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EP3030359B1 - Biegepresse - Google Patents

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Info

Publication number
EP3030359B1
EP3030359B1 EP14780580.8A EP14780580A EP3030359B1 EP 3030359 B1 EP3030359 B1 EP 3030359B1 EP 14780580 A EP14780580 A EP 14780580A EP 3030359 B1 EP3030359 B1 EP 3030359B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
bending
sensor device
stop
tools
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP14780580.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3030359A1 (de
Inventor
Lars WOIDASKY
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.)
Bystronic Laser AG
Original Assignee
Bystronic Laser AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bystronic Laser AG filed Critical Bystronic Laser AG
Priority to EP14780580.8A priority Critical patent/EP3030359B1/de
Publication of EP3030359A1 publication Critical patent/EP3030359A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3030359B1 publication Critical patent/EP3030359B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
    • B21D5/0272—Deflection compensating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/002—Positioning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/22—Auxiliary equipment, e.g. positioning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/003—Positioning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/26—Stops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
    • B21D5/0209—Tools therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
    • B21D5/0281—Workpiece supporting devices

Definitions

  • the invention relates to a bending press according to the preamble of claim 1 and a method for bending a workpiece with a bending press according to claim 6.
  • the tool selection and arrangement in bending presses also called press brakes or bending machines, is done to a high degree manually and only partially supported by the machine control.
  • a bending plan is created, which calculates the product-specific upper and lower tools as well as their theoretical position.
  • the tools can be placed in positions that do not correspond to the process and have a potential risk.
  • JPH0952124A discloses a bending machine with upper and lower tools, a stop and a barcode reader which is arranged on the stop.
  • the upper and lower tools are each provided with a barcode on the back, which can be read by the barcode reader.
  • the barcode contains information about the nature of the tool. This information are transferred to an NC control.
  • a touch sensor or limit switch is provided on the stop with which the dimensions of the respective tool can be determined. Such a procedure is complex and time-consuming since the touch sensor has to be moved directly to the tool several times and in different positions.
  • the WO2012 / 103565A1 discloses a method for loading a bending press with a bending tool.
  • a controlled handling device with a gripper is used for the bending tool.
  • a control device generates control commands in order to move the tool from an ACTUAL position to a TARGET position when it is introduced into the tool holder. Only when the tool has reached the TARGET position is it inserted into the tool holder and fixed there.
  • the tools held by the handling device must be approached directly from the (back) stop in order to determine their actual position.
  • the process is complex and is based on the basic principle that the tools have to take an exact position within the tool holder so that the desired bending plan can be carried out.
  • the EP0919300B1 (or. DE69736112T2 ) discloses a bending machine in which the upper tools are provided with bar codes.
  • a guide for a scanner for reading the bar codes is provided in the Z direction on the side facing the operator.
  • a linear scale for example a magnetic scale, is arranged as a position detection device on this tool clamp on the side facing the operator.
  • the position data of the upper tools captured by the scanner are saved and made available again later in a display.
  • the operator has to position the tools by hand based on the stored data exactly according to the stored position.
  • This bending machine is also based on the basic principle that the tools have to take an exact position within the tool holder so that the desired bending plan can be carried out.
  • the exact positioning and adjustment of the tool position requires a lot of time and personnel.
  • the EP1517761B1 and the DE602005005385T2 refer to special tools and tool holders, which can detect tool positions relatively imprecisely via sensors. It is sometimes not possible to classify tools qualitatively and geometrically. Another disadvantage is the high cost of the necessary peripherals, the maintenance intensity, the need to purchase new punches and dies and their restricted geometry. Due to the sensor technology incorporated in the machine and tool, limited pressing forces can still be expected. In addition, movable sensors on the upper and lower beams, as well as the necessary data and supply cables, reduce the variability of a press brake. The number of possible bent parts is restricted.
  • the EP1510267B1 (or. DE69736962T2 ) discloses a method for displaying a tool arrangement in a press brake. Based on a displayed diagram, it is determined whether the planned bending process is also possible. Subsequently, further tools for certain bend line sections are added and the process is repeated with the new constellation. Just like the previous methods, this method requires exact positioning of the tools in the tool holder.
  • the DE3830488A1 discloses an electronic tool detection system for press brakes. With this system, it is possible with the help of an electronic control to recognize the built-in tool geometry, to protect the tools against overloading and to keep the operator safe.
  • the DE4442381A1 relates to a device for position and shape detection of upper cheek tools on folding machines and press brakes. Behind the top beam there is a motor-driven slide in a guide on which a holder for a laser light barrier is mounted. With this, the length of the built-in upper beam tools and their gaps are determined. The values are represented numerically and graphically. In addition, there is a read / write head in the holder, which reads the codes on the back of the upper beam tools.
  • the object of the present invention is therefore to eliminate the disadvantages of known solutions and to provide a bending press in which an exact positioning of the upper tool and lower tool is no longer necessary. Nevertheless, the entire bending process, including the positioning of the workpiece relative to the tools, should be reliable and deliver bent parts exactly according to the bending plan.
  • the sensor device is designed for contactless detection of the position or the position and type of the upper tool and the lower tool within the bending press and the control device is designed to, depending on the position or position and type of the upper tool and the lower tool detected by the sensor device Movement process with which the at least one stop is positioned relative to the tools to adapt.
  • An important advantage of the invention is that the tools no longer have to be positioned exactly within the tool holder when loading the bending press. This can save time and manpower.
  • the invention is based on the principle that the tools (or their position within the tool holder) are not adapted to the bending plan, but that the movement processes of the at least one stop at the position of the upper and lower tools within the bending press or within the respective one Tool holder can be adjusted. This creates a highly flexible system that automatically regulates the movement processes of the stop required before and during the bending process.
  • the position of the tool already inserted in the tool holder relative to (or in the) tool holder is recorded.
  • the movement processes with which the stop (s) e.g. back stops
  • the stop (s) e.g. back stops
  • a 'non-exact' insertion of the tool into the tool holder or an insertion at a completely different location is thereby automatically 'compensated' or taken into account.
  • Any position of the upper and lower tool in the tool holder leads to an automatic adjustment of the stop control and to a correct bending result.
  • a bending program is stored in the control device, which takes into account the position data of the upper and lower tool detected by the sensor device as an input variable and, depending on this input variable, generates control commands for the drive of the stop as an output variable.
  • “Movement process of the stop” or “method of the stop” is understood to mean any conceivable movement of the stop, in particular also its stop elements such as stop fingers and the like.
  • the contactless sensor device in particular in the form of a camera, it would also be possible to detect a plurality of tools distributed along the Z axis and inserted in the tool holder.
  • An automatic determination of the gap width between two adjacent upper or lower tools would also be conceivable. If the detection area of the sensor device is large enough, all tools can be held in a single receptacle. With smaller ones The camera can be moved so that the individual tools are captured one after the other along the Z axis.
  • the detection of the tool data by means of the sensor device can initially take place independently of the position or at all of the presence of a (back) stop.
  • a stop could therefore only be installed or used after the step of detection.
  • other or additional tool data could also be recorded, which are not used to correct the stop, but are used for other purposes.
  • the at least one stop for positioning the workpiece is preferably a back stop, which can be moved parallel to the bending line, and the sensor device is arranged in the region of the back stop. At this point, the detection area of the sensor device is not disturbed by operating personnel and workpieces to be inserted. This arrangement of the sensor device also does not restrict the working range of the bending press. The sensor is also well protected and, due to its arrangement, can provide reliable images of the back of the tools.
  • the sensor device is preferably on the stop, e.g. on the backgauge, arranged and, together with the stop, preferably movable parallel to the bending line.
  • the travel axis of the stop e.g. Back gauge, is used in two ways.
  • other directions of movement of the stop can also be controlled according to the invention (adapted to the position of the tools).
  • the (back) stop could e.g. be movable in three different spatial directions.
  • the arrangement of the sensor device in particular in the form of a reading head or a camera, on the guide of the backgauge or directly on it offers the following advantages: simple arrangement; no additional interference contours on the outside of the machine; no hindrance to the bending process or personnel; the exterior appearance of the machine does not change for the user; the sensor device can be easily retrofitted and also allows the upper tool (punch) and lower tool (die) to be read simultaneously; the sensor device is protected from contamination; several tools along the Z axis can be recognized at the same time; and the Sensor device can be positioned as required. In addition, the position of the tools could also be calculated from the reference position of the backgauge along the Z axis.
  • the sensor device can preferably be moved into a position in which the detection area of the sensor device at least partially includes both the upper tool and the lower tool. As a result, all the necessary data can be acquired by means of a measurement process or a single image acquisition. Due to the large detection area, only one sensor device is required.
  • the sensor device comprises at least two non-contact, in particular optical sensors with different spatial detection areas.
  • the method of a sensor e.g. along the bending line, can be omitted.
  • the detection areas of the sensors can overlap.
  • the bending press comprises an operator interface, in particular in the form of a screen, sensor data from the sensor device and / or data derived from the sensor data can be displayed on the operator interface (or automatically output on the operator interface during operation). It is preferred if the sensor device comprises at least one camera and the images or image sequences recorded by the camera are displayed on the screen for the operator.
  • the sensor device is preferably a camera, particularly preferably a matrix camera. This means that not only codes or scales can be recorded, but - especially if they are missing - the tool itself and its contours. A large amount of different information can therefore be acquired with a single measurement / image recording.
  • a scale or a position marker is preferably applied to the upper tool and / or the lower tool and / or the respective tool holder. This enables a reliable and exact determination of the relative position from tool to tool holder.
  • a two-dimensional code in particular a data matrix code, is preferably applied to the upper tool and / or the lower tool, the code preferably containing information about the tool used, in particular about the type and dimensions of the tool.
  • Data matrix codes have several advantages for this application, for example they allow the codes to be read at an angle. As a result, codes from upper tools and lower tools can be evaluated at the same time, provided the camera has a correspondingly large reading window. It is also possible to affix the code on sloping surfaces. Furthermore, this type of coding allows a relatively large error tolerance, i. H. if damaged, the code is still recognized. As already mentioned, even the smallest code dimensions can be read from a relatively large distance.
  • a code is advantageously applied to the front and the back of the tools in order to enable the corresponding tool to be detected even when the tool is rotated (mirrored insertion).
  • a travel path of the stop parallel to the bending line is preferably calculated during the step of adapting the movement process.
  • the stop is, so to speak, 'tracked' the tool.
  • the traversing path is the output variable here, while the position data of the tools represent the input variable of the bending program.
  • the sensor device Before and / or during the step of detecting the position or the position and type of the upper tool and / or lower tool, the sensor device is preferably moved parallel to the bending line. As a result, tools can be positionally recorded along the entire length of the bending press.
  • the position or position and type of the upper tool and the position or position and type of the lower tool are preferably recorded simultaneously.
  • the detection range of the sensor device includes both the upper tool and the lower tool or, if appropriate, also their tool holder.
  • the position of the upper tool and / or lower tool is preferably detected using a scale or position marker applied to the upper tool and / or the lower tool and / or the respective tool holder. This increases the accuracy of the position detection.
  • the size and shape of the tools can also be recognized in relation to the scale or at a distance from the camera.
  • the position or position and type of the upper tool and / or lower tool is preferably detected by a contour detection of the tool.
  • the position of the tool for example in relation to the (known) position of the sensor device, can be determined here independently of aids such as scales or codes.
  • the camera is able to trace the contours of the tools used recognize and compare with (eg in the control device) stored data. If no data is stored or there is no code at all, the tools are identified based on their geometry and assigned accordingly.
  • the method preferably comprises a step of reading out information from a two-dimensional code applied to the upper tool and / or the lower tool, in particular a data matrix code.
  • a data matrix code also enables the marking of extremely narrow tools.
  • the present invention also enables the simultaneous recognition of several codes.
  • the distance to the tools can be changed by connecting the camera to the backgauge. Depending on the resolution of the camera, several codes and contours can be recognized at the same time.
  • the present idea is based on the fact that the tools used are recognized in their position (optionally also in their type). The parameters determined from this are used via the machine control in such a way that the periphery of the machine is adapted to the bending process at hand.
  • z. B. to call the backgauge, it is then positioned in relation to the tools.
  • the upper tool (punch) and lower tool (dies) are recognized simultaneously.
  • the position of these tools relative to one another can be safety-relevant and important for the quality of the bend.
  • safety-relevant means that an incorrectly positioned upper tool can lead to a collision.
  • a control corresponding to the bending process is carried out between the upper and lower tools. This prevents incorrect assembly.
  • the invention also relates to the determination of the type of tool and the tool position of all upper tools (bending dies) and all lower tools (dies) within a bending press or bending machine.
  • 2D codes preferably data matrix codes
  • a reading head should be used to determine the type of tool (including all its descriptive parameters) and the exact Z-direction position in the bending press.
  • the reading head preferably a matrix camera
  • the reading head is attached to a Z axis of the back stop of the bending press, as a result of which it is automatically adjustable. Due to the relatively small dimensions of this camera and an existing cable chain on the axis, both installation and data transmission can be easily implemented.
  • a specific data matrix code is applied to each tool to describe the parameters.
  • This code stores, for example, a simple number, which can be assigned in the database with the necessary parameters of the tool. These include, for example: geometry, maximum load, material, number of bending cycles that have already been carried out, wear, etc.
  • simple numbers By means of a description using simple numbers, the data matrix codes can also be produced in the smallest version and thus enable application to extremely narrow tools ( Stamps and dies).
  • a possible process could look like this.
  • the upper tool (punch) and lower tool (dies) are clamped and are now fixed in their position.
  • the (matrix) camera then moves with the Z axis over the entire length of the bending press.
  • images of the tools are generated and evaluated via the machine control and database.
  • the detection of the position of the tools used enables or simplifies a simple scale - attached to the tool clamp of the machine - preferably directly at or at the same height of the data matrix code.
  • the scale is then part of the generated image and thus allows a precise position determination.
  • the camera used can visualize the (rear) stop area. It is often difficult to position metal sheets precisely on the backgauge fingers, since the installation height of the bending press is too low or the tools used have a view of the backgauge fingers prevent.
  • the camera image which represents the backgauge area, can be transferred to a screen visible to the operator.
  • Correction values relating to the positioning of the upper tool and / or lower tool can be transferred to the control or the user interface (e.g. screen) in order to indicate to the operator that the tools are not in alignment and the position of at least one tool must be corrected.
  • the bending process or the setting-up process is preferably terminated if the position or position and type of the upper tool and / or lower tool detected with the sensor device is incorrect. In the case of incorrectly placed or incorrectly dimensioned tools, damage to the machine or dangers to operating personnel due to tool breakage can be excluded in this way.
  • the method preferably comprises a calibration of the position of the stop, the calibration preferably being carried out by means of a preferably optical position mark which is attached to a component of the bending press or to a reference tool.
  • the (back) stop can be calibrated in the X, R and Z directions by means of an optical reference (position marking) on the upper beam, on the tool clamp, within the bending press or by means of a reference tool, so that the (back) ) Stop by hand can be omitted if the stop has been adjusted due to improper use.
  • the workpiece to be bent is preferably provided with a readable code, which contains a reference to an associated bending program, and that after reading out the code, the associated bending program is preferably loaded and / or processed automatically in the control device with the sensor device.
  • a loading of the bending program associated with the bent part into the control can thus be carried out on the basis of a code on the bent part (bent or sheet metal blank) in which the associated bending program is encoded. done automatically.
  • the code is, for example, applied to the bent part with a laser.
  • the operator holds the sheet in front of the sensor device, for example a camera, and the control automatically loads the corresponding bending program.
  • the code can also be read out when the bent part is positioned on the stop, advantageously automatically by the sensor device.
  • the sensor device is preferably a camera and the images or image sequences recorded with the camera are displayed on an operator interface.
  • the transfer of the live camera image to the control or the operator interface enables the operator to be shown the current situation within the bending press.
  • the sensor device can also measure the deflection of the upper and lower cheeks.
  • the upper and lower cheeks undergo a deflection that can be compensated for by crowning cylinders.
  • the crowning is calculated in the control on the basis of theoretical values and is to be calculated in the future on the basis of the real state recorded by the sensor device. This enables a higher accuracy to be achieved in the bent part.
  • the sensor device can also be designed to detect the (sheet) thickness of the inserted (sheet) workpiece. If the workpiece corresponds to the entered data in the control device (machine control) or the corresponding values move within the defined tolerance range, the bending process can be started or continued, otherwise the bending process can be interrupted or interrupted.
  • workpiece or bent part dimensions can be recorded with the sensor device, which enables improved operator guidance.
  • the subject method also includes the creation of thermographic images of the bending press or parts thereof. This is preferably done by means of at least one IR sensor or at least one thermal imaging camera, which can be arranged within the bending press.
  • This enables the various heating conditions of the bending press (e.g. the tools, the machine frame, etc.) to be monitored and evaluated.
  • the machine body may expand indefinitely as a result of the heating, which leads to displacements of important reference points and thus to poorer bending results.
  • a critical factor is a machine body that is not fully warmed, i.e. local temperature differences, such as may occur directly after the bending press is switched on. With the help of the thermographic state images, individual reference axes can compensate for the occurring displacements and thus ensure a constant bending quality.
  • Fig. 1 shows a bending press 1 for bending workpieces, with an upper tool 2 (punch) and a lower tool 3 (die), a tool holder 4, in which the upper tool 2 is inserted, and a tool holder 5, in which the lower tool 3 is inserted.
  • the length of the tool holder 4, 5 along the Z-axis, ie parallel to the bending line, is so great that several upper and lower tools 2, 3 can be inserted and fixed side by side in the tool holder 4, 5. This case is in Fig. 6 shown where two lower tools 3 sit in the tool holder 5.
  • the upper tool 2 and the lower tool 3 can be fixed in different positions within the respective tool holder 4, 5. I.e. the tools can be arranged differently relative to the respective tool holder in the direction of the Z axis.
  • the bending press 1 has at least one stop 6 for positioning the workpiece 14 ( Fig. 2 ) within the bending press 1, the stop 6 by means of a control device 13 (in Fig. 8 shown) driven drive 9 is movable relative to the tools 2, 3.
  • This movability relates in particular to a movability along the Z axis, however, is Movability in other - in particular perpendicular - spatial directions is also conceivable.
  • the embodiment from Fig. 1 shows two stops 6, which can be moved independently of each other.
  • the present exemplary embodiment is a backgauge, that is to say a stop which, seen from the operator side of the bending press 1, is arranged behind the tools 2, 3.
  • the stop 6 serves a workpiece 14, for. B. to position a sheet to be bent, relative to the tools 2, 3.
  • the back gauge can be moved parallel to the bending line (along the Z axis).
  • the sensor device 8 is arranged on the backgauge and can be moved together with the backgauge parallel to the bending line.
  • the senor device 8 could be independent, e.g. B. sitting in its own holder, be movable from the backgauge.
  • the sensor device is preferably arranged in the region of the backgauge.
  • the stop 6 comprises stop fingers 7 which are additionally movable.
  • a sensor device 8 based on the contactless measuring principle, in particular in the form of a camera.
  • the sensor device 8 is designed for contactless detection of the position of the upper tool 2 and lower tool 3 within the bending press 1.
  • the stop 6 is in the Fig. 3 and 4th recognizable in detail.
  • the sensor device 8 detects the position of the tools 2, 3 in the direction along the Z axis, ie. H. along the bend line. This measurement can be carried out by detecting the position of a tool 2, 3 relative to the respective tool holder 4, 5 in which the tool 2, 3 is fixed.
  • Fig. 8 shows a schematic representation of the functional relationships in a bending press 1 according to the invention, which also includes a control device 13 for controlling the bending press 1.
  • the control device 13 controls in particular the drive 12 for the upper tool 2 and thus the actual pressing process.
  • Another control line connects the control device 13 to the drive 9 for the stop 6.
  • the sensor device 8 is also connected to the control device 13,
  • the control device 13 is now designed to adapt the movement process with which the at least one stop 6 is positioned relative to the tools 2, 3 as a function of the position of the upper tool 2 and the lower tool 3 detected by the sensor device 8.
  • a travel z 1 is calculated depending on the position in order to align the stop 6 with respect to the tools 2, 3.
  • the stop 6 does not necessarily have to lie behind the tool, as shown, but other positions relative to the tool are also conceivable, depending on the bending plan.
  • a travel path z 2 is calculated depending on the position in order to align the stop 6 with respect to the tools.
  • the approach coordinates of the stop 6 are adapted to the respective position of the tool, so that a corresponding bending process can be carried out in accordance with the bending plan.
  • the adaptation or adaptation of the movement process can of course also relate to the movements of the stop fingers 7.
  • Fig. 6 indicated - several tools are seated in a tool holder, whereby several bending line sections are defined.
  • the associated bends can be transferred to the workpiece simultaneously or one after the other. In any case, the starting coordinates of the stop 6 are automatically adjusted.
  • Steps 21 to 25 can then be repeated.
  • the position of the upper tool 2 and the position of the lower tool 3 arranged at the same height are preferably detected simultaneously.
  • the sensor device 8 can be moved into a position in which the detection area of the sensor device 8 at least partially includes both the upper tool 2 and the lower tool 3.
  • the 5 and 6 show preferred variants of the invention, in which a scale 10 is applied to the respective tool holder 4, 5. Alternatively or additionally, a scale could also be applied to the upper tool 2 and / or the lower tool 3.
  • the detection or detection of the position of the upper tool 2 and / or lower tool 3 can take place in this embodiment with the help of this scale 10.
  • image recordings of the sensor device 8 designed as a camera are evaluated with regard to the relative position of the tool in relation to the scale (for example by using appropriate image recognition software).
  • the scale division extends parallel to the bending line.
  • the position of the upper tool 2 and / or lower tool 3 is preferably detected by a contour detection of the tool 2, 3 using corresponding image processing programs.
  • a two-dimensional code 11 in particular a data matrix code (from an arrangement of black and white rectangles within a field) is applied to the upper tool 2 and the lower tool 3.
  • the code 11 contains information about the tool 2, 3 used, in particular about the type and dimensions of the tool 2, 3.
  • a code 11 is advantageously applied to both the front and the back of a tool 2, 3.
  • the tool 2, 3 can also be inserted mirror-inverted into a tool holder 4, 5 and easily recognized by the sensor device 8.
  • the code information can also be read out by means of the sensor device 8. It can then be checked whether a tool complies with the specified specifications or is compatible with the bending plan.
  • Fig. 9 shows an embodiment in which the sensor device 8 comprises two non-contact sensors with different spatial detection ranges.
  • the sensors here are optical sensors, especially cameras.
  • the cameras depict different areas along the bending line Z (also called the Z axis).
  • the detection areas of the sensors can overlap.
  • the bending press comprises an operator interface 27 (here in the form of a screen), which is connected to the control device 13 or the sensor device 8.
  • Sensor data of the sensor device 8 and / or data derived from the sensor data can be displayed on the operator interface 27. This data can be automatically output on the operator interface 27 during operation.
  • the sensor device 8 can also comprise only one sensor or camera.
  • the images or image sequences recorded with the camera can be displayed on the user interface 27.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Biegepresse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Biegen eines Werkstückes mit einer Biegepresse nach Anspruch 6.
  • Die Werkzeugauswahl und -anordnung in Biegepressen, auch Abkantpressen oder Biegemaschinen genannt, erfolgt in hohem Mass manuell und lediglich in Teilen unterstützt durch die Maschinensteuerung. Dazu wird ein Biegeplan erstellt, welcher die produktspezifischen Ober- und Unterwerkzeuge, sowie deren theoretische Position, errechnet. Es gibt jedoch keinerlei Überwachung darüber, ob diese Werkzeuge tatsächlich in die Maschine eingesetzt werden oder wurden. Darüber hinaus können die Werkzeuge an Positionen eingebracht werden, die nicht dem Prozess entsprechen und Gefährdungspotential aufweisen.
  • Die exakte Positionierung der Werkzeuge ist jedoch nötig, um Biegefolgen in hoher Qualität durchzuführen und die Hinteranschlagsfinger bzw. einen Roboter entsprechend auszurichten. Eine entsprechende Positionierung ist nur durch präzises und arbeitsintensives Einmessen von Hand und Übertragen an die Maschinensteuerung möglich.
  • Durch ungenaue Positionierungen, einer Nichtberücksichtigung im Biegeplan oder einer falschen Werkzeuganzahl kann es zu Schäden an Maschine und Peripherie kommen. Dies ist ebenso durch eine falsche Auswahl der Werkzeuggeometrie möglich. Weiterhin sind Ober- und Unterwerkzeuge mit maximalen Belastungen definiert - auch hier kann es bei unsachgemässer Handhabung zu Schäden kommen. Durch Fehlbestückungen verursachte Schäden an Abkantpressen und Werkzeugen können zudem zu Forderungen jeglicher Art gegenüber dem Hersteller führen. Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, welche die genannten Probleme in Teilen zu lösen versuchen, jedoch eine Reihe von Nachteilen besitzen. So kann z. B. eine Anzeigevorrichtung an der Maschine lediglich eine Soll-Position vorgeben, nicht jedoch deren Kontrolle und Erkennung.
  • Die JPH0952124A offenbart eine Biegemaschine mit Ober- und Unterwerkzeug, einem Anschlag und einem Barcode-Reader, der am Anschlag angeordnet ist. Ober- und Unterwerkzeug sind jeweils an ihrer Rückseite mit einem Barcode versehen, der durch den Barcode-Reader auslesbar ist. Der Barcode enthält Informationen über die Beschaffenheit des Werkzeuges. Diese Informationen werden an eine NC-Steuerung übergeben. Zusätzlich zum Barcode-Reader ist auf dem Anschlag ein Berührungssensor bzw. Endschalter vorgesehen, mit dem die Dimensionen des jeweiligen Werkzeuges bestimmt werden können. Eine solche Prozedur ist aufwändig und zeitintensiv, da der Berührungssensor mehrmals und in verschiedenen Positionen direkt an das Werkzeug herangefahren werden muss.
  • Mit einem derartigen System können z.B. Werkzeuge an den Aussenseiten der Maschine nicht erkannt werden, da hier aufgrund der Mechanik kein (Hinter-)Anschlag fahren kann. Ausserdem können nur einzeln positionierte Werkzeuge erkannt werden. Mehrere, an einem Werkzeughalter zusammengeschobene (bzw. aneinandergereihte) Werkzeuge können nicht unterschieden werden, da die mittigen Werkzeuge von dem bekannten System nicht als solche erkennbar sind. Insbesondere sind einzeln positionierte Werkzeuge nur dann erkennbar, wenn die Abstände zwischen den Werkzeugen gross genug sind, um mit dem Hinteranschlag bzw. den Fingern dazwischen fahren zu können. Ein Barcode erfordert relativ viel Platz, sodass ein solcher auf sehr kleinen Stempeln (Oberwerkzeug) Matrizen (Unterwerkzeug) nicht darstellbar ist. Ausserdem ist die Erfassung des Barcodes auf schrägen Flächen des Werkzeuges stark fehlerbehaftet, sodass nicht alle Werkzeuge zuverlässig erkannt werden können. Auch können speziell geformte Werkzeuge nicht erkannt werden, wenn der Hinteranschlag mechanisch nicht zwischen die Werkzeuge verfahrbar ist. Wenn vor dem Erfassungsvorgang keine ungefähre Position des Werkzeugs bekannt ist, besteht ein hohes Risiko eines Zusammenstosses mit dem Hinteranschlag. Da die zu bearbeitenden Werkstücke beim Positionieren ebenfalls an den Hinteranschlag stossen, sind die Berührungssensoren stark beansprucht und werden leicht beschädigt.
  • Die WO2012/103565A1 offenbart ein Verfahren zum Bestücken einer Biegepresse mit einem Biegewerkzeug. Dabei wird eine gesteuerte Handhabungsvorrichtung mit einem Greifer für das Biegewerkzeug verwendet. Eine Steuereinrichtung generiert Steuerbefehle, um das Werkzeug beim Einbringen in die Werkzeugaufnahme von einer IST-Position in eine SOLL-Position zu verfahren. Erst wenn das Werkzeug in der SOLL-Position angelangt ist, wird es in die Werkzeugaufnahme eingesetzt und dort fixiert. Die von der Handhabungsvorrichtung gehaltenen Werkzeuge müssen vom (Hinter-) Anschlag direkt angefahren werden, um deren IST-Position zu bestimmen. Das Verfahren ist aufwändig und basiert auf dem grundlegenden Prinzip, dass die Werkzeuge innerhalb der Werkzeugaufnahme eine exakte Position einnehmen müssen, damit der gewünschte Biegeplan durchgeführt werden kann.
  • Die EP0919300B1 (bzw. DE69736112T2 ) offenbart eine Biegemaschine, bei der die Oberwerkzeuge mit Strichcodes versehen sind. An der Werkzeugklemmung für die Oberwerkzeuge ist auf der dem Bediener zugewandten Seite eine in Z-Richtung verlaufende Führung für einen Scanner zum Lesen der Strichcodes vorgesehen. Weiter ist an dieser Werkzeugklemmung auf der dem Bediener zugewandten Seite eine lineare Skala, z.B. Magnetskala, als Positionserfassungsvorrichtung angeordnet. Die vom Scanner erfassten Positionsdaten der Oberwerkzeuge werden gespeichert und in einer Anzeige später wieder zur Verfügung gestellt. Für die erneute Herstellung eines gleichen Produkts muss der Bediener die Werkzeuge anhand der gespeicherten Daten von Hand genau gemäss der gespeicherten Position platzieren. Auch diese Biegemaschine basiert auf dem grundlegenden Prinzip, dass die Werkzeuge innerhalb der Werkzeugaufnahme eine exakte Position einnehmen müssen, damit der gewünschte Biegeplan durchgeführt werden kann. Das exakte Positionieren und Justieren der Werkzeuglage erfordert jedoch hohen Zeit- und Personalaufwand.
  • Die EP1517761B1 und die DE602005005385T2 beziehen sich auf spezielle Werkzeuge und Werkzeugaufnahmen, die über Sensoren Werkzeugpositionen relativ unpräzise erkennen können. Es ist hierbei teilweise nicht möglich, Werkzeuge qualitativ und geometrisch einzuordnen. Nachteilig sind zudem die hohen Anschaffungskosten der notwendigen Peripherie, die Wartungsintensität, die erforderliche Neuanschaffung spezieller Stempel und Matrizen und deren eingeschränkte Geometrie. Durch die eingebrachte Sensorik in Maschine und Werkzeug ist weiterhin mit limitierten Presskräften zu rechnen. Zusätzlich verringern bewegliche Sensoren an Ober- und Unterbalken, sowie notwendige Daten- und Versorgungskabel die Variabilität einer Abkantpresse. Die Anzahl möglicher Biegeteile wird eingeschränkt.
  • Die EP1510267B1 (bzw. DE69736962T2 ) offenbart ein Verfahren zum Anzeigen einer Werkzeuganordnung in einer Abkantpresse. Auf Grundlage eines angezeigten Diagramms wird festgestellt, ob der geplante Biegevorgang auch möglich ist. In weiterer Folge werden weitere Werkzeuge für bestimmte Biegelinienabschnitte hinzugefügt und der Vorgang mit der neuen Konstellation wiederholt. Dieses Verfahren erfordert genau wie auch die vorherigen Verfahren ein exaktes Positionieren der Werkzeuge in der Werkzeugaufnahme.
  • Die DE3830488A1 offenbart ein elektronisches Werkzeugerkennungssystem für Gesenkbiegepressen. Durch dieses System ist es mit Hilfe einer elektronischen Steuerung möglich, die eingebaute Werkzeuggeometrie zu erkennen, die Werkzeuge gegen Überbelastung zu schützen sowie die Arbeitssicherheit für den Bediener zu bewahren.
  • Die DE4442381A1 betrifft eine Vorrichtung zur Lage- und Formerkennung von Oberwangenwerkzeugen an Schwenkbiegemaschinen und Gesenkbiegepressen. Hinter der Oberwange befindet sich in einer Führung ein motorisch verschiebbarer Schlitten, an dem ein Halter für eine Laser-Lichtschranke montiert ist. Mit dieser werden die Länge der eingebauten Oberwangenwerkzeuge und deren Zwischenräume ermittelt. Die Werte werden numerisch und graphisch dargestellt. Ausserdem befindet sich im Halter ein Schreib-Lesekopf, der Codierungen an der Rückseite der Oberwangenwerkzeuge ausliest.
  • Alle bekannten Systeme beziehen sich auf das Auslesen von Codes und/oder die Erfassung der Werkzeugdimensionen. Die genaue Positionierung der Werkzeuge innerhalb der Werkzeugaufnahme spielt eine wesentliche Rolle. Im Stand der Technik ist es somit erforderlich die Werkzeuge in Bezug zum Werkzeughalter exakt zu positionieren, was den Nachteil einer aufwändigen und zeitintensiven Bestückung der Biegemaschine mit sich bringt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Nachteile bekannter Lösungen zu beseitigen und eine Biegepresse bereitzustellen, bei der eine exakte Positionierung von Oberwerkzeug und Unterwerkzeug nicht mehr erforderlich ist. Trotzdem soll der gesamte Biegevorgang, einschliesslich der Positionierung des Werkstückes relativ zu den Werkzeugen, zuverlässig sein und Biegeteile exakt nach Biegeplan liefern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Gemäss der Erfindung ist die Sensoreinrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position oder der Position und Art des Oberwerkzeuges und des Unterwerkzeuges innerhalb der Biegepresse ausgebildet und ist die Steuereinrichtung ausgebildet, um in Abhängigkeit der mit der Sensoreinrichtung erfassten Position oder Position und Art des Oberwerkzeuges und des Unterwerkzeuges den Bewegungsvorgang, mit dem der zumindest eine Anschlag relativ zu den Werkzeugen positioniert wird, anzupassen.
  • Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Werkzeuge beim Bestücken der Biegepresse innerhalb der Werkzeughalter nicht mehr exakt positioniert werden müssen. Dadurch kann Zeit- und Personalaufwand gespart werden. Die Erfindung basiert auf dem Prinzip, dass nicht die Werkzeuge (bzw. deren Position innerhalb des Werkzeughalters) an den Biegeplan angepasst werden, sondern dass die Bewegungsvorgänge des zumindest einen Anschlages an die Position von Ober- und Unterwerkzeug innerhalb der Biegepresse bzw. innerhalb des jeweiligen Werkzeughalters angepasst werden. Dadurch wird ein hochflexibles System geschaffen, das die vor und während des Biegevorganges erforderlichen Bewegungsvorgänge des Anschlages automatisch regelt.
  • Zunächst erfolgt eine Erfassung der Position des bereits in die Werkzeughalterung eingesetzten Werkzeuges relativ zur (bzw. in der) Werkzeughalterung. In Abhängigkeit dieser relativen Werkzeugposition erfolgt dann eine automatische Anpassung jener Bewegungsvorgänge, mit denen der/die Anschlag/Anschläge (z. B. Hinteranschläge) positioniert wird/werden. Ein ,nicht-exaktes' Einsetzen des Werkzeuges in die Werkzeughalterung oder ein Einsetzen an einer gänzlich anderen Stelle wird dadurch automatisch 'kompensiert' bzw. berücksichtigt. Tatsächlich gibt es gemäss vorliegender Erfindung kein'falsches' Einsetzen bzw. Positionieren. Jede beliebige Position von Ober- und Unterwerkzeug im Werkzeughalter führt zu einer automatischen Anpassung der Anschlagsteuerung und zu einem ordnungsgemässen Biegeergebnis. Dazu ist in der Steuereinrichtung ein Biegeprogramm hinterlegt, das die mittels Sensoreinrichtung erfassten Positionsdaten von Ober- und Unterwerkzeug als Eingangsgrösse berücksichtigt und in Abhängigkeit dieser Eingangsgrösse Steuerbefehle an den Antrieb des Anschlages als Ausgangsgrösse generiert.
  • Unter ,Bewegungsvorgang des Anschlages' bzw. 'Verfahren des Anschlages' wird jede denkbare Bewegung des Anschlages insbesondere auch seiner Anschlagelemente wie Anschlagfinger und dgl. verstanden.
  • Mit der berührungslosen Sensoreinrichtung, insbesondere als Kamera ausgebildet, könnten auch mehrere, entlang der Z-Achse verteilte und in den Werkzeughalter eingesetzte Werkzeuge erfasst werden. Auch eine automatische Ermittlung der Spaltbreite zwischen zwei benachbarten Ober- oder Unterwerkzeugen wäre denkbar. Bei genügend grossem Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung können alle Werkzeuge in einer einzigen Aufnahme festgehalten werden. Bei kleinerem Erfassungsbereich kann die Kamera verschoben werden, sodass die einzelnen Werkzeuge entlang der Z-Achse nacheinander erfasst werden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Erfassung der Werkzeugdaten mittels der Sensoreinrichtung vorerst unabhängig von der Position oder überhaupt vom Vorhandensein eines (Hinter-)Anschlages erfolgen. Ein Anschlag könnte somit auch erst nach dem Schritt des Erfassens montiert bzw. eingesetzt werden. In einer weiteren Ausführungsform könnten auch andere bzw. zusätzliche Werkzeugdaten erfasst werden, die nicht zur Korrektur des Anschlages verwendet werden, sondern anderen Zwecken dienen.
  • Bevorzugt ist der zumindest eine Anschlag zur Positionierung des Werkstückes ein Hinteranschlag, der parallel zur Biegelinie verfahrbar ist, und ist die Sensoreinrichtung im Bereich des Hinteranschlages angeordnet. An dieser Stelle ist der Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung nicht durch Bedienpersonal und einzulegende Werkstücke gestört. Auch schränkt diese Anordnung der Sensoreinrichtung den Arbeitsbereich der Biegepresse nicht ein. Der Sensor ist zudem gut geschützt und kann aufgrund seiner Anordnung zuverlässige Aufnahmen der Rückseite der Werkzeuge liefern.
  • Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung an dem Anschlag, z.B. an dem Hinteranschlag, angeordnet und zusammen mit dem Anschlag vorzugsweise parallel zur Biegelinie verfahrbar. Die Verfahrachse des Anschlages, z.B. Hinteranschlages, wird dadurch in zweifacher Hinsicht genutzt. Zusätzlich können auch andere Bewegungsrichtungen des Anschlages erfindungsgemäss (an die Position der Werkzeuge angepasst) gesteuert werden. Der (Hinter-)Anschlag könnte z.B. in drei verschiedenen Raumrichtungen verfahrbar sein.
  • Die Anordnung der Sensoreinrichtung, insbesondere in Form eines Lesekopfes oder einer Kamera, an der Führung des Hinteranschlages oder direkt daran bietet folgende Vorteile: einfache Anordnung; keine zusätzlichen Störkonturen an der Aussenseite der Maschine; keine Behinderung des Biegeprozesses oder - personals; das äussere Erscheinungsbild der Maschine ändert sich für den Benutzer nicht; die Sensoreinrichtung ist einfach nachrüstbar und erlaubt auch das gleichzeitige Ablesen von Oberwerkzeug (Stempel) und Unterwerkzeug (Matrize); die Sensoreinrichtung ist im Hinblick auf Verschmutzung geschützt; mehrere Werkzeuge entlang der Z-Achse sind gleichzeitig erkennbar; und die Sensoreinrichtung ist beliebig positionierbar. Ausserdem könnte die Position der Werkzeuge auch über die Bezugsposition des Hinteranschlages entlang der Z-Achse berechnet werden.
  • Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung in eine Stellung verfahrbar, in welcher der Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung sowohl das Oberwerkzeug als auch das Unterwerkzeug zumindest teilweise umfasst. Dadurch können mittels eines Messvorganges bzw. einer einzigen Bildaufnahme alle erforderlichen Daten erfasst werden. Aufgrund des grossen Erfassungsbereiches ist nur eine Sensoreinrichtung erforderlich.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensoreinrichtung zumindest zwei berührungslose, insbesondere optische Sensoren mit unterschiedlichen räumlichen Erfassungsbereichen. Das Verfahren eines Sensors, z.B. entlang der Biegelinie, kann dadurch entfallen. Die Erfassungsbereiche der Sensoren können dabei überlappen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Biegepresse eine Bedienerschnittstelle, insbesondere in Form eines Bildschirmes, wobei Sensordaten der Sensoreinrichtung und/oder aus den Sensordaten abgeleitete Daten an der Bedienerschnittstelle darstellbar sind (bzw. im Betrieb automatisch an der Bedienerschnittstelle ausgegeben werden). Bevorzugt ist, wenn die Sensoreinrichtung zumindest eine Kamera umfasst und die von der Kamera aufgenommenen Bilder bzw. Bildfolgen am Bildschirm für den Bediener dargestellt werden.
  • Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung eine Kamera, besonders bevorzugt eine MatrixKamera. Damit können nicht nur Codes oder Massstäbe erfasst werden, sondern - insbesondere bei deren Fehlen - auch das Werkzeug selbst bzw. seine Konturen. Mit einer einzigen Messung/Bildaufnahme kann daher eine Vielzahl verschiedener Informationen erfasst werden.
  • Bevorzugt ist auf das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug und/oder die jeweilige Werkzeughalterung ein Massstab oder eine Positionsmarkierung aufgebracht. Dies ermöglicht eine zuverlässige und exakte Bestimmung der Relativlage von Werkzeug zu Werkzeughalterung.
  • Bevorzugt ist auf das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug ein zweidimensionaler Code, insbesondere ein Datamatrix-Code, aufgebracht, wobei vorzugsweise der Code Informationen über das verwendete Werkzeug enthält, insbesondere über Art und Dimensionen des Werkzeuges. Datamatrix-Codes haben für diese Anwendung einige Vorteile, beispielsweise erlauben sie ein schräges Ablesen der Codes. Dadurch können - bei entsprechend grossem Lesefenster der Kamera - gleichzeitig Codes von Oberwerkzeugen und Unterwerkzeugen ausgewertet werden. Auch ein Anbringen des Codes auf schrägen Flächen ist möglich. Des Weiteren erlaubt diese Art der Codierung eine relativ grosse Fehlertoleranz, d. h. bei Beschädigung wird der Code weiterhin erkannt. Wie bereits erwähnt, können auch kleinste Code-Abmessungen aus relativ grosser Entfernung gelesen werden. Vorteilhaft ist jeweils ein Code auf der Vorder- und der Rückseite der Werkzeuge aufgebracht, um auch bei Drehung des Werkzeugs (gespiegelte Einbringung) ein Erfassen des entsprechenden Werkzeugs zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird auch mit einem Verfahren zum Biegen eines Werkstückes mit einer Biegepresse nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, gelöst. Dieses Verfahren umfasst die Schritte:
    • Erfassen der Position oder der Position und Art des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges, die in den jeweiligen Werkzeughaltern fixiert sind, innerhalb der Biegepresse mittels der Sensoreinrichtung,
    • Anpassen des Bewegungsvorganges, mit dem der zumindest eine Anschlag relativ zu den Werkzeugen positioniert wird, in Abhängigkeit der mit der Sensoreinrichtung erfassten Position oder Position und Art des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges,
    • Positionieren des zumindest einen Anschlages entsprechend dem angepassten Bewegungsvorgang durch Verstellen (Verfahren bzw. Positionieren) des Anschlages mittels eines durch die Steuereinrichtung angesteuerten Antriebes relativ zu den Werkzeugen,
    • Durchführen eines Biegevorganges durch relatives Verfahren von Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug.
  • Es handelt sich dabei um ein flexibles System, das unabhängig von der Position der eingesetzten Werkzeuge die Durchführung eines bestimmten Biegeplanes ermöglicht. Durch Anpassung der gesteuerten Bewegungsvorgänge des Anschlages wird das System flexibel auf jede Werkzeugposition eingestellt.
  • Bevorzugt wird während des Schrittes des Erfassens der Position des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges dessen/deren Position relativ zur jeweiligen Werkzeughalterung, in der das Werkzeug fixiert ist, erfasst. Diese ist eine besonders zuverlässige Methode, da durch die räumliche Nähe von Werkzeug und Werkzeughalterung diese problemlos in einer Aufnahme erfasst und festgehalten werden können.
  • Bevorzugt wird während des Schrittes des Anpassens des Bewegungsvorganges ein Verfahrweg des Anschlages parallel zur Biegelinie berechnet. Der Anschlag wird gleichsam dem Werkzeug 'nachgeführt'. Der Verfahrweg ist hier die Ausgangsgrösse, während die Positionsdaten der Werkzeuge die Eingangsgrösse des Biegeprogramms darstellen.
  • Bevorzugt wird vor und/oder während des Schrittes des Erfassens der Position oder der Position und Art des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges, die Sensoreinrichtung parallel zur Biegelinie verfahren. Dadurch können Werkzeuge entlang der gesamten Länge der Biegepresse positionsmässig erfasst werden.
  • Bevorzugt werden die Position oder Position und Art des Oberwerkzeuges und die Position oder Position und Art des Unterwerkzeuges gleichzeitig erfasst. Dazu umfasst der Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung sowohl Oberwerkzeug als auch Unterwerkzeug bzw. gegebenenfalls auch deren Werkzeughalter.
  • Bevorzugt erfolgt das Erfassen der Position des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges mit Hilfe eines/einer auf das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug und/oder die jeweilige Werkzeughalterung aufgebrachten Massstabes oder Positionsmarkierung. Dadurch wird die Genauigkeit der Positionserfassung erhöht. Grösse und Form der Werkzeuge können auch in Relation zum Massstab oder im Abstand der Kamera erkannt werden.
  • Bevorzugt erfolgt das Erfassen der Position oder Position und Art des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges durch eine Konturerkennung des Werkzeuges. Hier kann unabhängig von Hilfsmitteln wie Massstäben oder Codes die Lage des Werkzeuges z.B. in Bezug zur (bekannten) Position der Sensoreinrichtung bestimmt werden. Die Kamera ist in der Lage, die Konturen der eingesetzten Werkzeuge zu erkennen und mit (z.B. in der Steuereinrichtung) hinterlegten Daten zu vergleichen. Sind keine Daten hinterlegt bzw. überhaupt kein Code vorhanden, werden die Werkzeuge anhand ihrer Geometrie identifiziert und entsprechend zugeordnet.
  • Bevorzugt umfasst das Verfahren einen Schritt des Auslesens von Informationen von einem auf das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug aufgebrachten zweidimensionalen Codes, insbesondere eines Datamatrix-Code. Durch die Verwendung eines Datamatrix-Codes wird auch das Markieren extrem schmaler Werkzeuge möglich.
  • Auch die gleichzeitige Erkennung mehrerer Codes ist durch die vorliegende Erfindung möglich. Durch die Anbindung der Kamera an den Hinteranschlag kann der Abstand zu den Werkzeugen verändert werden. Entsprechend der Auflösung der Kamera können somit mehrere Codes und Konturen gleichzeitig erkannt werden.
  • Der vorliegenden Idee liegt zugrunde, dass die eingesetzten Werkzeuge in Ihrer Position (optional auch in Ihrer Art) erkannt werden. Die daraus ermittelten Parameter werden über die Maschinensteuerung derart verwendet, dass die Peripherie der Maschine dem vorliegenden Biegevorgang angepasst wird. Hier ist z. B. der Hinteranschlag zu nennen, er wird dann in Relation zu den Werkzeugen positioniert.
  • Dadurch werden sowohl das Einmessen, wie auch die Kontrolle zwischen einem IstWert und einem Soll-Wert gespart - die Werkzeuge können an jeder beliebigen Stelle eingebracht werden und der Biegevorgang kann ohne weiteres gestartet werden. Unter anderem ist es somit nicht mehr notwendig, für ein wiederkehrendes Biegeteil exakt dieselben Werkzeug- und Werkstückpositionen zu erreichen. Wie erwähnt, ist es unwichtig, an welcher Position sich die Werkzeuge überhaupt befinden. Durch die Erkennung und Umrechnung auf das Produkt werden alle relevanten Maschinenteile (Anschläge) entsprechend positioniert und es wird gleichzeitig eine Kollision während dem Biegevorgang ausgeschlossen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt ein gleichzeitiges Erkennen vom Oberwerkzeug (Stempel) und Unterwerkzeug (Matrizen). Die Position dieser Werkzeuge zueinander kann sicherheitsrelevant und für die Qualität der Biegung von Bedeutung sein. Sicherheitsrelevant bedeutet in diesem Fall, dass ein falsch positioniertes Oberwerkzeug zu einer Kollision führen kann. Somit kann zusätzlich eine dem Biegevorgang entsprechende Kontrolle zwischen Ober- und Unterwerkzeugen durchgeführt werden. Eine Fehlbestückung wird dadurch ausgeschlossen.
  • Die Erfindung betrifft in einer Ausführungsform auch die Ermittlung von Werkzeugart und Werkzeugposition aller Oberwerkzeuge (Biegestempel) und aller Unterwerkzeug (Matrizen) innerhalb einer Biegepresse bzw. Biegemaschine.
  • Zur Bestimmung von Werkzeugart (inklusive aller deren beschreibender Parameter) und exakter Z-Richtungs-Position in der Biegepresse sollen 2D-Codes (vorzugsweise Datamatrix-Codes) und ein Lesekopf zur Anwendung kommen. Zu diesem Zweck wird der Lesekopf, vorzugsweise eine Matrixkamera, an einer Z-Achse des Hinteranschlags der Biegepresse befestigt, wodurch er automatisch verstellbar ist. Durch die relativ kleinen Abmessungen dieser Kamera und eine an der Achse bereits vorhandenen Kabelkette lassen sich sowohl Einbau, wie auch die Datenübertragung leicht umsetzen.
  • Zur Beschreibung der Parameter wird auf jedes vorhandene Werkzeug ein spezifischer Datamatrix-Code appliziert. Dieser Code hinterlegt beispielsweise eine einfache Zahl, welche in der Datenbank mit den notwendigen Parametern des Werkzeugs zugeordnet werden kann. Dazu zählen beispielsweise: Geometrie, maximale Belastung, Material, Anzahl der bereits durchgeführten Biegezyklen, Abnützung, etc.. Mittels einer Beschreibung über einfache Zahlen lassen sich die Datamatrix-Codes auch in kleinster Ausführung anfertigen und ermöglichen somit auch eine Aufbringung auf extrem schmale Werkzeuge (Stempel und Matrizen).
  • Ein möglicher Ablauf könnte folgendermassen aussehen. Nach dem Einbringen der Werkzeuge in die Biegepresse werden Oberwerkzeug (Stempel) und Unterwerkzeug (Matrizen) geklemmt und sind somit nun in ihrer Position fixiert. Danach verfährt die (Matrix)Kamera mit der Z-Achse über die gesamte Länge der Biegepresse. Dabei werden, abhängig von der Lesegeschwindigkeit der Kamera, Bilder der Werkzeuge erzeugt und über die Maschinensteuerung und Datenbank ausgewertet. Die Erkennung der Position der eingesetzten Werkzeuge ermöglicht bzw. vereinfacht ein einfacher Massstab - angebracht an der Werkzeugklemmung der Maschine - vorzugsweise direkt beim bzw. auf derselben Höhe des Datamatrix-Codes. Der Massstab ist dann Bestandteil des erzeugten Bildes und erlaubt damit eine präzise Positionsbestimmung.
  • Weitere Vorteile bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend angeführt:
    • komplette Kontrolle der eingesetzten Werkzeuge
    • der Biegeplan kann automatisch auf reale Werkzeugpositionen umgerechnet werden
    • deutlich geringere Standzeiten der Biegepresse bei einem Werkzeugwechsel, da ein exaktes Einmessen entfallen kann,
    • das Risiko einer Überlastung von Biegepresse und Werkzeug wird deutlich minimiert,
    • im Vergleich zu bekannten Lösungen extrem wartungsarm und kostengünstig,
    • es können alle bzw. verschiedene Werkzeuge verwendet werden (unabhängig von Geometrie, Hersteller oder Klemmungsart),
    • eine Aufrüstung bereits vorhandener Werkzeuge ist möglich,
    • die Werkzeuge werden aufgrund des berührungslosen Messprinzips nicht in ihrer maximalen Belastung beschränkt,
    • verschmutzte oder beschädigte Codes werden einfach gesäubert bzw. neu aufgebracht,
    • keine zusätzlichen Störkonturen an der Biegepresse oder Ketten für Datenkabel,
    • die auf die Werkzeuge aufgebrachten Datamatrix-Codes können die Lagerhaltung vereinfachen: In der Beschreibung des Codes können auch entsprechende Lagerplätze, bzw. maximale Nutzungszeiten der Werkzeuge oder dergleichen hinterlegt werden;
    • Abrufen von Biegeteilen und Programmen: Mit Hilfe der (Matrix)Kamera können auch Codes von Arbeitsplänen oder Blechen gelesen werden, die beispielsweise für einen bestimmten Ablauf, ein entsprechendes Programm oder eine Blechqualität stehen.
  • Ausserdem kann die eingesetzte Kamera den (Hinter-) Anschlagsbereich visualisieren. Oftmals ist es nämlich schwierig, Bleche genau an den Hinteranschlagsfingern zu positionieren, da die Einbauhöhe der Biegepresse zu gering ist oder die eingesetzten Werkzeuge die Sicht auf die Anschlagsfinger verhindern. Zur Vereinfachung des Ablaufes kann hier das Kamerabild, das den Hinteranschlagsbereich darstellt, auf einen für den Bediener sichtbaren Bildschirm übertragen werden.
  • Bevorzugt wird an einer Bedienerschnittstelle angezeigt, wenn die mit der Sensoreinrichtung erfasste Position des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges nicht korrekt ist, insbesondere wenn die Werkzeuge nicht miteinander fluchten. Hierbei können Korrekturwerte bzgl. der Positionierung von Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug an die Steuerung bzw. die Bedienerschnittstelle (z.B. Bildschirm) übergeben werden, um dem Bediener anzuzeigen, dass die Werkzeuge nicht fluchten und die Position zumindest eines Werkzeuges korrigiert werden muss.
  • Bevorzugt wird der Biegevorgang oder der Einrichtevorgang abgebrochen, wenn die mit der Sensoreinrichtung erfasste Position oder Position und Art des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges nicht korrekt ist. Bei falsch platzierten oder falsch dimensionierten Werkzeugen können auf diese Weise Beschädigungen der Maschine bzw. Gefahren für das Bedienpersonal durch Werkzeugbruch ausgeschlossen werden.
  • Bevorzugt umfasst das Verfahren eine Kalibrierung der Position des Anschlages, wobei vorzugsweise die Kalibrierung mittels einer vorzugsweise optischen Positionsmarke erfolgt, die an einem Bauteil der Biegepresse oder an einem Referenzwerkzeug angebracht ist. Die Kalibrierung des (Hinter-) Anschlages kann in X-, R- und Z-Richtung durch eine optische Referenz (Positionsmarkierung) am Oberbalken, an der Werkzeugklemmung, innerhalb der Biegepresse oder durch ein Referenzwerkzeug erfolgen, so dass ein Ausrichten des (Hinter-)Anschlages per Hand entfallen kann, wenn der Anschlag durch unsachgemässen Gebrauch verstellt wurde.
  • Bevorzugt ist das zu biegende Werkstück mit einem auslesbaren Code versehen, in dem eine Referenz auf ein zugehöriges Biegeprogramm enthalten ist, und dass nach dem Auslesen des Codes vorzugsweise mit der Sensoreinrichtung das dazugehörige Biegeprogramm automatisch in der Steuereinrichtung geladen und/oder abgearbeitet wird. Damit kann ein Laden des zum Biegeteil dazugehörigen Biegeprogrammes in die Steuerung anhand eines Codes auf dem Biegeteil (Biege- oder Blechzuschnitt), in dem das dazugehörige Biegeprogramm verschlüsselt ist, automatisch erfolgen. Der Code wird beispielsweise wird z.B. mit einem Laser auf dem Biegeteil aufgebracht. Der Bediener hält z.B. das Blech vor die Sensoreinrichtung, z.B. eine Kamera, und die Steuerung lädt automatisch das entsprechende Biegeprogramm. Das Auslesen des Codes kann auch beim Positionieren des Biegeteils an dem Anschlag, vorteilhaft automatisch durch die Sensoreinrichtung, erfolgen.
  • Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung eine Kamera und werden die mit der Kamera aufgenommenen Bilder bzw. Bildfolgen an einer Bedienerschnittstelle angezeigt.
  • Die Übergabe des Live-Kamerabildes an die Steuerung bzw. die Bedienerschnittstelle ermöglicht es, dem Bediener die aktuelle Situation innerhalb der Biegepresse anzuzeigen.
  • Diese Ausführungsform ermöglicht unter anderem:
    • eine Bedienerführung des Bleches vor bzw. während des Anschlagen des Bleches am Anschlag mittels Kamerabild und eingeblendeten Führungslinien (ähnlich wie beim Einparken mit dem Auto);
    • eine Bedienerführung beim Einsetzen der Werkzeuge mittels Kamerabild und eingeblendeten Führungslinien;
    • eine Anlageerkennung des Bleches am (Hinter-)Anschlag mittels Kamera. (Wenn die Kamera erkennt, dass das Blech korrekt am Anschlag positioniert wurde, gibt die Steuerung ein entsprechendes Signal aus und der Bediener kann den Biegevorgang starten).
    • eine Überwachung des Maschinenraumes durch die Kamera. Dies kann dazu verwendet werden, um die Annäherungsgeschwindigkeit des Anschlages an den Tisch zu überwachen und diesen damit schneller als bei bisherigen Biegepressen verfahren zu können.
  • Mit der Sensoreinrichtung kann auch eine Messung der Durchbiegung von Ober- und Unterwange erfolgen. Beim Biegevorgang erfahren Ober- und Unterwange eine Durchbiegung, die durch Bombierzylinder ausgeglichen werden kann. Die Bombierung wird in der Steuerung anhand theoretischer Werte berechnet und soll in Zukunft anhand des von der Sensoreinrichtung aufgenommenen realen Zustandes errechnet werden. Dadurch kann eine höhere Genauigkeit im Biegeteil erreicht werden.
  • Auch kann die Sensoreinrichtung zur Erkennung der (Blech-)Dicke des eingelegten (Blech-)Werkstückes ausgebildet sein. Entspricht das Werkstück den eingegebenen Daten in der Steuereinrichtung (Maschinensteuerung) bzw. bewegen sich die entsprechenden Werte innerhalb des festgelegten Toleranzbereichs, kann der Biegevorgang gestartet bzw. fortgesetzt werden, andernfalls kann der Biegevorgang ab- bzw. unterbrochen werden.
  • Ebenso können mit der Sensoreinrichtung Werkstück- bzw. Biegeteildimensionen (korrekter Zuschnitt, richtige Positionierung) erfasst werden, wodurch eine verbesserte Bedienerführung ermöglicht wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das gegenständliche Verfahren auch die Erstellung von thermographischen Bildern der Biegepresse bzw. von Teilen davon. Dies erfolgt vorzugsweise mittels zumindest eines IR-Sensors bzw. zumindest einer Wärmebildkamera, die innerhalb der Biegepresse angeordnet sein kann. Damit können die verschiedenen Erwärmungszustände der Biegepresse (z.B. der Werkzeuge, des Maschinengestells, etc.) überwacht und ausgewertet werden. Durch die Erwärmung dehnt sich der Maschinenkörper unter Umständen undefiniert aus, wodurch es zu Verschiebungen wichtiger Bezugsstellen und damit zu schlechteren Biegeergebnissen kommt. Kritisch ist vor allem ein nicht vollständig durchgewärmter Maschinenkörper, also lokale Temperaturunterschiede, wie sie beispielsweise direkt nach dem Einschalten der Biegepresse auftreten können. Mithilfe der thermographischen Zustandsbilder können einzelne Bezugsachsen die auftretenden Verschiebungen kompensieren und somit für eine gleichbleibende Biegequalität sorgen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
  • Die Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Offenbarung. Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionsgleiche oder ähnliche Bauteile an.
  • Es zeigen dabei:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemässe Biegepresse von vorne,
    Fig. 2
    die Biegepresse aus Fig. 1 in seitlicher Ansicht,
    Fig. 3
    die Biegepresse aus Fig. 1 von hinten,
    Fig. 4
    einen Detailausschnitt einer Biegepresse von vorne, mit Ober- und Unterwerkzeug und dem Anschlag,
    Fig. 5
    ein Oberwerkzeug, das in einem Werkzeughalter fixiert ist,
    Fig. 6
    zwei Unterwerkzeuge, die in einem Werkzeughalter fixiert sind,
    Fig. 7
    einen möglichen Verfahrensablauf in Art eines Fliessdiagramms,
    Fig. 8
    eine schematische Darstellung einer Biegepresse mit Steuerleitungen und Verfahrwegen, und
    Fig. 9
    eine schematische Darstellung einer Verknüpfung der Sensoreinrichtung mit einer Bedienerschnittstelle der Biegepresse.
  • Fig. 1 zeigt eine Biegepresse 1 zum Biegen von Werkstücken, mit einem Oberwerkzeug 2 (Stempel) und einem Unterwerkzeug 3 (Matrize), einem Werkzeughalter 4, in dem das Oberwerkzeug 2 eingesetzt ist, und einem Werkzeughalter 5, in dem das Unterwerkzeug 3 eingesetzt ist. Die Länge der Werkzeughalter 4, 5 entlang der Z-Achse, d. h. parallel zur Biegelinie, ist so gross, dass mehrere Ober- und Unterwerkzeuge 2, 3 nebeneinander im Werkzeughalter 4, 5 eingesetzt und fixiert werden können. Dieser Fall ist in Fig. 6 dargestellt, wo zwei Unterwerkzeuge 3 im Werkzeughalter 5 sitzen.
  • Das Oberwerkzeug 2 und das Unterwerkzeug 3 sind in verschiedenen Positionen innerhalb des jeweiligen Werkzeughalters 4, 5 fixierbar. D. h. die Werkzeuge können relativ zum jeweiligen Werkzeughalter in Richtung der Z-Achse unterschiedlich angeordnet werden.
  • Die Biegepresse 1 weist zumindest einen Anschlag 6 zur Positionierung des Werkstückes 14 (Fig. 2) innerhalb der Biegepresse 1 auf, wobei der Anschlag 6 mittels eines durch eine Steuereinrichtung 13 (in Fig. 8 dargestellt) angesteuerten Antriebes 9 relativ zu den Werkzeugen 2, 3 verfahrbar ist. Diese Verfahrbarkeit bezieht sich insbesondere auf eine Verfahrbarkeit entlang der Z-Achse, jedoch ist auch eine Verfahrbarkeit in andere - insbesondere dazu senkrechte - Raumrichtungen denkbar. Das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 zeigt zwei Anschläge 6, die unabhängig voneinander verfahrbar sind.
  • Wie aus der Seitenansicht der Fig. 2 erkennbar handelt es sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen Hinteranschlag, d. h. einen Anschlag, der von der Bedienerseite der Biegepresse 1 aus gesehen hinter den Werkzeugen 2, 3 angeordnet ist. Der Anschlag 6 dient dazu, ein Werkstück 14, z. B. ein zu biegendes Blech, relativ zu den Werkzeugen 2, 3 zu positionieren. Der Hinteranschlag ist parallel zur Biegelinie (entlang der Z-Achse) verfahrbar. Die Sensoreinrichtung 8 ist an dem Hinteranschlag angeordnet ist und zusammen mit dem Hinteranschlag parallel zur Biegelinie verfahrbar.
  • In einer alternativen Ausführungsform könnte die Sensoreinrichtung 8 unabhängig, z. B. in einer eigenen Halterung sitzend, vom Hinteranschlag verfahrbar sein. Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung jedoch im Bereich des Hinteranschlages angeordnet.
  • Der Anschlag 6 umfasst in der dargestellten Ausführungsform Anschlagfinger 7, die zusätzlich bewegbar sind. Neben den Anschlagfingern 7 befindet sich eine auf berührungslosem Messprinzip beruhende Sensoreinrichtung 8, insbesondere in Form einer Kamera. Die Sensoreinrichtung 8 ist zur berührungslosen Erfassung der Position des Oberwerkzeuges 2 und Unterwerkzeuges 3 innerhalb der Biegepresse 1 ausgebildet. Der Anschlag 6 ist in den Fig. 3 und 4 im Detail erkennbar.
  • In der hier beschriebenen Ausführungsform erfasst die Sensoreinrichtung 8 die Position der Werkzeuge 2, 3 in Richtung entlang der Z-Achse, d. h. entlang der Biegelinie. Diese Messung kann dadurch erfolgen, dass die Position eines Werkzeuges 2, 3 relativ zur jeweiligen Werkzeughalterung 4, 5, in der das Werkzeug 2, 3 fixiert ist, erfasst wird.
  • Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung die Funktionszusammenhänge in einer erfindungsgemässen Biegepresse 1, die auch eine Steuereinrichtung 13 zur Steuerung der Biegepresse 1 umfasst. Die Steuereinrichtung 13 steuert insbesondere den Antrieb 12 für das Oberwerkzeug 2 und somit den eigentlichen Pressvorgang. Eine weitere Steuerleitung verbindet die Steuereinrichtung 13 mit dem Antrieb 9 für den Anschlag 6. Die Sensoreinrichtung 8 ist ebenfalls mit der Steuereinrichtung 13 verbunden,
  • Die Steuereinrichtung 13 ist nun ausgebildet, um in Abhängigkeit der mit der Sensoreinrichtung 8 erfassten Position des Oberwerkzeuges 2 und des Unterwerkzeuges 3 den Bewegungsvorgang, mit dem der zumindest eine Anschlag 6 relativ zu den Werkzeugen 2, 3 positioniert wird, anzupassen.
  • Als Beispiel sind zwei mögliche Positionen von Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 dargestellt, eine davon gestrichelt. Für die erste Position (durchgezogene Linie) wird in Abhängigkeit der Position ein Verfahrweg z1 berechnet, um den Anschlag 6 in Bezug auf die Werkzeuge 2, 3 auszurichten. Dabei muss der Anschlag 6 nicht unbedingt - wie dargestellt - hinter das Werkzeug zu liegen kommen, sondern es sind auch andere Positionen relativ zum Werkzeug je nach Biegeplan denkbar.
  • Für die zweite Position (gestrichelte Linie) wird in Abhängigkeit der Position ein Verfahrweg z2 berechnet, um den Anschlag 6 in Bezug auf die Werkzeuge auszurichten. Durch dieses Prinzip werden die Anfahrkoordinaten des Anschlages 6 an die jeweilige Position des Werkzeuges angepasst, sodass ein entsprechender Biegevorgang gemäss Biegeplan durchgeführt werden kann. Das Anpassen bzw. die Anpassung des Bewegungsvorganges kann sich selbstverständlich auch auf die Bewegungen der Anschlagfinger 7 beziehen.
  • Auch können -wie in Fig. 6 angedeutet - mehrere Werkzeuge in einer Werkzeughalterung sitzen, wodurch mehrere Biegelinienabschnitte definiert werden. Die damit zusammenhängenden Biegungen können gleichzeitig oder nacheinander auf das Werkstück übertragen werden. In jedem Fall werden die Anfahrkoordinaten des Anschlages 6 automatisch angepasst.
  • Das Verfahren zum Biegen eines Werkstückes mit einer Biegepresse 1 kann nun folgende Schritte umfassen, die im Fliessdiagramm der Fig. 7 dargestellt sind:
    • Schritt 20: Bestücken der Biegepresse mit zumindest einem Oberwerkzeug und/oder zumindest einem Unterwerkzeug, das/die innerhalb des jeweiligen Werkzeughalters fixiert wird/werden.
    • Schritt 21: Erfassen der Position des Oberwerkzeuges 2 und/oder Unterwerkzeuges 3, die in den jeweiligen Werkzeughaltern 4, 5 fixiert sind, innerhalb der Biegepresse 1 mittels der Sensoreinrichtung 8. Beispielsweise kann vor und/oder während des Schrittes 21 die Sensoreinrichtung 8 parallel zur Biegelinie (d. h. entlang der Z-Achse) verfahren werden.
    • Schritt 22: Anpassen des Bewegungsvorganges, mit dem der zumindest eine Anschlag 6 relativ zu den Werkzeugen 2, 3 positioniert wird, in Abhängigkeit der mit der Sensoreinrichtung 8 erfassten Position des Oberwerkzeuges 2 und/oder Unterwerkzeuges 3. Dieser Schritt kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Verfahrweg z1, z2 des Anschlages 6 parallel zur Biegelinie (d. h. entlang der Z-Achse) berechnet wird.
    • Schritt 23: Positionieren des zumindest einen Anschlages 6 entsprechend dem angepassten Bewegungsvorgang durch Verfahren des Anschlages 6 mittels eines durch die Steuereinrichtung 13 angesteuerten Antriebes 9 relativ zu den Werkzeugen 2, 3.
    • Schritt 24: Durchführen eines Biegevorganges durch relatives Verfahren von Oberwerkzeug 2 und/oder Unterwerkzeug 3.
    • Schritt 25: Austauschen und/oder Hinzufügen von Ober- und/oder Unterwerkzeugen sowie deren Fixierung in dem jeweiligen Werkzeughalter.
  • Anschliessend kann eine Wiederholung der Schritte 21 bis 25 erfolgen.
  • Bevorzugt werden die Position des Oberwerkzeuges 2 und die Position des auf derselben Höhe angeordneten Unterwerkzeuges 3 gleichzeitig erfasst. Dazu kann die Sensoreinrichtung 8 in eine Stellung verfahrbar sein, in der der Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung 8 sowohl das Oberwerkzeug 2 als auch das Unterwerkzeug 3 zumindest teilweise umfasst.
  • Die Fig. 5 und 6 zeigen bevorzugte Varianten der Erfindung, bei der auf die jeweilige Werkzeughalterung 4, 5 ein Massstab 10 aufgebracht ist. Alternativ oder zusätzlich könnte auch auf das Oberwerkzeug 2 und/oder das Unterwerkzeug 3 ein Massstab aufgebracht sein.
  • Das Erfassen oder die Erfassung der Position des Oberwerkzeuges 2 und/oder Unterwerkzeuges 3 kann in dieser Ausführungsform mit Hilfe dieses Massstabes 10 erfolgen. Dazu werden Bildaufnahmen der als Kamera ausgebildeten Sensoreinrichtung 8 im Hinblick auf die Relativposition des Werkzeuges in Bezug zum Massstab ausgewertet (z. B. durch Einsatz entsprechender Bilderkennungssoftware). Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, erstreckt sich die Massstabseinteilung parallel zur Biegelinie.
  • Bevorzugt erfolgt das Erfassen der Position des Oberwerkzeuges 2 und/oder Unterwerkzeuges 3 durch eine Konturerkennung des Werkzeuges 2, 3 mit entsprechenden Bildverarbeitungsprogrammen.
  • In einer bevorzugten Variante ist auf das Oberwerkzeug 2 und das Unterwerkzeug 3 ein zweidimensionaler Code 11, insbesondere ein Datamatrix-Code (aus einer Anordnung von schwarzen und weissen Rechtecken innerhalb eines Feldes), aufgebracht. Der Code 11 enthält Informationen über das verwendete Werkzeug 2, 3, insbesondere über Art und Dimensionen des Werkzeuges 2, 3.
  • Vorteilhaft ist an der Vorderseite als auch an der Rückseite eines Werkzeuges 2, 3 jeweils ein Code 11 aufgebracht. Somit kann das Werkzeug 2, 3 auch spiegelverkehrt in einen Werkzeughalter 4, 5 eingesetzt und einfach von der Sensoreinrichtung 8 erkannt werden.
  • In dieser Ausführungsform kann ein Auslesen der Code-Informationen ebenfalls mittels der Sensoreinrichtung 8 erfolgen. Es kann in weiterer Folge geprüft werden, ob ein Werkzeug vorgegebenen Spezifikationen entspricht oder mit dem Biegeplan kompatibel ist.
  • Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Sensoreinrichtung 8 zwei berührungslose Sensoren mit unterschiedlichen räumlichen Erfassungsbereichen umfasst. Die Sensoren sind hier optische Sensoren, insbesondere Kameras. Die Kameras bilden unterschiedliche Bereiche entlang der Biegelinie Z (auch Z-Achse genannt) ab. Die Erfassungsbereiche der Sensoren können dabei überlappen.
  • Des Weiteren ist aus Fig. 9 zu sehen, dass die Biegepresse eine Bedienerschnittstelle 27 umfasst (hier in Form eines Bildschirmes), die mit der Steuereinrichtung 13 bzw. der Sensoreinrichtung 8 verbunden ist. Dabei sind Sensordaten der Sensoreinrichtung 8 und/oder aus den Sensordaten abgeleitete Daten an der Bedienerschnittstelle 27 darstellbar. Diese Daten können im Betrieb automatisch an der Bedienerschnittstelle 27 ausgegeben werden.
  • Die Sensoreinrichtung 8 kann auch nur einen Sensor bzw. Kamera umfassen. Insbesondere können die mit der Kamera aufgenommenen Bilder bzw. Bildfolgen an der Bedienerschnittstelle 27 angezeigt werden.
  • In einem bevorzugten Verfahren kann an der Bedienerschnittstelle 27 angezeigt werden, wenn die mit der Sensoreinrichtung 8 erfasste Position des Oberwerkzeuges 2 und/oder Unterwerkzeuges 3 nicht korrekt ist, insbesondere wenn die Werkzeuge 2, 3 nicht miteinander fluchten. Aufgrund dieser Information, die auch bereits Korrekturwerte enthalten kann, wird es dem Bediener ermöglicht auf einfache Weise die Position der Werkzeuge 2, 3 zu korrigieren.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsformen und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des Erfindungsgedankens eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen. Ebenso ist es möglich, durch Kombination der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Biegepresse
    2
    Oberwerkzeug
    3
    Unterwerkzeug
    4
    Werkzeughalter für Oberwerkzeug 2
    5
    Werkzeughalter für Unterwerkzeug 3
    6
    Anschlag
    7
    Anschlagfinger
    8
    Sensoreinrichtung
    9
    Antrieb für Anschlag 9
    10
    Massstab
    11
    Code
    12
    Antrieb für Oberwerkzeug 2
    13
    Steuereinrichtung
    14
    Werkstück
    20-26
    Verfahrensschritte
    27
    Bedienerschnittstelle
    Z
    Biegelinie

Claims (17)

  1. Biegepresse (1), insbesondere Abkantpresse, zum Biegen von Werkstücken (14), mit
    - einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3),
    - einem Werkzeughalter (4), in dem das Oberwerkzeug (2) eingesetzt ist, und einem Werkzeughalter (5), in dem das Unterwerkzeug (3) eingesetzt ist, wobei das Oberwerkzeug (2) und das Unterwerkzeug (3) in verschiedenen Positionen innerhalb des jeweiligen Werkzeughalters (4, 5) fixierbar sind,
    - einer Steuereinrichtung (13) zur Steuerung der Biegepresse (1),
    - einer Sensoreinrichtung (8), die mit der Steuereinrichtung (13) verbunden ist,
    - zumindest einem Anschlag (6) zur Positionierung des Werkstückes innerhalb der Biegepresse (1), wobei der Anschlag (6) mittels eines durch die Steuereinrichtung (13) angesteuerten Antriebes (9) relativ zu den Werkzeugen (2, 3) verfahrbar ist, wobei die Sensoreinrichtung (8) zur berührungslosen Erfassung der Position oder der Position und Art des Oberwerkzeuges (2) und Unterwerkzeuges (3) innerhalb der Biegepresse (1) ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (13) ausgebildet ist, um in Abhängigkeit der mit der Sensoreinrichtung (8) erfassten Position oder Position und Art des Oberwerkzeuges (2) und des Unterwerkzeuges (3) den Bewegungsvorgang, mit dem der zumindest eine Anschlag (6) relativ zu den Werkzeugen (2, 3) positioniert wird, anzupassen.
  2. Biegepresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anschlag (6) zur Positionierung des Werkstückes ein Hinteranschlag ist, der parallel zur Biegelinie verfahrbar ist, und dass die Sensoreinrichtung (8) im Bereich des Hinteranschlages angeordnet ist.
  3. Biegepresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (8) an dem Anschlag (6) angeordnet ist und zusammen mit dem Anschlag (6) vorzugsweise parallel zur Biegelinie verfahrbar ist.
  4. Biegepresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (8) in eine Stellung verfahrbar ist, in der der Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung (8) sowohl das Oberwerkzeug (2) als auch das Unterwerkzeug (3) zumindest teilweise umfasst; und/oder
    dass die Sensoreinrichtung (8) eine Kamera ist.
  5. Biegepresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Oberwerkzeug (2) und/oder das Unterwerkzeug (3) und/oder die jeweilige Werkzeughalterung (4, 5) ein Massstab (10) oder eine Positionsmarkierung aufgebracht ist; und/oder
    dass auf das Oberwerkzeug (2) und/oder das Unterwerkzeug ein zweidimensionaler Code (11), insbesondere ein Datamatrix-Code, aufgebracht ist, wobei vorzugsweise der Code (11) Informationen über das verwendete Werkzeug (2, 3) enthält, insbesondere über Art und Dimensionen des Werkzeuges (2, 3).
  6. Verfahren zum Biegen eines Werkstückes (14) mit einer Biegepresse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:
    - Erfassen der Position oder der Position und Art des Oberwerkzeuges (2) und/oder Unterwerkzeuges (3), die in den jeweiligen Werkzeughaltern (4, 5) fixiert sind, innerhalb der Biegepresse (1) mittels der Sensoreinrichtung (8),
    - Anpassen des Bewegungsvorganges, mit dem der zumindest eine Anschlag (6) relativ zu den Werkzeugen (2, 3) positioniert wird, in Abhängigkeit der mit der Sensoreinrichtung (8) erfassten Position oder Position und Art des Oberwerkzeuges (2) und/oder Unterwerkzeuges (3),
    - Positionieren des zumindest einen Anschlages (6) entsprechend dem angepassten Bewegungsvorgang durch Verstellen des Anschlages (6) mittels eines durch die Steuereinrichtung (13) angesteuerten Antriebes (9) relativ zu den Werkzeugen (2, 3),
    - Durchführen eines Biegevorganges durch relatives Verfahren von Oberwerkzeug (2) und/oder Unterwerkzeug (3).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes des Erfassens der Position oder der Position und Art des Oberwerkzeuges (2) und/oder Unterwerkzeuges (3) dessen/deren Position relativ zur jeweiligen Werkzeughalterung (4, 5), in der das Werkzeug (2, 3) fixiert ist, erfasst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes des Anpassens des Bewegungsvorganges ein Verfahrweg (z1, z2) des Anschlages (6) parallel zur Biegelinie berechnet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während des Schrittes des Erfassens der Position oder der Position und Art des Oberwerkzeuges (2) und/oder Unterwerkzeuges (3), die Sensoreinrichtung (8) parallel zur Biegelinie verfahren wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Position oder die Position und Art des Oberwerkzeuges (2) und die Position oder die Position und Art des Unterwerkzeuges (3) gleichzeitig erfasst werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Position des Oberwerkzeuges (2) und/oder Unterwerkzeuges (3) mit Hilfe eines/einer auf das Oberwerkzeug (2) und/oder das Unterwerkzeug (3) und/oder die jeweilige Werkzeughalterung (4, 5) aufgebrachten Massstabes (10) oder Positionsmarkierung erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Position und/oder Erkennen der Art des Oberwerkzeuges (2) und/oder Unterwerkzeuges (3) durch eine Konturerkennung des Werkzeuges (2, 3) erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt des Auslesens von Informationen von einem auf das Oberwerkzeug (2) und/oder das Unterwerkzeug (3) aufgebrachten zweidimensionalen Codes (11), insbesondere eines Datamatrix-Code, umfasst.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Bedienerschnittstelle (27) angezeigt wird, wenn die mit der Sensoreinrichtung (8) erfasste Position des Oberwerkzeuges (2) und/oder Unterwerkzeuges (3) nicht korrekt ist, insbesondere wenn die Werkzeuge (2, 3) nicht miteinander fluchten; und/oder
    dass der Biegevorgang oder der Einrichtevorgang abgebrochen wird, wenn die mit der Sensoreinrichtung (8) erfasste Position oder Position und Art des Oberwerkzeuges (2) und/oder Unterwerkzeuges (3) nicht korrekt ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine Kalibrierung der Position des Anschlages (6) umfasst, wobei vorzugsweise die Kalibrierung mittels einer vorzugsweise optischen Positionsmarke erfolgt, die an einem Bauteil der Biegepresse (1) oder an einem Referenzwerkzeug angebracht ist.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zu biegende Werkstück (14) mit einem auslesbaren Code versehen ist, in dem eine Referenz auf ein zugehöriges Biegeprogramm enthalten ist, und dass nach dem Auslesen des Codes vorzugsweise mit der Sensoreinrichtung (8) das dazugehörige Biegeprogramm automatisch in der Steuereinrichtung (13) geladen und/oder abgearbeitet wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (8) zumindest eine Kamera umfasst und die mit der Kamera aufgenommenen Bilder bzw. Bildfolgen an einer Bedienerschnittstelle (27) angezeigt werden.
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