraftverlaufes by a certain percentage or by a fixed amount initiates the triggering of the withdrawal movement.
  • a further increase in user safety is achieved in an implementation of the method according to claim 7.
  • the moving masses of the stop device are as low as possible and the activated when triggering the retraction CNC axes of the positioning or the drive motors used high drive - and can exert braking torques.
  • the adjustment force to be provided depends on the dynamics of the drive, the moving masses, the drive power or
  • the actually acting force can be determined, for example, by measuring by performing a starting movement with collision on a force gauge.
  • the execution of the method according to claim 8 causes the stop finger outside the approach area, in which a risk to an operator can take place, with high adjustment force and, consequently, also with a high positioning speed, thus saving time.
  • outside the approach area exploited the full capacity of the drive assembly of the stop device or the CNC axes.
  • a definition of the approach area according to claim 9 causes this is sufficiently large for many applications and the most vulnerable fingers of an operator are not exposed to crushing danger between stop finger and lower tool.
  • the stop finger has through the sensor assembly and the highly dynamic retraction drive, so to speak, a shorter reaction time than the operator and has already performed a portion of the retraction before an operator can even make contact with the stop finger and react to it reflexively.
  • the embodiment according to claim 12 ensures that the stop finger is within a very short time at a sufficient distance from the body part of the operator, whereby this can no longer hurt when pulling back of the body part at sharp edges of the stop finger.
  • an advantageous embodiment of the bending press according to claim 17 is that the stop finger is adjustably mounted on a finger carrier and the acting in the X-axis CNC axis of the retraction drive is arranged on the finger carrier, because thereby the to be accelerated in a retraction movement mass is minimized.
  • the finger carrier which itself be adjustable by means of another CNC axis in the X-axis direction can contribute to the retraction movement by activating the corresponding further CNC axis.
  • the retraction movement may further comprise a movement component in the vertical R axis direction, in particular if the approach movement also contains a vertical component.
  • the retraction movement represents a reversal of the approach movement, wherein the movement speed of the retraction movement can be substantially higher than that of the approach movement.
  • the design of the bending press according to claim 19 is advantageous because by an adjustment range of the stop finger of at least 200 mm, which are occurring at small and medium-sized workpieces bending leg lengths with high dynamics of movement are covered, without traversing movements of other axes of the stop device are required.
  • stop device of the bending press is equipped on its at least one CNC axis with an actuator, in particular an electric drive motor selected from a group comprising servomotor, linear motor rapid automated positioning movements are possible and this can be effective as a retraction drive.
  • an actuator in particular an electric drive motor selected from a group comprising servomotor
  • the design of the bending press according to claim 22 ensures a very high dynamics of the retraction movement, whereby even with operators with very quick reflexes in a collision of the stop finger is removed from the danger area before the evasive movement of the operator begins.
  • the embodiment according to claim 23 likewise results in a high dynamics of the retraction movement, whereby the person skilled in the art, depending on the mass of the stop finger, can select a suitable retraction drive with which the specified values can be achieved.
  • An embodiment of the bending press according to claim 24 represents a proven solution with which the inventive dynamics of the retraction movement can be realized.
  • the embodiment of the bending press according to claim 25 represents a structural solution for a stop finger, which causes a high mechanical strength and at the same time a low weight to achieve a high dynamic motion.
  • Fig. 1 is a view of a bending press with a Maschinenteil-stop device according to the present invention
  • FIG. 2 shows a side view of a stop device showing the method during operation of the bending press
  • FIG. 3 shows a diagram of the adjustment forces acting on the adjustment of a stop finger in the case of a sensor arrangement in the form of a force control loop
  • Fig. 4 is a partial section through a bending press with a possible embodiment of the Werkteil- stop device.
  • FIG. 1 shows a bending press 1 in the form of a press brake 2 for a bending deformation of workpieces 2.
  • the bending press 1 comprises a fixed table beam 4, with an orientation perpendicular to a footprint 5 and a relative thereto by drive means 6, e.g. in the form of hydraulic cylinders, adjustable pressing beam 7.
  • drive means 6 e.g. in the form of hydraulic cylinders
  • adjustable pressing beam 7 On one end face 8 of the pressing beam 7 and an end face 9 of the table beam 4 bending tools 11 and 12, approximately in the form of a punch and a bending die, are arranged in tool holders 10.
  • a tool set 13 formed from the bending tools 11, 12 is provided, wherein it is quite possible to provide a plurality of tool sets 13 over a total length 14 of the table beam 4 and press bar 7 as a tooling to make different bending operations on the workpiece 3 in subsequent operations to be able to.
  • a press room 15 at least one stop device 16, in the illustrated embodiment, two stop devices 16 for positioning the workpiece 3 between the bending tools 11, 12 is provided at a rear side of the table beam 4.
  • the bending press 1 and the stop device 16 are supplied by a centrally arranged or distributed control device 17 with power and control signals, with further measuring and control circuits 18, such as position controls, force control circuits, etc. in the control device 17 or externally to the stop device 16 or integrated in an operator terminal of the bending press 1 can be provided with other switching and display elements.
  • the bending press 1 in FIG. 1 shows two stop devices 16, but the method according to the invention can also be carried out with only one stop device 16 or with more than two stop devices 16.
  • a workpiece 3 between the bending tools 11, 12 inserted by an operator from the front of the bending press 1, wherein the stop devices 16 CNC-controlled stop finger 19 moves into a stop position in which a workpiece 3 by the operator against stop surfaces 20th is struck and thereby assumes a precisely defined position with respect to the bending tools 11, 12.
  • Fig. 2 shows a side view of a stopper 16 schematically the implementation of the method according to the invention on a bending press 1.
  • the stop finger 19 is adjusted by the stopper 16 so that a stop surface 20 of the stop finger 19 is positioned at a stop position 21 is.
  • the distance between the stop position 21 and the bending plane 22 determines the bending length of the finished workpiece 3 and is therefore of great importance for the production of accurate bending workpieces.
  • the adjustment movements and the positioning of the stop finger 19 are effected by a drive arrangement 23 which comprises at least one, in the embodiment, several driven CNC axes 24.
  • the drive assembly 23 includes a stop finger 19 bearing finger carrier 25 which is mounted for the implementation of a vertical adjustment of the stop finger 19 as a vertical CNC axis 24 in the so-called R-axis direction 26 along a vertical guide track 27 adjustable.
  • the CNC axis 24 in the R axis direction 26 comprises as an actuator, for example, an electric motor 28, preferably a servomotor, with a flanged pinion 29 and a rack assembly 30 cooperating therewith.
  • the electric motor 28 is connected to the fixed guide track 27 in FIG and the rack assembly 30 is disposed on the finger carrier 25 while the rack assembly 30 is connected to the vertical track 27.
  • the electric motor 28 can alternatively be arranged on the finger carrier 25 and the toothed rack arrangement 30 can be connected to the stationary guide track 27.
  • the control of the CNC axis 24 in the R-axis direction 26 and the electric motor 28 is effected as shown in FIG. 2 recognizable by the control device 17, which is designed as a CNC control and includes a position control 31.
  • the vertical guideway 27, as shown in Fig. 2, be adjustable at its base by means of further CNC axes 24 in the horizontal direction at right angles to the bending plane 22 to cover a wide range of workpiece dimensions.
  • an adjustment of the finger carrier 25 parallel to the total length 14 of the table beam 4 is possible.
  • the stop finger 19 is mounted for the adjustability in the horizontal X-axis direction 32 perpendicular to the bending plane 22 on a guide rail 33 and its adjustment is accomplished by means of the horizontal CNC axis 24 in the X-axis direction 32.
  • this advantageously also comprises an electric motor, in particular a servomotor 34, which is likewise controlled by the control device 17, the measuring and control circuit 18 and the position control 31.
  • the rotational movement of the servo motor 34 is transmitted to a rack assembly 36 on the stop finger 19, for example by means of a pinion gear 35, whereby exact positioning operations in the X-axis direction 32 can be performed with high dynamics of movement.
  • ball screws can be used for the CNC axes.
  • control device 17 additionally comprises a force control loop 37 superimposed on it, with which, in addition to the position control of the stop finger 19, a regulation of the adjusting forces acting on these can also be performed.
  • the force control circuit 37 is in this embodiment, a part of a sensor assembly 38, which triggers in the case of an imminent or successful collision of the stop finger 19 with an obstacle caused by a retraction drive retraction of the stop finger and their operation is described in detail.
  • a force control is superimposed by the force control circuit 37 in an approach movement 39 of the stop finger 19 of the position control by the position control 31 and the stop finger 19 is adjusted by the servo motor 34 in the X direction 32 until the stop surface 20 is in the stop position 21 , If the stop finger 19 encounters an obstacle 40 in this approach movement 39, as represented by dashed lines, which may consist for example of the fingers of an operator, the closing movement 39 is stopped by the force control circuit 37 as quickly as possible and immediately a retraction movement 41 of FIG Stop finger 19 triggered.
  • a sensitive force control can be 39 even with fast approaching movements Shock or crush injuries to an operator can be avoided, since the highly dynamic drive by means of the servomotor 34 and the limited adjustment force acting on an obstacle 40 contact forces in an unforeseen collision can be kept low overall. Due to the retraction movement 41, an operator can not be injured during the reflexive retraction of the contacted body part on the stop finger 19.
  • the retraction movement 41 is accomplished by the CNC axis 24 in the X-axis direction 32 with the servo motor 34, whereby it forms a retraction drive 42.
  • the CNC axis 24 in the X-axis direction 32 is a part of the sensor arrangement 38, with which a collision can be determined by an activated by the approach movement 39 force control circuit 37 an unforeseen increase in the required adjustment force is detected and in the event of a collision of the Control device 17 of the retraction drive 42 of the CNC axis 24 in the X-axis direction 32 is activated.
  • the retraction drive 42 may further comprise an additional drive means 43 which is also triggered by the force control circuit 38 and can cause the retraction movement 41 of the stop finger 19.
  • the additional drive means 43 can assist the servomotor 34 or else perform the retraction movement 41 instead of this.
  • additional drive means 43 may serve, for example, a pyrotechnic propellant charge, a prestressed mechanical spring or a prestressed gas spring.
  • the sensor arrangement 38 can also comprise a sensor element 44 which is arranged on the stop finger 19, in particular on its end section 45 closest to the bending plane 22.
  • the approach of the stop finger 19 to an obstacle 40 can be detected by the sensor element 44 in a touching or non-contact manner and, based thereupon, a retraction movement 41 can also be triggered by means of the retraction drive.
  • a retraction movement 41 can also be triggered by means of the retraction drive.
  • FIG. 3 an embodiment of the method according to the invention with a sensor arrangement 38, which is based on a force control circuit 37, using a force-displacement diagram explained in more detail.
  • a sensor arrangement 38 which is based on a force control circuit 37, using a force-displacement diagram explained in more detail.
  • the stop finger 19 can cover by means of the CNC axis 24 in the X-axis direction 32 a certain, depending on the length of the guide adjustment range 46, which is for example at least 200 mm. Within the adjustment range 46 is the stop position to be approached 21, in which a workpiece 3 is positioned against the stop surface 20 for a forming process. Starting from a left starting position of the stop finger 19, this approaches in an approaching movement 39 to the stop position 21 at.
  • the servo motor 34 exerts on the stop finger 19 an adjusting force which corresponds to a preprogrammed adjusting force course 44.
  • the adjustment force is for example very high and can in particular the nominal force 48, which can be provided by the servo motor 34 correspond, and is effected by this high adjustment force rapid adjustment of the stop finger 19.
  • the stop finger 19 in the further course of the approaching movement 39 reaches a proximity region 49 at a certain distance to the stop position 21
  • the adjusting force exerted by the servomotor 34 on the stop finger 19 is lowered to a relatively low approaching force 50, this control by the force control circuit 38 the control device 17 is performed.
  • the required adjustment force is monitored by the force control circuit 37, which is used to detect a collision with an unforeseen obstacle 40.
  • an additional inhibiting force acts on the stop finger 19, which can be determined by the force control circuit 37 and from the collision with an obstacle 40 can be derived.
  • the increase in force 51 occurring in the event of a collision with an obstacle 40 is indicated, and as soon as the adjustment force rises above a release value 52 during an approach movement 39, this is evaluated as a collision with an obstacle 40 and a retraction movement 41 is initiated immediately.
  • the highest possible retraction force 53 is applied to it, which corresponds, for example, to the nominal force 48.
  • a retraction force 53 exceeding the nominal force 48 is also possible.
  • Fig. 4 another embodiment of a stopper 16 is shown, wherein components which correspond to previously described components are identified by the same reference numerals and reference is made to the above description parts.
  • two linear guides 54, 55 are arranged, which extend to each other at a distance parallel to the bending plane 22 and in the horizontal direction.
  • the linear guides 54, 55 are formed by strip-shaped guide profiles, wherein a large number of differently ausgestalteter profiles of the prior art are possible and the execution is not limited to the embodiment shown with Gleitbahn operationen.
  • linear guides 54, 55 adjustably support a slide module 56 carrying the stop device 16 via guide elements 57 cooperating with the linear guides 54, 55, and the stop device 16 is thereby also adjustable in the table-bar longitudinal direction, the so-called Z-direction.
  • An adjustment of the carriage module 56 along the linear guides 54, 55 by means of an arranged on the slide module 56, electric drive means 58 which is provided with a pinion 59 and which is engaged with a rack 60 which is fixed to the table bar 4, whereby a pinion 61st as a drive arrangement 62 for an adjustment of the stop device 16 in the Z axis direction, that is formed in Tischbalkenlteilsraum.
  • the electric drive means 58 is preferably a servomotor and the drive arrangement 62 is designed as a CNC positioning axis 24.
  • the finger carrier 25 is displaceably mounted in a linear guideway 27 in an R-axis direction 26 that is perpendicular to the Z-axis direction.
  • the finger carrier 25 has a further, arranged on this, electrical drive means which is in communication with a pinion 29 with a linear tooth formation 30 on the carriage module 56 and thus the CNC axis 24 of the vertical R axis 26 of the stop device 16 is formed is.
  • the electric drive means is formed by an electric motor 28, in particular a servomotor
  • the finger carrier 25 supports a stop finger 19 on its upper side in a linear guideway 33 in a bending plane 22 at right angles to the x-axis direction 32 and forms this stop finger 19 at least one stop surface 20 facing the bending plane 22 for positioning the workpiece 3 with respect to it on the bending plane 22.
  • a CNC axis 24 for the horizontal X-axis direction 32 for the stop finger 19 is formed by an arranged on the finger carrier 25, electric servo motor 34 which is connected to a pinion 35 with a linearly extending rack configuration 36 of the stop finger 19 in drive connection.
  • the servomotor 35 is achieved with a rotary encoder 63 and thus an NC control for adjusting the stop finger 19 in the X-axis direction 32.
  • the drive means 28, 34, 58 are connected via lines and an interface 64 to the control device 17.
  • the three CNC axes 24 for the positioning operations of the stop device 16 in the R, X and Z axis directions are formed NC controlled and thus any required axis exactly positioned and each position and / or position change for further control and regulation measures exactly detectable.
  • the bending tool 12 forms a support plane 65 for the bending region of the workpiece 3 that is directly adjacent to a forming process.
  • the stop finger 19 is graduated in its region facing the bending tool 12 with e.g. two stop surfaces 20 distanced in the adjustment direction of the stop finger 19.
  • the graduated design offers the possibility of supporting the free end region of the work piece 3 projecting beyond the bending tool 12 onto a support surface 66 of the stop finger 19 brought into alignment alignment with the support plane 65.
  • a positioning operation in the X-axis direction 32 is carried out under program control by introducing an approaching movement 39 into a stop position 21.
  • the servomotor 34 is speed-controlled and power-controlled in particular as a function of the approach of the stop finger 19 to the stop position 21, the further movement sections of the stop device 16 and the stop finger 19, in which no danger to an operator is possible preferred be performed under full power and the highest possible speeds. This is done by a speed control of the servo motor 34 of the stop finger 19 and
  • Control of the engine torque eg by the decentralized measurement and control circuit 18 with the position control 31 and the power control circuit 37, for example by controlling the motor current of the servomotor 34. It is thus preferred both the approach speed of the stop finger 19 to the stop position 21 as well as the driving force or The adjusting force is regulated, which for safety reasons is selected such that in the end region of the approach to the stop position 21, for example from less than 50 mm on a possible obstacle, a contact force is exerted that should not exceed 150 N. It should also be mentioned that the force limitation via the motor current control is preferably activated only in an approximation region 49 (see FIG. 3) to the stop position 21, and the remaining motion sequences occur at high actuating speeds, ie at full load to reduce the non-productive times.
  • stop device 16 An advantage according to the structural design of the stop device 16 is a small, moving mass of the stop finger 19 compared to conventional stop devices which generally have relatively high moving masses. Accordingly, the stop fingers 19, which are driven directly, preferably made of lightweight materials such as aluminum, plastic, GRP, CFRP, etc. formed.
  • This adjustment movement set the stop fingers 19 by appropriate power control of the servo motor 34, preferably by one of the measuring and control circuit 18 and the force control circuit 37 caused motor current control, contrary to a system and workpiece parameters preselectable and controllable adjustment resistance.
  • the most essential system and workpiece parameters such as workpiece mass, strength, bending stiffness, system friction, workpiece bearing friction etc. can be taken into account during the positioning process of the workpiece 3. the system oscillations of both the stop device 16 and the positioning system are also suppressed.
  • the monitoring already described with reference to FIGS. 2 and 3 is carried out for collision with an obstacle 40 and, if required, a return movement 41 of the stop finger 19 is triggered.
  • a return movement 41 of the stop finger 19 is triggered.
  • Bending tool 36 Rack assembly Bending tool 37 Force control loop Tool set 38 Sensor arrangement Total length 39 Approach movement Press room 40 Obstacle
  • Stop device 41 Retraction movement Control device 42 Retraction drive Measurement and control circuit 43 Additional drive means Stop finger 44 Sensor element Stop surface 45 End section
  • Carriage module Guide element Drive s medium Pinion Toothed rack

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Biegepresse (1) und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen, mit einer Steuereinrichtung (17) und einer Anschlagvorrichtung (16) zum Positionieren eines Werkteils (3) für eine Biegeumformung zwischen einem ersten Biegewerkzeug (12) und einem relativ dazu verstellbaren zweiten Biegewerkzeug (11), bei dem zumindest ein Anschlagfinger (19) mit einer Anschlagfläche (20) mittels einer Antriebsanordnung (23) mit zumindest einer angetriebenen CNC-Achse (24) eine positionsgesteuerte Annäherungsbewegung (39) in Richtung zu einer vertikalen Biegeebene (22) in eine Anschlagposition (21) ausführen kann. Dabei ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung (17) einen Rückzugantrieb (42) aktiviert, der eine unverzügliche Rückzugbewegung (41) des Anschlagfingers (19) oder zumindest des der Biegeebene (22) nächstliegenden Endabschnitts (45) des Anschlagfingers (19) von der Biegeebene (22) weg bewirkt, wenn bei der Annäherungsbewegung (39) vor Erreichen der Anschlagposition (21) mittels einer von der Steuereinrichtung (17) umfassten Sensoranordnung (38) ein Hindernis (40) in der Bewegungsbahn des Anschlagfingers (19) erfasst wird.

Description

Biegepresse mit Anschlagvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Biegepresse mit Anschlagvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Biegepresse gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Biegepresse gemäß Oberbegriff des Anspruches 13.
Zur Unterstützung eines Bedieners beim positionsgenauen Einlegen von Werkteilen in Bezug auf die durch die Biegewerkzeuge definierte Biegeebene, sind Biegepressen häufig mit einer Werkteil-Positioniervorrichtung ausgestattet, die eine oder mehrere Anschlagvorrichtungen mit einer Anschlagfläche aufweisen, gegen die ein Werkteil vom Bediener angeschlagen wird Damit unterschiedliche Biegeschenkellängen ohne manuelle Umrüstvorgänge der Anschlagvorrichtung hergestellt werden können, sind die Anschlagflächen vorteilhafterweise an CNC- gesteuerten Anschlagfingern ausgebildet. Bei den Verstellbewegungen der Anschlagfinger kann für einen Bediener eine Verletzungsgefahr bestehen, wenn die Anschlagfläche für kurze Biegeschenkellängen sehr nahe an das Unterwerkzeug, auf dem ein Werkteil abgelegt wird, angenähert wird, da in diesem Fall die Finger eines Bedieners zwischen dem Anschlagfinger und dem Unterwerkzeug, einem darauf bereits vorpositionierten Werkteil oder einem sonstigen Hindernis eingeklemmt werden könnten.
Zur Vermeidung von daraus resultierenden Quetschverletzungen, existieren Lösungen, bei denen die Bewegungsgeschwindigkeit eines Anschlagfingers in einem Annäherungsbereich nahe der Biegeebene bzw. nahe am Unterwerkzeug, einem darauf vorpositionierten Werkteil, einem sonstigen feststehenden Bauteil der Biegepresse oder einem sonstigen Hindernis stark reduziert wird oder bei einer Annäherung unter einen vorgegebenen Sicherheitsabstand, beispielsweise weniger als 100 mm zur Biegeebene, die Annäherungsbewegung unterbrochen wird und von dem Bediener eigens freigegeben werden muss. In beiden Fällen erfolgt die Positionierung der Anschlagfinger in der Anschlagposition verzögert und reduziert sich dadurch die Produktivität bei der Arbeit an einer solchen Biegepresse.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betrieb einer Biegepresse bereitzustellen, bei dem die Positionierbewegung eines Anschlagfingers mit hoher Geschwindigkeit und trotzdem ohne Erhöhung der Verletzungsgefahr für eine Bedienperson erfolgen kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Biegepresse bereitzustellen, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Maßnahmen des Anspruches 1 bzw. eine Biegepresse mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst, wobei die Sensoranordnung die Annäherung des Anschlagfingers in die Anschlagposition überwacht und im Fall einer möglicherweise gefahrbringenden Kollision die Annäherungsbewegung nicht nur abgestoppt sondern zusätzlich unverzüglich eine ruckartige Rückzugbewegung eingeleitet wird. Der dazu aktivierte Rückzugantrieb sorgt für entsprechend hohe Beschleunigungswerte im Bewegungsablauf des Anschlagfingers bzw. von dessen Endabschnitt.
Diese zusätzlich ausgeführte Rückzugbewegung bewirkt, dass ein durch den Kontakt mit dem Anschlagfinger überraschter Bediener, der den betreffenden Körperteil reflexartig und ruckartig, also mit großer Beschleunigung und hoher Bewegungsgeschwindigkeit zurückzieht, nicht der Gefahr ausgesetzt ist, dass am Körperteil durch diese Ausweichbewegung Verletzungen durch scharfkantige Teile des abgestoppten Anschlagfingers verursacht werden. Um auch dünne Werkteile an den Anschlagflächen anschlagen zu können, sind diese häufig sehr scharfkantig ausgeführt, damit ein eingelegtes Werkteil nicht unabsichtlich durch Anfasungen oder Abrundungen der Anschlagfläche nach oben oder unten ausweicht und über die An- schlagfläche hinaus positioniert wird. Durch die erfindungsgemäße Rückzugbewegung des Anschlagfingers werden Ausreiß Verletzungen oder Schnittverletzungen durch reflexartiges Zurückziehen von Körperteilen wirksam verhindert.
Eine erfindungsgemäße Biegepresse reduziert die Verletzungsgefahr für eine Bedienperson, da die Annäherungsbewegung durch die Sensoranordnung ständig auf ein mögliches Kollisionsrisiko überwacht oder eine eintretende Kollision unverzüglich erfasst wird und der Anschlagfinger nicht nur gestoppt wird, sondern unverzüglich einer Rückzugbewegung unterworfen wird und die Gefahr für Ausreiß Verletzungen oder Schnittverletzungen an den von einer Bedienperson reflexartig zurückgezogenen Körperteilen wesentlich reduziert bzw. be- seitigt wird.
Um eine hohe Dynamik der Rückzugbewegung zu erzielen ist es von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 2 die Rückzugbewegung im Wesentlichen auf den Anschlagfinger oder dessen Endabschnitt beschränkt wird, wodurch geringere Massen abgebremst und in Gegenrichtung beschleunigt werden müssen, und daraus geringere Anforderungen für den Rückzugantrieb resultieren. Der Anschlagfinger kann also auch mehrteilig ausgeführt sein, und im Fall einer Aktivierung der Rückzugbewegung wird nur der der Biegeebene benachbarte Endabschnitt ruckartig zurückgezogen. Durch diese Maßnahme wird die Masse, die im Rückzugfall bewegt werden muss minimiert, und können dadurch auch mit relativ geringen Antriebsleistungen des Rückzugantriebs hohe Beschleunigungen und hohe Verfahrgeschwindigkeiten des Anschlagfingers bewerkstelligt werden. Falls die für die Positionierung des Anschlagfingers ohnedies vorhandenen CNC-Achsen mit ihren entsprechenden Antrieben eine ausreichende ruckartige Rückzugbewegung des Anschlagfingers bewirken können, ist es von Vorteil wenn gemäß Anspruch 3 oder Anspruch 16 diese gleichzeitig als Rückzugantrieb dient oder zumindest einen Teil desselben bildet. Die Rückzugbewegung besteht vorrangig in einer Vergrößerung des Abstandes des Anschlagfin- gers zur Biegeebene, weshalb hier die in horizontaler X- Achsrichtung wirksamen CNC- Achsen aktiviert werden.
CNC-Achsen im Sinn dieser Anmeldung umfassen dabei entsprechende Führungselemente zur Führung von Relativbewegungen, Aktuatoren zum Aufbringen der erforderlichen Ver- Stellkräfte und Funktionen der Steuereinrichtung, mit denen die Verstellbewegungen programmgesteuert und geregelt ablaufen können.
Um die Dynamik der Rückzugbewegung weiter zu erhöhen, ist es gemäß Anspruch 4 und Anspruch 20 möglich, von der Steuereinrichtung ein auf den Anschlagfinger wirkendes Zu- satzantriebsmittel zu aktivieren. Dieses kann eine für die Rückzugbewegung aktivierte CNC- Achse unterstützen oder ersetzen. Weiters kann die Rückzugbewegung auch nur den vordersten Teil des Anschlagfingers betreffen, der bei Auslösung der Rückzugbewegung vom Rest des Anschlagfingers entkoppelt wird, und von der Antrieb sanordnung für die Positionierung des Anschlagfingers und/oder dem Zusatzantriebsmittel im Bedarfsfall zurückgezogen wird. Durch ein derartiges Zusatzantriebsmittel kann eine schnelle Rückzugbewegung erzielt werden, auch wenn die Dynamik des Positionierantriebs für den Anschlagfinger dafür nicht ausreichen sollte. Deshalb ist auch eine Nachrüstung bestehender Anschlagvorrichtungen möglich, indem für den Rückzugantrieb nachträglich ein Zusatzantriebsmittel vorgesehen wird. Da das Zusatzantriebsmittel nur im Auslösefall aktiviert werden muss, also im Normalbetrieb nur selten aktiviert werden muss, kann dieses gemäß Anspruch 21 die für die Rückzugbewegung gespeicherte Bewegungsenergie in verschiedenen Formen speichern, wie beispielsweise in Form einer pyrotechnischen Treibladung, einer mechanisch vorgespannten Feder, einer Gasfeder usw. Die genannten Möglichkeiten für ein Zusatzantriebsmittel stellen zuverlässig wirkende Lösungen für die Sicherstellung einer schnellen Rückzugbewegung dar.
Eine mögliche Ausführungsform der Sensoranordnung besteht nach Anspruch 5 und Anspruch 14 darin, dass das Hindernis durch ein am Anschlagfinger angeordnetes Sensorelement in Form eines mechanisch betätigbaren Kontaktschalters, eines Kraftmesselements oder eines berührungslos wirkenden Näherungssensors erfasst wird. Als berührungslose Sensoren können dabei kapazitive, induktive, optische Näherungs Schalter eingesetzt werden. Weiters ist auch die Verwendung von Objekterkennung auf optischer Basis oder Strukturerkennung möglich, bei denen die Bewegungsbahn des Anschlagfingers mittels zumindest einer Kamera und einem mit der Steuereinrichtung verbundenen Objekterkennungssystem oder Strukturerkennungssystem auf das Vorhandensein von Hindernissen überprüft wird. Die Anordnung am Anschlagfinger stellt sicher, dass ein Hindernis unabhängig von der bei der Annäherungsbewegung vorliegenden Bewegungsbahn des Anschlagfingers erfasst wird. Das Sensorelement ist dazu am Anschlagfinger vorteilhafterweise so angeordnet, dass seine Erfassungsrichtung in Richtung des wahrscheinlichsten Ortes eines möglichen Hindernisses weist.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass die Sensoranordnung gemäß Anspruch 6 bzw. Anspruch 15 einen Kraft-Regelkreises der Steuereinrichtung umfasst. Durch die zusätzliche Überlagerung der Positionssteuerung mit einer Regelung der Verstellkraft über den Kraft-Regelkreis können auch sehr schnelle Verstellvorgänge und Annäherungsbewegungen trotzdem sehr feinfühlig ausgeführt werden und wird, sobald der Anschlagfinger auf ein unvorhergesehenes Hindernis trifft, die Annäherungsbewegung innerhalb kürzester Zeit umgekehrt und der Anschlagfinger vom Hindernis zurückgezogen. Diese Kraft-Regelung kann zusätzlich zu einem Sensorelement am Anschlagfinger vorgesehen sein, wodurch eine die Be- dienersicherheit weiter erhöhende Redundanz für die Erfassung eines Hindernisses bewirkt wird. Die von einem Antriebsmotor der Positionierantriebe auf einen Anschlagfinger ausgeübte Verstellkraft kann im Verlauf der Annäherungsbewegung in die Anschlagposition mit einem vorprogrammierten Verstellkraftverlauf angesteuert werden und kann beispielsweise durch Messung der Stromaufnahme des Antriebsmotors oder der Antriebsmotoren eine Abwei- chung, insbesondere ein Anstieg der zur Erreichung der Anschlagposition notwendigen Verstellkraft unverzüglich festgestellt und die Rückzugbewegung des Anschlagfingers ausgelöst werden. Die Festlegung des Verstellkraftverlaufes berücksichtigt dabei vorzugsweise die Reibung des Anschlagfingers in den Linearführungen am Fingerträger und die bei Verzögerungen oder Beschleunigungen des Anschlagfingers auftretenden Trägheitskräfte aufgrund der Masse des Anschlagfingers. Der beispielsweise mittels eines Servomotors angetriebene Anschlagfinger kann schnelle dynamische Positionierbewegungen ausführen und durch die Kraftregelung trotzdem feinfühlig unverzüglich auf unvorhergesehene Hindernisse reagieren.
Der Verstellkraftverlauf kann dabei abschnittsweise konstant sein oder auch stetig oder konti- nuierlich variabel sein. Der Auslösewert kann so festgelegt sein, dass eine Überschreitung des programmierten Verstellkraftverlaufes um einen bestimmten Prozentsatz oder um einen fixen Betrag die Auslösung der Rückzugbewegung einleitet.
Eine weitere Erhöhung der Benutzersicherheit wird bei einer Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 7 erzielt. Um die auf einem Körperteil des Benutzers ausgelegten Kräfte im Kontaktfall bzw. Kollisionsfall zu minimieren, ist es förderlich, wenn die bewegten Massen der Anschlagvorrichtung möglichst gering sind und die bei Auslösung der Rückzugbewegung aktivierten CNC-Achsen des Positionierantriebs bzw. die dabei verwendeten Antriebsmotoren hohe Antriebs- und Bremsmomente ausüben können. Die dabei vorzusehende Verstellkraft ist abhängig von der Dynamik des Antriebs, den bewegten Massen, der Antriebsleistung bzw.
Bremsleistung der zweiten Antriebsanordnung, usw. Die tatsächlich wirkende Kraft kann etwa durch Messung festgestellt werden, indem eine Anfahrbewegung mit Kollision an einem Kraftmessgerät durchgeführt wird. Die Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 8 bewirkt, dass der Anschlagfinger außerhalb des Annäherungsbereiches, in dem eine Gefährdung einer Bedienperson stattfinden kann, mit hoher Verstellkraft und damit zusammenhängend auch mit hoher Positioniergeschwindigkeit, also zeitsparend bewegt kann. Vorzugsweise wird außerhalb des Annäherungsbereiches die volle Leistungsfähigkeit der Antriebsanordnung der Anschlagvorrichtung bzw. der CNC- Achsen ausgenützt.
Eine Festlegung des Annäherungsbereiches gemäß Anspruch 9 bewirkt, dass dieser für viele Anwendungsfälle ausreichend groß ist und die am meisten gefährdeten Finger einer Bedienperson keiner Quetschgefahr zwischen Anschlagfinger und Unterwerkzeug ausgesetzt sind.
Die Verwendung der an dem zumindest einen für die Annäherungsbewegung aktiven CNC- Achsantrieb wirkenden Stromstärke als Vergleichs wert für die aktuell wirkende Verstellkraft gemäß Anspruch 10 ermöglicht es, den Kontakt mit einem Hindernis ohne eine zusätzliche Kraftmesseinrichtung festzustellen und die Rückzugbewegung auszulösen.
Durch die Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 11 mit einer sehr schnellen Einleitung der Rückzugbewegung von der Biegeebene weg, ist auch bei sehr reaktionsschnellen Bedien- personen die Gefahr für Verletzungen beim Zurückziehen eines Körperteiles ausgeschaltet. Der Anschlagfinger besitzt durch die Sensoranordnung und den hochdynamischen Rückzugantrieb gewissermaßen eine kürzere Reaktionszeit als der Bediener und hat schon einen Teil der Rückzugbewegung ausgeführt, bevor eine Bedienperson überhaupt den Kontakt mit dem Anschlagfinger realisieren und darauf reflexartig reagieren kann.
Die Ausführung gemäß Anspruch 12 stellt sicher, dass sich der Anschlagfinger innerhalb kürzester Zeit in einem ausreichenden Abstand zum Körperteil des Bedieners befindet, wodurch dieser beim Zurückziehen des Körperteiles sich an scharfen Kanten des Anschlagfingers nicht mehr verletzen kann. Je größer der unmittelbar nach dem erfassten Kontakt zurückgelegte Rückzugweg des Anschlagfingers ist, umso weniger Gefahr für den Bediener besteht, auch wenn die Reflexbewegung in einer unvorhergesehenen oder unerwarteten Richtung erfolgen sollte.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Biegepresse besteht gemäß Anspruch 17 darin, dass der Anschlagfinger verstellbar an einem Fingerträger gelagert ist und die in X-Achsrichtung wirkende CNC-Achse des Rückzugantriebes am Fingerträger angeordnet ist, weil dadurch die bei einer Rückzugbewegung zu beschleunigende Masse minimiert wird. Zusätzlich kann der Fingerträger, der selbst mittels einer weiteren CNC-Achse in X-Achsrichtung verstellbar sein kann, zur Rückzugbewegung beitragen, indem die entsprechende weitere CNC-Achse aktiviert wird. Die Rückzugbewegung kann weiters eine Bewegungskomponente in senkrechter R- Achsrichtung umfassen, insbesondere wenn auch die Annäherungsbewegung eine Vertikalkomponente enthält. Weiters kann es von Vorteil sein, wenn die Rückzugbewegung eine Um- kehrung der Annäherungsbewegung darstellt, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der Rückzugbewegung wesentlich höher sein kann, als die der Annäherungsbewegung.
Die Ausführung der Biegepresse gemäß Anspruch 19 ist vorteilhaft, da durch einen Verstellbereich des Anschlagfingers von zumindest 200 mm, die bei kleinen und mittelgroßen Werk- teilen auftretenden Biege schenkellängen mit hoher Bewegungsdynamik abdeckt sind, ohne dass Verfahrbewegungen weiterer Achsen der Anschlagvorrichtung erforderlich sind.
Wird die Anschlagvorrichtung der Biegepresse an ihrer zumindest einen CNC-Achse mit einem Aktuator, insbesondere einem elektrischen Antriebsmotor ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Servomotor, Linearmotor ausgestattet ist, sind rasche automatisierte Positionierbewegungen möglich und kann dieser gleichzeitig als Rückzugantrieb wirksam werden.
Die Ausführung der Biegepresse gemäß Anspruch 22 stellt eine sehr hohe Dynamik der Rückzugbewegung sicher, wodurch auch bei Bedienpersonen mit sehr schnellen Reflexen bei einer Kollision der Anschlagfinger aus dem Gefahrenbereich entfernt wird, bevor die Ausweichbewegung der Bedienperson beginnt.
Die Ausführung gemäß Anspruch 23 ergibt ebenfalls eine hohe Dynamik der Rückzugbewegung, wobei der Fachmann in Abhängigkeit von der Masse des Anschlagfingers einen geeig- neten Rückzugantrieb auswählen kann, mit dem die angegebenen Werte erreicht werden können.
Eine Ausführung der Biegepresse gemäß Anspruch 24 stellt eine bewährte Lösung dar, mit der auch die erfindungsgemäße Dynamik der Rückzugbewegung realisierbar ist.
Die Ausführung der Biegepresse gemäß Anspruch 25 stellt eine bauliche Lösung für einen Anschlagfinger dar, die eine hohe mechanische Festigkeit und gleichzeitig ein geringes Gewicht zur Erzielung einer hohen Bewegungsdynamik bewirkt. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 eine Ansicht einer Biegepresse mit einer Werkteil-Anschlagvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Anschlagvorrichtung mit Darstellung des Verfahrens beim Betrieb der Biegepresse;
Fig. 3 ein Schema der bei der Verstellung eines Anschlagfingers wirkenden Verstellkräfte bei einer Sensoranordnung in Form eines Kraft-Regelkreises;
Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Biegepresse mit einer möglichen Ausführungsform der Werkteil- Anschlagvorrichtung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, 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 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich 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.
In der Fig. 1 ist eine Biegepresse 1 in Form einer Abkantpresse 2 für eine Biegeumformung von Werkteilen 2 gezeigt.
Die Biegepresse 1 weist einen feststehenden Tischbalken 4, mit zu einer Aufstandsfläche 5 senkrechten Ausrichtung auf und einen relativ dazu durch Antriebsmittel 6, z.B. in Form von Hydraulikzylindern, verstellbaren Pressbalken 7. Auf einer Stirnfläche 8 des Pressbalkens 7 und einer Stirnfläche 9 des Tischbalkens 4 sind in Werkzeugaufnahmen 10 Biegewerkzeuge 11 und 12, etwa in Form eines Biegestempels und eines Biegegesenks, angeordnet.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein aus den Biegewerkzeugen 11, 12 gebildeter Werkzeugsatz 13 vorgesehen, wobei es durchaus möglich ist, auch mehrere der Werkzeugsätze 13 über eine Gesamtlänge 14 des Tischbalkens 4 und Pressbalkens 7 als Werkzeugbestückung vorzusehen, um in Folgeoperationen unterschiedliche Biegevorgänge am Werkteil 3 vornehmen zu können.
In einem Pressenraum 15 ist an einer Rückseite des Tischbalkens 4 zumindest eine Anschlag- Vorrichtung 16, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Anschlagvorrichtungen 16 zur Positionierung des Werkteils 3 zwischen den Biegewerkzeugen 11, 12 vorgesehen.
Die Biegepresse 1 und die Anschlagvorrichtung 16 werden von einer zentral angeordneten oder verteilt angeordneten Steuereinrichtung 17 mit Energie und Steuerungs Signalen versorgt, wobei weitere Mess- und Regelschaltungen 18, wie Positionssteuerungen, Kraft-Regelkreise usw. in der Steuereinrichtung 17 oder extern an der Anschlagvorrichtung 16 oder integriert in einem Bedienerterminal der Biegepresse 1 mit weiteren Schalt- und Anzeigeelementen vorgesehen sein können. Die Biegepresse 1 in Fig. 1 zeigt zwei Anschlagvorrichtungen 16, das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch bereits mit lediglich einer Anschlagvorrichtung 16 oder auch mit mehr als zwei Anschlagvorrichtungen 16 ausgeführt werden. Für einen Umformvorgang wird von einer Bedienperson von der Vorderseite der Biegepresse 1 ein Werkteil 3 zwischen die Biege Werkzeuge 11, 12 eingelegt, wobei die Anschlagvorrichtungen 16 CNC-gesteuerte Anschlagfinger 19 in eine Anschlagposition verstellt, in der ein Werkteil 3 von der Bedienperson gegen Anschlagflächen 20 angeschlagen wird und dadurch eine exakt definierte Position in Bezug auf die Biege Werkzeuge 11, 12 einnimmt.
Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht einer Anschlagvorrichtung 16 schematisch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an einer Biegepresse 1. Zum positionsgenauen Einlegen eines Werkteiles 3 wird der Anschlagfinger 19 von der Anschlagvorrichtung 16 so verstellt, dass eine Anschlagfläche 20 des Anschlagfingers 19 an einer Anschlagposition 21 positioniert ist. Die Distanz zwischen der Anschlagposition 21 und der Biegeebene 22 bestimmt die Biegeschenkellänge am fertig gebogenen Werkteil 3 und ist demnach für die Herstellung von genauen Biegewerkstücken von großer Bedeutung.
Die Verstellbewegungen und die Positionierung des Anschlagfingers 19 werden durch eine Antrieb sanordnung 23 bewirkt, die zumindest eine, im Ausführungsbeispiel mehrere angetriebene CNC-Achsen 24 umfasst. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Antriebsanordnung 23 einen den Anschlagfinger 19 tragenden Fingerträger 25, der für die Durchführung einer vertikalen Verstellbewegung des Anschlagfingers 19 als vertikale CNC- Achse 24 in der sogenannten R- Achsrichtung 26 entlang einer vertikalen Führungsbahn 27 verstellbar gelagert ist.
Die CNC-Achse 24 in R- Achsrichtung 26 umfasst als Aktuator beispielsweise einen Elektro- motor 28, vorzugsweise einen Servomotor, mit einem angeflanschten Zahnritzel 29 und eine damit zusammenwirkende Zahnstangenanordnung 30. Der Elektromotor 28 ist in Fig. 2 mit der feststehenden Führungsbahn 27 verbunden und die Zahnstangenanordnung 30 am Fingerträger 25 angeordnet, während die Zahnstangenanordnung 30 mit der vertikalen Führungsbahn 27 verbunden ist. Selbstverständlich kann der Elektromotor 28 alternativ am Fingerträ- ger 25 angeordnet sein und die Zahnstangenanordnung 30 mit der feststehenden Führungsbahn 27 verbunden sein. Die Ansteuerung der CNC-Achse 24 in R- Achsrichtung 26 bzw. des Elektromotors 28 erfolgt wie in Fig. 2 erkennbar durch die Steuereinrichtung 17, die als CNC- Steuerung ausgeführt ist und eine Positionssteuerung 31 umfasst. Die vertikale Führungsbahn 27 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, an ihrer Basis mittels weiterer CNC-Achsen 24 in horizontaler Richtung rechtwinkelig zur Biegeebene 22 verstellbar sein, um ein großes Spektrum an Werkstückabmessungen abzudecken. Zusätzlich ist eine Verstellung des Fingerträgers 25 parallel zur Gesamtlänge 14 des Tischbalkens 4 möglich.
Der Anschlagfinger 19 ist für die Verstellbarkeit in horizontaler X-Achsrichtung 32 rechtwinkelig zur Biegeebene 22 an einer Führungsbahn 33 gelagert und wird dessen Verstellbewegung mittels der horizontalen CNC-Achse 24 in X-Achsrichtung 32 bewerkstelligt. Diese umfasst als Aktuator vorteilhafterweise ebenfalls einen Elektromotor, insbesondere einen Servomotor 34, der ebenfalls von der Steuereinrichtung 17, der Mess- und Regelschaltung 18 sowie der Positionssteuerung 31 angesteuert wird. Die Drehbewegung des Servomotors 34 wird beispielsweise mittels eines Zahnritzels 35 auf eine Zahnstangenanordnung 36 am Anschlagfinger 19 übertragen, wodurch exakte Positioniervorgänge in X-Achsrichtung 32 mit hoher Bewegungsdynamik ausgeführt werden können. Alternativ dazu können für die CNC- Achsen auch Kugelumlaufspindeln eingesetzt werden.
Die Steuereinrichtung 17 umfasst neben der Positionssteuerung 31 zusätzlich einen diese überlagernde Kraft-Regelkreis 37, mit dem zusätzlich zur Positionsregelung des Anschlagfingers 19 auch eine Regelung der auf diesen einwirkenden Verstellkräfte durchgeführt werden kann. Der Kraft-Regelkreis 37 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Teil einer Sensoranordnung 38, die im Fall einer bevorstehenden oder erfolgten Kollision des Anschlagfingers 19 mit einem Hindernis eine durch einen Rückzugantrieb bewirkte Rückzugbewegung des Anschlagfingers auslöst und deren Funktionsweise in Folge näher beschrieben wird. Erfindungsgemäß wird bei einer Annäherungsbewegung 39 des Anschlagfingers 19 der Positionsregelung durch die Positionssteuerung 31 zusätzlich eine Kraftregelung durch den Kraft- Regelkreis 37 überlagert und wird der Anschlagfinger 19 vom Servomotor 34 in X-Richtung 32 verstellt, bis die Anschlagfläche 20 sich in der Anschlagposition 21 befindet. Sollte der Anschlagfinger 19 bei dieser Annäherungsbewegung 39, wie in strichlierten Linien darge- stellt, auf ein Hindernis 40 treffen, das beispielsweise aus den Fingern einer Bedienperson bestehen kann, wird vom Kraft-Regelkreis 37 die Annäherungsbewegung 39 schnellstmöglich gestoppt und unverzüglich eine Rückzugbewegung 41 des Anschlagfingers 19 ausgelöst. Durch eine feinfühlige Kraftregelung können auch bei schnellen Annäherungsbewegungen 39 Stoß- oder Quetschverletzungen einer Bedienperson vermieden werden, da durch den hochdynamischen Antrieb mittels des Servomotors 34 und der limitierten Verstellkraft die auf ein Hindernis 40 wirkenden Kontaktkräfte bei einer unvorhergesehenen Kollision insgesamt niedrig gehalten werden können. Durch die Rückzugbewegung 41 kann sich eine Bedienperson beim reflexartigen Zurückziehen des kontaktierten Körperteils am Anschlagfinger 19 nicht verletzen.
Die Rückzugbewegung 41 wird durch die CNC-Achse 24 in X-Achsrichtung 32 mit dem Servomotor 34 bewerkstelligt, wodurch diese einen Rückzugantrieb 42 bildet. Gleichzeitig ist die CNC-Achse 24 in X-Achsrichtung 32 ein Teil der Sensoranordnung 38, mit der eine Kollision festgestellt werden kann, indem vom bei der Annäherungsbewegung 39 aktivierten Kraft- Regelkreis 37 ein unvorhergesehener Anstieg der erforderlichen Verstellkraft festgestellt wird und im Kollisionsfall von der Steuereinrichtung 17 der Rückzugantrieb 42 der CNC-Achse 24 in X-Achsrichtung 32 aktiviert wird.
Der Rückzugantrieb 42 kann weiters ein Zusatzantriebsmittel 43 umfassen, das auch durch den Kraft-Regelkreis 38 auslösbar ist und die Rückzugbewegung 41 des Anschlagfingers 19 bewirken kann. Das Zusatzantriebsmittel 43 kann dabei den Servomotor 34 unterstützen oder aber auch die Rückzugbewegung 41 statt diesem durchführen. Als Zusatzantriebsmittel 43 kann beispielsweise eine pyrotechnische Treibladung, eine vorgespannte, mechanische Feder oder eine vorgespannte Gasfeder dienen. Weiters ist es möglich, dass im Fall einer Rückzugbewegung 41 nicht der ganze Anschlagfinger 19 von der Biegeebene 22 wegbewegt wird, sondern nur der vordere Teil mit der Anschlagfläche 20, wodurch eine noch geringere Masse zurückgezogen werden muss, und die Bewegung daher noch schneller ablaufen kann.
Die Sensoranordnung 38 kann alternativ oder zusätzlich zum Kraft-Regelkreis 37 auch ein Sensorelement 44 umfassen, das am Anschlagfinger 19, insbesondere an dessen der Biegeebene 22 nächstliegenden Endabschnitt 45, angeordnet ist. Durch das Sensorelement 44 kann berührend oder berührungslos die Annäherung des Anschlagfingers 19 an ein Hindernis 40 erfasst werden und basierend darauf ebenfalls eine Rückzugbewegung 41 mittels des Rückzugantriebes ausgelöst werden. Um die Dynamik der Rückzugbewegung zu steigern, ist es möglich die Rückzugbewegung des Anschlagfingers 19 auf dessen Endabschnitt 45 zu beschränken, wodurch eine geringere Masse zu beschleunigen ist, als wenn der gesamte Anschlagfinger gestoppt und in eine Rückzugbewegung versetzt werden muss.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Sensoranordnung 38, die auf einem Kraft-Regelkreis 37 basiert, unter Verwendung eines Kraft- Weg- Diagrammes noch einmal näher erläutert. In horizontaler Richtung ist dabei die Bewegung des Anschlagfingers in X-Achsrichtung 32 aufgetragen und vertikaler Richtung sind die dabei auf den Anschlagfinger 19 einwirkenden Verstellkräfte aufgetragen.
Der Anschlagfinger 19 kann mittels der CNC-Achse 24 in X-Achsrichtung 32 einen gewis- sen, von der Länge der Führung abhängigen Verstellbereich 46 abdecken, der beispielsweise zumindest 200 mm beträgt. Innerhalb des Verstellbereiches 46 liegt die anzufahrende Anschlagposition 21, in der ein Werkteil 3 gegen die Anschlagfläche 20 für einen Umformvorgang positioniert wird. Ausgehend von einer linken Ausgangsstellung des Anschlagfingers 19 nähert sich dieser in einer Annäherungsbewegung 39 an die Anschlagposition 21 an.
Während dieser Annäherungsbewegung 39 übt der Servomotor 34 auf den Anschlagfinger 19 eine Verstellkraft aus, die einem vorprogrammierten Verstellkraftverlauf 44 entspricht. Im ersten Teil der Annäherungsbewegung 39 ist die Verstellkraft beispielsweise sehr hoch gewählt und kann insbesondere der Nennkraft 48, die vom Servomotor 34 bereitgestellt werden kann, entsprechen und wird durch diese hohe Verstellkraft eine schnelle Verstellbewegung des Anschlagfingers 19 bewirkt. Wenn der Anschlagfinger 19 im weiteren Verlauf der Annäherungsbewegung 39 in einer bestimmten Distanz zur Anschlagposition 21 einen Annäherungsbereich 49 erreicht, wird die vom Servomotor 34 auf den Anschlagfinger 19 ausgeübte Verstellkraft auf eine relativ niedrige Annäherungskraft 50 abgesenkt, wobei diese Regelung durch den Kraft-Regelkreis 38 der Steuereinrichtung 17 durchgeführt wird.
Während der gesamten Annäherungsbewegung 39 oder aber auch nur innerhalb des Annäherungsbereiches 49 wird vom Kraft-Regelkreis 37 die erforderliche Verstellkraft überwacht, was dazu genutzt wird, eine Kollision mit einem unvorhergesehenen Hindernis 40 festzustellen. In diesem Fall wirkt neben der in der Führungsbahn 33 wirkenden und in Vorversuchen ermittelbaren Reibungskraft eine zusätzliche hemmende Kraft auf den Anschlagfinger 19, welche vom Kraft-Regelkreis 37 festgestellt werden kann und daraus die Kollision mit einem Hindernis 40 abgeleitet werden kann. In Fig. 3 ist der bei einer Kollision mit einem Hindernis 40 eintretende Kraftanstieg 51 angedeutet und sobald bei einer Annäherungsbewegung 39 die Verstellkraft über einen Auslösewert 52 ansteigt, wird dies als Kollision mit einem Hindernis 40 ausgewertet und unverzüglich eine Rückzugbewegung 41 eingeleitet. Damit die Rückzugbewegung 41 möglichst schnell erfolgt, wird für diese eine möglichst hohe Rückzugskraft 53 aufgebracht, die beispielsweise der Nennkraft 48 entspricht. Durch Verwendung eines anhand von Fig. 2 beschriebenen Zusatzantriebsmittels 43 ist auch eine die Nennkraft 48 übersteigende Rückzugkraft 53 möglich. In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Anschlagvorrichtung 16 gezeigt, wobei Bauteile, die zuvor beschriebenen Bauteilen entsprechen mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind und auf die vorstehenden Beschreibungsteile Bezug genommen wird.
An der Rückseite des Tischbalkens 4 sind zwei Linearführungen 54, 55 angeordnet, welche zueinander in einem Abstand parallel zur Biegeebene 22 und in horizontaler Richtung verlaufen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Linearführungen 54, 55 durch leistenförmige Führungsprofile gebildet, wobei eine große Anzahl unterschiedlich ausgestalteter Profile aus dem Stand der Technik möglich sind und ist die Ausführung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel mit Gleitbahnführungen beschränkt.
Diese Linearführungen 54, 55 lagern verstellbar ein die Anschlagvorrichtung 16 tragendes Schlittenmodul 56 über an diesem vorgesehene, mit den Linearführungen 54, 55 zusammen- wirkende Führungselemente 57 und ist die Anschlagvorrichtung 16 dadurch auch in Tischbalkenlängsrichtung, der sogenannten Z-Richtung verstellbar. Eine Verstellung des Schlittenmoduls 56 längs den Linearführungen 54, 55 erfolgt mittels eines am Schlittenmodul 56 angeordneten, elektrischen Antriebsmittels 58, welches mit einem Zahnritzel 59 versehen ist und das in Eingriff steht mit einer Zahnleiste 60 die am Tischbalken 4 fixiert ist, wodurch ein Zahntrieb 61 als Antrieb sanordnung 62 für eine Verstellung der Anschlagvorrichtung 16 in der Z- Achsrichtung, also in Tischbalkenlängsrichtung gebildet wird. Das elektrische Antriebsmittel 58 ist bevorzugt ein Servomotor und ist die Antriebsanordnung 62 als CNC-Positionierachse 24 konzipiert.
Am Schlittenmodul 56 ist der Fingerträger 25 in einer zur Z- Achsrichtung senkrecht verlau- fenden R- Achsrichtung 26 in einer linearen Führungsbahn 27 verstellbar gelagert.
Dazu weist der Fingerträger 25 ein auf diesen angeordnetes, weiteres, elektrisches Antriebsmittel auf, welches mit einem Zahnritzel 29 mit einer linearen Zahnausbildung 30 am Schlittenmodul 56 in Antriebs Verbindung ist und damit die CNC-Achse 24 der vertikalen R- Achsrichtung 26 der Anschlagvorrichtung 16 gebildet ist. Das elektrische Antriebsmittel ist durch einen Elektromotor 28, insbesondere einen Servomotor gebildet
Der Fingerträger 25 lagert an seiner Oberseite in einer linearen Führungsbahn 33 in zu einer Biegeebene 22 rechtwinkelig verlaufenden X- Achsrichtung 32 einen Anschlagfinger 19 ver- stellbar und bildet dieser Anschlagfinger 19 zumindest eine der Biegeebene 22 zugewandte Anschlagfläche 20 für das Positionieren des Werkteils 3 in Bezug auf die Biegeebene 22.
Eine CNC-Achse 24 für die horizontale X- Achsrichtung 32 für den Anschlagfinger 19 wird durch einen am Fingerträger 25 angeordneten, elektrisches Servomotor 34 gebildet, der mit einem Zahnritzel 35 mit einer linear verlaufenden Zahnstangenausbildung 36 des Anschlagfingers 19 in Antriebs Verbindung ist. Der Servomotor 35 ist mit einem Drehgeber 63 und damit eine NC- Ansteuerung zur Verstellung des Anschlagfingers 19 in der X- Achsrichtung 32 erreicht. Die Antriebsmittel 28, 34, 58 sind über Leitungen und eine Schnittstelle 64 mit der Steuervorrichtung 17 verbunden. Die drei CNC- Achsen 24 für die Stellvorgänge der Anschlagvorrichtung 16 in den R-, X- und Z- Achsrichtungen sind NC- gesteuert ausgebildet und ist damit jede erforderlich Achse exakt positionierbar und jede Position und/oder Positionsänderung für weiterführende Steuer- und Regelmaßnahmen exakt erfassbar.
Nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet das Biegewerkzeug 12 eine Auflageebene 65 für den für einen Umformvorgang unmittelbaren Biegebereich des Werkteils 3 aus. Wie weiters zu sehen ist der Anschlagfinger 19 in seinem dem Biegewerkzeug 12 zugewandten Bereich abgestuft ausgebildet mit z.B. zwei in Verstellrichtung des Anschlagfingers 19 distan- zierten Anschlagflächen 20.
Bei dünnen Werkteilen bietet die abgestufte Ausbildung die Möglichkeit der Auflage des freien, das Biegewerkzeug 12 überragenden Endbereiches des Werkteils 3 auf eine mit der Auflageebene 65 in fluchtende Ausrichtung gebrachten Stützfläche 66 des Anschlagfingers 19 aufzulegen.
Ein Positioniervorgang in X- Achsrichtung 32 erfolgt programmgesteuert, indem eine Annäherungsbewegung 39 in eine Anschlagposition 21 eingeleitet wird. Bei dieser Annäherungsbewegung des Anschlagfingers 19 wird der Servomotor 34 insbesondere in Abhängigkeit der Annäherung des Anschlagfinger 19 an die Anschlagposition 21 geschwindigkeits- und leistungsgeregelt angesteuert, wobei die weiteren Bewegungsabschnitte der Anschlagvorrichtung 16 und des Anschlagfingers 19, in denen keine Gefährdung einer Bedienperson möglich ist, bevorzugt unter Vollleistung und möglichst hohen Geschwindigkeiten vollzogen werden. Dies erfolgt durch eine Drehzahlregelung des Servomotors 34 des Anschlagfingers 19 und
Regelung des Motordrehmoments z.B. durch die dezentrale Mess- und Regelschaltung 18 mit der Positionssteuerung 31 und dem Kraft-Regelkreis 37 z.B. durch Regelung des Motorstromes des Servomotors 34. Es wird also bevorzugt sowohl die Annäherungsgeschwindigkeit des Anschlagfingers 19 an die Anschlagposition 21 wie auch die Antriebskraft bzw. die Ver- stellkraft geregelt, welche aus Sicherheitsgründen so gewählt ist, dass im Endbereich der Annäherung an die Anschlagposition 21, etwa ab kleiner 50 mm auf ein mögliches Hindernis eine Kontaktkraft ausgeübt wird, die 150 N nicht überschreiten soll. Es soll noch erwähnt werden, dass die Kraftbegrenzung über die Motorstromregelung vorzugsweise nur in einem Annäherungsbereich 49 (siehe Fig. 3) an die Anschlagposition 21 aktiviert ist, und die übrigen Bewegungsabläufe bei hohen Stellgeschwindigkeiten, also bei Volllast zur Reduzierung der Nebenzeiten erfolgt.
Von Vorteil entsprechend dem konstruktiven Aufbau der Anschlagvorrichtung 16 ist dabei eine geringe, bewegte Masse des Anschlagfingers 19 gegenüber herkömmlichen Anschlagvorrichtungen die im Allgemeinen relativ hohe bewegte Massen aufweisen. Dementsprechend sind die Anschlagfinger 19, die unmittelbar angetrieben werden, bevorzugt aus leichten Mate- rialien wie Aluminium, Kunststoff, GFK, CFK, etc. gebildet.
Dieser Verstellbewegung setzen die Anschlagfinger 19 durch entsprechende Leistungsansteuerung des Servomotors 34, bevorzugt durch eine von der Mess- und Regelschaltung 18 bzw. den Kraft-Regelkreis 37 bewirkte Motorstromregelung, einen in Abhängigkeit von System- und Werkteilparametern vorwählbaren und regelbaren Verstellwiderstand entgegen.
Dadurch wird eine Positionsregelung mit unterlegter Kraftregelung bei nahezu beliebiger Regelung des Verstellwiderstandes erreicht. Für die Annäherungsbewegung 39 wird dabei ein programmierter Verstellkraftverlauf 47 (siehe Fig. 3) angewendet und dessen Einhaltung überwacht. Berücksichtigt bei der Festlegung eines vorzugebenden Verstellwiderstandes werden neben Werkteilparameter auch Systemparameter dadurch berücksichtigt, dass die Systemparameter, insbesondere der Kraftbedarf, der für eine Verstellung der Anschlagfinger erforderlich ist und die internen Reibungskräfte berücksichtigt, durch Kalibrier- Verstellvorgänge ermittelt werden. Unter Berücksichtigung eines so ermittelten Basis- Kraftbedarfes kann der Verstellwiderstand, der vom Anschlagfinger 19 einer Verstellung in die Anschlagposition 21 entgegen gesetzt werden soll sehr feinfühlig entsprechend den Werkteilparametern geregelt werden.
Durch die erreichbare feinfühlige Regelung der Antriebsleistungen und damit von Verstellwi- derständen der Antrieb sanordnungen der Anschlagfinger können die wesentlichsten System- und Werkteilparameter wie Werkteilmasse, Festigkeit, Biegesteifigkeit, Systemreibung, Werkteil- Auflagereibung etc. beim Positioniervorgang des Werkteils 3 berücksichtigt wer- den und auch zu Fehlern Anlas s gebende Systemschwingungen sowohl der Anschlagvorrichtung 16 beim Positioniervorgang unterdrückt werden.
Erfindungsgemäß wird bei einer Annäherungsbewegung 39 die anhand der Fig. 2 und 3 be- reits beschriebene Überwachung auf Kollision mit einem Hindernis 40 durchgeführt und bei Bedarf eine Rückzugsbewegung 41 des Anschlagfingers 19 ausgelöst. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorstehende Beschreibung der Auslösung und Durchführung der Rückzugbewegung 41 verwiesen Es soll jedoch noch darauf verwiesen werden, dass die Regelung der Anschlagvorrichtung 16 bzw. der Antriebsmittel 28, 34, 58 für sämtliche Achsrichtungen - bevorzugt der X- und Z- Achsrichtung - geschwindigkeits- und/oder drehmomentgeregelt bzw. verstellkraftgeregelt nach den vorhergehend beschriebenen Kriterien erfolgt oder erfolgen kann. Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten einer Biegepresse zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Biegepresse 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden. Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2; 3; 4 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. Bezugszeichenaufstellung Biegepresse 26 erste Antriebsanordnung Abkantpresse 27 Elektromotor
Werkteil 28 Zahnritzel
Tischbalken 29 Zahnstangenanordnung Aufstandsfläche 30 Positionssteuerung
Antriebsmittel 31 Positionssteuerung Pressbalken 32 X-Achsrichtung Stirnfläche 33 Führungsbahn
Stirnfläche 34 Servomotor
Werkzeugaufnahme 35 Zahnritzel
Biegewerkzeug 36 Zahnstangenanordnung Biegewerkzeug 37 Kraft-Regelkreis Werkzeugsatz 38 Sensoranordnung Gesamtlänge 39 Annäherungsbewegung Pressenraum 40 Hindernis
Anschlagvorrichtung 41 Rückzugbewegung Steuereinrichtung 42 Rückzugantrieb Mess- und Regelschaltung 43 Zusatzantriebsmittel Anschlagfinger 44 Sensorelement Anschlagfläche 45 Endabschnitt
Anschlagposition 46 Verstellbereich Biegeebene 47 Verstellkraftverlauf Fingerträger 48 Nennkraft
R-Achsrichtung 49 Annäherungsbereich Führungsbahn 50 Annäherungskraft Kraftanstieg Auslösewert Rückzugkraft Linearführung Linearführung
Schlittenmodul Führungselement Antrieb s mittel Zahnritzel Zahnleiste
Zahntrieb
Antriebs anordnung Drehgeber Schnittstelle Auflageebene
Stützfläche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Betrieb einer Biegepresse (1) mit einer Steuereinrichtung (17) und einer Anschlagvorrichtung (16) zum Positionieren eines Werkteils (3) für eine Biegeum- formung zwischen einem ersten Biegewerkzeug (12) und einem relativ dazu verstellbaren zweiten Biegewerkzeug (11), bei dem zumindest ein Anschlagfinger (19) mit einer Anschlag- flache (20) mittels einer Antrieb sanordnung (23) mit zumindest einer angetriebenen CNC- Achse (24) eine positionsgesteuerte Annäherungsbewegung (39) in Richtung zu einer vertikalen Biegeebene (22) in eine Anschlagposition (21) ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) einen Rückzugantrieb (42) aktiviert, der eine unverzügliche Rückzugbewegung (41) des Anschlagfingers (19) oder zumindest des der Biegeebene (22) nächstliegenden Endabschnitts (45) des Anschlagfingers (19) von der Biegeebene (22) weg bewirkt, wenn bei der Annäherungsbewegung (39) vor Erreichen der Anschlagposition (21) mittels einer von der Steuereinrichtung (17) umfassten Sensoranordnung (38) ein Hindernis (40) in der Bewegungsbahn des Anschlagfingers (19) erfasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Rückzugbewegung (41) im Wesentlichen auf den Anschlagfinger (19) oder dessen Endabschnitt (45) beschränkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Rückzugbewegung (41) eine den Anschlagfinger (19) in zur Biegeebene (22) rechtwinkeliger, horizontaler X- Achsrichtung (32) verstellende CNC-Achse (24) als Rückzugantrieb (42) wirksam wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Rückzugbewegung (41) ein Zusatzantriebsmittel (42) auf den Anschlagfinger (19) wirkt, das zusätzlich oder anstatt der zumindest einen CNC-Achse (24) aktiviert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Hindernis (40) durch ein am Anschlagfinger (19) angeordnetes Sensorelement (44) der Sensoranordnung (38) in Form eines mechanisch betätigbaren Kontaktschalters, eines Kraftmesselements oder eines berührungslos wirkenden Näherungssensors erfasst wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung zur Erfassung eines Hindernisses (40) während der Annäherungsbewegung (39) einen Kraft- Regelkreises (37) der Steuereinrichtung (17) umfasst, wobei die für die Verstellung des Anschlagfingers (19) ausgeübte Verstellkraft der zumindest einen CNC- Achse (24) nach einem vorprogrammierten Verstellkraftverlauf (47) geregelt wird und ein durch ein Hindernis (40) bewirkter Anstieg der Verstellkraft über einen programmierten Auslösewert (52) die Rückzugbewegung (41) auslöst.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösewert (52) so festgelegt wird, dass bei einem während der Annäherungsbewegung (39) auftretenden
Kontakt des Anschlagfingers (19) mit dem Hindernis (40) auf dieses bis zum Beginn der Rückzugbewegung (41) vom Anschlagfinger (19) eine Maximalkraft von 150 N ausgeübt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb eines vorprogrammierten Annäherungsbereiches (49) der Kraft-Regelkreis (37) deaktiviert ist und die zumindest eine CNC-Achse (24) ohne Kraftregelung betrieben wird oder der Kraft- Regelkreis (37) einen höheren Auslösewert (52) verwendet als innerhalb des Annäherungsbereiches (49).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Annäherungsbereich (49) in einem Abstand von minimal 50 mm zur Anschlagposition (21) oder zu einem in der Steuereinrichtung (17) hinterlegten, festen Gegenstand der Biegepresse (1) oder zu einem Bewegungsbahnabschnitt des Anschlagfingers (19) in dem sich ein Hindernis (40), insbeson- dere ein Körperteil einer Bedienperson oder auch ein Werkteil (3) befinden kann, beginnt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass vom Kraft-Regelkreis (37) die am Antriebsmotor der zumindest einen CNC-Achse wirkende Stromstärke als Vergleichswert für die aktuell wirkende Verstellkraft benutzt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auslösung einer Rückzugbewegung (41) die Bewegungsrichtung des Anschlagfin- gers (19) innerhalb einer der menschlichen Reaktionszeit bei Reflexbewegungen entsprechenden Zeitspanne, vorzugsweise innerhalb von 0,1 s, insbesondere 0,075 s umkehrt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagfinger (19) innerhalb der Zeitspanne einen Rückzugweg von mindestens 5 mm, insbesondere mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 25 mm zurücklegt.
13. Biegepresse (1) umfassend eine Steuereinrichtung (17) und eine Anschlagvorrichtung (16) zum Positionieren eines Werkteils (3) für eine Biegeumformung zwischen ei- nem ersten Biegewerkzeug (12) und einem relativ dazu verstellbaren zweiten Biegewerkzeug (11), wobei die Anschlagvorrichtung (16) zumindest einen, mittels zumindest einer angetriebenen CNC-Achse (24) in Richtung zu einer vertikalen Biegeebene (22) in eine Anschlagposition (21) verstellbaren Anschlagfinger (19) mit einer Anschlagfläche (20) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) eine zumindest während einer Annäherungs- bewegung (39) des Anschlagfingers (19) an die Biegeebene (22) aktivierbare Sensoranordnung (38) umfasst, die ein Hindernis (40) in der Bewegungsbahn des Anschlagfingers (19) erfassen kann und die Anschlagvorrichtung (16) einen von der Steuereinrichtung (17) bei Erfassung eines Hindernisses (40) aktivierbaren Rückzugantrieb (42) umfasst, mit dem der Anschlagfinger (19) oder zumindest ein der Biegeebene (22) nächstliegender Endabschnitt (45) des Anschlagfingers (19) unverzüglich von der Biegeebene (22) weg verstellbar ist.
14. Biegepresse (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (38) einen am Anschlagfinger (19) angeordneten, mechanisch betätigbaren Kontaktschalter oder berührungslos wirkenden Näherungssensor umfasst.
15. Biegepresse (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (38) zur Erfassung eines Hindernisses (40) während der Annäherungsbewegung (39) einen an der zumindest einen angetriebenen CNC-Achse (24) wirkenden Kraft-Regelkreis (37) der Steuereinrichtung (17) umfasst.
16. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückzugantrieb (42) eine den Anschlagfinger (19) in zur Biegeebene (22) rechtwinkeliger, horizontaler X- Achsrichtung (32) verstellende CNC-Achse (24) umfasst.
17. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagfinger (19) verstellbar an einem Fingerträger (25) gelagert ist und die in X- Achsrichtung (32) wirkende CNC-Achse (24) des Rückzugantriebes (42) am Fingerträger (25) angeordnet ist.
18. Biegepresse (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die CNC-Achse (24) einen Aktuator, insbesondere einen elektrischen Antriebsmotor ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Servomotor, Linearmotor umfasst.
19. Biegepresse (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Antriebsmotor (35) abgedeckte Verstellbereich (43) des Anschlagfingers (19) zumindest 200 mm beträgt.
20. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückzugantrieb (42) ein auf den Anschlagfinger (19) oder den Endabschnitt (45) wirkendes, von der Steuereinrichtung (17) aktivierbares Zusatzantriebsmittel (43) für die Rückzugbewegung (41) umfasst.
21. Biegepresse (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzan- triebsmittel (43) eine pyrotechnische Treibladung oder eine vorgespannte elastische Feder oder eine vorgespannte Gasfeder umfasst.
22. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückzugantrieb (42) einen Rückzug des Anschlagfingers (19) um zumindest 25 mm innerhalb von 0,1 s bewirken kann.
23. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückzugantrieb (42) für die Rückzugbewegung (41) eine von der Biegeebene (22) weg weisende Beschleunigung von zumindest 5 m/s2, vorzugsweise zumindest 10 m/s2, insbe- sondere zumindestl8 m/s2 bewirken kann.
24. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückzugantrieb (42) für den Anschlagfinger (19) ein mit einem Antriebsmotor (34) verbundenes Zahnritzel (35) und eine am Anschlagfinger (19) ausgebildete Zahnstangenanordnung (36) umfasst.
25. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagfinger (19) oder der Endabschnitt (45) im Wesentlichen aus einem Leichtbaumaterial, insbesondere aus Leichtmetall, Kunststoff, GFK oder CFK etc., gebildet ist.
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