Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Biegewinkels von Blechen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt, dass beim Biegen von Blechen Winkelfehler durch Materialeinflüsse auftreten. Deshalb sind verschiedenartigste Verfahren und Vorrichtungen zum Messen des effektiven Biegewinkels bekannt.
Am häufigsten wird der Biegewinkel mittels mechanischer Tastelemente gemessen, welche von unten oder von oben an das gebogene Blech herangeführt werden. Das Messen von unten ist aufwändig einzurichten und sehr schmutzempfindlich. Das Messen von oben ist ein gangbarer Weg.
Beim Messen von oben gibt es bis jetzt zwei Ansätze: Im einen Fall wird eine Messvorrichtung eingesetzt, welche über zwei 2 Tastelemente verfügt, deren Tastköpfe eine unterschiedliche Längsausdehnung bzw. einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Diese Tastelemente werden soweit in das gebogene Blech eingeführt, bis sie an beiden Schenkeln des Blechs anliegen. Auf Grund des Abstandes zwischen den beiden Tastelementen kann nun der Biegewinkel errechnet werden. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 2 732 979 bekannt. Im anderen Fall wird nur ein Tastelement verwendet. Dessen Tastkopf wird ebenfalls soweit in das gebogene Blech eingeführt, bis er an beiden Schenkeln des Blechs anliegt. Danach wird der Abstand des Tastkopfs vom Scheitel des Winkels gemessen und daraus die Grösse des Biegewinkels berechnet.
Das letztgenannte Verfahren bringt den Nachteil mit sich, dass der Scheitelpunkt nicht genau gemessen werden kann, sodass letztlich keine genügend genaue Berechnung des Biegewinkels möglich ist.
Weiter ist bekannt, dass der Entlastungsvorgang kontrolliert werden kann, indem die Winkelmesseinheit während dem Entlasten auf Veränderung geprüft wird und sobald die Veränderung gleich null ist, der Entlastungsvorgang beendet wird. So erreicht man eine vollständige Entlastung und trotzdem kann sich das Blech nicht verschieben.
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln des Biegewinkels von Blechen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorzuschlagen, welches einfach realisierbar ist und eine hohe Genauigkeit des Biegewinkels ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Verfahrensschritte gelöst.
Das beanspruchte Verfahren beruht im Wesentlichen darauf, dass nebst bekannten Werten - insbesondere Werkzeugdaten - sowohl die Position des zwischen die Blechschenkel eingeführten Tastkopfs als auch die Position des Stempels gegenüber einer Maschinenreferenz erfasst und zur Bestimmung des Biegewinkels herangezogen werden. Das Erfassen der Position des Stempels erfolgt vorzugsweise über das an gattungsgemässen Biegeeinrichtungen im Allgemeinen vorhandene Wegmesssystem. Dadurch kann auf einfache Weise der Biegewinkel sehr genau berechnet werden.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 umschrieben.
Nachfolgend wird anhand einer schematischen Darstellung einer Biegeeinrichtung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert.
Die gesamthaft mit 1 bezeichnete Biegeeinrichtung weist ein Oberteil 2, ein als Tisch ausgebildetes Unterteil 3, einen Stempel 5 sowie eine mit einem höhenverstellbaren Boden 7 versehene Matrize 6 auf. Die Matrize 6 ist am Tisch 3 und der Stempel 5 am Oberteil 2 abgestützt. Am Tisch 3 ist zudem ein Messbügel 9 befestigt, auf den nachfolgend noch näher eingegangen wird. Am Stempel 5 ist ein Tastelement 11 angeordnet, dessen Tastkopf 11 in vertikaler Richtung relativ zum Stempel 5 bewegbar ist. Der zwischen die Schenkel 16a, 16b des zu biegenden Bleches 16 einzufüh rende Tastkopf 11 weist eine bekannte Längsausdehnung L auf. Unter Längsausdehnung L ist im vorliegenden Fall die sich zwischen den beiden Schenkeln 16a, 16b des Blechs 16 erstreckende Länge des Tastkopfs 11 zu verstehen.
Bei einem stabförmigen Tastkopf 11 ist dies die Stablänge, währenddem bei einem kreisrunden Tastkopf die Längsausdehnung gleich dem Durchmesser ist. Dieses Tastelement 10 ist mit einem Weggeber 13 verbunden, mittels welchens die relative Position des Tastkopfs 11 gegenüber dem Stempel 5 messbar ist. Mittels einer weiteren Wegmesseinrichtung 14 können Verschiebungen des Stempels 5 gemessen werden. Damit Durchbiegungen der Biegeeinrichtung 1 während des Biegevorgangs nicht als Messfehler eingehen, ist der am Tisch 3 abgestützte Bügel 9 vorgesehen, mittels welchens die Wegmesseinrichtung 14 des Stempels 5 in einer gegenüber dem Tisch 3 definierten Position gehalten wird. Die Auswerte- und Steuereinheit der Biegeeinrichtung 1 ist mit dem Bezugszeichen 15 versehen.
Der eigentliche Biegevorgang stellt sich wie folgt dar: Zuerst wird das Blech 16 so weit gebogen, dass der von den beiden Schenkeln 16a, 16b eingeschlossene Winkel alpha noch grösser ist als der angestrebte End-Biegewinkel. Nachdem der Stempel 5 die errechnet unterste Position erreicht hat, wird das Tastelement 10 aktiviert. Danach wird der Entlastungsvorgang eingeleitet, indem der Stempel 5 nach oben verfahren wird. Während dieses Entlastungsvorgangs wird das vom Weggeber 13 des Tastelements 5 abgegebene Signal auf Veränderung geprüft. Sobald das Signal keine Veränderung mehr aufweist, wird der Entlastungsvorgang gestoppt, da nunmehr das Blech 16 vollständig ausgefedert ist. Indem der Stempel 5 gestoppt wird, unmittelbar nachdem am Signal des Weggebers 13 keine Veränderung mehr auftritt, bleibt das Blech 16 vom Stempel 5 in der Matrize 6 gehalten.
Da der Tastkopf 11 des Tastelements 10 relativ zum Stempel 5 steht und der Stempel 5 relativ zu dem am Tisch 3 angebrachten Messbügel 9 steht, kann so auf den relativen Abstand a zwischen der Matrize 6 und dem Tastelement 11 geschlossen werden. Dazu braucht man lediglich die Signale des Weggebers 13 und der Wegmesseinrichtung 14 auszuwerten und kann in der Steuerung 15 den Abstand a ermitteln. Mit diesem Abstand a und den technischen Daten wie Matrizenweite und Tastelementweite bzw. Radius sowie Blechdicke kann die Auswerte- und Steuereinheit 15 den effektiven Biegewinkel alpha errechnen. Danach wird der Biegevorgang fortgesetzt und die Messung des Biegewinkels alpha ggf. in der vorgängig beschriebenen Weise wiederholt.
Der Einfachheit halber ist im vorliegenden Fall der Abstand a als Abstand zwischen der Oberseite der Matrize 6 und der Mitte des Tastelementkopfs 11 eingezeichnet. In der Praxis stellt es sich jedoch meist anders dar, da sowohl der Randbereich des Tastkopfs 11 wie auch die Biegekante der Matrize 6 nicht scharfkantig ausgebildet, sondern mit einem Radius versehen sind. In der Realität entspricht also der Abstand a dem vertikalen Abstand zwischen den jeweiligen Tangentenpunkten (Tangentenpunkt zwischen Blech 16 und Matrize 6 sowie Tangentenpunkt zwischen Blech 16 und Tastkopf 11), welche rechnerisch berechnet werden können.
Eine alternative Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann beispielsweise darin bestehen, dass zwei Tastelemente verwendet werden, deren Tastköpfe unterschiedliche Längsausdehnung aufweisen. Damit hat man eine 2 Messgrösse, nämlich den relativen Abstand der 2 Tastelemente, sodass rechnerisch ebenfalls der Winkel bestimmt werden kann. Somit kann man mit 2 Ergebnissen einen Mittelwert erreichen, welcher weniger anfällig auf Messfehler ist, resp. ein Messfehler halbiert wird.
The invention relates to a method for determining the bending angle of sheets according to the preamble of claim 1.
It is known that angular errors occur due to material influences when bending sheet metal. A wide variety of methods and devices for measuring the effective bending angle are therefore known.
The bending angle is most often measured by means of mechanical probes which are brought up to the curved sheet from below or from above. Measuring from below is complex to set up and very sensitive to dirt. Measuring from above is a viable option.
So far, there are two approaches to measuring from above: In one case, a measuring device is used that has two 2 probe elements, the probe heads of which have a different longitudinal extension or a different diameter. These probe elements are inserted into the bent sheet until they rest on both legs of the sheet. The bending angle can now be calculated based on the distance between the two probe elements. Such a device is known for example from DE 2 732 979. In the other case, only one probe element is used. Its probe is also inserted into the bent plate until it rests on both legs of the plate. The distance between the probe and the apex of the angle is then measured and the size of the bending angle is calculated from this.
The latter method has the disadvantage that the vertex cannot be measured exactly, so that ultimately it is not possible to calculate the bending angle with sufficient accuracy.
It is also known that the unloading process can be checked by checking the angle measuring unit for changes during unloading and as soon as the change is zero, the unloading process is ended. In this way, a complete relief is achieved and the sheet cannot move.
It is therefore the object of the invention to propose a method for determining the bending angle of metal sheets according to the preamble of claim 1, which is simple to implement and enables high accuracy of the bending angle.
This object is achieved by the method steps specified in the characterizing part of claim 1.
The claimed method is essentially based on the fact that, in addition to known values - in particular tool data - both the position of the probe head inserted between the sheet metal legs and the position of the stamp relative to a machine reference are recorded and used to determine the bending angle. The position of the stamp is preferably detected via the path measuring system generally present on bending devices of the generic type. This allows the bending angle to be calculated very precisely in a simple manner.
Preferred embodiments of the method are described in dependent claims 2 to 8.
An exemplary embodiment of the method according to the invention is explained in more detail below on the basis of a schematic illustration of a bending device.
The bending device, designated overall by 1, has an upper part 2, a lower part 3 designed as a table, a punch 5 and a die 6 provided with a height-adjustable base 7. The die 6 is supported on the table 3 and the punch 5 on the upper part 2. A measuring bracket 9 is also attached to the table 3 and will be discussed in more detail below. A probe element 11 is arranged on the stamp 5, the probe head 11 of which can be moved in the vertical direction relative to the stamp 5. The probe 11 to be bent between the legs 16a, 16b of the sheet 16 to be bent has a known longitudinal dimension L. In the present case, longitudinal extension L is to be understood as the length of the probe 11 extending between the two legs 16a, 16b of the sheet 16.
In the case of a rod-shaped probe head 11, this is the rod length, while in the case of a circular probe head the longitudinal extent is equal to the diameter. This probe element 10 is connected to a displacement sensor 13, by means of which the relative position of the probe head 11 relative to the stamp 5 can be measured. A further displacement measuring device 14 can be used to measure displacements of the stamp 5. So that deflections of the bending device 1 do not occur as a measurement error during the bending process, the bracket 9 supported on the table 3 is provided, by means of which the displacement measuring device 14 of the stamp 5 is held in a position defined in relation to the table 3. The evaluation and control unit of the bending device 1 is provided with the reference number 15.
The actual bending process is as follows: First, the sheet 16 is bent so far that the angle alpha enclosed by the two legs 16a, 16b is even greater than the desired final bending angle. After the stamp 5 has reached the lowest position calculated, the sensing element 10 is activated. Then the relief process is initiated by moving the punch 5 upwards. During this relief process, the signal emitted by the displacement sensor 13 of the sensing element 5 is checked for changes. As soon as the signal has no more changes, the relief process is stopped since the sheet 16 is now fully rebounded. By stopping the punch 5 immediately after there is no longer any change in the signal from the displacement sensor 13, the sheet 16 remains held in the die 6 by the punch 5.
Since the probe 11 of the probe element 10 is relative to the stamp 5 and the stamp 5 is relative to the measuring bracket 9 attached to the table 3, the relative distance a between the die 6 and the probe element 11 can be concluded. All that is required is to evaluate the signals from the displacement sensor 13 and the displacement measuring device 14 and the distance a can be determined in the controller 15. With this distance a and the technical data such as die width and probe element width or radius and sheet thickness, the evaluation and control unit 15 can calculate the effective bending angle alpha. Then the bending process is continued and the measurement of the bending angle alpha is repeated, if necessary, in the manner described above.
For the sake of simplicity, the distance a is shown in the present case as the distance between the top of the die 6 and the center of the probe element head 11. In practice, however, it is usually different, since both the edge region of the probe 11 and the bending edge of the die 6 are not formed with sharp edges, but are provided with a radius. In reality, the distance a corresponds to the vertical distance between the respective tangent points (tangent point between sheet 16 and die 6 and tangent point between sheet 16 and probe 11), which can be calculated by calculation.
An alternative embodiment for carrying out the method according to the invention can consist, for example, in that two probe elements are used, the probe heads of which have different longitudinal dimensions. This gives you a 2 measurement variable, namely the relative distance between the 2 probe elements, so that the angle can also be calculated. Thus, with 2 results you can achieve an average value that is less susceptible to measurement errors, respectively. a measurement error is halved.