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DE102016105871A1 - Sheet bending process for achieving a high angular accuracy - Google Patents

Sheet bending process for achieving a high angular accuracy Download PDF

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DE102016105871A1
DE102016105871A1 DE102016105871.8A DE102016105871A DE102016105871A1 DE 102016105871 A1 DE102016105871 A1 DE 102016105871A1 DE 102016105871 A DE102016105871 A DE 102016105871A DE 102016105871 A1 DE102016105871 A1 DE 102016105871A1
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DE
Germany
Prior art keywords
bending
sheet
value
material parameter
relationship
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102016105871.8A
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German (de)
Inventor
Zhen Zhao
Xincun ZHUANG
Xingfeng ZHAO
Hideaki Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Hitachi Ltd
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University, Hitachi Ltd filed Critical Shanghai Jiaotong University
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Abstract

Ein Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs weist Schritte auf zum: Erstellen einer relationalen Datenbank über eine Beziehung zwischen Materialparametern, Umformwinkeln, Rückfederungswerten und Presswerten eines Oberwerkzeugs; Stanzen und Reverse Engineering eines Materialparameters eines zu bearbeitenden Blechs; Vergleichen der Materialparameter in der relationalen Datenbank mit dem durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs; und Durchführen eines Biegevorgangs.A method of controlling the bending of a sheet includes steps of: creating a relational database of a relationship between material parameters, forming angles, springback values and press values of an upper tool; Punching and reverse engineering a material parameter of a sheet to be processed; Comparing the material parameters in the relational database with the reverse engineering material parameters of the sheet to be processed; and performing a bending operation.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Blechbearbeitungstechnologie und insbesondere auf ein Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit beim Biegen eines Bleches.The present invention relates to a sheet metal working technology, and more particularly, to a method for improving the accuracy in bending a sheet.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art

Das Biegen stellt ein wichtiges Verfahren bei der Bearbeitung von Blechen in der industriellen Herstellung dar. Bei einem Verfahren zur Herstellung von Blechelementen nimmt der Winkel des gebogenen Bleches aufgrund der Rückfederung des metallischen Materials zu. Zudem verhalten sich Rohmaterialien, die unterschiedliche Spezifikationen aufweisen und die von verschiedenen Herstellern stammen, stark unterschiedlich, was zu unterschiedlichen Rücksprungwerten der Materialien nach dem Biegen führt. Hierdurch schwankt die Genauigkeit beim Umformen struktureller Elemente. Aus diesem Grund ist es wichtig, beim Umformvorgang die Umformgenauigkeit durch ein effektives Verhindern des Rückfederns zu erhöhen.Bending is an important process in the processing of sheet metal in industrial production. In a method of manufacturing sheet metal elements, the angle of the bent sheet increases due to the springback of the metallic material. In addition, raw materials that have different specifications and come from different manufacturers behave very differently, resulting in different return values of the materials after bending. As a result, the accuracy varies when forming structural elements. For this reason, it is important to increase the forming accuracy in the forming process by effectively preventing the springback.

Vor diesem Hintergrund offenbart CN 203140585 U ein Verfahren zum Erhöhen der Genauigkeit beim Umformen von Stanzteilen, indem für die Teile ein neues V-förmiges Biegewerkzeug konstruiert wird, um die Rückfederung zu reduzieren. Ein solches Verfahren unterliegt jedoch großen Beschränkungen. Das auf diese Weise konstruierte Biegewerkzeug kann für einen Biegevorgang verwendet werden, der lediglich einen Umformwinkel erfordert, und die unter Verwendung des Biegewerkzeugs umgeformten Produkte haben lediglich eine Größe. Wenn der Umformwinkel der Produkte geändert wird oder wenn die Produkte größer sind, kann nicht mehr das gleiche Werkzeug verwendet werden. Daher muss für die entsprechenden Winkel- und Größenanforderungen erneut ein Werkzeugsatz hergestellt werden. Dies führt zu einem sehr langen Produktionszyklus und sehr hohen Kosten.Against this background revealed CN 203140585 U a method of increasing the accuracy of forming stamped parts by designing a new V-shaped bending tool for the parts to reduce springback. However, such a method is subject to great restrictions. The bending tool constructed in this way can be used for a bending operation requiring only a forming angle, and the products formed using the bending tool have only one size. If the forming angle of the products is changed or the products are larger, the same tool can no longer be used. Therefore, a tool kit must be re-made for the appropriate angle and size requirements. This leads to a very long production cycle and very high costs.

CN 201020102617 offenbart ein 90°-V-förmiges, selbsttragendes Werkzeug, das sich zum Einstellen des Biegerückfederungswertes und zum Kompensieren eines Rückfederungswinkels eignet. Das Werkzeug umfasst einen Stempel und ein Unterwerkzeug. Der Stempel umfasst eine Oberwerkzeugbasis. An den beiden Enden der Oberwerkzeugbasis sind seitliche Winkeleinstellplatten angebracht, die sich zum Einstellen eines Stanzwinkels eines unteren Endes des Stempels eignen. Die seitlichen Winkeleinstellplatten sind in einem Biegeradiusabschnitt mit einem Schaft verbunden. Das Unterwerkzeug umfasst eine Unterwerkzeugbasis. Mit einem oberen Ende der Unterwerkzeugbasis sind eine linke und eine rechte selbstragende Platte über ein Gelenk verbunden. CN 201020102617 discloses a 90 ° V-shaped, self-supporting tool that is suitable for adjusting the bending springback value and compensating for a springback angle. The tool includes a punch and a lower tool. The stamp includes an upper tool base. At the two ends of the upper tool base lateral Winkeleinstellplatten are mounted, which are suitable for setting a punch angle of a lower end of the punch. The lateral Winkeleinstellplatten are connected in a bending radius section with a shaft. The lower tool comprises a lower tool base. To an upper end of the lower tool base, left and right self-supporting plates are connected via a hinge.

Bei dem in CN 201020102617 offenbarten Patent wird die Kompensation durch Einstellen des Umformwinkels erreicht. Die Kompensation erfordert auch: Durchführen von Biegeversuchen bei gleichzeitiger Wiederholung eines Winkeleinstellvorgangs; Testen des Umformwinkels; damit Prognostizieren des Rückfederungswertes; und gegebenenfalls Anpassung des Werkzeugwinkels. Dieses Verfahren erfordert viele manuelle Vorgänge und kann nicht mit einer automatischen Steuerung implementiert werden. Außerdem sind die bei einem solchen Verfahren verwendeten Werkzeuge kompliziert, wobei die Werkzeuge nach längerem Gebrauch verformt sind. Zudem müssen für größere Biegematerialien größere Werkzeuge konstruiert werden. Die Festigkeit der so konstruierten größeren Werkzeuge kann jedoch nicht gewährleistet werden und die Werkzeuge können sich während des Umformvorgangs verziehen oder deformiert werden, wodurch die Umformqualität beeinträchtigt wird.At the in CN 201020102617 Patent disclosed compensation is achieved by adjusting the forming angle. The compensation also requires: performing bending tests while repeating an angle adjustment operation; Testing the forming angle; thereby predicting the springback value; and optionally adjustment of the tool angle. This procedure requires many manual operations and can not be implemented with automatic control. In addition, the tools used in such a process are complicated, with the tools being deformed after extended use. In addition, larger tools must be constructed for larger bending materials. However, the strength of the larger tools thus constructed can not be guaranteed and the tools may warp or deform during the forming operation, thereby affecting the forming quality.

Unter Berücksichtigung dessen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine relationale Datenbank über eine Beziehung zwischen Rückfederungswerten, Umformwinkeln, Materialverhalten und Blechdicken der Bleche durch Simulation von Biegeprozessen unter Verwendung eines CAE(Computer-Aided Engineering)-Simulationsverfahrens auf Basis eines Prinzips zu schaffen, gemäß dem sich der Biegerückfederungswert bei den Materialien abhängig von den Eigenschaften der Materialien unterscheidet, ohne die Rückfederungswerte direkt zu steuern. Somit kann für jedes Material der Rückfederungswert in Erfahrung gebracht werden, bevor das Material tatsächlich gebogen wird. Außerdem können die Genauigkeitsanforderungen für jedes Material erfüllt werden durch: Kompensieren der Rückfederung im Voraus und Umformen eines Biegeelements in einem Vorgang. Der Umformwinkel kann automatisch gesteuert werden. Es ist nicht mehr erforderlich, einen Schleifer durch manuelles Messen des Umformwinkels einzustellen. Das Niveau der Automatisierung und die Umformgenauigkeit sind beide hoch. Das Verfahren kann Umformanforderungen für unterschiedliches Materialverhalten, unterschiedliche Blechdicken und unterschiedliche Umformwinkel erfüllen und Produkte entsprechend der Genauigkeitsanforderungen bearbeiten.In view of this, the object of the present invention is to provide a relational database on a relationship between springback values, forming angles, material behavior, and plate thicknesses of sheets by simulation of bending processes using a CAE (computer-aided engineering) simulation method based on a principle, according to which the bending springback value of the materials differs depending on the properties of the materials without directly controlling the springback values. Thus, for each material, the springback value can be learned before the material is actually bent. In addition, the accuracy requirements for each material can be met by: compensating for springback in advance and forming a bending element in one operation. The forming angle can be controlled automatically. It is no longer necessary to adjust a grinder by manually measuring the forming angle. The level of automation and the forming accuracy are both high. The process can meet forming requirements for different material behavior, different sheet thicknesses and different forming angles and process products according to the accuracy requirements.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der oben angegebenen Probleme geschaffen, wobei deren Aufgabe in der Angabe eines Verfahrens zur Steuerung des Biegens eines Blechs besteht, das gleichzeitig eine genaue Steuerung eines Blechbiegewinkels ermöglicht.The present invention has been accomplished in order to solve the above problems, the object of which is to specify a method of controlling the bending of a sheet which at the same time allows precise control of a sheet metal bending angle.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs an, das Schritte aufweist zum:

  • (1) Erstellen einer relationalen Datenbank über eine Beziehung zwischen Materialparametern, Umformwinkeln, Rückfederungswerten und Presswerten eines Oberwerkzeugs, wobei das Erstellen umfasst: Erstellen eines Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung auf Basis eines Strukturparameters eines für einen Biegevorgang verwendeten Werkzeugs, Erhalten eines zu einem Umformwinkel gehörenden, simulierten Rückfederungswerts durch Eingeben eines Materialparameters eines der Simulation zugrunde zu legenden Blechs in das Finite-Elemente-Simulationsmodell für die Umformung und somit Simulieren des Biegevorgangs des der Simulation zugrunde zu legenden Blechs und Verwenden des simulierten Rückfederungswertes als der relationalen Datenbank hinzuzufügender Rückfederungswert, und nach einer Bestimmung von Materialparametern verschiedener Bleche Simulieren des Biegevorgangs für jedes der verschiedenen Bleche auf Basis des erhaltenen Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung und Erstellen einer relationalen Datenbank über eine Beziehung zwischen einem Materialparameter, einem Umformwinkel, einem Rückfederungswert und einem Presswert des Oberwerkzeugs für jedes der verschiedenen Bleche;
  • (2) Stanzen und Reverse Engineering eines Materialparameters eines zu bearbeitenden Blechs, wobei das Stanzen und Reverse Engineering umfasst: Stanzen des zu bearbeitenden Blechs, wodurch ein Stanzteil erhalten wird, und Erhalten einer experimentellen Kraft-Weg-Kurve des zu bearbeitenden Blechs während eines Stanzexperiments durch Messung, Erstellen eines Finite-Elemente-Simulationsmodells unter Verwendung eines Verfahrens zum Reverse Engineering eines tatsächlichen physikalischen Parameters des Bleches, Simulieren des Stanzens und wiederholtes Reverse Engineering des Materialparameters des zu bearbeitenden Blechs;
  • (3) Vergleichen der Materialparameter in der relationalen Datenbank mit dem durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs, Ausführen eines Biegevorgangs, wenn in der relationalen Datenbank ein Referenzmaterialparameter existiert, bei dem eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, und wenn in der relationalen Datenbank kein Referenzmaterialparameter existiert, bei dem eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, Simulieren des Biegevorgangs wie beim Erstellen der relationalen Datenbank unter Verwendung des durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparametes des zu bearbeitenden Blechs, Hinzufügen einer durch Simulation erhaltenen Beziehung zwischen dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs, einem Umformwinkel, einem Rückfederungswert und einem Presswert des Oberwerkzeugs zur relationalen Datenbank, Festlegen des durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparameters des zu bearbeitenden Blechs als Referenzmaterialparameter des zu bearbeitenden Blechs in der relationalen Datenbank und anschließendes Durchführen des Biegevorgangs; und
  • (4) Durchführen des Biegevorgangs, wobei das Durchführen umfasst: Eingeben eines Biegewinkels, und Berechnen eines erforderlichen Presswertes für das Oberwerkzeug auf Basis einer Formel, die eine Beziehung zwischen dem dem Referenzmaterialparameter entsprechenden Umformwinkel und dem Presswert des Oberwerkzeugs des Werkzeugs einer Biegemaschine für die Durchführung des Biegevorgangs wiedergibt, Senden des erforderlichen Oberwerkzeugpresswerts an die Biegemaschine und Steuern der Biegemaschine so, dass die Biegemaschine das Stanzteil biegt.
The present invention provides a method for controlling the bending of a sheet, comprising the steps of:
  • (1) Creating a relational database of a relationship between material parameters, forming angles, springback values, and upper tool press values, the making comprising: creating a finite element simulation model for forming based on a structural parameter of a tool used for a bending operation, obtaining one simulated springback value associated with a forming angle by inputting a material parameter of a sheet to be simulated into the finite element simulation model for forming and thus simulating the bending operation of the sheet to be simulated and using the simulated springback value as the springback value to be added to the relational database and, after determining material parameters of different sheets, simulating the bending operation for each of the different sheets based on the obtained finite element simulation model for forming and creating a relational database of a relationship between a material parameter, a strain angle, a springback value and a press value of the upper tool for each of the different sheets;
  • (2) Punching and reverse engineering a material parameter of a sheet to be processed, punching and reverse engineering comprising: stamping the sheet to be worked, thereby obtaining a stamped part, and obtaining an experimental force-displacement curve of the sheet to be worked during a punching experiment by measuring, creating a finite element simulation model using a method of reverse engineering an actual physical parameter of the sheet, simulating the punching and repeated reverse engineering of the material parameter of the sheet being machined;
  • (3) Comparing the material parameters in the relational database with the material parameter of the sheet to be processed by reverse engineering, performing a bending operation when a reference material parameter exists in the relational database where a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet to be processed becomes smaller is a second threshold, and if there is no reference material parameter in the relational database where a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet being machined is less than a second threshold, simulating the bending operation as in creating the relational database using Reverse Engineering obtained material parameters of the sheet to be machined, adding a obtained by simulation relationship between the material parameter of the sheet to be machined, a forming angle, a springback value and a press value of the upper tool relative to the relational database, setting the material parameter of the sheet to be processed by reverse engineering as the reference material parameter of the sheet to be processed in the relational database, and then performing the bending operation; and
  • (4) performing the bending operation, wherein the performing comprises: inputting a bending angle, and calculating a required upper tool pressing value based on a formula indicating a relationship between the deformation angle corresponding to the reference material parameter and the upper tool pressing value of the tool of a bending machine for execution of the bending operation, sending the required upper tool pressing value to the bending machine and controlling the bending machine so that the bending machine bends the stamped part.

Durch Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens wird gemäß der vorliegenden Erfindung die relationale Datenbank über eine Beziehung zwischen Rückfederungswerten, Umformwinkeln, Materialverhalten und Blechdicken erhalten, indem Biegevorgänge unter Verwendung eines CAE-Simulationsverfahrens auf Basis eines Prinzips simuliert werden, gemäß dem Materialien beim Biegen in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften unterschiedliche Rückfederungswerte zeigen, ohne dass die Rückfederungswerte direkt kontrolliert werden. Somit kann der Rückfederungswert für jedes Material in Erfahrung gebracht werden, bevor das Material tatsächlich gebogen wird. Außerdem können die Genauigkeitsanforderungen für jedes Material erfüllt werden durch: Kompensieren der Rückfederung im Voraus und Umformen eines Biegeelements in einem Vorgang. Der Umformwinkel kann automatisch gesteuert werden. Es ist nicht mehr erforderlich, einen Schleifer durch manuelles Messen des Umformwinkels einzustellen. Das Niveau der Automatisierung und die Umformgenauigkeit sind beide hoch. Das Verfahren kann Umformanforderungen für unterschiedliches Materialverhalten, unterschiedliche Blechdicken und unterschiedliche Umformwinkel erfüllen und Produkte entsprechend den Genauigkeitsanforderungen bearbeiten.By applying the method described above, according to the present invention, the relational database is obtained about a relationship between springback values, forming angles, material behavior, and sheet thicknesses by simulating bending operations using a CAE simulation method based on a principle according to which materials bend as a function of show different springback values for the material properties without the springback values being directly controlled. Thus, the rebound value for each material can be learned before the material is actually bent. In addition, the accuracy requirements for each material can be met by: compensating for springback in advance and forming a bending element in one operation. The forming angle can be controlled automatically. It is no longer necessary to adjust a grinder by manually measuring the forming angle. The level of automation and the forming accuracy are both high. The method can be forming requirements for different material behavior, different sheet thicknesses and different Fill forming angle and process products according to the accuracy requirements.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs an, bei dem der Strukturparameter des für den Biegevorgang verwendeten Werkzeugs einen Formradius des Oberwerkzeugs und eine Öffnung eines Unterwerkzeugs des Werkzeugs umfasst.The present invention provides a method of controlling the bending of a sheet, wherein the structural parameter of the tool used for the bending operation comprises a forming radius of the upper tool and an opening of a lower tool of the tool.

Die vorliegende Erfindung kann das Finite-Elemente-Simulationsmodell für die Umformung unter Verwendung der Strukturparameter des Werkzeugs erstellen, die den Formradius des Oberwerkzeugs und eine Öffnung des Unterwerkzeugs umfassen. Durch die Verwendung dieser geringen Anzahl von Parametern kann gemäß der Erfindung das Finite-Elemente-Simulationsmodell zum präzisen Simulieren tatsächlicher Umformbedingungen verwendet werden. Demnach ist die vorliegende Erfindung beim Erstellen des Finite-Elemente-Simulationsmodells effektiver.The present invention may provide the finite element simulation model for the forming using the structural parameters of the tool, which include the forming radius of the upper tool and an opening of the lower tool. By using this small number of parameters, according to the invention, the finite element simulation model can be used to precisely simulate actual forming conditions. Thus, the present invention is more effective in creating the finite element simulation model.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs an, bei dem zum Erstellen des Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung ein tatsächlicher Rückfederungswert des der Simulation zugrunde zu legenden Blechs erhalten wird, indem ein Biegeversuch durchgeführt wird und der Unterschied zwischen dem tatsächlichen Rückfederungswert und dem simulierten Rückfederungswert berechnet werden kann, und
wenn der Unterschied größer als ein erster Schwellwert ist, kann die Simulation wiederholt durchgeführt werden, indem eine Gittergröße des Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung solange verfeinert wird, bis der Unterschied kleiner als der erste Schwellwert ist.The present invention provides a method of controlling the bending of a sheet, in which an actual springback value of the sheet to be simulated is obtained by constructing the finite element simulation model for the forming by performing a bending test and the difference between actual springback value and the simulated springback value, and
if the difference is greater than a first threshold, the simulation may be performed repeatedly by refining a mesh size of the finite element simulation model for transformation until the difference is less than the first threshold.

Durch Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Biegevorgang unter Verwendung des CAE-Simulationsverfahrens mit 98-prozentiger Genauigkeit durchgeführt werden, sodass der vorhergesagte Wert in etwa gleich dem tatsächlichen Wert ist. Hierbei wird durch die vorliegende Erfindung sichergestellt, dass die Genauigkeitsanforderungen erfüllt werden, wenn das Biegeteil in einem Vorgang umgeformt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Umformwinkel automatisch kontrolliert werden. Durch die vorliegende Erfindung ist es nicht mehr erforderlich, den Schleifer manuell durch Messen des Umformwinkels einzustellen. Die vorliegende Erfindung verbessert den Automatisierungsgrad und die Umformgenauigkeit.By applying the method described above, according to the present invention, the bending operation can be performed using the CAE simulation method with 98% accuracy so that the predicted value is approximately equal to the actual value. In this case, it is ensured by the present invention that the accuracy requirements are met when the bent part is formed in one operation. According to the present invention, the forming angle can be controlled automatically. By the present invention, it is no longer necessary to manually adjust the grinder by measuring the forming angle. The present invention improves the degree of automation and the forming accuracy.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs an, bei dem jeder Materialparameter, der zum Erstellen der relationalen Datenbank über eine Beziehung zwischen Materialparametern, Biegewinkeln, Rückfederungswerten und Presswerten eines Oberwerkzeugs verwendet wird, einen Verhaltensparameter und eine Fließspannungskurve eines Materials umfasst, die im Zugversuch zum Erfassen des Materials gemessen wird.The present invention provides a method of controlling sheet metal bending, wherein each material parameter used to create the relational database through a relationship between material parameters, bending angles, springback values, and upper tool press values includes a performance parameter and a yield stress curve of a material, which is measured in the tensile test for detecting the material.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Finite-Elemente-Simulation über den Umformprozess unter Verwendung der Fließspannungskurve als Materialparameter durchgeführt wird, kann durch die vorliegende Erfindung eine höher Simulationsgenauigkeit und Effizienz erreicht werden.According to the present invention, since the finite element simulation is performed on the forming process using the yield stress curve as the material parameter, the present invention can achieve higher simulation accuracy and efficiency.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Steuern des Wiegens eines Blechs an, bei dem der erste Schwellwert 2% betragen kann.The present invention provides a method of controlling the weighing of a sheet, wherein the first threshold may be 2%.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs an, bei dem der Biegevorgang simuliert und eine Beziehung zwischen einem anderen Biegewinkel θ und einem Presswert ΔH aufgezeichnet werden kann, anschließend ein zu dem anderen Biegewinkel θ' gehörender Rückfederungswert Δθ unter Verwendung des Finite-Elemente-Simulationsmodells prognostiziert und eine Beziehung zwischen dem anderen Biegewinkel θ' und dem Rückfederungswert Δθ erhalten werden kann und auf Basis von θ = θ' + Δθ, das eine Beziehung zwischen einem Umformwinkel θ, dem Biegewinkel θ' und dem Rückfederungswert Δθ wiedergibt, eine Beziehung zwischen dem Umformwinkel θ und dem Presswert ΔH erhalten werden kann.The present invention provides a method of controlling the bending of a sheet in which the bending operation can be simulated and a relationship between another bending angle θ and a pressing value ΔH can be recorded, then a springback value Δθ belonging to the other bending angle θ 'using the finite Predicts a relationship between the other bending angle θ 'and the springback value Δθ, and based on θ = θ' + Δθ representing a relationship between a deformation angle θ, the bending angle θ 'and the springback amount Δθ, a relationship between the deformation angle θ and the pressing value ΔH can be obtained.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs an, bei dem der zweite Schwellwert 1% betragen kann.The present invention provides a method of controlling the bending of a sheet, where the second threshold may be 1%.

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs an, bei dem, wenn in der relationalen Datenbank kein Referenzmaterialparameter existiert, bei dem eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, der Biegevorgang simuliert werden kann, indem der durch Reverse Engineering erhaltene Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs in das Finite-Elemente-Simulationsmodell eingegeben wird, wodurch eine Beziehung zwischen einem Biegewinkel θ des zu bearbeitenden Blechs und einem Presswert ΔH erhalten werden kann, und die Beziehung zwischen dem Biegewinkel θ des zu bearbeitenden Blechs und dem Presswert ΔH an die relationale Datenbank gesendet werden kann.The present invention provides a method of controlling the bending of a sheet in which, if there is no reference material parameter in the relational database in which a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet to be machined is less than a second threshold, simulating the bending operation can be entered by inputting the material parameter of the sheet to be processed by reverse engineering into the finite element simulation model, whereby a relationship between a bending angle θ of the sheet to be machined and a pressing value ΔH can be obtained, and the relationship between the bending angle θ of the sheet to be processed and the press value .DELTA.H can be sent to the relational database.

Die Durchführung von Schritt (1) vor dem Biegevorgang macht es möglich, den Biegevorgang für beliebige Materialien, die von unterschiedlichen Herstellern gefertigt wurden, Materialien unterschiedlicher Spezifikationen, Materialien aus verschiedenen Chargen und Materialien mit unterschiedlichen Dicken zu simulieren, indem das Material getestet wird. Wenn der Bereich von Typen, Spezifikationen und Chargen von Materialien, die in der Datenbank gespeichert sind, vollständig ist, kann die Beziehung zwischen den Umformwinkeln und Presswerten eines entsprechenden Materials vor dem Biegevorgang direkt aus der Datenbank bezogen werden, wodurch eine präzise Steuerung mit hoher Geschwindigkeit erzielt werden kann. Wenn die Datenbank nicht umfassend ist, kann ein Material, das dem zu bearbeitenden Material ähnelt, wahrscheinlich nicht in der Datenbank gefunden werden. In diesem Fall muss vor dem ersten Biegevorgang zusätzlich Zeit zum Simulieren des Biegevorgangs des zu bearbeitenden Blechs aufgewandt werden, um die Beziehung zwischen den Umformwinkeln und Presswerten zu erhalten.Performing step (1) before the bending operation makes it possible to perform the bending process for any materials manufactured by different manufacturers different specifications to simulate materials from different batches and materials with different thicknesses by testing the material. When the range of types, specifications, and batches of materials stored in the database is complete, the relationship between the forming angles and press values of a corresponding material prior to the bending operation can be obtained directly from the database, thus providing precise, high-speed control can be achieved. If the database is not comprehensive, a material that is similar to the material being edited may not be found in the database. In this case, additional time must be expended before the first bending operation for simulating the bending operation of the sheet to be machined, in order to obtain the relationship between the forming angles and pressing values.

In Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detaillierter beschrieben, wobei ein besonders bevorzugtes Beispiel angeführt wird, um die oben angegebenen Inhalte der vorliegenden Erfindung leichter verständlich zu machen.In the following, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, a particularly preferred example being given to make the above-mentioned contents of the present invention more readily understandable.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt in einem Flussdiagramm, wie eine erfindungsgemäße Datenbank erstellt wird; 1 shows in a flow chart how a database according to the invention is created;

2 zeigt in einem Flussdiagramm, wie ein Stanzvorgang und Biegevorgang gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden; 2 shows in a flow chart how a punching operation and bending operation are performed according to the present invention;

3 zeigt Fließspannungskurven von im Allgemeinen verwendeten kaltgewalzten Stahlblechen; 3 shows yield stress curves of generally used cold-rolled steel sheets;

4 zeigt ein Finite-Elemente-Simulationsmodell für die Umformung; 4 shows a finite element simulation model for the forming;

5 zeigt in einer schematischen Darstellung, wie das Umformen simuliert wird; 5 shows in a schematic representation how the deformation is simulated;

6 zeigt Vergleiche von simulierten Rückfederungswerten mit experimentellen Rückfederungswerten; 6 shows comparisons of simulated springback values with experimental springback values;

7A bis 7D zeigen in einer schematischen Darstellung jeweils eine Beziehung zwischen einem Presswert eines Oberwerkzeugs und einem Biegewinkel während eines Biegevorgangs; 7A to 7D each show in a schematic representation a relationship between a press value of an upper tool and a bending angle during a bending operation;

8 zeigt eine Beziehung zwischen Biegewinkeln (etwa 86 bis 96 Grad) und Presswerten des Oberwerkzeugs, die durch Simulation eines Biegevorgangs erhalten wird; 8th shows a relationship between bending angles (about 86 to 96 degrees) and pressing values of the upper die obtained by simulating a bending operation;

9 zeigt eine Beziehung zwischen Biegewinkeln (etwa 86 bis 96 Grad) und Rückfederungswerten, die durch Simulation des Biegevorgangs erhalten wird; 9 shows a relationship between bending angles (about 86 to 96 degrees) and springback values obtained by simulation of the bending operation;

10 zeigt eine Beziehung zwischen Biegewinkeln (etwa 86 bis 98 Grad) und Presswerten des Oberwerkzeugs für jedes der Materialien A, B; 10 Fig. 14 shows a relationship between bending angles (about 86 to 98 degrees) and pressing values of the upper die for each of the materials A, B;

11 zeigt eine Beziehung zwischen Biegewinkeln (etwa 86 bis 98 Grad) und Presswerten des Oberwerkzeugs für ein Material X; und 11 shows a relationship between bending angles (about 86 to 98 degrees) and pressing values of the upper tool for a material X; and

12 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Biegewerkzeug. 12 shows a schematic representation of a bending tool.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Im Folgenden werden Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(Erstellen einer Datenbank)(Creating a database)

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs an, das Schritte aufweist zum:

  • (1) Erstellen einer relationalen Datenbank über eine Beziehung zwischen Materialparametern, Umformwinkeln, Rückfederungswerten und Presswerten eines Oberwerkzeugs, wobei das Erstellen umfasst: Erstellen eines Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung auf Basis eines Strukturparameters eines für einen Biegevorgang verwendeten Werkzeugs, Erhalten eines zu einem Umformwinkel gehörenden, simulierten Rückfederungswerts durch Eingeben eines Materialparameters eines der Simulation zugrunde zu legenden Blechs in das Finite-Elemente-Simulationsmodell für die Umformung und somit Simulieren des Biegevorgangs des der Simulation zugrunde zu legenden Blechs und Verwenden des simulierten Rückfederungswertes als der relationalen Datenbank hinzuzufügender Rückfederungswert, und nach dem Messen von Materialparametern verschiedener Bleche Simulieren des Biegevorgangs für jedes der verschiedenen Bleche auf Basis des erhaltenen Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung und Erstellen einer relationalen Datenbank über eine Beziehung zwischen einem Materialparameter, einem Umformwinkel, einem Rückfederungswert und einem Presswert des Oberwerkzeugs für jedes der verschiedenen Bleche;
  • (2) Stanzen und Reverse Engineering eines Materialparameters eines zu bearbeitenden Blechs, wobei das Stanzen und Reverse Engineering umfasst: Stanzen des zu bearbeitenden Blechs, wodurch ein Stanzteil erhalten wird, und Erhalten einer experimentellen Kraft-Weg-Kurve des zu bearbeitenden Blechs während eines Stanzexperiments durch Messung, Erstellen eines Finite-Elemente-Simulationsmodells unter Verwendung eines Verfahrens zum Reverse Engineering eines tatsächlichen physikalischen Parameters des Blechs, Simulieren des Stanzens und wiederholtes Reverse Engineering des Materialparameters des zu bearbeitenden Blechs;
  • (3) Vergleichen der Materialparameter in der relationalen Datenbank mit dem durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs, Ausführen eines Biegevorgangs, wenn in der relationalen Datenbank ein Referenzmaterialparameter existiert, bei dem eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, und wenn in der relationalen Datenbank kein Referenzmaterialparameter existiert, bei dem eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, Simulieren des Biegevorgangs wie beim Erstellen der relationalen Datenbank unter Verwendung des durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparametes des zu bearbeitenden Blechs, Hinzufügen einer durch Simulation erhaltenen Beziehung zwischen dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs, einem Umformwinkel, einem Rückfederungswert und einem Presswert des Oberwerkzeugs zur relationalen Datenbank, Festlegen des durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparameters des zu bearbeitenden Blechs als Referenzmaterialparameter des zu bearbeitenden Blechs in der relationalen Datenbank und anschließendes Durchführen des Biegevorgangs; und
  • (4) Durchführen des Biegevorgangs, wobei das Durchführen umfasst: Eingeben eines Biegewinkels, und Berechnen eines erforderlichen Presswertes für das Oberwerkzeug auf Basis einer Formel, die eine Beziehung zwischen dem dem Referenzmaterialparameter entsprechenden Umformwinkel und dem Oberwerkzeugpresswert des Werkzeugs einer Biegemaschine für die Durchführung des Biegevorgangs wiedergibt, Senden des erforderlichen Oberwerkzeugpresswerts an die Biegemaschine und Steuern der Biegemaschine so, dass die Biegemaschine das Stanzteil biegt.
The present invention provides a method for controlling the bending of a sheet, comprising the steps of:
  • (1) Creating a relational database of a relationship between material parameters, forming angles, springback values, and upper tool press values, the making comprising: creating a finite element simulation model for forming based on a structural parameter of a tool used for a bending operation, obtaining one simulated springback value associated with a forming angle by inputting a material parameter of a sheet to be simulated into the finite element simulation model for forming and thus simulating the bending operation of the sheet to be simulated and using the simulated springback value as the springback value to be added to the relational database and, after measuring material parameters of various sheets, simulating the bending operation for each of the various sheets based on the obtained finite element simulation model for forming and Creating a relational database of a relationship between a material parameter, a forming angle, a springback value and a press value of the upper tool for each of the different sheets;
  • (2) punching and reverse engineering a material parameter of a sheet to be processed, wherein the stamping and reverse engineering comprises: stamping the sheet to be machined, thereby obtaining a stamped part, and obtaining an experimental force-displacement curve of the sheet to be machined during a stamping experiment by measurement, creating a finite element simulation model using a method reverse engineering an actual physical parameter of the sheet, simulating punching, and repeatedly reverse engineering the material parameter of the sheet being machined;
  • (3) Comparing the material parameters in the relational database with the material parameter of the sheet to be processed by reverse engineering, performing a bending operation when a reference material parameter exists in the relational database where a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet to be processed becomes smaller is a second threshold, and if there is no reference material parameter in the relational database where a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet being machined is less than a second threshold, simulating the bending operation as in creating the relational database using Reverse Engineering obtained material parameters of the sheet to be machined, adding a obtained by simulation relationship between the material parameter of the sheet to be machined, a forming angle, a springback value and a press value of the upper tool relative to the relational database, setting the material parameter of the sheet to be processed by reverse engineering as the reference material parameter of the sheet to be processed in the relational database, and then performing the bending operation; and
  • (4) performing the bending operation, wherein the performing comprises: inputting a bending angle, and calculating a required upper tool pressing value based on a formula indicating a relationship between the deformation angle corresponding to the reference material parameter and the upper tool pressing value of the tool of a bending machine for performing the bending operation transmitting, sending the required upper tool press value to the bending machine and controlling the bending machine so that the bending machine bends the stamped part.

Der Strukturparameter des für den Biegevorgang verwendeten Werkzeugs umfasst einen Formradius des Oberwerkzeugs und eine Öffnung eines Unterwerkzeugs des Werkzeugs.The structural parameter of the tool used for the bending process comprises a molding radius of the upper tool and an opening of a lower tool of the tool.

Zum Erstellen des Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung wird ein tatsächlicher Rückfederungswert des der Simulation zugrunde zu legenden Blechs erhalten, indem ein Biegeversuch durchgeführt wird und der Unterschied zwischen dem tatsächlichen Rückfederungswert und dem simulierten Rückfederungswert berechnet wird, und, wenn der Unterschied größer als ein erster Schwellwert ist, die Simulation mehrfach durchgeführt wird, indem eine Gittergröße des Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung solange verfeinert wird, bis der Unterschied kleiner als der erste Schwellwert ist.To create the finite element simulation model for the forming, an actual springback value of the sheet to be simulated is obtained by performing a bending test and calculating the difference between the actual springback value and the simulated springback value, and if the difference is greater than is a first threshold, the simulation is performed multiple times by refining a mesh size of the finite element simulation model for transformation until the difference is less than the first threshold.

Jeder Materialparameter, der zum Erstellen der relationalen Datenbank über die Beziehung zwischen Materialparametern, Umformwinkeln, Rückfederungswerten und Presswerten eines Oberwerkzeugs verwendet wird, umfasst einen Verhaltensparameter und eine Fließspannungskurve eines Materials, die im Zugversuch zum Erfassen des Materials gemessen wird.Each material parameter used to construct the relational database on the relationship between material parameters, strain angles, springback values, and upper tool press values includes a behavioral parameter and a yield stress curve of a material being measured in the tensile test to capture the material.

Der Biegevorgang wird simuliert und eine Beziehung zwischen einem anderen Biegewinkel θ' und einem Presswert ΔH wird aufgezeichnet, anschließend wird ein zu dem anderen Biegewinkel θ' gehörender Rückfederungswert Δθ unter Verwendung des Finite-Elemente-Simulationsmodells prognostiziert und eine Beziehung zwischen dem anderen Biegewinkel θ' und dem Rückfederungswert Δθ erhalten und auf Basis von θ = θ' + Δθ, das eine Beziehung zwischen einem Umformwinkel θ, dem Biegewinkel θ' und dem Rückfederungswert Δθ wiedergibt, erhält man eine Beziehung zwischen dem Umformwinkel θ und dem Presswert ΔH.The bending operation is simulated and a relationship between another bending angle θ 'and a pressing value ΔH is recorded, then a springback value Δθ belonging to the other bending angle θ' is predicted using the finite element simulation model and a relationship between the other bending angle θ '. and the rebound value .DELTA..theta., and based on .theta. =. theta. '+ .DELTA..theta. representing a relationship between a strain angle .theta., the bending angle .theta.', and the rebound value .DELTA..theta., a relationship between the strain angle .theta. and the pressure value .DELTA.H is obtained.

Wenn in der relationalen Datenbank kein Referenzmaterialparameter existiert, für den eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, wird der Biegevorgang simuliert, indem der durch Reverse Engineering erhaltene Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs in das Finite-Elemente-Simulationsmodell eingegeben wird, wodurch eine Beziehung zwischen einem Biegewinkel θ des zu bearbeitenden Blechs und einem Presswert ΔH erhalten wird, und die Beziehung zwischen dem Umformwinkel θ des zu bearbeitenden Blechs und dem Presswert ΔH an die relationale Datenbank gesendet wird.If there is no reference material parameter in the relational database for which a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet to be machined is less than a second threshold value, the bending process is simulated by incorporating the reverse engineering material parameter of the sheet to be processed into the finite element. Element simulation model is input, whereby a relationship between a bending angle θ of the sheet to be machined and a pressing value .DELTA.H is obtained, and the relationship between the deformation angle .theta. Of the sheet to be machined and the pressing value .DELTA.H is sent to the relational database.

Nachstehend wird ein erfindungsgemäßes Beispiel beschrieben, wobei auf spezielle Zahlenwerte Bezug genommen wird. Die zu untersuchenden Gegenstände des Beispiels sind zwei kohlenstoffarme Stahlbleche, die jeweils eine Blechdicke von 1,2 mm aufweisen und die ähnlich sind, jedoch von verschiedenen Herstellern gefertigt werden. Die Stahlbleche werden mit den Bezugszeichen A, B angegeben. An den beiden Materialien A, B wird unter Verwendung einer Universalzugfestigkeitsprüfmaschine von Shimadzu bei Raumtemperatur ein Zugversuch durchgeführt. Dadurch erhält man für jedes Material A, B eine Zug-Dehnungs-Kurve. Zudem werden für jedes Material eine Fließspannungskurve und ein mechanischer Verhaltensparameter auf Basis einer theoretischen Formel berechnet und als Eingabeparameter zur Einschätzung der mechanischen Eigenschaften des Materials bei der Simulation des Biegevorgangs verwendet. 3 zeigt die für das jeweilige Material erhaltenen Fließspannungskurven. Es wird noch ausgeführt, dass sich die von den verschiedenen Herstellern gefertigten Materialien, wenn sie auch ähnlich sind, im Hinblick auf die Fließspannungskurve und im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften sehr stark voneinander unterscheiden. Es wird gezeigt, wie sehr sich die Materialien im Hinblick auf das Verhalten unterscheiden.An example according to the present invention will be described below, referring to specific numerical values. The objects of the example to be examined are two low-carbon steel sheets, each having a sheet thickness of 1.2 mm and being similar, but of manufactured by different manufacturers. The steel sheets are indicated by the reference symbols A, B. The two materials A, B are subjected to a tensile test at room temperature using a Shimadzu universal tensile tester. This gives for each material A, B a tensile-strain curve. In addition, a yield stress curve and a mechanical behavioral parameter are calculated for each material based on a theoretical formula and used as an input parameter for estimating the mechanical properties of the material in the simulation of the bending process. 3 shows the yield stress curves obtained for each material. It is also stated that the materials produced by the different manufacturers, although similar, are very different in terms of yield stress curve and mechanical properties. It shows how the materials differ in terms of behavior.

Man kann die Auffassung vertreten, dass der Biegeprozess im rechten Winkel in der aktuellen Industrieproduktion der zumeist verwendete Prozess ist. Aus diesem Grund wird das Beispiel bezogen auf einen rechtwinkligen Biegevorgang erläutert. Parameter wie der Formradius des Oberwerkzeugs und die Öffnung des Unterwerkzeugs des benötigten Biegewerkzeugs unterscheiden sich in Abhängigkeit von der Dicke eines zu biegenden Gegenstands. Wenn es sich bei dem zu biegenden Gegenstand um ein dünneres Blech handelt, wird für das Oberwerkzeug ein kleinerer Formradius und für das Unterwerkzeug eine kleinere Öffnung gewählt. Wenn ein dickeres Blech der zu biegende Gegenstand ist, wird für das Oberwerkzeug ein größerer Formradius und für das Unterwerkzeug eine größere Öffnung gewählt. Da es sich in dem Beispiel um einen Fall handelt, bei dem die Dicke des Blechs 1,2 mm beträgt, werden für das Werkzeug allgemein verwendete Parameter gewählt, die zum Biegen von Blechen mit einer Dicke von 1,2 mm geeignet sind. Wie in 12 dargestellt ist, beträgt der eingeschlossene Winkel des Oberwerkzeugs 86 Grad, der Formradius des Oberwerkzeugs ist 1,2 mm und die Öffnung des Unterwerkzeugs ist 8 mm. Wie in 4 dargestellt ist, wird ein vereinfachtes Finite-Elemente-Simulationsmodell für das Biegen unter Verwendung der Finite-Elemente-Simulationssoftware LS-DYNA auf Basis der Parameter des tatsächlichen Biegewerkzeugs erstellt, d. h. 86 Grad für den eingeschlossenen Winkel des Oberwerkzeugs, 1,2 mm für den Formradius des Oberwerkzeugs und 8 mm für die Öffnung des Unterwerkzeugs. In dem Finite-Elemente-Simulationsmodell ist das Werkzeug als starrer Körper definiert, d. h. als Körper, der keine Möglichkeit zur Verformung hat, und die in dem Zugversuch gemessene Fließspannungskurve wird als Eingangsgröße für das Finite-Elemente-Simulationsmodell verwendet. An dem Verfahren zum Biegen eines Blechs wird eine Finite-Elemente-Simulation durchgeführt, wobei ein um 90 Grad gebogenes Blech wie in 5 dargestellt simuliert wird. Anschließend wird ein Rückfederungswert prognostiziert, indem ein dem Biegewinkel entsprechender simulierter Rückfederungswert durch erneute Verwendung der Finite-Elemente-Methode simuliert wird. Das Beispiel bezieht sich auf den Fall eines rechtwinkligen Biegevorgangs, worin: die Dicke des zu biegenden Blechs 1,2 mm beträgt; der eingeschlossene Winkel des Oberwerkzeugs 86 Grad ist; der Formradius des Oberwerkzeugs 1,2 mm beträgt; und die Öffnung des Unterwerkzeugs 8 mm ist. Diese speziellen Zahlenwerte werden nur zum Zwecke der Erläuterung des Beispiels verwendet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese speziellen Zahlenwerte beschränkt, sondern es werden in Anhängigkeit von den tatsächlichen Erfordernissen beliebige Zahlenwerte verwendet.It can be argued that the right-angle bending process is the most commonly used process in current industrial production. For this reason, the example will be explained with respect to a right-angle bending operation. Parameters such as the forming radius of the upper tool and the opening of the lower tool of the required bending tool differ depending on the thickness of an object to be bent. If the object to be bent is a thinner sheet, a smaller radius of the mold is chosen for the upper tool and a smaller opening for the lower tool. If a thicker sheet is the object to be bent, a larger mold radius is selected for the upper tool and a larger opening for the lower tool. As the example is a case where the thickness of the sheet is 1.2 mm, generally used parameters for the tool which are suitable for bending sheets having a thickness of 1.2 mm are selected. As in 12 is shown, the included angle of the upper tool is 86 degrees, the forming radius of the upper tool is 1.2 mm and the opening of the lower tool is 8 mm. As in 4 is shown, a simplified finite element simulation model for bending is created using the finite element simulation software LS-DYNA based on the parameters of the actual bending tool, ie 86 degrees for the included angle of the upper tool, 1.2 mm for the Forming radius of the upper tool and 8 mm for the opening of the lower tool. In the finite element simulation model, the tool is defined as a rigid body, ie a body that has no possibility of deformation, and the yield stress curve measured in the tensile test is used as an input to the finite element simulation model. A finite element simulation is performed on the method of bending a sheet with a 90 degree bent sheet as in 5 is simulated represented. Subsequently, a springback value is predicted by simulating a simulated springback value corresponding to the bending angle by reuse of the finite element method. The example refers to the case of a right-angle bending process, wherein: the thickness of the sheet to be bent is 1.2 mm; the included angle of the upper tool is 86 degrees; the forming radius of the upper tool is 1.2 mm; and the opening of the lower tool is 8 mm. These specific numbers are used for the purpose of illustrating the example only. The present invention is not limited to these specific numerical values but any numerical values are used depending on the actual requirements.

Für die Prüfung der Richtigkeit des so erstellten Finite-Elemente-Modells berechnet die vorliegende Erfindung tatsächliche Rückfederungswerte Δθ der Materialien A, B durch: Biegen der Materialien A, B unter Verwendung des in 12 dargestellten Werkzeugs gemäß den tatsächlichen Produktionsbedingungen; Messen der Biegewinkel θ' der Materialien A, B nach dem Biegen und vor ihrer Rückfederung; Entfernen des Oberwerkzeugs und Messen der Biegewinkel θ der Materialien A, B nach ihrer Rückfederung; und Subtrahieren der Biegewinkel θ der Materialien A, B nach ihrer Rückfederung von den Biegewinkeln θ' der Materialien A, B vor ihrer Rückfederung. Wenn ein Vergleich der tatsächlichen Rückfederungswerte mit den simulierten Rückfederungswerten ergibt, dass eine Abweichung zwischen den tatsächlichen Rückfederungswerten und den simulierten Rückfederungswerten kleiner als ein erster Schwellwert ist, beispielsweise 2%, kann die Genauigkeit des Finite-Elemente-Simulationsmodells für das Biegen als zuverlässig erachtet werden. Wenn die Abweichung zwischen den beiden Werten größer als 2% ist, wird die Gittergröße des Finite-Elemente-Simulationsmodells in einem vernünftigen Maße verfeinert, bis der Fehler zwischen den simulierten und experimentellen Rückfederungswerten kleiner als 2% wird. Bei der Verfeinerung des Finite-Elemente-Simulationsmodells hat in dem Beispiel die Finite-Elemente-Gittergröße in Richtung der Dicke des Blechs den größten Einfluss. Demnach wird die Genauigkeit größer, wenn das Gitter in Richtung der Dicke dünner wird. Eine Verbesserung der Genauigkeit durch kontinuierliche Verfeinerung der Gittergröße ist jedoch eingeschränkt, wenn das Gitter in Richtung der Dicke des Blechs so verfeinert wird, dass es einem Siebtel der Dicke des Blechs entspricht. Allerdings wird die Simulationszeit sehr lang, wenn das Gitter zu dünn wird. In dem Beispiel ist die optimale Gittergröße in diesem Zusammenhang ein Siebtel der Dicke des Blechs. 6 zeigt einen Vergleich des simulierten Ergebnisses mit dem experimentellen Ergebnis der beiden Materialien A, B in dem Beispiel. Für das Material A beträgt die Abweichung des simulierten Rückfederungswertes 1% und für das Material B 1,5%. Die Simulationsgenauigkeit erfüllt das Erfordernis, dass die Abweichung unter 2% liegen sollte. Aus diesem Grund wird das Finite-Elemente-Simulationsmodell zum Biegen als universelles Modell für die nachfolgende Simulationsvorhersage für andere Materialien eingesetzt. Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt der erste Schwellwert 2%, der erste Schwellwert ist jedoch nicht auf diesen speziellen Zahlenwert beschränkt und kann in Abhängigkeit von den tatsächlichen Erfordernissen beliebig abgeändert werden.For checking the correctness of the finite element model thus prepared, the present invention calculates actual springback values Δθ of the materials A, B by: bending the materials A, B using the in 12 shown tool according to the actual production conditions; Measuring the bending angles θ 'of the materials A, B after bending and before their spring back; Removing the upper tool and measuring the bending angles θ of the materials A, B after their spring back; and subtracting the bending angles θ of the materials A, B after their spring back from the bending angles θ 'of the materials A, B before their springback. If a comparison of the actual springback values with the simulated springback values shows that a deviation between the actual springback values and the simulated springback values is less than a first threshold, for example 2%, the accuracy of the finite element simulation model for the bend can be considered reliable , If the difference between the two values is greater than 2%, the finite element simulation model grid size is refined to a reasonable degree until the error between the simulated and experimental springback values becomes less than 2%. In the refinement of the finite element simulation model, in the example, the finite element grating size in the thickness direction of the sheet has the greatest influence. Thus, the accuracy becomes larger as the grating becomes thinner in the thickness direction. However, an improvement in accuracy through continuous refinement of the grating size is limited when the grating is refined in the thickness direction of the sheet to be one-seventh the thickness of the sheet. However, the simulation time becomes very long when the grid becomes too thin. In the example, the optimum grid size in this context is one-seventh of the thickness of the sheet. 6 shows a comparison of simulated result with the experimental result of the two materials A, B in the example. For material A, the deviation of the simulated springback value is 1% and for material B 1.5%. The simulation accuracy fulfills the requirement that the deviation should be less than 2%. For this reason, the finite element simulation model for bending is used as a universal model for subsequent simulation prediction for other materials. According to the present invention, the first threshold value is 2%, but the first threshold value is not limited to this specific numerical value and can be arbitrarily changed depending on the actual requirements.

Bei dem Biegevorgang gibt es eine Beziehung zwischen dem Biegewinkel und dem Presswert des Oberwerkzeugs. Aus diesem Grund kann wie in den 7A bis 7D dargestellt der Blechbiegewinkelwert kontrolliert werden, indem der Presswert des Oberwerkzeugs einer Servobiegemaschine gesteuert wird. Die Beziehung zwischen verschiedenen Biegewinkeln und den Presswerten des Oberwerkzeugs kann erhalten werden durch: Simulieren des gesamten an dem Material A durchgeführten Biegevorgangs auf Basis des oben erstellten Finite-Elemente-Simulationsmodells zum Biegen; und Aufzeichnen der verschiedenen Presswerte des Oberwerkzeugs und der entsprechenden Biegewinkel. Da in diesem Beispiel der zu erzielende Winkel 90 Grad beträgt, wird der Fokus auf einen Biegezustand von etwa 90 Grad gelegt. In 8 sind daher die erhaltene Beziehung zwischen Biegewinkeln (etwa 86 bis 96 Grad) und Presswerten des Oberwerkzeugs sowie die Rückfederungswerte in Abhängigkeit vom Biegewinkel gezeigt. Dadurch erhält man eine Beziehung zwischen Biegewinkeln (etwa 86 bis 96 Grad) und Rückfederungswerten, die in 9 dargestellt ist.In the bending process, there is a relationship between the bending angle and the pressing value of the upper tool. For this reason, as in the 7A to 7D represented the sheet bending angle value to be controlled by the pressing value of the upper tool of a servo bending machine is controlled. The relationship between different bending angles and the pressing values of the upper tool can be obtained by: simulating the entire bending operation performed on the material A on the basis of the above-created finite element simulation model for bending; and recording the various press values of the upper tool and the corresponding bending angles. In this example, since the angle to be obtained is 90 degrees, the focus is set to a bending state of about 90 degrees. In 8th Therefore, the obtained relationship between bending angles (about 86 to 96 degrees) and pressing values of the upper tool and the springback values depending on the bending angle are shown. This gives a relationship between bending angles (about 86 to 96 degrees) and springback values, which in 9 is shown.

Eine Beziehung zwischen Biegewinkeln und Presswerten des Oberwerkzeugs kann auf Basis einer Beziehung zwischen Umformwinkeln θ, Biegewinkeln θ' und Rückfederungswerten Δθ erhalten werden, d. h. θ = θ' + Δθ. Auf Basis einer linearen Analyse erhält man die Beziehung zwischen den Umformwinkeln θ des Materials A und den Presswerten ΔH des Oberwerkzeugs als θ = –36,719 × ΔH + 169,02. In 10 ist die Beziehung für das Material A durch einen Linie A dargestellt. In gleicher Weise wird die Finite-Elemente-Simulation zum Biegen an dem Material B durchgeführt, wobei hierbei die Beziehung zwischen den Umformwinkeln θ des Materials B und den Presswerten ΔH des Oberwerkzeugs als θ = –36,656 × ΔH + 170,03 erhalten wird. In 10 ist die Beziehung für das Material B durch eine Linie B dargestellt.A relationship between bending angles and pressing values of the upper tool can be obtained based on a relationship between forming angles θ, bending angles θ ', and springback values Δθ, ie, θ = θ' + Δθ. Based on a linear analysis, the relationship between the forming angles θ of the material A and the pressing values ΔH of the upper tool is obtained as θ = -36.719 × ΔH + 169.02. In 10 the relationship for the material A is represented by a line A. Likewise, the finite element simulation for bending is performed on the material B, thereby obtaining the relationship between the forming angles θ of the material B and the pressing values ΔH of the upper tool as θ = -36.656 × ΔH + 170.03. In 10 the relationship for the material B is represented by a line B.

Wenn von verschiedenen Herstellern produzierte Materialien, Materialien unterschiedlicher Spezifikationen und Materialien unterschiedlicher Chargen nach diesem Verfahren getestet werden, kann eine relationale Datenbank über Materialeigenschaften, Umformwinkel, Rückfederungswerte und Presswerte des Oberwerkzeugs erstellt werden. Für Materialien unterschiedlicher Dicke kann zum Umformen ein Finite-Elemente-Simulationsmodell unter Verwendung des Formradius des Oberwerkzeugs und der Öffnung des Unterwerkzeugs erstellt werden, die der Dicke des zu biegenden Materials entsprechen. Zudem kann die relationale Datenbank über Materialeigenschaften, Umformwinkel, Rückfederungswerte und Presswerte des Oberwerkzeugs erstellt werden. Auf diese Weise kann die Datenbank Probleme in Bezug auf das Biegen von Materialien, die von verschiedenen Herstellern produziert werden, Materialien unterschiedlicher Spezifikationen, Materialien unterschiedlicher Chargen und Materialien mit verschiedenen Dicken abdecken.When materials produced by different manufacturers, materials of different specifications and materials from different batches are tested according to this method, a relational database can be created on material properties, forming angles, springback values and press values of the upper tool. For materials of different thicknesses, a finite element simulation model can be created for forming using the upper tooling radius and the lower tool opening corresponding to the thickness of the material to be bent. In addition, the relational database of material properties, forming angles, springback values and press values of the upper tool can be created. In this way, the database can cover problems related to bending of materials produced by different manufacturers, materials of different specifications, materials of different batches, and materials of different thicknesses.

(Stanzen)(Punching)

Immer wenn ein Dünnblech X gestanzt wird, werden die Kraft, die durch das Stanzwerkzeug während des Stanzvorgangs auf das Blech ausgeübt wird, und die Verschiebung des gestanzten Teils gemessen und aufgezeichnet. Dadurch erhält man eine Kraft-Weg-Kurve, die dem tatsächlichen Stanzen des Blechmaterials entspricht, und das vorgebogene Stanzteil. Es wird ein Finite-Elemente-Simulationsmodell für den Stanzvorgang unter Verwendung eines Verfahrens erstellt, das in einer früheren Patentanmeldung (mit der Anmeldenummer 201310680718.5) beschrieben ist, und ein eine mechanisches Verhalten eines Materials darstellender Parameter wird für das zu stanzende Blech festgelegt. Somit wird an dem Stanzvorgang eine Finite-Elemente-Simulation durchgeführt. Die Analyse wird durchgeführt durch: Kombinieren der erstellten Finite-Elemente-Simulationen für das Stanzen auf Basis der dem aktuellen Stanzen entsprechenden Kraft-Weg-Kurve; und für jeden Vorgang wiederholtes Reverse Engineering der mechanischen Verhaltensparameter des Blechs X. Das Ergebnis der etwa 30-maligen Wiederholung der Vorgänge zeigt: die die Kraft-Weg-Kurve repräsentierenden simulierten Werte stimmen im Wesentlichen mit der Kraft-Weg-Kurve überein, die dem tatsächlichen Stanzen entspricht; und die Abweichung zwischen den beiden Kurven beträgt weniger als 1%. Danach wird das mechanische Verhalten des Materials, das durch Reverse Engineering erhalten wird, ausgegeben und die entsprechende Fließspannungskurve erstellt. Für das detaillierte Verfahren zum Reverse Engineering des Materialverhaltens siehe die frühere Anmeldung mit der Nummer 201310680718.5.Whenever a thin sheet X is punched, the force exerted on the sheet by the punch during the punching operation and the displacement of the punched portion are measured and recorded. This results in a force-displacement curve that corresponds to the actual punching of the sheet material, and the pre-bent stamped part. A finite element simulation model for the stamping operation is made using a method described in an earlier patent application (with the application number 201310680718.5), and a parameter representing a mechanical behavior of a material is set for the sheet to be punched. Thus, a finite element simulation is performed on the punching process. The analysis is performed by: combining the created finite element simulations for punching based on the force-stroke curve corresponding to the current punch; and for each process repeated reverse engineering of the mechanical behavioral parameters of sheet X. The result of the approximately 30 times repetition of the operations shows that the simulated values representing the force-displacement curve are substantially in line with the force-displacement curve corresponding to the force-displacement curve corresponds to actual punching; and the deviation between the two curves is less than 1%. Thereafter, the mechanical behavior of the material obtained by reverse engineering is output and the corresponding yield stress curve is generated. For the detailed reverse engineering procedure of material behavior, see earlier application number 201310680718.5.

(Biegebeispiel 1) (Bending example 1)

Der durch Reverse Engineering erhaltene Verhaltensparameter eines Materials C wird an eine Steuereinheit der Biegemaschine gesandt.The behavioral parameter of a material C obtained by reverse engineering is sent to a control unit of the bending machine.

Die Steuereinheit erstellt eine Fließspannungskurve auf Basis des mechanischen Parameters des zu verarbeitenden Materials und vergleicht die so erstellte Fließspannungskurve mit den in der Datenbank gespeicherten Fließspannungskurven des Materials. Wenn die Fließspannungskurve des Materials A im Wesentlichen mit der Fließspannungskurve des Materials C übereinstimmt und eine Abweichung zwischen den beiden Kurven kleiner als ein zweiter Schwellwert, beispielsweise 1%, ist, geht die Steuereinheit davon aus, dass das Material A in der Datenbank dem Material C ähnelt und wählt den Materialparameter des Materials A als Referenzmaterialparameter des Materials C aus. Da das Biegeverhalten eines Materials von dem mechanischen Verhalten des Materials abhängt, sollte das Biegeverhalten des Materials C ähnlich wie das Biegeverhalten des Materials A sein. Obwohl der zweite Schwellwert gemäß der vorliegenden Erfindung auf 1% gesetzt wird, ist der zweite Schwellwert nicht auf diesen speziellen Zahlenwert beschränkt. Der zweite Schwellwert kann abhängig von den tatsächlichen Erfordernissen beliebig verändert werden.The control unit generates a yield stress curve based on the mechanical parameter of the material being processed and compares the resulting yield stress curve with the material's yield stress curves stored in the database. If the yield stress curve of the material A substantially coincides with the yield stress curve of the material C and a deviation between the two curves is less than a second threshold, for example 1%, the control unit assumes that the material A in the database is the material C is similar and selects the material parameter of material A as reference material parameter of material C. Since the bending behavior of a material depends on the mechanical behavior of the material, the bending behavior of the material C should be similar to the bending behavior of the material A. Although the second threshold is set to 1% according to the present invention, the second threshold is not limited to this particular numerical value. The second threshold value can be changed as required, depending on the actual requirements.

Auf diese Weise können die Bedingungen für die Bearbeitung des Materials C unter Verwendung der für das Material A erhaltenen Beziehung zwischen dem Umformwinkel und dem Presswert des Oberwerkzeugs ermittelt werden, d. h. θ = –36,719 × ΔH + 169,02. Die Umformwinkelbedingung wird in die Steuereinheit eingegeben. In diesem Beispiel beträgt der Umformwinkel 90 Grad. Durch Einsetzen des Winkels in die relationale Formel kann der erforderliche Presswert ΔH des Oberwerkzeugs als ΔH = (169,02 – 90)/36,719 = 2,15 [mm] berechnet werden.In this way, the conditions for processing the material C can be determined using the relationship between the forming angle and the pressing value of the upper tool obtained for the material A; H. θ = -36.719 × ΔH + 169.02. The forming angle condition is input to the control unit. In this example, the forming angle is 90 degrees. By substituting the angle into the relational formula, the required pressing value ΔH of the upper tool can be calculated as ΔH = (169.02 - 90) / 36.719 = 2.15 [mm].

Anschließend wird eine Anweisung, dass der Presswert des Oberwerkzeugs auf 2,15 mm gesetzt werden soll, an die Biegemaschine gesandt. Die Biegemaschine biegt das zuvor gestanzte Stanzteil des Materials C und misst den Umformwinkel des Materials C nach der Rückfederung. Falls der Umformwinkel des Materials C nach der Rückfederung 90,04 Grad beträgt, ist die Umformgenauigkeit wesentlich höher als die industrielle Anforderung an die Prozessgenauigkeit für umgeformte Produkte, d. h. 90 ±0,5 Grad.Then, an instruction that the press value of the upper tool should be set to 2.15 mm is sent to the bending machine. The bending machine bends the previously punched stamped part of the material C and measures the deformation angle of the material C after the springback. If the forming angle of the material C after the springback is 90.04 degrees, the forming accuracy is much higher than the industrial requirement for the process accuracy for formed products, that is, the forming accuracy. H. 90 ± 0.5 degrees.

In einem Biegebeispiel 2 wird auf einen Fall Bezug genommen, bei dem kein Material, das die Abweichungsanforderung erfüllt, in der Datenbank enthalten ist.In a bending example 2, reference is made to a case where no material satisfying the deviation request is included in the database.

(Biegebeispiel 2)(Bending example 2)

Der durch Reverse Engineering erhaltene Verhaltensparameter des Materials X wird an die Steuereinheit der Biegemaschine gesandt. Die Steuereinheit erstellt eine Fließspannungskurve auf Basis des mechanischen Parameters des zu verarbeitenden Materials und vergleicht die so erstellte Fließspannungskurve mit den in der Datenbank gespeicherten Fließspannungskurven des Materials. Wenn die Steuereinheit kein Material in der Datenbank findet, das den Abweichungserfordernissen entspricht, oder anders ausgedrückt, wenn in der relationalen Datenbank kein Referenzmaterialparameter existiert, bei dem eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des Blechs X kleiner als der zweite Schwellwert ist, geht die Steuereinheit davon aus, dass das Verhalten der in der relationalen Datenbank gespeicherten Materialien ganz verschieden von dem Verhalten des zu bearbeitenden Materials X ist. In diesem Fall muss der Biegevorgang, der an dem zu bearbeitenden Material auszuführen ist, simuliert werden, indem das Finite-Elemente-Simulationsmodell zum Biegen erneut eingesetzt wird.The behavioral parameter of the material X obtained by reverse engineering is sent to the control unit of the bending machine. The control unit generates a yield stress curve based on the mechanical parameter of the material being processed and compares the resulting yield stress curve with the material's yield stress curves stored in the database. If the control unit does not find material in the database that meets the deviation requirements, or in other words, if there is no reference material parameter in the relational database where a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet X is less than the second threshold, then Controller assumes that the behavior of the materials stored in the relational database is quite different from the behavior of the material to be processed X. In this case, the bending operation to be performed on the material to be machined must be simulated by re-inserting the finite element simulation model for bending.

An das Finite-Elemente-Simulationsmodell zum Biegen wird eine durch Reverse Engineering erhaltene Fließspannungskurve des Materials gesandt und ein Biegevorgang wird simuliert. Man erhält eine Beziehung zwischen Umformwinkeln des zu bearbeitenden Materials X und Presswerten des Oberwerkzeugs. 11 zeigt die auf diese Weise erhaltene Beziehung. Zudem wird eine Beziehung zwischen dem Verhalten des zu bearbeitenden Materials, dem zugehörigen Umformwinkel und dem entsprechendem Presswert des Oberwerkzeugs an die Datenbank gesandt, wodurch der Inhalt der relationalen Datenbank ergänzt wird. Wenn die Fließspannungskurve eines zu bearbeitenden Blechs M im Wesentlichen mit der Fließspannungskurve des Materials X übereinstimmt, wird der durch Reverse Engineering erhaltene Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs M der Referenzparameter des zu bearbeitenden Blechs M, der in der relationalen Datenbank gespeichert wird. Anschießend ermittelt die Steuereinheit auf Basis der Beziehung zwischen dem Umformwinkel, der dem zu bearbeitenden Material entspricht, und dem Presswert des Oberwerkzeugs, der in der relationalen Datenbank gespeichert ist, geeignete Bearbeitungsbedingungen. Beim Biegen des Materials X kann die Steuereinheit zudem das Material X direkt in der relationalen Datenbank finden, um die Bearbeitungsbedingungen auf Basis der Beziehung zwischen dem Umformwinkel und dem Presswert des Oberwerkzeugs, die beide mit dem Material X übereinstimmen, zu ermitteln. Das Verfahren bezieht sich auf das Umformbeispiel 1.To the finite element simulation model for bending, a reverse-flow yield curve of the material is sent and a bending process is simulated. A relationship is obtained between forming angles of the material X to be machined and pressing values of the upper tool. 11 shows the relationship thus obtained. In addition, a relationship between the behavior of the material to be processed, the associated forming angle and the corresponding pressing value of the upper tool is sent to the database, which complements the contents of the relational database. When the yield stress curve of a sheet M to be machined substantially coincides with the yield stress curve of the material X, the material material parameter of the sheet M to be machined becomes the reference parameter of the sheet M to be machined, which is stored in the relational database. Subsequently, the control unit determines suitable machining conditions based on the relationship between the forming angle corresponding to the material to be processed and the pressing value of the upper tool stored in the relational database. Moreover, when bending the material X, the control unit may find the material X directly in the relational database to determine the machining conditions based on the relationship between the forming angle and the pressing value of the upper tool, both of which coincide with the material X. The method relates to the forming example 1.

Unter Berücksichtigung dessen kann ein Material, dessen Verhalten in sehr hohem Maße dem Verhalten des zu bearbeitenden Materials entspricht, einfacher in der relationalen Datenbank gefunden werden, wenn die Anzahl der in der relationalen Datenbank gespeicherten Materialien zunimmt. Hierdurch stimmt die Beziehung zwischen den Umformwinkeln des Materials und den Presswerten des Oberwerkzeugs in der relationalen Datenbank besser mit den zu bearbeitenden Materialien überein, und die Genauigkeit der Biegeerzeugnisse nimmt zu. Hierdurch muss zudem keine Finite-Elemente-Simulation für die Umformung durchgeführt werden, wodurch die Steuerungsgeschwindigkeit zunimmt. Selbst wenn kein Material aus der Materialdatenbank ermittelt werden kann, dessen Verhalten mit dem Verhalten des zu bearbeitenden Materials übereinstimmt, kann das Steuersystem die relationale Datenbank ergänzen, indem unter Verwendung des durch Reverse Engineering beim Stanzvorgang erhaltenen Materialparameters eine Simulation zum Biegen durchgeführt wird, um die Beziehung zwischen dem Umformwinkel des zu bearbeitenden Materials und dem Presswert des Oberwerkzeugs vorhersagen. Wenn das nächste Mal ein ähnliches Material gebogen wird, verwendet das Steuersystem Daten direkt aus der relationalen Datenbank und es muss demnach keine Simulation zum Biegen durchgeführt werden. In view of this, a material whose behavior closely matches the behavior of the material to be processed can be more easily found in the relational database as the number of materials stored in the relational database increases. As a result, the relationship between the forming angles of the material and the pressing values of the upper tool in the relational database more closely matches the materials to be processed, and the accuracy of the bending products increases. As a result, no finite element simulation for the forming must be carried out, whereby the control speed increases. Even if no material can be determined from the material database whose behavior matches the behavior of the material to be processed, the control system can supplement the relational database by performing a bending simulation using the material parameter obtained by reverse engineering during the stamping operation Predict the relationship between the forming angle of the material to be machined and the press value of the upper tool. The next time a similar material is bent, the control system will use data directly from the relational database and thus no simulation for bending will have to be performed.

Das obige Beispiel wird nur für die Zwecke der Erläuterung des Prinzips und Effekts der vorliegenden Erfindung beispielhaft verwendet und schränkt die vorliegende Erfindung nicht ein. Der Fachmann kann das oben genannte Beispiel modifizieren oder abändern, ohne den Kern oder den Umfang der Erfindung zu verlassen. Aus diesem Grund sind alle äquivalenten Modifikationen und Abänderungen, die der Fachmann ergänzt, ohne den Kern oder das in der vorliegenden Erfindung offenbarte technische Konzept zu verlassen, in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung umfasst.The above example is used by way of example only for the purpose of explaining the principle and effect of the present invention and does not limit the present invention. One skilled in the art can modify or modify the above example without departing from the spirit or scope of the invention. For this reason, all equivalent modifications and alterations that the skilled artisan will make without departing from the spirit or technical concept disclosed in the present invention are included in the claims of the present invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (8)

Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs, das Schritte aufweist zum: (1) Erstellen einer relationalen Datenbank über eine Beziehung zwischen Materialparametern, Umformwinkeln, Rückfederungswerten und Presswerten eines Oberwerkzeugs, wobei das Erstellen umfasst: Erstellen eines Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung auf Basis eines Strukturparameters eines für einen Biegevorgang verwendeten Werkzeugs, Erhalten eines zu einem Umformwinkel gehörenden, simulierten Rückfederungswerts durch Eingeben eines Materialparameters für ein der Simulation zugrunde zu legendes Blech in das Finite-Elemente-Simulationsmodell für die Umformung und somit Simulieren des Biegevorgangs des der Simulation zugrunde zu legenden Blechs und Verwenden des simulierten Rückfederungswertes als der Datenbank hinzuzufügender Rückfederungswert, und nach einem Messen von Materialparametern verschiedener Bleche Simulieren des Biegevorgangs für jedes der verschiedenen Bleche auf Basis des erhaltenen Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung, und Erstellen einer relationalen Datenbank über eine Beziehung zwischen einem Materialparameter, einem Umformwinkel, einem Rückfederungswert und einem Presswert des Oberwerkzeugs für jedes der verschiedenen Bleche; (2) Stanzen und Reverse Engineering eines Materialparameters eines zu bearbeitenden Blechs, wobei das Stanzen und Reverse Engineering umfasst: Stanzen des zu bearbeitenden Blechs, wodurch ein Stanzteil erhalten wird, und Erhalten einer experimentellen Kraft-Weg-Kurve des zu bearbeitenden Blechs während eines Stanzexperiments durch Messung, Erstellen eines Finite-Elemente-Simulationsmodells unter Verwendung eines Verfahrens zum Reverse Engineering eines tatsächlichen physikalischen Parameters des Bleches, Simulieren des Stanzens und wiederholtes Reverse Engineering des Materialparameters des zu bearbeitenden Blechs; (3) Vergleichen der Materialparameter in der relationalen Datenbank mit dem durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs, Ausführen eines Biegevorgangs, wenn in der relationalen Datenbank ein Referenzmaterialparameter existiert, bei dem eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, und wenn in der relationalen Datenbank kein Referenzmaterialparameter existiert, bei dem eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs kleiner als ein zweiter Schwellwert ist, Simulieren des Biegevorgangs wie beim Erstellen der relationalen Datenbank unter Verwendung des durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparametes des zu bearbeitenden Blechs, Hinzufügen einer durch Simulation erhaltenen Beziehung zwischen dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs, einem Umformwinkel, einem Rückfederungswert und einem Presswert des Oberwerkzeugs zur relationalen Datenbank, Festlegen des durch Reverse Engineering erhaltenen Materialparameters des zu bearbeitenden Blechs als Referenzmaterialparameter des zu bearbeitenden Blechs in der relationalen Datenbank und anschließendes Durchführen des Biegevorgangs; und (4) Durchführen des Biegevorgangs, wobei das Durchführen umfasst: Eingeben eines Biegewinkels, und Berechnen eines erforderlichen Presswertes für das Oberwerkzeug auf Basis einer Formel, die eine Beziehung zwischen dem dem Referenzmaterialparameter entsprechenden Umformwinkel und dem Oberwerkzeugpresswert des Werkzeugs einer Biegemaschine für die Durchführung des Biegevorgangs wiedergibt, Senden des erforderlichen Oberwerkzeugpresswerts an die Biegemaschine und Steuern der Biegemaschine so, dass die Biegemaschine das Stanzteil biegt.A method of controlling the bending of a sheet, comprising the steps of: (1) creating a relational database of a relationship between material parameters, forming angles, springback values and press values of an upper tool, the build includes: Creating a finite element simulation model for forming based on a structural parameter of a tool used for a bending operation, Obtaining a simulated springback value associated with a forming angle by inputting a material parameter for a sheet to be simulated into the finite element simulation model for forming, and thus simulating the bending operation of the sheet to be simulated and using the simulated springback value as the Database to be added Rückfederungswert, and after measuring material parameters of different sheets, simulating the bending operation for each of the different sheets based on the obtained finite element simulation model for forming, and creating a relational database of a relationship between a material parameter, a forming angle, a springback value, and a press value of the upper tool for each of the different sheets; (2) punching and reverse engineering a material parameter of a sheet to be processed, where punching and reverse engineering includes: Punching the sheet to be processed, whereby a stamped part is obtained, and Obtaining an experimental force-displacement curve of the sheet to be machined during a punching experiment by measurement, creating a finite element simulation model using a method of reverse engineering an actual physical parameter of the sheet, simulating punching, and repeatedly reverse engineering the material parameter of machining sheet; (3) comparing the material parameters in the relational database with the material parameters of the sheet to be processed, obtained by reverse engineering, Performing a bending operation when a reference material parameter exists in the relational database in which a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet to be processed is smaller than a second threshold, and if there is no reference material parameter in the relational database where a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet being machined is less than a second threshold, simulating the bending operation as in creating the relational database using the material parameter of the to-be-processed material parameter Sheet metal, adding a relationship obtained by simulation between the material parameter of the sheet to be processed, a forming angle, a springback value and a press value of the upper tool to the relational database, setting the reverse engineering material parameter of the sheet to be processed as the reference material parameter of the sheet to be processed in the relational Database and then performing the bending process; and (4) performing the bending operation, wherein the performing comprises: Enter a bending angle, and Calculating a required press value for the upper tool based on a formula representing a relationship between the deformation angle corresponding to the reference material parameter and the upper tool pressing value of the tool of a bending machine for performing the bending operation, sending the required upper tool pressing value to the bending machine and controlling the bending machine so that the Bending machine bends the stamped part. Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs nach Anspruch 1, wobei der Strukturparameter des für den Biegevorgang verwendeten Werkzeugs einen Formradius des Oberwerkzeugs und eine Öffnung eines Unterwerkzeugs des Werkzeugs umfasst.A method of controlling the bending of a sheet according to claim 1, wherein the structural parameter of the tool used for the bending operation comprises a forming radius of the upper tool and an opening of a lower tool of the tool. Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs nach Anspruch 1, wobei zum Erstellen des Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung ein tatsächlicher Rückfederungswert des der Simulation zugrunde zu legenden Blechs erhalten wird, indem ein Biegeversuch durchgeführt wird und der Unterschied zwischen dem tatsächlichen Rückfederungswert und dem simulierten Rückfederungswert berechnet wird, und wenn der Unterschied größer als ein erster Schwellwert ist, die Simulation mehrfach durchgeführt wird, indem eine Gittergröße des Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Umformung solange verfeinert wird, bis der Unterschied kleiner als der erste Schwellwert ist.A method of controlling the bending of a sheet according to claim 1, wherein to produce the finite element simulation model for the forming, an actual springback value of the sheet to be simulated is obtained by performing a bending test and calculating the difference between the actual springback value and the simulated springback value, and if the difference is greater than a first threshold, the simulation is performed multiple times by refining a mesh size of the finite element simulation model for transformation until the difference is less than the first threshold. Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs nach Anspruch 1, wobei jeder Materialparameter, der zum Erstellen der relationalen Datenbank über eine Beziehung zwischen Materialparametern, Biegewinkeln, Rückfederungswerten und Presswerten eines Oberwerkzeugs verwendet wird, einen Verhaltensparameter und eine Fließspannungskurve eines Materials umfasst, die im Zugversuch zum Erfassen des Materials gemessen wird.A method of controlling the bending of a sheet according to claim 1, wherein each material parameter used to create the relational database through a relationship between material parameters, bending angles, springback values and press values of an upper tool, a behavioral parameter and a yield stress curve a material which is measured in the tensile test for detecting the material. Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs nach Anspruch 1, wobei der erste Schwellwert 2% beträgt.A method of controlling the bending of a sheet according to claim 1, wherein the first threshold is 2%. Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs nach Anspruch 1, wobei der Biegevorgang simuliert wird und eine Beziehung zwischen einem anderen Biegewinkel θ und einem Presswert ΔH aufgezeichnet wird, anschließend ein zu dem anderen Biegewinkel θ' gehörender Rückfederungswert Δθ unter Verwendung des Finite-Elemente-Simulationsmodells prognostiziert und eine Beziehung zwischen dem anderen Biegewinkel θ' und dem Rückfederungswert Δθ erhalten wird, und auf Basis von θ = θ' + Δθ, das eine Beziehung zwischen einem Umformwinkel θ, dem Biegewinkel θ' und dem Rückfederungswert Δθ wiedergibt, eine Beziehung zwischen dem Umformwinkel θ und dem Presswert ΔH erhalten wird.A method of controlling the bending of a sheet according to claim 1, wherein the bending process is simulated and a relationship between another bending angle θ and a pressing value ΔH is recorded, then a springback value Δθ belonging to the other bend angle θ 'is predicted using the finite element simulation model and a relationship between the other bend angle θ' and the springback value Δθ is obtained, and On the basis of θ = θ '+ Δθ representing a relationship between a deformation angle θ, the bending angle θ' and the springback amount Δθ, a relationship between the deformation angle θ and the pressing value ΔH is obtained. Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs nach Anspruch 1, wobei der zweite Schwellwert 1% beträgt.A method of controlling the bending of a sheet according to claim 1, wherein the second threshold is 1%. Verfahren zum Steuern des Biegens eines Blechs nach Anspruch 7, wobei wenn in der relationalen Datenbank kein Referenzmaterialparameter existiert, bei dem eine Abweichung zwischen dem Referenzmaterialparameter und dem Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs kleiner als der zweiter Schwellwert ist, der Biegevorgang simuliert wird, indem der durch Reverse Engineering erhaltene Materialparameter des zu bearbeitenden Blechs in das Finite-Elemente-Simulationsmodell eingegeben wird, wodurch eine Beziehung zwischen einem Biegewinkel θ des zu bearbeitenden Blechs und einem Presswert ΔH erhalten wird, und die Beziehung zwischen dem Biegewinkel θ des zu bearbeitenden Blechs und dem Presswert ΔH an die relationale Datenbank gesendet wird.A method of controlling the bending of a sheet according to claim 7, wherein if no reference material parameter exists in the relational database in which a deviation between the reference material parameter and the material parameter of the sheet to be processed is smaller than the second threshold value, the bending process is simulated by inputting the reverse engineering material parameter of the sheet to be machined into the finite element simulation model, whereby a relationship between a bending angle θ of the sheet to be processed and a pressing value ΔH is obtained, and the relationship between the bending angle θ of the sheet to be processed and the pressing value ΔH is sent to the relational database.
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