AT402372B - Blechbiegemaschine mit einem manipulator und einer detektorvorrichtung für die lage des werkstückes - Google Patents

Description

AT 402 372 B

Die Erfindung betrifft eine Blechbiegemaschine, insbesondere eine Abkantpresse, mit einem Manipulator zum Handhaben eines Bleches oder einer Platte, welches bzw. welche in der Biegemaschine einer Biege- oder Abkantbearbeitung zu unterwerfen ist, sowie eine Blechbiegemaschine mit einer Detektorvorrichtung zum Feststellen der Lage des Bleches oder der Platte, welches bzw. welche vom Manipulator gehandhabt und der Biegebearbeitung unterworfen wird.

Bekannt ist ein Manipulator, der zum selbsttätigen Handhaben eines Werkstückes in einer Blechbiegemaschine, wie einer Abkantpresse, mit welcher eine Biegebearbeitung auszuführen ist, entwickelt wurde.

Aus der GB-2 178 987 A ist eine Blechbiegemaschine zu entnehmen, bei welcher der Manipulator mit mechanischen Greifern bzw. einer mechanischen Klemmvorrichtung ausgebildet ist und durch diesen Manipulator ein zu bearbeitendes Werkstück in Anlage an einen Anschlag gebracht wird, welcher in einem vorbekannten Abstand von der Presse liegt. Die Ausrichtung der Vorderkante des zu bearbeitenden Werkstückes relativ zur Anschlagschulter wird hiebei durch Mikroschalter überprüft, welche an der Vorderkante der Biegepresse angeordnet sind.

Aus der EP-100 283 A2 ist eine universelle Blechhaltevorrichtung für Pressen entnehmbar, wobei Backen verschiedener Zangen stets mit den Zangenschenkeln einstückig ausgebildet sind.

Ein herkömmlicher Manipulator, der gewöhnlich mit einem Industrieroboter ausgestattet ist, steht im allgemeinen in einer vorbestimmten Position vor der Biegemaschine. Bei dieser Art von Manipulator ist ein Arm an einer Säule in der Weise angeordnet, daß er sowohl eine vertikale Bewegung als auch eine Drehbewegung ausführen kann und ausfahrbar, einziehbar und drehbar ist. Am Ende des Armes befindet sich eine.Greifvorrichtung zum Erfassen eines Werkstückes.

Bei einem herkömmlichen Manipulator der vorstehend angegebenen Bauart muß der Arm lang sein, damit die Greifvorrichtung in einem weiten Bereich bewegbar ist, und dadurch wird die Konstruktion des Manipulators insgesamt groß, was einen Nachteil darstellt. Außerdem erfolgt das Positionieren eines Bleches oder einer Platte bezüglich des Biegewerkzeuges der Biegemaschine ausschließlich durch den Manipulator. Es ist daher erforderlich, einen mit hoher Genauigkeit arbeitenden Manipulator zu konstruieren, um die Genauigkeit der Positionierung des Bleches oder der Platte zu steigern. Daraus ergibt sich das Problem von äußerst hohen Herstellungskosten.

Zur Überwindung dieses Problems wurde von der Patentinhaberin ein Manipulator mit hoher Lebensdauer für die Handhabung von Blechen und Platten in einer Biegemaschine, wie einer Abkantpresse, entwickelt, der den Gegenstand der JP-OS SHO-62-313760 bildet. Dieser Manipulator erfaßt das Blech und dreht dieses bezüglich der Eiegemaschine um 180*. Wenn hiebei das Blech an mehr als einer Stelle zu biegen ist, können in Abhängigkeit von der Verfahrensstufe für die Biegemaschine aufeinanderfolgende geplante Biegestellen vorgesehen werden.

Zum Ausführen eines Biegevorganges mit hoher Genauigkeit auf einer derartigen Biegemaschine ist es allerdings erforderlich, das Blech bezüglich der Maschine genau zu positionieren. Beim Versuch der Erzielung einer derartigen genauen Positionierung ausschließlich durch den Manipulatormechanismus stellt sich das Problem, daß der Manipulator mit einem extrem hohen Genauigkeitsgrad konstruiert sein muß. Dies wiederum führt zu dem Problem extrem hoher Kosten für den Manipulator.

Die Erfindung zielt darauf ab, unter Berücksichtigung der Nachteile der herkömmlichen Vorrichtungen eine Blechbiegemaschine zu schaffen, mit welcher auch ohne hohe Genauigkeit der Positionierung durch den Manipulator Biegevorgänge mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wurde eine Blechbiegemaschine mit einer Werkstückzuführung von der Vorderseite, umfassend: - zwei Stempel, durch deren Zusammenwirken ein Werkstück gebogen wird, - einen Manipulator, der ein an eine bezüglich der Stempel vorbestimmte Objektposition einzubringendes Werkstück erfassen und bewegen kann, - eine bezüglich der Stempel in einer vorbestimmten Stellung an der Blechbiegemaschine angebrachte Detektorvorrichtung zum Feststellen der Lagekoordinaten eines vom Manipulator zugeführten Werkstückes, und - eine Vorrichtung zum Steuern des Manipulators in Abhängigkeit von einem von der Detektorsteuerung gelieferten Signal,geschaffen, durch deren Zusammenwirken ein Blech gebogen wird, und die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist, daß die Detektorvorrichtung eine Wegmaß-Vorrichtung umfaßt, welche zwischen den Stempeln und der Rückseite der Maschine angeordnet ist und die Lagekoordinaten des Werkstückes in einer unter einem rechten Winkel zur Längsrichtung der Stempel verlaufenden Richtung feststellt. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird das vom Manipulator zugeführte Blech bezüglich der Stempel genau positioniert.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine 2

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Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Blechbiegemaschine; Fig. 2 eine Seitenansicht der Blechbiege-maschine; Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil einer Werkstück-Greifvorrichtung an einem Manipulator für die erfindungsgemäße Blechbiegemaschine; Fig. 4 die Werkstück-Greifvorrichtung von Fig. 3 von der Seite gesehen und teilweise im Schnitt; die Fig.5 bis 9 Ansichten zur Erläuterung der Wirkungsweise der 5 Werkstück-Greifvorrichtung;Fig. 10 ein Blockschaltbild einer ersten Steuervorrichtung zum Steuern des Manipulators für die Positionierung des Werkstückes in Richtung der Y-Achse; Fig. 11 eine beispielhafte Darstellung des Positionierungsablaufes durch die erste Steuervorrichtung; Fig. 12 ein Blockschaltbild einer zweiten Steuervorrichtung zum Steuern des Manipulators für die Positionierung des Werkstückes in Richtung der X-Achse; Fig. 13 eine beispielhafte Darstellung des Positionierungsablaufes durch die zweite io Steuervorrichtung; die Fig. 14a, b und c schematische Darstellungen zur Erläuterung der Herstellung einer Schachtel mit der erfindungsgemäßen Blechbiegemaschine; Fig. 15 Schritte des Biegevorganges zum Herstellen der in Fig. 14b gezeigten Schachtel; Fig. 16 ein Flußdiagramm des Biegevorganges; die Fig. 17a und 17b Darstellungen zur Erläuterung des Verfahrens der Anwendung eines Sensors zum Positionieren des Werkstückes für einen Schritt in Fig. 16; Fig. 18 ein Flußdiagramm der Schritte zum Positionieren des T5 Werkstückes in Richtung der X-Achse in Fig. 16, und Fig. 19 ein Flußdiagramm der Schritte zum Positionieren des Werkstückes in Richtung der Y-Achse in Fig. 17.

Gemäß Fig. 1 ist an der Vorderseite einer Blechbiegemaschine 1, beispielsweise einer Abkantpresse od.dgl., ein Manipulator 3 angebracht. Seitlich an der Blechbiegemaschine 1 ist ein Magazin 5 vorgesehen, in welchem sich ein Werkstück 44 aus Blech befindet. Außerdem ist eine Fördervorrichtung 7 zum so Abtransportieren eines Erzeugnisses P nach dem Biegevorgang zu der nächsten Bearbeitungsstelle vorhanden. Das Magazin 5 und die Fördervorrichtung 7 können von herkömmlicher Bauart sein und sind daher nicht im einzelnen beschrieben.

Die Blechbiegemaschine 1 weist ähnlich wie die übliche Bauart einer Abkantpresse einen oberen Rahmen 9 und einen unteren Rahmen 11 auf. Am oberen Rahmen 9 ist ein oberer Stempel 13 abnehmbar 25 befestigt und am unteren Rahmen 11 ist ein unterer Stempel 15 abnehmbar befestigt.

Wie allgemein bekannt, ist bei einer Blechbiegemaschine 1 dieser Bauweise einer der beiden Rahmen 9 und 11 anhebbar und die Biegebearbeitung eines Werkstückes 44 wird durch Einlegen des Werkstückes 44 zwischen den oberen Stempel 13 und den unteren Stempel 15 und nachfolgendes Angreifen der Stempel 13 und 15 am Werkstück 44 ausgeführt. 30 Weitere Einzelheiten wurden in den Zeichnungen weggelassen, jedoch ist die Konstruktion im Falle der vorliegenden Erfindung so getroffen, daß der untere Rahmen 11 anhebbar ausgebildet ist.

Weiters befindet sich an der Blechbiegemaschine 1 ein hinterer Meßtaster 17 zum Positionieren des Werkstückes 44 in Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Richtung links/rechts in Fig. 2; die Richtung der Y-Achse) mit freier Positionsbewegung in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung. Am hinteren Meßtaster 17 ist eine 35 Mehrzahl von Fühlern 19 an verschiedenen Stellen angeordnet, welche Fühler zum Feststellen einer Berührung mit dem Werkstück 44 dienen. Die Fühler 19 sind lineare Umformer mit einem verhältnismäßig großen Meßhub ähnlich wie beispielsweise direkt angetriebene Potentiometer.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Anordnung das Werkstück 44 durch Berührung mit dem vorher justierten hinteren Meßtaster 17 positioniert wird, wird bestimmt, ob die Ausgangssignale der Fühler 40 19 an einer Mehrzahl von Stellen mit den vorbestimmten Ausgangswerten übereinstimmen oder nicht. Auf diese Weise läßt sich feststellen, ob der Rand des Werkstückes 44 zu den Biegekanten des oberen und des unteren Stempels 13, 15 (nachfolgend als Biegeachse C bezeichnet) parallel liegt oder nicht. Daraus ergibt sich, ob das Werkstück 44 richtig positioniert ist oder nicht.

Das Ausgangssignal des Fühlers 19 wird einer am oberen Rahmen 9 angebrachten herkömmlichen 45 numerischen Steuervorrichtung 21 zugeführt. Die numerische Steuervorrichtung 21 steuert den Betrieb jeder Bearbeitungsstation der Blechbiegemaschine 1 und die Funktion des hinteren Meßtasters 17 sowie die Betätigung des Manipulators 3. Die Ausgangssignale der Fühler 19 werden der numerischen Steuervorrichtung 21 zugeführt, damit die Betätigung des Manipulators 3 gesteuert wird, so daS die Ist-Ausgangswerte der Fühler 19 die Soll-Ausgangswerte erreichen. Gemäß der Erfindung ist der Manipulator 3 an einer so Basisplatte 23 angebracht, die mit dem frei anhebbaren unteren Rahmen 11 verbunden ist.

Die Basisplatte 23 erstreckt sich insbesondere in seitlicher Richtung (in Richtung der X-Achse) in Längsrichtung des unteren Stempels 15. An der Vorderseite der Basispiatte 23 ist ein erster Support 25 in Richtung der X-Achse verschiebbar angeordnet. In eine an der Basisplatte 23 befestigte, sich in Richtung der X-Achse erstreckende Zahnstange 27 greift ein (nicht dargestelltes) Ritzel ein, das im Support 25 55 drehbar gelagert ist. Dieses Ritzel ist von einem ersten Servomotor 29 antreibbar. Zwischen dem ersten Servomotor 29 und dem Ritzel kann irgendein herkömmliches Getriebe vorgesehen sein. Eine Erläuterung von Einzelheiten hierüber erübrigt sich daher. Der erste Servomotor 29 kann beispielsweise ein Schrittmotor od.dgl. sein und ist mit einem Drehstellungsmelder, wie einem Kodierer, ausgestattet. 3

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Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung läßt sich der Support 25 durch Betätigung des ersten Servomotors 29 in Richtung der X-Achse verschieben, wobei die Stellung des ersten Supports 25 durch den Drehstellungsmeider festgestellt werden kann.

Wie aus den Fig. 1 und 2 deutlich erkennbar, erstreckt sich in Längsrichtung (Richtung der Y-Achse) des oberen Abschnittes des ersten Supports 25 ein fächerförmiger Teil 31. Am oberen Rand des fächerförmigen Teiles 31 ist eine kreisbogenförmige Zahnstange 33 vorgesehen. Auf der Zahnstange 33 ist in Richtung der Y-Achse frei bewegbar ein zweiter Support 35 angeordnet. Ein in die Zahnstange 33 eingreifendes (nicht dargestelltes) Ritzel ist drehbar gelagert und von einem am zweiten Support 35 angebrachten zweiten Servomotor 37 antreibbar. Der zweite Servomotor 37 ist mit einem Drehstellungsmelder, wie einem Kodierer, in gleicher Weise wie der erste Servomotor 29 ausgestattet.

Bei dieser Ausführungsform wird der zweite Support 35 durch den zweiten Servomotor 37 in Richtung der Y-Achse auf einem Bogen entlang der Zahnstange 33 bewegt. Die Stellung des zweiten Supports 35 in Richtung der Y-Achse wird durch einen am zweiten Servomotor 37 vorgesehenen Drehstellungsmeider festgestellt.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß am zweiten Support 35 eine in Richtung der vertikal verlaufenden Z-Achse frei bewegbare Hubstange 39 senkrecht zur Bewegungsrichtung des zweiten Supports 35 angeordnet ist. An der Hubstange 39 ist eine vertikale Zahnstange ausgebildet. Ein (nicht dargestelltes) in diese Zahnstange eingreifendes Ritzel ist im zweiten Support 35 drehbar gelagert, an welchem auch ein dritter Servomotor 41 zum Antreiben dieses Ritzels angebracht ist. Der dritte Servomotor 41 ist in gleicher Weise wie der zweite Servomotor 29 mit einem Drehstellungsmeider ausgestattet.

Bei dieser Ausführungsform ist die Hubstange 39 durch den dritten Servomotor 41 in vertikaler Richtung verstellbar und die vertikale Stellung der Hubstange 39 ist durch den Drehstellungsmeider feststellbar.

Am oberen Ende der Hubstange 39 ist ein sich in Richtung der Y-Achse erstreckender Arm 43 angebracht. An der Spitze des Arms 43 ist eine Blech-Greifvorrichtung 45 zum Erfassen eines Randbereiches des Werkstückes 44 angebracht. Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Blech-Greifvorrichtung 45 um eine zur X-Achse parallele Achse B in vertikaler Richtung verdrehbar. Außerdem ist die Blech-Greifvorrichtung 45 um eine zu der Achse B normale Achse A verdrehbar.

Am Arm 43 befinden sich ein vierter Servomotor 47 zum Verdrehen der Blech-Greifvorrichtung 45 um die Achse A und ein fünfter Servomotor 49 zum Verdrehen der Blech-Greifvorrichtung 45 in vertikaler Richtung um die Achse B. Der vierte und der fünfte Servomotor 47, 49 sind in ähnlicher Weise wie der erste Servomotor 29 mit je einem Drehstellungsmeider ausgestattet. Zusätzlich können verschiedene Arten von Kraftübertragungsmechanismen zum Verdrehen der Blech-Greifvorrichtung 45 um die Achse A durch den vierten Servomotor 47 und in vertikaler Richtung durch den fünften Servomotor 49 vorgesehen sein. Da diese Mechanismen keine besonderen eigentümlichen Merkmale aufweisen, erübrigt sich eine besondere Beschreibung derselben.

In den Fig. 3 und 4 ist genauer dargestellt, daß die Blech-Greifvorrichtung 45 mit einer oberen Backe 51 und einer unteren Backe 53 zum Erfassen des Werkstückes 44 ausgestattet ist. Die obere Backe 51 und die untere Backe 53 haben jeweils einen breiten Blechklemmabschnitt 54 zum Erfassen des Werkstückes 44, so daß sie ungefähr T-förmig aussehen. Die Backen 51, 53 sind frei umkehrbar an einer um die Achse B drehbaren Hülse 55 angeordnet.

Insbesondere ist die drehbare Hülse 55 gemäß Fig. 3 in einem gabelförmigen konkaven Endteil 56 des Arms 43 angeordnet. Zu beiden Seiten der drehbaren Hülse 55 sind gleichachsig mit der Achse B zwei Wellenstummel 57 vorgesehen. Die drehbare Hülse 55 ist am Ende des Arms 43 mittels der Wellenstummel 57 drehbar gelagert. An einem der Wellenstummel 57 ist ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Kettenzahnrad od.dgl. vorgesehen. Auf ein solches Kettenzahnrad wird die Antriebskraft des fünften Servomotors 49 übertragen.

Fig. 4 zeigt, daß ein Rohr 59 unter einem rechten Winkel zur Achse B drehbar mittels einer Mehrzahl von Lagern 61 innerhalb der drehbaren Hülse 55 gelagert ist. Die Mittellinie des drehbaren Rohres 59 fällt mit der Achse A zusammen. Die untere Backe 53 ist am oberen Ende des drehbaren Rohres 59 einstückig angeformt. Weiters ist am drehbaren Rohr ein vom vierten Servomotor 47 antreibbares Kegelzahnrad 63 vorgesehen.

Im Inneren des drehbaren Rohres 59 ist ein Stellglied 65 für Linearantriebe, beispielsweise ein Druckmineizylinder od.dgl., vorgesehen. Insbesondere ist ein vertikal ausfahrbarer Stellzylinder 67 vorgesehen. Ar oDeren Ende des Stellzylinders 67 ist die obere Backe 51 befestigt. Eine vertikale zweistufige Druckkammer mit einer Kammer 71A und einer Kammer 71B ist durch eine im Zylinder 67 befindliche Trennwand 69 ausgebildet. In den Kammern 71A, 71B wirkt eine Mehrzahl vor an einer Kolbenstange 73 angeordneten Kolben 75, wobei in der Kolbenstange 73 ein Druckmittelkanal zur Verbindung mit den 4

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Kammern vorgesehen ist. Der untere Teil der Kolbenstange 73 ist mit einem Stangenhalter TI verbunden, der seinerseits mit der drehbaren Hülse 55 in Verbindung steht.

Zum Steuern der relativen Drehbewegung der oberen Backe 51 und der unteren Backe 53 sind die obere Backe 51 und die untere Backe 53 mittels eines Laschenmechanismus 79 miteinander gekoppelt. Insbesondere sind gemäß Fig. 4 ein Ende einer ersten Lasche 81, deren anderes Ende an der oberen Backe 51 angelenkt ist, und ein Ende einer zweiten Lasche 83, deren anderes Ende an der unteren Backe 51 angelenkt ist, mittels eines Stiftes 85 gelenkig miteinander verbunden.

Dank dieser Ausbildung läßt sich obere Backe 51 mittels des Stellgliedes 65 auf* und abbewegen und das Werkstück 44 kann zwischen der oberen Backe 51 und der unteren Backe 53 eingespannt werden. Da das Stellglied 65 mit einer oberen Druckkammer 71A und einer unteren Druckkammer 71B ausgestattet ist, kann auch mit einem kurzen Hub eine verhältnismäßig große Klemmkraft erzeugt werden.

Die obere Backe 51 und die untere Backe 53 können mittels des vierten Servomotors 47 um die Achse A verdreht werden. Wie Fig. 3 zeigt, läßt sich der Blechklemmabschnitt 54 in Längsrichtung des Arms 43 sowie beiderseits vorspringend einstellen. Wenn somit der Blechklemmabschnitt 54 seitlich zum Arm 43 vorragt, werden die obere und die untere Oberfläche des Werkstückes 44, welches vom Blechklemmabschnitt 54 gehalten ist, durch Verdrehen der drehbaren Hülse 55 um die Achse B miteinander vertauscht.

Beim Biegen des Werkstückes 44 mittels des oberen Stempels 13 und des unteren Stempels 15 kann beispielsweise der vom Manipulator 3 geklemmte Endabschnitt des Bleches aufwärtsbewegt werden, wobei die Blechklemmvorrichtung 45 dieser Bewegung folgt. Insbesondere wird während einer Bearbeitung die Hubstange 39 übereinstimmend mit der Bewegung des Werkstückes 44 angehoben und die Blechklemmvorrichtung 45 wird um die Achse B abwärts verdreht.

Gemäß Fig. 1 ist eine Hilfsklemmvorrichtung 87 zum vorübergehenden Erfassen des Werkstückes 44 an einem Seitenabschnitt der Basisplatte 23 oder des unteren Rahmens 11 angeordnet und an einer Stütze ist ein seitlicher Meßtaster 89 befestigt.

Die Hilfsklemmvorrichtung 87 weist eine obere Backe 91 und eine untere Backe 93 zum Erfassen des Werkstückes 44 auf. Die vertikale Bewegung der oberen Backe 91 erfolgt in gleicher Weise wie durch das Stellglied 65 der Blechklemmvorrichtung 15 mittels eines (in der Zeichnung nicht dargestellten) Stellgliedes. Somit erübrigt sich eine Beschreibung von Einzelheiten der Betätigung der oberen Backe 91.

Der seitliche Meßtaster 89 weist einen seitlichen Fühler 95 auf und dient zum Feststellen der Lage einer Seite des Werkstückes 44, welches vom Manipulator 3 und der Blechklemmvorrichtung 45 gehalten ist. Der seitliche Meßtaster 95 enthält einen linearen Umformer, wie ein direkt angetriebenes Potentiometer, in gleicher Weise wie der Fühler 9 des hinteren Meßtasters 17. Das Ausgangssignal des seitlichen Fühlers 95 wird der numerischen Steuervorrichtung 21 zugeführt.

Wenn ein seitlicher Rand des von der Blechklemmvorrichtung 45 gehaltenen Werkstückes 44 den seitlichen Fühler 95 berührt und das Ist-Signal des seitlichen Fühlers 95 mit dem Soll-Signal übereinstimmt, wird die Stellung des Manipulators 3 in Richtung der X-Achse von der numerischen Steuervorrichtung 21 aus dem angezeigten Wert des Drehstellungsmelders des ersten Servomotors 29 festgestellt. Durch Vergleichen des abgelesenen Wertes mit dem Wert der Ausgangsstellung des nicht eingespannten Werkstückes 44 läßt sich die gegenseitige Lage in Richtung der X-Achse zwischen dem seitlichen Rand des in der Werkstück-Greifvorrichtung 45 eingespannten Werkstückes 44 und des Manipulators 3 bestimmen. Danach kann mit dem seitlichen Meßtaster 89 als Basis die Positionierung des Werkstückes 44 bezüglich des oberen Stempels 13 und des unteren Stempels 15 in Richtung der X-Achse genau ausgeführt werden.

Bei dieser Ausbildung lassen sich gemäß Fig. 5 bei in der Blechklemmvorrichtung 45 eingespannter Seite S eines rechteckigen Werkstückes 44 die anderen drei Seiten T, U und V bezüglich der Biegeachse C durch Verdrehen der Blechklemmvorrichtung 45 um die Achse A positionieren. Danach kann die Biegebearbeitung an den drei Seiten T, U und V aufeinanderfolgend ausgeführt werden. Wenn gemäß Fig. 5 die Blechklemmvorrichtung 45 zu der Seite des Arms 43 vorragt, kann das Werkstück 44 durch Drehen um die Achse B in vertikaler Richtung gewendet werden. Auf diese Weise ist sogar ein gegensinniges Abkanten des Werkstückes 44 in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten möglich.

Nach der Biegebearbeitung der drei Seiten T, U und V des Werkstückes 44 wird das Werkstück 44 zum Biegen der Seite S gemäß den Fig. 6 und 7, nachdem die Seite U des Werkstückes 44 zwischen dem oberen Stempel 13 und dem unteren Stempel 15 gefaßt war, wie dies in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, durch Versetzen der Werkstück-Greifvorrichtung 45 an die Seite T oder V besser eingespannt. Dann wird die Seite S des Werkstückes 44 bezüglich der Biegeachse C ausgerichtet und das Biegen der Seite S kann in einfacher Weise ausgeführt werden.

In dem schwierigen Fall einer Verbesserung der Einspannung, wenn das Werkstück 44 zwischen dem oberen Stempel 13 und dem unteren Stempel 15 gehalten ist und die Abmessungen des Werkstückes 44 5

AT 402 372 B verhältnismäßig klein sind, wird das Werkstück in die Lage der Hilfsklemmvorrichtung 87 verschoben und dann kann die Einspannung des Werkstückes 44 durch vorübergehendes Halten des Werkstückes 44 mit der Hilfsklemmvorrichtung in einfacher Weise verbessert werden.

Gemäß Fig. 1 ist eine Steuervorrichtung 97, wie ein Computer, zum Steuern der Blechbiegemaschine 1, des Manipulators 3 u.dgl. mittels der numerischen Steuervorrichtung 21 vorgesehen. Die Steuervorrichtung 97 umfaßt eine Zentraleinheit (CPU) 99, ein Sichtgerät 101 und eine Tastatur 102.

Die Steuervorrichtung 97 empfängt Daten von Speichern 100a und 100b, wie Disketten, für die CPU 99. Die Speicher umfassen einen Betriebssystem-Speicher 100a zum Speichern von Instruktionen für das System der Steuervorrichtung 97 und einen Biegeparameter-Speicher 100b zum Speichern von Biegeparametern für die Herstellung eines Erzeugnisses mit einer bestimmten Gestalt. Hiebei ist der Biegeparameter-Speicher 100b für jede Gestalt eines Erzeugnisses vorbereitet (Parameter für die Abmessungen der Erzeugnisse werden jedoch als freie Parameter gespeichert). Die Speicher sind somit für die gesamte Anzahl gewünschter Gestalten der Erzeugnisse vorbereitet.

Gemäß Fig. 10 enthält die numerische Steuervorrichtung 21 oder die CPU 99 erste Mittel zum Steuern des Manipulators 3 in Abhängigkeit von einem vom Fühler 19 des hinteren Meßtasters 17 (als Blechposi-tions-Detektorvorrichtung) gelieferten Signals zum Positionieren des Werkstückes W in Richtung der Y-Achse, wie dies in den Fig. 11a, 11 b und 11c gezeigt ist.

Insbesondere enthält die erste Steuervorrichtung 106 eine Vorrichtung 107 zum Einstellen einer Objektposition, eine Vorrichtung 108 zur Abstandberechnung, eine Vorrichtung 109 zum Einstellen eines Abstandreduktionsverhältnisses, eine Vorrichtung 111 zum Berechnen eines Abstandreduktionswertes, eine Vorrichtung 113 zum Einstellen eines zulässigen Wertes, eine Vorrichtung 115 zum Vergleichen eines Abstandes und eines zulässigen Wertes sowie einen Zähler 117.

Die Vorrichtung 107 zum Einstellen der Objektposition legt eine Objektposition des hinteren Endrandes des Bleches fest, wo die Positionierung des Bleches in Richtung der Y-Achse erfolgt. Hiebei wird die Objektposition durch eine vorragende Länge OFFY des Fühlers 19 dargestellt, wie dies in den Fig. 11a, 11b und 11c gezeigt ist.

Die Vorrichtung 107 zum Berechnen des Abstandes berechnet zuerst den Abstand D1, D2 für die gegenwärtige Lage, SX, DEX und die Objektposition OFFY des rechten und des linken hinteren Endrandes des Bleches, wenn einer der hinteren Endränder den Fühler 19 berührt, wie dies in Fig. llb gezeigt ist. Dann berechnet die Vorrichtung 107 den Winkel ALFA zwischen dem hinteren Endrand W1 und der Biegeachse C sowie den mittleren Abstand YM wie folgt: ALFA = DEFF/LUN YM = (D1 + D2)/2 worin DEFF (= D1 - D2 =) SX-DEX und LUN die Länge des Werkstückes W in Richtung der Biegeachse bedeuten. Hiezu ist zu bemerken, daß der Betrag des Winkels ALFA ungefähr gleich seinem Tangens ist, wenn er im Bogenmaß ausgedrückt ist, weil ALFA « 1.

Die Vorrichtung 109 zum Einstellen des Abstandreduktionsverhältnisses stellt das Verhältnis KGY, KGA ein, für welches der durch die Vorrichtung 107 zum Berechnen des Abstandes berechnete Abstand YM, ALFA durch eine Bewegung des Manipulators 3 verringert wird. Dieses Verhältnis KGY, KGA hat einen Wert kleiner als Eins, wie 1/2, 1/3 od.dgl.

Die Vorrichtung 111 zum Berechnen der Reduktion des Abstandwertes multipliziert das Verhältnis KGY, KGA mit dem Abstand YM bzw. ALFA, um den Betrag IAY der linearen Bewegung des Manipulators 3 in Richtung der Y-Achse und den Betrag IAA seiner Drehbewegung um die A-Achse zu berechnen:

IAY = YM x KGY IAA = ALFA x KGA

Die Vorrichtung 113 zum Einstellen des zulässigen Wertes stellt den Wert YS, DIFFS ein, der als Fehler für die Positionierung des Werkstückes W unter den Bedingungen des Abstandes YM und DIFF zulässig ist.

Außerdem vergleicht die Vorrichtung 115 zum Vergleichen des Abstandes und des zulässigen Wertes den Abstand YM, DIFF und die zulässigen Werte YS, DIFFS und erzeugt ein Signal, wenn YM, DIFF kleiner ist als YS, DIFFS.

Der Zähler 117 zählt die Anzahl K, wie oft die Werte YM, DIFF kleiner sind als der zulässige Wert YS, DIFFS, und wenn diese Zah ^inen festgelegten Wert N übersteigt, wird ein Ausgangssignal für die Beendigung der Positionierung n die Vorrichtung 108 zum Berechnen des Abstandes, an die Vorrichtung 6

AT 402 372 B 111 zum Berechnen der Abstandreduktion und an den Manipulator 3 ausgegeben.

Ein Abschnitt 119 für die Manipulatorantriebssteuerung betätigt und steuert den Manipulator 3 auf Grund von Instruktionen von der Vorrichtung 111 zum Berechnen des Wertes für die Abstandreduktion sowie des Zählers 117. 5 Als Ergebnis dieser Anordnung nähert sich ein vom Manipulator 3 erfaßtes Werkstück W nach und nach der Objektposition (Fig. 11c) vom Ausgangszustand (Fig. 11a) für die Positionierung über eine Mehrzahl von Näherungsschritten. Wenn sich das Werkstück W in N Näherungsschritten nach Verringerung des Abstandes YM, DIFF auf einen geringeren Betrag als der zulässige Wert YS, DIFFS der Objektposition nähert, wird angenommen, daß die Positionierung mit hinreichender Genauigkeit vollendet wurde, und das Werkstück io wird in dieser Position (Fig. 11c) angehalten.

Gemäß Fig. 12 ist in der numerischen Steuervorrichtung 21 oder in der CPU 99 eine zweite Vorrichtung 123 zum Steuern des Manipulators 3 in Abhängigkeit von einem Signal des seitlichen Fühlers 95 des seitlichen Meßtasters 89 zum Positionieren des Werkstückes W in Richtung der X-Achse vorgesehen, wie dies in den Fig. 13a, 13b und 13c gezeigt ist. 75 Insbesondere enthält die zweite Steuervorrichtung 123 eine Vorrichtung 125 zum Einstellen einer Normalposition des seitlichen Fühlers, eine Detektorvorrichtung 127 zum Feststellen einer Verlagerung des seitlichen Fühlers, eine Detektorvorrichtung 129 zum Feststellen der Position der Blechklemmvorrichtung, eine Vorrichtung 131 zum Berechnen der Klemmposition und eine Vorrichtung 133 zum Berechnen der Blechposition. 20 Die in Fig. 13a dargestellte Vorrichtung 125 zum Einstellen einer Normalposition des seitlichen Fühlers ordnet den Abstand QFREE von der mittleren Position 0 der Backen 15, 17 bis zur Spitze des seitlichen Sensors 95 in dem Zustand zu, in welchem das Werkstück W den seitlichen Fühler 95 nicht berührt.

Die in Fig. 13b gezeigte Detektorvorrichtung 127 zum Feststellen einer Verlagerung des seitlichen Fühlers stellt den Betrag der Verlagerung SIDG des seitlichen Fühlers 95 für den Fall fest, daß das 25 Werkstück W den seitlichen Fühler 95 berührt.

Die Detektorvorrichtung 129 zum Feststellen der Position der Blechklemmvorrichtung berechnet den Abstand XA von der mittleren Position der Backe 15 zu der A-Achse der Blechklemmvorrichtung 45 auf Grund des Signals von einem am ersten Servomotor 29 vorgesehenen Drehstellungsmelder, wie dies in Fig. 6b gezeigt ist. 30 Dann berechnet die Vorrichtung 131 zum Berechnen der Klemmposition den Abstand DELSID = QFREE + SIDC - XA zwischen dem seitlichen Blechrand W2 und der A-Achse der Blechklemmvorrichtung, wie in Fig. 13b gezeigt, auf Grund der Abstände QFREE, SIDG, XA. Außerdem wird auf Grund des Abstandes DELSID und des Abstandes L/2 zwischen dem seitlichen Blechrand W2 und der Mittellinie 0' des Bleches, wie in Fig. 6b gezeigt, der Abstand zwischen der Mittellinie 0' des Bleches und A-Achse 35 berechnet zu: X = DELSID - L/2.

Die Vorrichtung 133 zum Berechnen der Blechposition berechnet den Abstand X + XA von der 40 Mittellinie 0' des Werkstückes W bis zur mittleren Position der Backe 15, wie in Fig. 13c gezeigt, auf Grund des Ausgangssignals der Vorrichtung 133 zum Berechnen der Blechposition.

Der Manipulator 3 wird dann unter Steuerung durch den Abschnitt 119 für die Manipulatorantriebssteuerung um einen passenden Betrag in Richtung der X-Achse bewegt und die Mittellinie 0' des Werkstückes W fällt mit der Mittellinie 0 der Backen 13, 15 zusammen, so daß das Werkstück W in Richtung der X-45 Achse positioniert ist.

Dann wird unter Verwendung der Blechbiegevorrichtung der erfindungsgemäßen Ausführungsform die Biegebearbeitung ausgeführt und dieser Vorgang wird an Hand der Fig. 14a, b und c bis Fig. 19 erläutert.

An Hand der Fig. 14a, b und c wird zur Erläuterung ein Beispiel eines unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Produkt beschrieben, u.zw. mit Flanschen versehene Schach-so teln 133, 135 und 137. Die Schachteln gemäß Fig. 14a, b und c sind jeweils im Längsschnitt und im Querschnitt dargestellt.

Bei der in Fig. 14a gezeigten Schachtel 133 ist eine Mehrzahl von Flanschen 133b. 133c und I33d ausgebildet, die gegenüber dem Boden 133a um 90 * nach oben abgekantet sind, und es ist ein Flansch 133e ausgebildet, der um 90* nach unten abgekantet ist. Bei einer Schachtel 135 gemäß Fig. 14b ist eine 55 Mehrzahl von Flanschen 135b, 135c, I35d und 135e ausgebildet, die in jeweils zwei Stufen gegenüber dem Boden 135a aufwärts und einwärts um je 90* abgekantet sind. Bei einer Schachtel 137 gemäß Fig. 14c ist eine Mehrzahl von Flanschen 137b, 137c, 137d und 137e ausgebildet, die in je zwei Stufen gegenüber dem Boden 137a um jeweils 90* aufwärts und einwärts abgekantet sind, wonach diese Flanschen nochmals um 7

AT 402 372 B 90* nach oben abgekantet sind.

Nachfolgend wird die Ausführung der Biegebearbeitung für die Schachtel 135 an Hand der Fig. 15a bis 15z erläutert.

Zunächst wird das Werkstück W dem Magazin 5 entnommen, die kurze Seite wird zwischen den oberen Stempel 13 und den unteren Stempel 15 (Fig. 15a) eingeführt und es wird ein Flansch 139 ausgebildet (Fig. 15b).

Dann wird die kurze Seite des Werkstückes W nochmals zwischen den oberen Stempel 13 und den unteren Stempel 15 (Fig. 15c) eingeführt und es wird ein zweiter Flansch 141 ausgebildet (Fig. 15d).

Danach werden die Backen 51, 53 über einen Winkel von 180° um die Achse A (Fig. 15e) verdreht und die der vorher abgekanteten kurzen Seite gegenüberliegende kurze Seite wird aufeinanderfolgend zweimal abgekantet (Fig. 15f, g, h, i).

Darauf wird das Werkstück nach Verdrehung der Backen 51, 53 um einen Winkel von 90* um die Achse A (Fig. 151) mittels des seitlichen Fühlers 95 positioniert und die Höheneinstellung wird wie erforderlich revidiert (Fig. 15m). Nun wird die freie lange Seite zwischen den oberen Stempel 13 und den unteren Stempel 15 eingeführt und wird aufeinanderfolgend zweimal abgekantet (Fig. 15o, p, q).

Die Backen 51, 53 werden dann um einen Winkel von 90 * um die Achse A (Fig. 15r) verdreht und die selbe in den Backen 51, 53 eingespannte lange Seite wird zwischen den Backen 91, 93 der Hilfsklemmvorrichtung 87 (Fig. 15r) eingespannt.

Die Backen 51, 53 werden vorübergehend vom Werkstück W entfernt, um einen Winkel von 180* um die Achse A verdreht und es wird die bereits abgekantete lange Seite eingespannt (Fig. 15t).

Die Backen 91, 93 der Hilfsklemmvorrichtung 87 werden dann vom Werkstück W entfernt und die Backen 51, 53 werden um einen Winkel von 90* um die Achse A verdreht, wonach das Werkstück W durch den seitlichen Fühler 95 positioniert und die Höhe wie erforderlich revidiert wird (Fig. 15u).

Darauf wird die freie lange Seite zwischen den oberen Stempel 13 und den unteren Stempel 15 eingeführt und es werden aufeinanderfolgend zwei Abkantvorgänge ausgeführt (Fig. 15v, w, x, y).

Schließlich werden die Backen 51, 53 um einen Winkel von 90° um die Achse A verdreht und das Erzeugnis wird an die Transportvorrichtung 7 aufgegeben (Fig. 15z).

Hinsichtlich der Werkstückpositionierung wird die Biegebearbeitung im einzelnen an Hand der Fig. 16 bis 19 erläutert.

Wie vorher beschrieben wird das Werkstück W im Schritt 143 durch den Manipulator 3 dem Magazin 5 entnommen.

Im Schritt 145 wird die Werkstückklemmvorrichtung 45 um die Achsen A und B verdreht und das Werkstück W wird in einer vorgeschriebenen Normalposition angeordnet.

Zusätzlich erfolgt, wie später noch näher erläutert werden wird, mit dem Verändern und Klemmen der Position des Werkstückes u.dgl. eine Positionierung des Werkstückes W in Richtung der X-Achse, wie erforderlich.

Im Schritt 147 wird das Werkstück W zwischen die Stempel 13, 15 eingeführt. Um zu diesem Zeitpunkt ein Anstoßen des Werkstückes W an den Stempeln zu vermeiden, wird eine vorbestimmte Höhe über dem unteren Stempel 15 eingehalten und das Werkstück W wird zwischen die Stempel 13, 15 eingeführt.

Im Schritt 149 wird, wie später noch näher erläutert werden wird, die abzukantende Seite des Werkstückes W so ausgerichtet, daß sie mit der Biegeachse C der Stempel 13,15 übereinstimmt.

Weiters wird zu diesem Zeitpunkt gemäß Fig. 17a, wenn beispielsweise die kurze Seite des Werkstük-kes W abgekantet werden soll, von den am hinteren Meßtaster 17 angeordneten Fühlern 19 ein durch die Kodierung (1), (2) oder (3) dargestelltes Paar von Fühlern 19 ausgewählt und das Werkstück W wird entsprechend von den ausgewählten Fühlern 19 abgegebenen Signalen bezüglich der Stempel 13, 15 positioniert. Wenn anderseits die lange Seite des Werkstückes W abgekantet werden soll, wie dies in Fig. 17b gezeigt ist, wird ein Paar von durch die Kodierung (4), (5) oder (6) bezeichnetes Paar von Fühlern 19 ausgewählt und das Werkstück W wird entsprechend dem von den ausgewählten Fühlern 19 abgegebenen Signal bezüglich der Stempel 13,15 positioniert.

Im Schritt 151 werden die Position des Werkstückes W darstellende Signale, falls erforderlich, auf Grund des vom Fühler 19 gelieferten Signals abgeändert.

Im Schritt 153 wird zum Ausführen des Biegevorganges der untere Stempel 15 bewegt. Außerdem wird zu diesem Zeitpunkt der Manipulator 3 bewegt, um der Bewegung des Randes des Werkstückes W zu folgen.

Im Schritt 155 wird nach dem Ausführen des Biegevorganges die Werkstückklemmvorrichtung 45 in eine vorgeschriebene Grundstellung zurückgeführt.

Im Schritt 157 erfolgen Berechnungen zum Revidieren von Höhe und Breite des Werkstückes W. Beispielsweise hat gemäß Fig. 15b das Werkstück W nach dem Umformen des ersten Flansches 139 eine 8

AT 402 372 B um die Höhe des Flansches verringerte Länge, wobei nur die Dicke des Werkstückes W vergrößert wird, weswegen Berechnungen zur Berücksichtigung dieser Änderungen vorgenommen werden.

Im Schritt 159 wird untersucht, ob die letzte Biegestufe ausgeführt worden ist oder nicht. Wenn noch weitere Biegevorgänge vorzunehmen sind, kehrt das Programm zum Schritt 145 zurück.

Die Schleife vom Schritt 145 bis zum Schritt 149 wird fortgesetzt, bis alle Biegeschritte ausgeführt sind, und wenn der letzte Biegeschritt vollendet ist, schreitet das Programm vom Schritt 159 zum Schritt 161 fort.

Im Schritt 161 wird das fertiggestellte Erzeugnis auf die Transportvorrichtung 7 aufgegeben und die Biegebearbeitung ist vollendet.

An Hand der Fig. 13 und 18 wird der Vorgang des Positionierens des Werkstückes W in Richtung der X-Achse gemäß Schritt 145 in seinen Einzelheiten erläutert.

Im Schritt 163 wird entschieden, ob es erforderlich ist oder nicht, das Werkstück W in Richtung der X-Achse zu positionieren, beispielsweise für den Fall, daß die eingespannte Seite gewechselt wird, wie vorher erwähnt, oder daß die Bearbeitung vom Abkanten der kurzen Seite zum Abkanten der langen Seite übergeht.

Wenn diese Entscheidung positiv ausfällt, schreitet das Programm zum Schritt 165 fort. Hiebei ist beispielsweise die Werkstückkante W2 um Si = 5 mm vom Endabschnitt des seitlichen Meßtasters 95 entfernt, wie dies in Fig. 13a gezeigt ist.

Im Schritt 165 wird der Manipulator 3 in Richtung der X-Achse bewegt und das Werkstück W wird auf der Seite des seitlichen Meßtasters 95 nach der Regel Si = (1/2) AT2 versetzt. Darin bedeuten A die Beschleunigung des Manipulators 3 bei der Bewegung in Richtung der X-Achse (z.B. 700 mm/s2) und T die Zeitdauer der Bewegung.

Im Schritt 167 wird geprüft, ob die Versetzung SIDG (siehe Fig. 13a, 13b) des seitlichen Meßtasters 95 Null ist oder nicht. Bei positivem Ergebnis berührt der seitliche Rand W2 des Werkstückes W den seitlichen Meßtaster 95 noch nicht, weshalb des Programm zum Schritt 169 übergeht.

Im Schritt 169 wird festgestellt, ob die Position XA des Manipulators 3 auf der X-Achse dem maximal möglichen Wert XMAX entspricht oder nicht. Ein positives Ergebnis bedeutet in diesem Fall, daß der seitliche Rand W2 des Werkstückes W oberhalb oder unterhalb des seitlichen Fühlers vorbeigeht oder daß der Fühler 95 defekt ist. Daher schreitet das Programm zum Schritt 171 fort, die Biegebearbeitung wird unterbrochen und es wird ein Warnsignal abgegeben.

Dagegen kehrt im Falle eines negativen Ergebnisses das Programm zum Schritt 167 zurück und während der Rückbewegung des Manipulators 3 in Richtung des seitlichen Fühlers 95 wird festgestellt, ob die Verlagerung SIDG des seitlichen Fühlers Null ist oder nicht.

Durch die Wiederholung dieser Vorgänge wird der seitliche Rand W2 des Werkstückes W dazu gebracht, den seitlichen Fühler 95 zu berühren, im Schritt 167 wird das Ergebnis negativ und das Programm schreitet zum Schritt 173 fort.

Im Schritt 173 wird die Verlagerung SIDG des seitlichen Fühlers ermittelt und das Programm schreitet zum Schritt 175 fort.

Im Schritt 175 wird festgestellt, ob die Verlagerung SIDG des seitlichen Fühlers einen vorbestimmten Wert SIDO, der nahe beim Mittelpunkt vom Aktionsbereich des Fühlers eingestellt ist, überschreitet oder nicht. Bei negativem Ergebnis kehrt das Programm zum Schritt 173 zurück und während der Bewegung des Manipulators 3 in Richtung, des seitlichen Fühlers 95 wird die Verlagerung SIDG des seitlichen Fühlers festgestellt.

Bei einer positiven Feststellung im Schritt 175 schreitet das Programm zum Schritt 177 fort.

Im Schritt 177 wird die Bewegung des Manipulators 3 beendet.

Im Schritt 179 werden die Bewegung XA des Manipulators 3 auf der X-Achse und die Verlagerung SIDG des seitlichen Fühlers 95 (wie in Fig. 13b gezeigt) festgestellt.

Im Schritt 181 wird auf Grund der Bewegung XA und der Verlagerung SIDG sowie des Abstandes QFREE vom Mittelpunkt 0 der Stempel bis zur Spitze des Sensors für die freie Seite, wie in Fig. 13b gezeigt, der Abstand DELSID von der Achse A des Manipulators bis zum Seitenrand W2 des Werkstückes W berechnet: DELSID = QFREE + SIDG - XA.

Im Schritt 181 wird auf Grund des Abstandes DELSID und des Abstandes LUN/2 (worin L die Breite des Werkstückes W in Richtung der X-Achse ist) von der Mittellinie 0' des Werkstückes bis zum seitlichen Rand W2 des Werkstückes W der Abstand von der Mittellinie 0' des Werkstückes zur Achse A des Manipulators berechnet zu 9

AT 402 372 B X = DELSID - LUN/2 wie in Fig. 13b gezeigt.

Im Schritt 183 wird auf Grund, der Abstände XA und X der Manipulator 3 um einen Abstand (XA + X) bewegt, um bezüglich der Mittellinie 0' des Werkstückes W oder der Mittellinie 0 der Stempel ausgerichtet 2u sein.

Im Schritt 183 wird das Werkstück auf Grund der vorher erhaltenen Parameter durch Antreiben des Manipulators in den Richtungen der A-, B-, Y- und Z-Achsen gedreht, gewendet od.dgl. und wird den Stempeln an einer vorgeschriebenen Biegestelle dargeboten.

Ferner wird vom Schritt 163, wenn ein Positionieren des Werkstückes W in Richtung der X-Achse unnötig ist, im Programm unmittelbar zum Schritt 183 übergegangen und der Manipulator 3 wird angetrieben.

Vom vorerwähnten Positioniervorgang in Richtung der X-Achse ist es möglich, ein mit hoher Genauigkeit abgekantetes Erzeugnis unter Verwendung eines preiswerten Manipulators herzustellen.

Wenn der seitliche Rand W2 des Werkstückes den seitlichen Fühler 95 berührt, wird der Manipulator 3 nahe beim Mittelpunkt des Aktionsbereiches des seitlichen Fühlers 95 stillgesetzt, so daß das Werkstück W den Support des seitlichen Sensors 95 nicht unbeabsichtigt berührt.

An Hand der Fig. 11 und 19 werden die Vorgänge im Schritt 149 zum Positionieren des Werkstückes W in Richtung der Y-Achse im einzelnen erläutert.

Im Schritt 185 wird eine Vielzahl von Einstellungen ausgeführt, um während des vorstehend erwähnten Positioniervorganges ein Anschlägen des Werkstückes W am hinteren Meßtaster 17 zu vermeiden. Zuerst wird der hintere Meßtaster 17 in Richtung der Y-Achse um einen Betrag bewegt, welcher der Breite des abzukantenden Flansches entspricht, und ein Zwischenraum PS (Fig. 11a) zwischen den Stempeln 13, 15 wird auf eine passende Größe eingestellt.

Zweitens wird die normale Länge OFFY (Fig. 11c) für das Vorragen des Fühlers 19 entsprechend der Breite des abzukantenden Flansches beispielsweise auf 10 mm eingestellt. Wie bereits erläutert, wird das Werkstück W in Richtung der Y-Achse so positioniert, daß Längen für das Vorragen SX, DEX linker und rechter Fühler 19 der vorher erwähnten normalen Länge OFFY für das Vorragen entsprechen. Daher wird die normale Länge OFFY für das Vorragen auch Objekt-Vorragelänge genannt. Der Betrag der normalen Länge OFFY für das Vorragen wird beispielsweise im Speicher der numerischen Steuervorrichtung 21 abgelegt.

Das Werkstück W nähert sich dann in Richtung der Y-Achse dem Fühler 19 entsprechend der Funktion Si = 1/2 AT2 worin Si der Abstand zwischen dem hinteren Rand des Werkstückes W und der Spitze des Fühlers 19, A die Beschleunigung des Manipulators in Richtung der Y-Achse (beispielsweise 1700 mm/s2) und T die Zeit bedeutet.

Im Schritt 187 wird geprüft, ob die Länge SX des Vorragens des linken Fühlers 19 dem Maximalwert SXO (Fig. 11a, Fig. 11b) entspricht oder nicht. Nach dieser Kontrolle wird beurteilt, ob die hintere Seite des Werkstückes W den linken Fühler 19 berührt oder nicht. Zustimmendenfalls berührt die hintere Seite des Werkstückes W nicht den linken Fühler 19, und das Programm schreitet zum Schritt 189 fort.

Im Schritt 189 wird geprüft, ob die vorragende Länge DEX des rechten Fühlers 19 dem Maximalwert DXO (Fig. 11a, Fig. 11b) entspricht oder nicht. Zutreffendenfalls berührt die hintere Seite des Werkstückes W den rechten Fühler 19 nicht und das Programm schreitet zum Schritt 191 fort.

Im Schritt 191 wird geprüft, ob der Manipulator 3 in Richtung der X-Achse vollständig nach hinten bewegt ist oder nicht und seine Y-Koordinate dem Maximalwert YMAX entspricht oder nicht. Zutreffendenfalls bedeutet dies, daß ein abnormaler Zustand herrscht. Beispielsweise haben das Werkstück W und der Fühler 19 einander verfehlt oder der Fühler 19 selbst ist defekt. Daher schreitet das Programm zum Schritt 193 fort und es wird ein Alarm zur Anzeige dafür ausgelöst, daß die Biegebearbeitung unterbrochen worden ist.

Wenn anderseits im Schritt 191 eine negative Entscheidung erhalten wird, kehrt das Programm zum Schritt 187 zurück und der vorangehende Verfahrensteil wird wiederholt.

Wenn dieser Fall eintritt, berührt in der Folge das hintere Ende an der rechten oder an der linken Seite des Werkstückes W den Fühler 19 und wenn entweder im Schritt 187 oder im Schritt 189 eine negative Entscheidung erhalten wird, schreitet das Programm zum Schritt 195 fort.

Im Schritt 195 werden die Werte SX, DEX der vorragenden Länge des linken und des rechten Fühlers 19 in einem geeigneten Speicher abgelegt. 10

AT 402 372 B

Im Schritt 197 werden die Parameter DIFF, D1, D2, ALFA und YM, welche für nachfolgende Positioniertätigkeiten benötigt werden, berechnet.

Gemäß Fig. 11 b ist der Parameter DIFF die Differenz zwischen den vorragenden Längen SX und DEX des linken und des rechten Fühlers 19, welche sich nach folgender Gleichung ergeben: 5

DIFF = DEX - SX

Es ist zu bemerken, daß bei zwischen die Stempel 13, 15 eingeführtem Werkstück W diese Differenz DIFF nicht notwendigerweise Null ist, weil die Positionierungsgenauigkeit des Manipulators 3 nicht so hoch ist. io Wie nachfolgend an Hand der Positionierungsvorgänge gezeigt werden wird, wird diese Differenz im wesentlichen zu Null gemacht und das hintere Ende des Werkstückes W wird parallel zur Biegeachse C angeordnet.

Wie sich aus den Fig. 11a und 11b ergibt, ist der Parameter D1 die Differenz (nachfolgend als Abstand bezeichnet) zwischen der normalen vorragenden Länge OFFY und der gegenwärtigen vorragenden Länge 75 SX des linken Fühlers 19, gegeben durch die Gleichung: D1 = SX - OFFY.

In gleicher Weise ist der Parameter D2 die Differenz zwischen der normalen vorragenden Länge OFFY 20 und der gegenwärtigen vorragenden Länge DEX des rechten Fühlers 19. gegeben durch die Gleichung: D2 = DEX- OFFY.

Der Parameter ALFA (a) ist der Tangens des Winkels, der sich ergibt, wenn das hintere Ende des 25 Werkstückes W bezüglich der Biegeachse C der Stempel 13,15 falsch ausgerichtet ist, gegeben durch die

Gleichung: ALFA = DIFF/LUN, 30 worin LUN die Länge des Werkstückes W in Richtung parallel zur Biegeachse C ist. Hiezu ist zu bemerken, daß der Winkel der Fehlausrichtung (d.h. der Betrag von ALFA) üblicherweise klein ist. Somit stellt der Parameter ALFA auch den Fehlausrichtungswinkel selbst dar.

Der Parameter YM ist das arithmetische Mittel der Spalte D1, D2, gegeben durch: 35 YM = (D1 + D2)/2.

Im Schritt 199 wird geprüft, ob der Parameter YM größer ist als der zulässige Wert YS oder nicht. Zutreffendenfalls ist die Positionierung des Werkstückes W ungenügend, so daß das Programm zum Schritt 201 fortschreitet und der Zählerstand K auf Null gesetzt wird. 40 Im Falle einer negativen Entscheidung im Schritt 199 schreitet das Programm zum Schritt 203 fort und es wird geprüft, ob der dem Parameter ALFA entsprechende Parameter DIFF größer ist als zulässige Wert DIFFS oder nicht. Zutreffendenfalls ist die Positionierung des Werkstückes W ungenügend und das Programm schreitet zum Schritt 201 fort, in welchem der Zählerstand K in gleicher Weise wie im Schritt 199 auf Null gesetzt wird. 45 Im Schritt 204 wird der Betrag der Bewegung IAY der Werkstückklemmvorrichtung 45 in Richtung der Y-Achse zum Bewegen des Werkstückes W in die Stellung, in welcher die Positionierung des Werkstückes W erfolgt, nach der Gleichung

IAY = YM x KGY 50 berechnet. Hiebei wird der Koeffizient KGY auf einen Wert kleiner als 1, wie 1/2, 1/3 u.dgl. eingestellt. Wenn beispielsweise KGY = 1/2 gewählt wird, bewegt sich die Werkstückklemmvorrichtung 45 in Richtung der Y-Achse, um den Abstand YM auf die Hälfte zu verkleinern.

Im Schritt 205, im Zyklus der Positionierung des Werkstückes für das Abkanten eines vorbestimmten 55 Flansches, wird geprüft, ob dies der erste Positioniervorgang ist oder nicht. Zutreffendenfalls schreitet das Programm zum Schritt 207 fort und der Betrag der Bewegung IY der Werkstückklemmvorrichtung 45 wird zu IY = IAY bestimmt und das Programm schreitet zum Schritt 211 fort. 11

AT 402 372 B

Ein negatives Ergebnis im Schritt 205 bedeutet, daß es sich um einen zweiten oder folgenden Vorgang im Positionierzyklus handelt, und in einem solchen Fall schreitet das Programm zum Schritt 209 fort.

Dann wird der Betrag der Bewegung IY der Werkstückklemmvorrichtung 45 durch Addieren des vorangehenden Betrages der Bewegung IY und des gegenwärtigen Betrages der Bewegung IAY wie folgt berechnet: IY = IY + IAY. Danach schreitet das Programm zum Schritt 211 fort.

Im Schritt 211 wird in gleicher Weise wie vorher die neue Position der Werkstückklemmvorrichtung 45 bestimmt zu Y = YO + IY. Hierin bedeutet YO die ursprüngliche Position der Werkstückklemmvorrichtung 45 zu dem Zeitpunkt, in welchem das Werkstück W anfänglich zwischen die Stempel 13, 15 eingeführt wird.

In den Schritten 213 bis 221 werden ähnliche Positionsberechnungen wie in den Schritten 204 bis 211 ausgeführt, um eine Fehlpositionierung des Werkstückes um die Achse A zu korrigieren.

Insbesondere wird im Schritt 213 der Parameter ALFA mit einem Koeffizienten KGA, welcher kleiner als 1 ist, multipliziert und der Betrag IAA für das Verdrehen der Werkstückklemmvorrichtung 45 um die Achse A wird wie folgt berechnet: IAA = ALFA x KGA.

Im Schritt 215 wird geprüft, ob dies der erste Positioniervorgang um die Achse A im Zusammenhang mit dem Abkanten eines bestimmten Flansche ist oder nicht. Zutreffendenfalls schreitet das Programm zum Schritt 217 fort, in welchem der Betrag der Verdrehung IA der Werkstückklemmvorrichtung 45 zu IA = IAA berechnet wird. Ein negatives Ergebnis im Schritt 215 führt das Programm zum Schritt 219, in welchem der vorangehende Betrag für die Verdrehung IA addiert wird und der gegenwärtige Betrag für die Verdrehung IA = IA + IAA bestimmt wird.

Im Schritt 221 wird der im Schritt 217 oder im Schritt 219 bestimmte Betrag IA zur ursprünglichen Drehstellung AO der Werkstückklemmvorrichtung 45 addiert und liefert eine neue Drehstellung A: A = AO + IA.

Im Schritt 223 wird die Werkstückklemmvorrichtung 45 in Richtung der Y-Achse in die in den Schritten 204 bis 211 bestimmte Position Y und die in den Schritten 213 bis 221 bestimmte Drehstellung A bewegt (Fig. 11b).

Danach werden die vorerwähnten Schritte wiederholt, so daß die Parameter YM, DIFF kleiner werden als die zulässigen Werte YS, DIFFS.

Sobald die Parameter YM, DIFF kleiner sind als die entsprechenden zulässigen Werte YS, DIFFS, schreitet das Programm vom Schritt 203 zum Schritt 225 fort.

Im Schritt 225 wird der Zählerstand K erhöht und das Programm schreitet zum Schritt 227 fort.

Im Schritt 227 wird geprüft, ob der Zählerstand K mit einem voreingestellten bestimmten Wert N übereinstimmt oder nicht. Falls dieser Wert nicht erreicht wurde, kehrt das Programm in die aus den Schritten 204 bis 223 bestehende Schleife zurück und die vorerwähnten Positioniervorgänge werden noch einmal ausgeführt. Während der Wiederholung dieser Vorgänge erreicht der Zählerstand K den vorgeschriebenen Wert N und das Programm schreitet vom Schritt 227 zum Schritt 229 fort, der Zählerstand K wird auf Null zurückgesetzt und der Zyklus der Werkstückklemmvorrichtung in Richtung der Y-Achse wird beendet (Fig. 11c).

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht, da das Werkstück W am Ende in eine in einem Abstand OFFY vom hinteren Meßtaster 17 befindliche Position gebracht wird, keine Gefahr einer Kollision des Werkstückes W mit dem hinteren Meßtaster 17 während der Positioniervorgänge.

Weiters besteht die Möglichkeit, diesen Positioniervorgang beispielsweise in einer Zeit von 40 ms zu beenden. Außerdem ist es möglich, die Positionierung mit einer Genauigkeit von etwa 10 um auszuführen.

Allerdings ist es erforderlich, vor der selbsttätigen Positionierung eine Offset-Kompensation für den Fühler 19 in gleicher Weise wie bei anderen Einrichtungen auszuführen.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß im Falle der vorliegenden Erfindung, da der Manipulator mittels eines vom Positioniervorgang für das Werkstück abgeleiteten Signals angetrieben und gesteuert wird, unter Verwendung eines Manipulators, der selbst keine hohe Einstellgenauigkeit aufweist, eine Biege- oder Abkantbearbeitung mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann.

Dadurch wird es ermöglicht, einen verhältnismäßig preiswerten Manipulator zu konstruieren und zu verwenden. 12

Claims (8)

1. AT 402 372 B Patentansprüche 1. Blechbiegemaschine mit einer Werkstückzuführung von der Vorderseite, umfassend: - zwei Stempel, durch deren Zusammenwirken ein Werkstück gebogen wird, 5 - einen Manipulator, der ein an eine bezüglich der Stempel vorbestimmte Objektposition einzubrin gendes Werkstück erfassen und bewegen kann, - eine bezüglich der Stempel in einer vorbestimmten Stellung an der Blechbiegemaschine angebrachte Detektorvorrichtung zum Feststellen der Lagekoordinaten eines vom Manipulator zugeführten Werkstückes, und io - eine Vorrichtung zum Steuern des Manipulators in Abhängigkeit von einem von der Detektor steuerung gelieferten Signal, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung eine Wegmeßvorrichtung umfaßt, welche zwischen den Stempeln (13,15) und der Rückseite der Maschine (1) angeordnet ist und die Lagekoordinaten des Werkstückes (44) in einer unter einem rechten Winkel zur Längsrichtung der Stempel (13,15) ?5 verlaufenden Richtung feststellt.
2. 2. Blechbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Detektorvorrichtung (17,19) nahe beim seitlichen Rand der Stempel (13,15) vorgesehen ist und die Lagekoordinaten des Werkstük-kes (44) in einer in Längsrichtung der Stempel (13,15) verlaufenden Richtung feststellt. 20
3. 3. Blechbiegemaschine nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung (17,19) einen Wegmeßgeber zum Messen der Lagekoordinaten des Werkstückes (44) in einem vorbestimmten Bereich umfaßt und daß die Steuervorrichtung (21) die Koordinaten für den Manipulator (3) zum Ausführen der endgültigen Positionierung an einer mittleren Stelle im vorbestimmten Überwa- 25 chungsbereich der Detektorvorrichtung (17,19) berechnet.
4. 4. Positionierverfahren für eine Blechbiegemaschine, dadurch gekennzeichnet, daß nach Berechnung des Abstandes zwischen der Ist-Lage des Bleches und der Soll-Lage des Bleches das Blech durch wiederholtes Bewegen im Sinne einer Verringerung des Abstandes in einem vorbestimmten Verhältnis 30 in die Soll-Lage gebracht wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener zulässiger Toleranzwert eingestellt wird und daß das Erreichen der Positionierung angenommen wird, wenn der Abstand kleiner wird als der zulässige Toleranzwert. 35
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungskoordinaten lineare Koordinaten für einen Punkt am Werkstück unter rechten Winkeln zur Längsrichtung der Stempel und Winkelkoordinaten eines vorbestimmten Randes des Werkstückes bezüglich der Längsrichtung der Stempel umfassen. 40
7. 7. Blechbiegemaschine, umfassend: - zwei Stempel, durch deren Zusammenwirken ein Werkstück gebogen wird, welches Kanten aufweist, und - einen Manipulator der ein an eine bezüglich der Stempel vorbestimmte Objektposition einzubrin- 45 gendes Werkstück erfassen und bewegen kann, gekennzeichnet durch: - eine in einem Rahmen der Presse in einer bezüglich der Stempel (13,15) vorbestimmten Position angeordnete Detektorvorrichtung (17,19) zur Feststellung einer Mehrzahl von Punkten längs der Kanten eines vom Manipulator (13) zugeführten Werkstückes (44) zur Bestimmung der gegenwär- 50 tigen Positon, und - eine Vorrichtung (21) zum Steuern des Manipulators (3) in Abhängigkeit von einem von der Detektorvorrichtung (17,19) gelieferten Meßwert, wobei die Kanten des Werkstückes (44) relativ zur Detektorvorrichtung (17,19) justiert werden, um das Werkstück (44) in der Objektposition relativ zu den Stempeln (13,15) zu positionieren, wobei die Vorrichtung (21) zum Steuern eine 55 Vorrichtung (107) zur Berechnung des Abstandes zwischen der IST-Position des Werkstückes (44) und der SOLL-Position des Werkstückes (44) für wenigstens zwei der Punkte längs der Kanten des Werkstückes (44) und eine Vorrichtung zum Bewegen des Werkstückes (44) umfaßt, um jeden der Punkte zur SOLL-Position um einen vorbestimmten Abstand zu bewegen, wobei 13 AT 402 372 B dieser vorbestimmte Abstand durch Multiplikation jedes berechneten Abstandes mit einem Faktor, welcher kleiner 1 ist, ermittelt ist.
8. 8. Blechbiegemaschine, umfassend: - zwei Stempel, durch deren Zusammenwirken ein Werkstück gebogen wird, welches Kanten aufweist und im wesentlichen in einer Werkstückebene liegt, wobei die Stempel eine Längsachse aufweisen, und - einen Manipulator, der ein an eine bezüglich der Stempel vorbestimmte Objektposition einzubringendes Werkstück erfassen und bewegen kann, wobei der Manipulator einen Antrieb zur Rotation des Werkstückes um eine Achse umfaßt, welche auf die Oberfläche des in der Werkstückebene befindlichen Werkstückes normal verläuft, gekennzeichnet durch: - eine in einem Rahmen der Presse in einer bezüglich der Stempel (13,15) vorbestimmten Position angeordnete Detektorvorrichtung (17,19) zur Feststellung der Koordinaten einer Mehrzahl von Punkten längs der Kanten eines vom Manipulator (13) zugeführten Werkstückes (44) zur Bestimmung der IST-Positon der Kanten des Werkstückes (44) relativ zur Detektorvorrichtung (17,19), - eine Vorrichtung (21) zum Steuern des Manipulators (3) in Abhängigkeit von einem von der Detektorvorrichtung (17,19) gelieferten Meßwert, wobei die Kanten des Werkstückes (44) relativ zur Detektorvorrichtung (17,19) justiert werden, um das Werkstück (44) in der Objektposition relativ zu den Stempeln (13,15) zu positionieren, wobei die Vorrichtung (21) zum Steuern die Abstände (DEX.SX) zwischen den IST-Positionen des Werkstückes (44) und den SOLL-Positionen des Werkstückes (44) für zwei der Punkte längs der Kanten des Werkstückes (44) berechnet, aus den Abständen (DEX.SX) einen ersten Parameter (YM), welcher im wesentlichen dem Mittelwert der Abstände (DEX.SX) entspricht, und einen zweiten Parameter (ALFA) berechnet, welcher im wesentlichen der Rotation der Kanten des Werkstückes (44) um die auf die Oberfläche desselben relativ zur Längsachse der Stempel (13,15) normal stehende Achse entspricht, eine Rotationsbewegung des Werkstückes (44) durch den Motor zur Verringerung des ersten und zweiten Parameters (YM.ALFA) durchführt und die Rotationsbewegung des Werkstückes (44) unterbricht, wenn zumindest der erste Parameter (YM) kleiner als ein vorbestimmter Wert(YS) ist. Hiezu 15 Blatt Zeichnungen 14