DE19960819A1 - Plastic shaping of thin workpiece to form curve etc. using additional control drives to impose rigid body movement on workpiece - Google Patents

Abstract

A workpiece is mounted in the machine and driven by separate drives. For planar bending, at least three degrees of freedom of workpiece movement are available on the machine side. For spatial shaping, at least six degrees of freedom of workpiece movement are available on the machine side. One or more additional control drives are applied to one or both mounting tools, to allow the machine to make the workpiece undergo rigid body movement, or to superimpose this on the movement of the workpiece. Independent claims are included for a machine controller, with process calculation and control program modules

Description

In der Offenlegungsschrift zur Patentanmeldung DE 43 10 773 A1 werden Vor­ richtungen zum ebenen und zum räumlichen mechanischen Umformen schlanker Werkstücke aus Metall oder aus anderen duktilen Werkstoffen beschrieben, wo­ bei die Werkstücke nur an ihren Enden in bewegliche Halterungen eingespannt sind und allein durch die Bewegung dieser Einspannwerkzeuge in eine vorzu­ schreibende Endgestalt gebracht werden. Ein wesentliches Merkmal jener Pa­ tentanmeldung ist die Einheit von (mechanischer) Umformvorrichtung und theo­ riebasierter Steuerung, mittels welcher die ". . . Werkzeuge kinematisch (durch Vorgabe ihrer Bewegung) oder statisch (durch Vorgabe der Kräfte und Momente) oder kombiniert aufgrund einer elastisch-plastischen bzw. einer elastisch­ viskoplastischen Berechnung so exakt gesteuert werden, dass die gewünschte Form mit hoher Maßgenauigkeit entsteht". Es werden verschiedene Ausführungs­ beispiele der Umformvorrichtung vorgestellt, bei denen die Einspannwerkzeuge zusammen maximal 6 Bewegungsfreiheitsgrade (Drehung und/oder Verschie­ bung) besitzen, und es wird festgestellt, dass bei räumlicher Umformung allge­ mein mindestens 6 Freiheitsgrade zur Erzeugung einer vorgegebenen Endgestalt erforderlich sind, bei ebener Umformung (das heißt: Biegung um eine einzige, feste Raumachse, gegebenenfalls verbunden mit Streckung und Scherung in der dazu senkrechten Ebene) jedoch mindestens nur 3 Freiheitsgrade.In the published patent application DE 43 10 773 A1 Vor directions for flat and spatial mechanical forming slimmer Workpieces made of metal or other ductile materials described where the workpieces are only clamped at their ends in movable brackets are and only by moving these clamping tools into one final writing form. An essential feature of that Pa tent registration is the unit of (mechanical) forming device and theo drive-based control, by means of which the "... tools kinematically (by Specification of their movement) or static (by specification of the forces and moments) or combined due to an elastic-plastic or an elastic Viscoplastic calculation can be controlled so precisely that the desired Form with high dimensional accuracy arises ". There are different execution Examples of the forming device are presented, in which the clamping tools together a maximum of 6 degrees of freedom (rotation and / or displacement exercise), and it is found that with spatial transformation general mine at least 6 degrees of freedom to create a given final shape are necessary for flat forming (i.e.: bending by a single, fixed spatial axis, possibly connected with extension and shear in the vertical plane) but at least only 3 degrees of freedom.

Dabei wird freilich in Kauf genommen, dass das sich umformende Werkstück mit den Einspannwerkzeugen, dem Rahmen oder mit anderen Teilen der Maschine kollidiert und dadurch beschädigt oder auf unerwünschte Weise (zusätzlich) de­ formiert wird, was unter Umständen auch die ganze Maschine blockiert. Ferner kann das Werkstück in der Anfangs- oder Endposition des Umformprozesses durch Maschinenteile so weit verdeckt werden, dass es sich nur schwer ohne Be­ schädigung in die Halterungen einspannen beziehungsweise aus diesen aus­ spannen lässt. Es kann auch erforderlich sein, das Werkstück an anderen Quer­ schnitten als an den Endquerschnitten einzuspannen, um so gezielt nur einen Teilbereich umzuformen. It is of course accepted that the forming workpiece also the clamping tools, the frame or other parts of the machine collides and thereby damaged or undesirably (additionally) de is formed, which may also block the entire machine. Further the workpiece can be in the start or end position of the forming process are so far covered by machine parts that it is difficult to Clamp the damage in or out of the brackets can tension. It may also be necessary to cross the workpiece on another cut than to clamp at the end cross-sections, in order to target only one To transform part of the area.  

Der Patentanspruch 1 beschreibt die Lösung dieser vier Probleme, indem dem Werkstück sowohl auf einer für die allgemeine räumliche Umformung vorgesehe­ nen Maschine, als auch auf einer für das ebene Biegen vorgesehenen Maschine mittels mindestens eines gemeinsamen weiteren Freiheitsgrades der Einspann­ werkzeuge eine Starrkörperbewegung überlagert wird, bei der es seine Gestalt beibehält. Erweitert wird dies noch durch die unterschiedlichen Spannmöglich­ keiten des Werkstücks nach Patentanspruch 2 (siehe Bild 6), die unterschiedliche Stellungen der Antriebsstränge zur Richtung des Werkstücks zulassen (siehe Bild 2) und infolge dessen sich auch die Antriebswege ändern. Ferner wird eine Ein­ spannung auch an zwei Einspannquerschnitten zugelassen, die sich von den Endquerschnitten unterscheiden dürfen.Claim 1 describes the solution to these four problems by superimposing a rigid body movement on at least one machine intended for general spatial shaping, as well as on a machine intended for flat bending, by means of at least one common degree of freedom of the clamping tools which keeps it in shape. This is further expanded by the different clamping possibilities of the workpiece according to claim 2 (see figure 6), which allow different positions of the drive trains to the direction of the workpiece (see figure 2) and as a result of which the drive paths also change. Furthermore, one clamping is also permitted on two clamping cross-sections, which may differ from the end cross-sections.

Die hierdurch erzielten Vorteile bestehen darin, dass man die Einspannwerkzeu­ ge, die jetzt an zwei beliebigen Querschnitten oder an einem engen Materialbe­ reich um diese herum angreifen, vor dem Einspannen oder Ausspannen des Werkstücks in eine Position bringen kann, die ein einfaches und unbehindertes Ein- oder Ausspannen erlaubt. Ferner kann dem Werkstück während der Umfor­ mung eine Starrkörperbewegung überlagert werden, die Kollisionen vermeidet, ohne den eigentlichen Umformvorgang zu verändern oder zu beeinträchtigen. Schließlich kann das Werkstück gezielt nur auf einem Teil seiner Gesamtlänge umgeformt werden, indem man es an den diesen Teilbereich begrenzenden Querschnitten einspannt.The advantages achieved in this way are that the clamping tools ge, now on any two cross sections or on a narrow material attack richly around them before clamping or unclamping the Can bring the workpiece into a position that is simple and unobstructed Clamping or unclamping allowed. Furthermore, the workpiece during the Umfor a rigid body movement that prevents collisions is superimposed, without changing or impairing the actual forming process. After all, the workpiece can only be targeted over part of its total length can be reshaped by limiting it to the part of this area Cross sections clamped.

Der Patentanspruch 3 bezieht sich auf die zur Maschinensteuerung erforderliche Software, die aus mindestens zwei modularen Unterprogrammen innerhalb eines übergeordneten Hauptprogramms besteht, welches seinerseits für die Datenein- und Ausgabe und für die interne Datenweitergabe verantwortlich ist und insofern auch die Benutzeroberfläche beinhaltet. Eingegeben werden die Werkstoffdaten, die Anfangsgestalt des Werkstückes einschließlich seiner geometrischen Abmes­ sungen, die gewünschte Endgestalt, die zu verwendenden elastischen und plasti­ schen Stoffgesetze, die Maschinendaten und die Rechenparameter wie unter an­ derem die Zahl und die Größe der Zeitschritte für die numerische Integration. Ausgegeben wird ein Protokoll gewünschter Informationen über den Prozessver­ lauf - hierzu gehören insbesondere die an den Einspannungen aufzubringenden Lasten Q beziehungsweise F und die entsprechenden Werkzeugbewegungen als Funktionen der Zeit sowie Kontrolldaten zur Beurteilung der Rechengenauigkeit. Die Vorteile des modularen Aufbaus bestehen darin, dass zum einen durch die definierten Schnittstellen einzelne Unterprogramme problemlos ausgetauscht werden können, zum anderen, dass die Durchführung des Verfahrens variabel gestaltet ist, indem die Maschinensteuerung die zeitliche Abfolge der Unterpro­ grammaufrufe und die Randbedingungen der Berechnungen im jeweiligen Unter­ programm vorgibt. Dabei sind Vorgehensweisen von strikt sequentiellem Abar­ beiten (Prozessberechnung, Steuerungsprogramm, Maschinensteuerung), bei dem die Unterprogramme jeweils für ihren Teilbereich den gesamten Prozess be­ arbeiten, bis zu einer Online-Bearbeitung, bei der die Maschinensteuerung die Steuerdaten für die Maschinensteuerung einzeln von Prozessberechnung und Ausgabeprogramm abfragt und an die Maschine weitergibt, möglich.Claim 3 relates to that required for machine control Software that consists of at least two modular subroutines within one superordinate main program, which in turn is responsible for the data and output and is responsible for internal data transfer and insofar also includes the user interface. The material data are entered, the initial shape of the workpiece, including its geometric dimensions solutions, the desired final shape, the elastic and plasti to be used the substance laws, the machine data and the calculation parameters as below the number and size of the time steps for numerical integration. A log of the desired information about the process server is output run - this includes in particular those to be attached to the clamps  Loads Q and F and the corresponding tool movements as Time functions as well as control data for assessing the calculation accuracy. The advantages of the modular structure are that, on the one hand, through the defined interfaces, individual subroutines can be easily exchanged on the other hand, that the implementation of the procedure can be variable is designed by the machine control the chronological sequence of the subpro Gram calls and the boundary conditions of the calculations in the respective sub program specifies. Procedures are strictly sequential Abar process (process calculation, control program, machine control) which the subroutines cover the entire process for their subarea work, up to an online processing, in which the machine control Control data for machine control individually from process calculation and Query output program and pass on to the machine, possible.

Der Patentanspruch 4 betrifft das erste Modul der Maschinensteuerung nach An­ spruch 3, die eigentliche Prozessberechnung. Es erstellt interne und auf Wunsch auch auszugebende Dateien der nach den einzelnen Zeitschritten erreichten Zwi­ schengestalten des Werkstücks einschließlich der auftretenden Schnittlastvertei­ lungen Q beziehungsweise F und prüft gleichzeitig, ob außerhalb der plastischen Zone DP eine ungewünschte plastische Verformung auftritt oder gar die Fließbe­ dingung verletzt wird. Ferner wird auf dem Werkstück der Länge nach rechnerisch eine vorzugebende Zahl von Stützquerschnitten in ebenfalls vorzugebenden, ge­ nügend kleinen Abständen ausgezeichnet, auf die sich die in diesem Modul zu erstellenden und an das zweite Modul zu übergebenden internen Dateien bezie­ hen. Gemäß Patentanspruch 3 wird rechnerisch im Anfangsstadium zunächst schrittweise die Belastung des Werkstücks an den Einspannungen so weit erhöht, bis sich an einer bestimmten Stelle eine plastische Zone DP auszubilden beginnt, während die Belastung in der Rückfederungsphase, nach Ende des plastischen Umformprozesses, wieder auf Null abgesenkt wird, so dass die gewünschte End­ gestalt übrig bleibt. In den dazwischen liegenden Zeitschritten wird dann gemäß Patentanspruch 4 speziell der zur plastischen Gestalt gehörende, jeweils unmit­ telbar vor dem hinteren Fließquerschnitt D des vorangegangenen Zeitschritts liegende Stützquerschnitt rechnerisch auf den entsprechenden Stützquerschnitt der vorgeschriebenen Endgestalt gezogen und so gedreht, dass dort die mate­ riellen Querschnittsachsen 2, 3 mit denen der Endgestalt zusammenfallen. Der so herabgezogene Querschnitt D bildet dann den hinteren Fließquerschnitt für den nächsten Zeitschritt. Von D ausgehend liefert eine numerische Integration längs der Werkstück-Mittellinie nach jedem Zeitschritt die neue plastische Gestalt mit der neuen Position DP der plastischen Zone nebst den auftretenden Schnitt­ lasten Q beziehungsweise F, aus denen man dann die überlagerte elastische Verformung und damit auch die vom Werkstück wirklich eingenommene, elastisch-plastische Gestalt berechnet, deren Werte an den Einspannungen A und B man für die Maschinensteuerung benötigt.Claim 4 relates to the first module of the machine control according to An saying 3, the actual process calculation. It creates internal and on request also files to be output from the intermediate reached after the individual time steps shape the workpiece, including the cutting load distribution that occurs lungs Q or F and simultaneously checks whether outside the plastic Zone DP an undesired plastic deformation occurs or even the flow condition is violated. Furthermore, the length of the workpiece is calculated a predetermined number of support cross sections in also to be specified, ge sufficiently small distances to which the in this module refers internal files to be created and transferred to the second module hen. According to claim 3, the calculation is initially in the initial stage gradually increases the load on the workpiece on the clamps, until a plastic zone DP begins to form at a certain point, during the load in the springback phase, after the end of the plastic Forming process, is lowered again to zero, so that the desired end shape remains. In the intervening time steps, according to Claim 4 specifically belonging to the plastic shape, each immediately telbar before the rear flow cross section D of the previous time step lying cross-section arithmetically on the corresponding support cross-section  the prescribed final shape and rotated so that the mate there rial cross-sectional axes 2, 3 with which the final shape coincide. The Cross-section D thus drawn down then forms the rear flow cross-section for the next time step. Starting from D provides a numerical integration the new plastic shape along the center line of the workpiece after each time step with the new position DP of the plastic zone along with the incision load Q and F, respectively, from which one then derives the superimposed elastic Deformation and thus also the part actually occupied by the workpiece elastic-plastic shape calculated, the values at the clamps A and B one needs for the machine control.

Der Patentanspruch 5 betrifft das erste Modul der Maschinensteuerung nach An­ spruch 3. Die Berechnung der Schnittlasten am hinteren Fließquerschnitt D erfolgt anhand eines im Sinne der Elastizitäts- und Plastizitätslehre "inkrementellen" Stoffgesetzes in Abhängigkeit von den (visko)plastischen Formänderungsge­ schwindigkeiten, mit dem große Formänderungen physikalisch korrekt behandelt werden können. Demzufolge wird die Werkstückgestalt über eine Integration der Formänderungsgeschwindigkeiten berechnet.Claim 5 relates to the first module of the machine control according to An saying 3. The calculation of the cutting loads at the rear flow cross section D is done on the basis of an "incremental" in the sense of elasticity and plasticity Substance law as a function of the (visco) plastic deformation change speed, with which large changes in shape are treated physically correctly can be. As a result, the workpiece shape is integrated via the Strain rates calculated.

Der Patentanspruch 6 betrifft das erste Modul der Maschinensteuerung nach An­ spruch 3. Anstatt der Verwendung eines inkrementellen Stoffgesetzes und inkre­ menteller Geometrieberechnung wird ein im Sinne der Elastizitäts- und Plastizi­ tätslehre "finites" Stoffgesetz in der Form Q = Q(q) eingebunden, wodurch die Aufsummierung der numerischen Fehler beim Stoffgesetz und der Gestaltberech­ nung der inkrementellen Methode entfällt. Die für die Gestaltberechnung benö­ tigte Umkehrung in der Form q = q(Q) lässt sich dabei in den technischen wichti­ gen Fällen als Umkehrung von Q = Q(q) ermitteln.Claim 6 relates to the first module of the machine control according to An Proverb 3. Instead of using an incremental law and incre mental geometry calculation becomes one in the sense of elasticity and plasticity "finite" material law in the form Q = Q (q) is integrated, whereby the Summation of the numerical errors in the substance law and the shape calculation The incremental method is omitted. The necessary for the shape calculation The reversal in the form q = q (Q) can be found in the technical impor cases as a reversal of Q = Q (q).

Obschon das finite Stoffgesetz vom physikalischen Standpunkt aus eine nur bei kleinen Formänderungen abgesicherte Näherung darstellt, kann sich bei seiner Anwendung aus den genannten Gründen die numerische Genauigkeit erhöhen.Although the finite substance law from a physical point of view only one represents a safe approximation of small changes in shape, Application increase the numerical accuracy for the reasons mentioned.

Der Patentanspruch 7 betrifft das erste Modul der Maschinensteuerung nach An­ spruch 3. Anstatt der Verwendung einer nach den Lehren der Plastomechanik assoziierten Fließregel wird eine andere Fließregel verwendet, die unabhängig oder nicht assoziiert sein kann und experimentell bestimmt wird. Der Vorteil einer frei vorgebbaren, von den durchgeführten Versuchen abhängigen Fließregel be­ steht in der Erzielung einer höheren Formgenauigkeit der erhaltenen Werkstück­ endgestalten.Claim 7 relates to the first module of the machine control according to An Proverb 3. Instead of using one according to the teachings of plastomechanics  associated flow rule, another flow rule is used that is independent or may not be associated and determined experimentally. The advantage of one freely definable flow rule depending on the tests carried out stands in achieving a higher dimensional accuracy of the workpiece obtained finish.

Der Patentanspruch 8 betrifft das erste Modul der Maschinensteuerung nach An­ spruch 3. Die im hinteren Fließquerschnitt angreifende Kraft F beeinflusst die plastische Umformung nur im geringen Maße bzw., bei Gültigkeit der Bernoulli­ schen Hypothese, überhaupt nicht. Daher kann man diese Kraft so wählen, dass die sich einstellende Momentenverteilung im Werkstück zu keiner plastischen Verformung außerhalb des Fließbereichs führt, sofern dies physikalisch möglich ist. Zudem kann für den Verformungsbereich innerhalb des Fließbereichs die Re­ gelung der Kraft F dazu benutzt werden, die Verformungsverteilung infolge der Momentenverteilung so zu beeinflussen, dass keine Überschreitung der ge­ wünschten bleibenden Verformung innerhalb des Fließbereichs auftritt. Dies ist besonders bei Werkstückgestalten mit über die Werkstücklänge veränderlichen Verformungen von Bedeutung.Claim 8 relates to the first module of the machine control according to An saying 3. The force F acting in the rear flow cross section influences the plastic forming only to a small extent or, if the Bernoulli is valid hypothesis, not at all. Therefore one can choose this force in such a way that the resulting moment distribution in the workpiece does not lead to any plastic Deformation outside the flow area leads, if physically possible is. In addition, for the deformation area within the flow area, the Re gelung force F to be used, the deformation distribution due to To influence torque distribution so that the ge desired permanent deformation occurs within the flow area. This is especially in the case of workpiece shapes that vary over the workpiece length Deformations of importance.

Der Patentanspruch 9 betrifft das erste Modul der Maschinensteuerung nach An­ spruch 3. Der Vorteil liegt darin, dass die bisherige Einschränkung auf die Ver­ wendung anfangs gerader und unverwundener Werkstücke entfällt. Dies erlaubt die Verwendung von Werkstücken weitgehend beliebiger Gestalt, beispielsweise von Werkstücken, die eine Verformung infolge eines anderen Umformprozesses erfahren haben.Claim 9 relates to the first module of the machine control according to An Proverb 3. The advantage is that the previous restriction to Ver There is no need to use straight and unwound workpieces at the beginning. This allows the use of workpieces of any shape, for example of workpieces that are deformed as a result of another forming process have experienced.

Der Patentanspruch 10 betrifft das erste Modul der Maschinensteuerung nach Anspruch 3. In Erweiterung der nach den Lehren der Plastomechanik bekannten Fließkriterien wird ein gemischter Zusatzterm mit dem Faktor m eingeführt, wo­ bei die Größe von m durch die Forderung der Plastizitätslehre nach der Konve­ xität des Fließortes beschränkt ist.Claim 10 relates to the first module of the machine control system Claim 3. In extension of the known after the teachings of plastomechanics Flow criteria, a mixed additional term with the factor m is introduced where at the size of m by the requirement of plasticity according to the curve xity of the flow location is limited.

Der Vorteil dieses Zusatzterms besteht in einer besseren Anpassbarkeit des Fließkriteriums an insbesondere nichtsymmetrischer Querschnitte und demzufolge in einer präziseren Modellierung, so dass die damit verbundene Formgenauig­ keit der erhaltenen Werkstückendgestalten erhöht wird.The advantage of this additional term is that the Flow criterion on in particular non-symmetrical cross sections and consequently  in a more precise modeling, so that the associated shape is accurate speed of the final workpiece shapes obtained is increased.

Als vorteilhafte Ausgestaltung kann man die überlagerte Starrkörperbewegung ebenso wie die zur Umformung erforderlichen Bewegungen der Einspannwerk­ zeuge im Voraus oder online mittels eines der Maschine beigeordneten Compu­ ters, vorzugsweise eines PCs, und der hierzu erarbeiteten Software berechnen und daraufhin beziehungsweise gleichzeitig über Antriebsmotoren steuern oder so regeln, dass die Ein- und Ausspannpositionen günstig liegen (Patentanspruch 13) und dass während des Umformvorganges keine Überschreitungen der Grenzwinkel oder Grenzwege (Achsgrenzen), der Grenzgeschwindigkeiten, der Grenzbeschleunigungen oder Kollisionen auftreten (Patentanspruch 12).The superimposed rigid body movement can be used as an advantageous embodiment as well as the movements of the clamping mechanism required for forming test in advance or online using a computer associated with the machine ters, preferably a PC, and the software developed for this purpose and then or simultaneously control them via drive motors or regulate so that the clamping and unclamping positions are favorable (claim 13) and that no excesses of the Limit angle or limit paths (axis limits), the limit speeds, the Limit accelerations or collisions occur (claim 12).

Ebenso kann, nach Patentanspruch 11, beim Überschreiten der Achsgrenzen, der Grenzgeschwindigkeiten, der Grenzbeschleunigungen oder beim Auftreten von Kollision die Schnittkraft F am hinteren Fließquerschnitt D geändert werden, so dass sich eine andere Momentenverteilung im Werkstück einstellt, damit die Gestalt ändert und somit eine Durchführung des Prozesses ermöglicht.Likewise, according to claim 11, when the axis limits are exceeded, the Limit speeds, the limit accelerations or the occurrence of Collision, the cutting force F at the rear flow cross section D can be changed, see above that a different torque distribution occurs in the workpiece so that the Changes shape and thus enables the process to be carried out.

Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung lässt sich diese computergestützte Steue­ rung optimieren, und zwar insbesondere in dem Sinne, dass entweder der Ge­ samtweg beziehungsweise eine andere Zielfunktion der einzelnen Antriebswege nebst den zugehörigen Reibverlusten aller Antriebe oder die Gesamt- Umformdauer unter Berücksichtigung der zulässigen beziehungsweise erreichba­ ren Grenzgeschwindigkeiten, Grenzbeschleunigungen und Achsgrenzen der An­ triebsmotoren minimiert wird (Patentanspruch 14).This computer-based tax can be used as a further advantageous embodiment optimize, especially in the sense that either the Ge all or another target function of the individual drive paths in addition to the associated friction losses of all drives or the total Forming time taking into account the permissible or achievable limit speeds, limit accelerations and axis limits of the type drive motors is minimized (claim 14).

Der Patentanspruch 15 betrifft das erste Modul der Maschinensteuerung nach Anspruch 3. Der Vorteil der Aufteilung der Umformung in zwei oder mehrere Um­ formungen in Teilbereichen über die Werkstücklänge ermöglicht eine höhere Gestaltfreiheit, da zum einen im Gegensatz zu Patentanmeldung P 43 10 773 A1 die Verformung nicht über die gesamte Werkstücklänge zu erfolgen hat, und zum anderen durch unterschiedliche zeitliche Abfolgen der einzelnen Umformungen eine Kollision vermieden werden kann. Claim 15 relates to the first module of the machine control system Claim 3. The advantage of dividing the forming into two or more um Formations in partial areas over the workpiece length enable a higher Freedom of design because, on the one hand, in contrast to patent application P 43 10 773 A1 the deformation does not have to take place over the entire length of the workpiece, and others through different time sequences of the individual transformations a collision can be avoided.  

Der Patentanspruch 16 betrifft das erste Modul der Maschinensteuerung nach Anspruch 3. Der Vorteil von mehreren gleichzeitig vorhandenen Fließbereichen besteht in der damit verbunden Verkürzung der Bearbeitungszeit. Ebenso be­ deutet die zeitliche Überlappung von Fließbereichen, dass bei einem Fortschrei­ ten des Prozesses von einer Umformung zur nächsten nach Patentanspruch 15 das Werkstück nicht vollständig entlastet wird und daraus eine Verkürzung der Bearbeitungszeit resultiert.Claim 16 relates to the first module of the machine control system Claim 3. The advantage of several flow areas present at the same time consists in shortening the processing time. Likewise be the temporal overlap of flow areas suggests that with a progression th process from one forming to the next according to claim 15 the workpiece is not completely relieved and this leads to a shortening of the Processing time results.

Bild 1 zeigt als Ausführungsbeispiel das Prinzip einer Umformmaschine mit insge­ samt 7 Freiheitsgraden der Einspannwerkzeuge, die sich am Ende der Antriebs­ stränge (= Motor + Getriebe + Abtrieb) R1 und R4 befinden. Die Einspannwerkzeuge sind in je einer Antriebseinheit gelagert: Einem feststehenden mit den jeweils durch steuerbare (Elektro-) Motoren angetriebenen, kardanisch angeordneten Antriebssträngen R1, R2 und R3, deren Achsen einen gemeinsamen Schnittpunkt besitzen, und einer auf der Führung F verschieblichen Antriebseinheit mit den Antriebssträngen R4, R5 und R6, die hier zur ersten Antriebseinheit im rechten Winkel gedreht aufgebaut ist. Die zweite Antriebseinheit umschließt mit einer Gewindeführung die als Gewindewelle ausgestaltete Abtriebswelle des Antriebs­ strangs T und kann durch deren, ebenfalls von einem steuerbaren (Elektro-) Mo­ tor angetriebenen, Drehung verschoben werden. In der gezeichneten Stellung wird das eingespannte, stabartige Werkstück (nicht dargestellt) durch eine syn­ chrone Drehung der Antriebsstränge R2 und R4 (oder R6) als Starrkörper um die horizontale Maschinenachse gedreht, während jede davon abweichende oder zu­ sätzliche Drehung der Antriebsstränge zu einer Umformung führt. Bei einer ande­ ren, zueinander windschiefen Stellung der Antriebsstränge oder bei anderer bau­ licher Gestaltung sind entsprechend andere Kombinationen der Antriebsdrehun­ gen erforderlich, um eine überlagerte Starrkörperdrehung zu erzeugen. Bild 2 zeigt drei mögliche Einspannpositionen des als dicke Linie gezeichneten (geraden) Werkstücks, Bild 6 die entsprechende Ausführung der Spannvorrich­ tung, wobei die eingezeichneten Pfeile die aufzubringende Spannkraft symbolisie­ ren: Links wird das Werkstück in Verlängerung der Antriebswelle R1 oder R4 ein­ gespannt, während dies im rechten Bildteil senkrecht zur Antriebswelle erfolgt. Figure 1 shows an example of the principle of a forming machine with a total of 7 degrees of freedom for the clamping tools, which are located at the end of the drive trains (= motor + gear + output) R1 and R4. The clamping tools are each stored in a drive unit: a stationary drive system with the cardanically arranged drive trains R1, R2 and R3, each driven by controllable (electric) motors, and the axes of which have a common intersection, and a drive unit with the drive trains that can be moved on the guide F. R4, R5 and R6, which is constructed here rotated at right angles to the first drive unit. The second drive unit encloses with a thread guide the output shaft of the drive train T, which is designed as a threaded shaft, and can be moved by its rotation, which is also driven by a controllable (electric) motor. In the position shown, the clamped, rod-like workpiece (not shown) is rotated by a synchronous rotation of the drive trains R2 and R4 (or R6) as a rigid body around the horizontal machine axis, while any deviating or additional rotation of the drive trains leads to a deformation . In another, mutually skewed position of the drive trains or in a different constructional design, other combinations of the drive rotations are required to produce a superimposed rigid body rotation. Figure 2 shows three possible clamping positions of the (straight) workpiece drawn as a thick line, Figure 6 the corresponding version of the clamping device, with the arrows shown symbolizing the clamping force to be applied: the workpiece is clamped on the left in extension of the drive shaft R1 or R4 while this is done in the right part of the picture perpendicular to the drive shaft.

Beim Beispiel der Umformmaschine von Bild 3 wird in derjenigen Ebene senkrecht zum Bild umgeformt, die durch die beiden Einspannwerkzeuge auf den Antriebs­ strängen R1 und R2 läuft, wobei der Abstand der Einspannwerkzeuge primär durch Drehen der Gewindewelle des Antriebsstrangs T2 verändert werden kann, die von einer Gewindeführung (Kugelumlaufspindel) im rechten Schlitten umfasst wird, der sich auf einer Führung verschiebt. Als zusätzlicher Freiheitsgrad ist hier eine Verschiebungsmöglichkeit des linken Antriebsstrangs R1 auf einer Führung senkrecht zum Antriebsstrang T2 vorgesehen, hier durch den translatorischen Antriebsstrang T1. Hierzu zeigt Bild 4 das Werkstück beim Anfahren einer Aus­ spannposition (b) aus einer Endlage der Verformung (a), bei der die (nicht dreh­ bare) Greifzange G das Werkstück senkrecht anfahren und somit einfach greifen kann, und Bild 5 das Beispiel einer Kollisionsvermeidung: Während das Werk­ stück in der Position (a) beim weiteren Umformen gemäß Bild 3 mit dem Gestell für den Antriebsstrang R1 zusammenstößt, besteht diese Gefahr in der Position (b) nicht mehr.In the example of the forming machine from Fig. 3, forming is carried out in the plane perpendicular to the picture that runs through the two clamping tools on the drive trains R1 and R2, whereby the distance between the clamping tools can be changed primarily by turning the threaded shaft of the drive train T2, which can be changed by one Thread guide (ball screw) is included in the right carriage, which moves on a guide. As an additional degree of freedom, a displacement possibility of the left drive train R1 is provided on a guide perpendicular to the drive train T2, here through the translational drive train T1. For this purpose, Figure 4 shows the workpiece when approaching an unclamping position (b) from an end position of the deformation (a), in which the (non-rotatable) gripping pliers G can approach the workpiece vertically and thus grip easily, and Figure 5 shows the example of collision avoidance : While the workpiece in position (a) collides with the frame for drive train R1 during further forming as shown in Figure 3, there is no longer any danger in position (b).

Bild 7a zeigt als Beispiel zu Patentanspruch 3 ein Flussdiagramm für das Haupt­ programm der Maschinensteuerung mit den Unterprogrammen bzw. Modulen und den Ein- und Ausgaben. Figure 7a shows an example of claim 3, a flow chart for the main program of the machine control with the subroutines or modules and the inputs and outputs.

In der Eingabemaske können die gewünschten Daten wie Endgestalt des Werk­ stücks, Anfangsgestalt (Anfangsgestalt des Werkstücks nach Patentanspruch 9, Art des Querschnitts und dessen Abmessungen), Art des Stoffgesetzes und Pro­ zessparameter eingegeben werden. Letztere beinhalten die Art der Prozessfüh­ rung (Online- oder Vorausberechnung), Anzahl der Stützstellen, Art der Regelung der Kraft F nach Patentanspruch 8 und/oder 11, Anzahl der gewünschten Umfor­ mungen an einem Bauteil nach Patentanspruch 15, zeitliches Verhältnis der Dau­ er des Anfangsstadiums, der Fließbereichswanderung und der Rückfederung bzw. deren zeitliche Überlappung nach Patenanspruch 16, die Einspannlage des Werkstücks, die Optimierungsgröße des zusätzlichen Freiheitsgrades (Freiheits­ grad 7) nach Patentanspruch 12 und die Anfangslage dieses Antriebs.The required data such as the final shape of the work can be entered in the input mask piece, initial shape (initial shape of the workpiece according to claim 9, Type of cross-section and its dimensions), type of substance law and pro process parameters can be entered. The latter include the type of process control tion (online or advance calculation), number of support points, type of regulation the force F according to claim 8 and / or 11, the number of desired Umfor Measures on a component according to claim 15, temporal ratio of the duration he of the initial stage, the flow area migration and the springback or their temporal overlap according to claim 16, the clamping position of the Workpiece, the optimization size of the additional degree of freedom (freedom grade 7) according to claim 12 and the initial position of this drive.

Die Module 1 und 2 werden in den Bildern 7b und 7c für die Vorausberechnung einer sequentiellen Abarbeitung vorgestellt. Modules 1 and 2 are shown in Figures 7b and 7c for the pre-calculation presented for sequential processing.  

Die Antriebsregelung setzt die erhaltenen Steuerungsdaten in entsprechende Steuerungssignale um und übermittelt diese an die einzelnen Antriebe.The drive control converts the control data received into the corresponding ones Control signals and transmits them to the individual drives.

Bild 7b zeigt als Beispiel zu Patentanspruch 4 ein Flussdiagramm für die Voraus­ berechnung einer Prozessberechnung. Nach dem Einlesen der benötigten Daten werden die gewünschten plastischen Verformungen für die weitere Verwendung bereitgestellt bzw. gespeichert. Anschließend erfolgt die Berechnung der Belas­ tung für die verschiedenen Positionen des hinteren Fließquerschnitts (Fließgelenk D) in Abhängigkeit von den vorher bereitgestellten plastischen Endverformungen. Im Anfangsstadium wird die Querschnittsbelastung für die erste Position des Fließgelenks D von Null bis zum Endwert gesteigert und die jeweilige Werkstück­ gestalt ermittelt und ausgegeben. Ist eine Wanderung des Fließbereichs ge­ wünscht, so erfolgt das Verschieben des Fließgelenks D auf die nächste Position mit der Ausgabe der zugehörigen Werkstückgestalt solange, bis die Endposition erreicht ist. Anschließend, bzw. bei einem stehenden Fließbereich ohne Fließbe­ reichswanderung erfolgt die Berücksichtigung der Rückfederung durch die Ab­ senkung der aufgebrachten Belastung bis zum lastfreien Zustand, wieder mit Ausgabe der Werkstückgestalt. Nach der Rückfederung kann wahlweise eine weitere Umformung durchgeführt, oder die Prozessberechnung beendet werden. Figure 7b shows, as an example for claim 4, a flow chart for the pre-calculation of a process calculation. After reading in the required data, the desired plastic deformations are made available or saved for further use. The load is then calculated for the various positions of the rear flow cross-section (plastic hinge D) depending on the plastic deformations previously provided. In the initial stage, the cross-sectional load for the first position of the plastic hinge D is increased from zero to the final value and the respective workpiece shape is determined and output. If a migration of the flow area is desired, the flow hinge D is shifted to the next position with the output of the associated workpiece shape until the end position is reached. Subsequently, or in the case of a standing flow area without a flow migration, the springback is taken into account by lowering the applied load until the load-free state, again with output of the workpiece shape. After the springback, another forming process can be carried out or the process calculation can be ended.

Bild 7c zeigt als Beispiel zu Patentanspruch 8 ein Flussdiagramm für die Voraus­ berechnung eines Steuerungsprogramms zur Ermittlung der Motorwege. Nach dem Einlesen der zeitlich aufeinanderfolgenden Werkstückgestalten, den dazu­ gehörigen Lasten an den Einspannung, der Anfangsstellung des zusätzlichen Freiheitsgrades 7, der Einspannlage des Werkstücks in den Einspannungen, der gewünschten Ausspannstellung (Ausrichtung der Endform) und den Maschinen­ daten, die den geometrischen und kinematischen Aufbau der Maschine wieder­ spiegeln und die Belastungsgrenzen der einzelnen Antriebe, wird die Werkstück­ gestalt mit den größten Verformungen (verformtes und belastetes Werkstück, also vor der Rückfederung) auf Zulässigkeit geprüft. Zulässigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang, dass weder die Achsgrenzen der Antriebe überschritten werden, noch dass eine Kollision auftritt. Dabei werden die Positionen des zusätzlichen Freiheitsgrades (Freiheitsgrad 7) und der Einspannlagen nach Patentanspruch 2 solange geändert, bis Zulässigkeit im genannten Sinn erreicht ist, andernfalls ist die gewünschte Werkstückendform mit der Maschine nicht herstellbar und die Berechnung wird abgebrochen. Ist die betrachtete Werkstückgestalt zulässig, werden für alle Werkstückgestalten die Stellungen der einzelnen Antriebe ermit­ telt, in der zeitlichen Reihenfolge ihrer Ausgabe an die Antriebsregelung. Dabei wird für jeden Schritt die Kollisionsfreiheit und die Einhaltung der Achsgrenzen geprüft (Antriebsstellung erreichbar), sowie die Kontrolle der Grenzgeschwindig­ keiten, -beschleunigungen und die Minimierung nach Patentanspruch 14 durch­ geführt, und über den zusätzlichen Freiheitsgrad geregelt. Nachdem die Maschi­ nenstellungen für alle Werkstückgestalten ermittelt sind, erfolgt noch das Anfah­ ren der geforderten Ausspannstellung nach Patentanspruch 13. Figure 7c shows, as an example for claim 8, a flowchart for the pre-calculation of a control program for determining the motor paths. After reading in the successive workpiece shapes, the associated loads on the clamping, the initial position of the additional degree of freedom 7, the clamping position of the workpiece in the clamps, the desired clamping position (alignment of the final shape) and the machine data that describe the geometric and kinematic structure reflect the machine and the load limits of the individual drives, the workpiece shape with the greatest deformations (deformed and loaded workpiece, i.e. before springback) is checked for admissibility. In this context, permissibility means that neither the axis limits of the drives are exceeded nor that a collision occurs. The positions of the additional degree of freedom (degree of freedom 7) and the clamping positions according to claim 2 are changed until admissibility is achieved in the sense mentioned, otherwise the desired final workpiece shape cannot be produced with the machine and the calculation is terminated. If the workpiece shape considered is permissible, the positions of the individual drives are determined for all workpiece shapes, in the chronological order of their output to the drive control. For each step, the freedom from collisions and compliance with the axis limits is checked (drive position accessible), as well as the control of the limit speeds, accelerations and minimization according to claim 14, and regulated via the additional degree of freedom. After the machine positions have been determined for all workpiece shapes, the required unclamping position according to claim 13 is started.

Claims (16)

1. Maschine für das freie endgesteuerte Umformen eines schlanken Werkstücks zu einer vorgegebenen Endgestalt, wobei unter dem Begriff Gestalt eine mate­ rielle, gerade oder gekrümmte Kurve zwischen zwei Endquerschnitten A und B samt allen materiellen Querschnitten, deren Mittelpunkte die Kurve verbindet, verstanden werden soll,
wobei die Bewegungen (Verschiebungen, Drehungen) der Einspannquer­ schnitte A, B, an denen das Werkstück mittels Einspannwerkzeugen in die Ma­ schine eingespannt ist, von der Maschine durch getrennt steuerbare Antriebe dieser Einspannwerkzeuge aufgebracht werden,
wobei keine weiteren Einspannungen des Werkstücks vorgesehen sind, so dass dieses keine Werkzeugberührung im gesamten Bereich zwischen den Einspannwerkzeugen bei A und B erfährt,
wobei seitens der Maschine zum Zweck des ebenen Biegens insgesamt min­ destens 3 Freiheitsgrade der Werkzeugbewegung vorhanden sind,
wobei seitens der Maschine zum Zweck der räumlichen Umformung insgesamt mindestens 6 Freiheitsgrade der Werkzeugbewegung vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet,
dass ein oder mehrere zusätzliche gesteuerte Antriebe an einem oder an bei­ den Einspannwerkzeugen angebracht werden, mit denen die Maschine in der Lage ist, dem Werkstück eine Starrkörperbewegung zu erteilen oder diese der Werkstückbewegung zu überlagern.1. machine for the free, end-controlled shaping of a slim workpiece into a predetermined final shape, the term shape being understood to mean a material, straight or curved curve between two final cross sections A and B together with all material cross sections, the center points of which connect the curve,
the movements (displacements, rotations) of the clamping cross sections A, B, on which the workpiece is clamped in the machine by means of clamping tools, are applied by the machine by separately controllable drives of these clamping tools,
no further clamping of the workpiece is provided, so that the workpiece does not touch the entire area between the clamping tools at A and B,
the machine has at least 3 degrees of freedom of tool movement for the purpose of level bending,
the machine having a total of at least 6 degrees of freedom of tool movement for the purpose of spatial reshaping, characterized in that
that one or more additional controlled drives are attached to one or to the clamping tools with which the machine is able to impart a rigid body movement to the workpiece or to superimpose it on the workpiece movement. 2. Maschine zum freien Umformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannwerkzeuge so gestaltet sind, dass die Befestigung des Werkstücks in unterschiedlichen Lagen relativ zu den Antrieben erfolgen kann, wobei sie das Werkstück, wenn möglich, auch an zwei verschiedenen Ein­ spannquerschnitten statt an den Endquerschnitten angreifen können.2. machine for free forming according to claim 1, characterized, that the clamping tools are designed so that the attachment of the Workpiece can be done in different positions relative to the drives, where possible, the workpiece on two different inputs can attack clamping cross sections instead of the end cross sections. 3. Maschinensteuerung für eine Maschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
durch die im Werkstück ein ruhendes oder wanderndes Fließgelenk D oder ein ruhender oder wandernder Fließbereich DP erzeugt wird,
wobei auf die Querschnitte des Werkstücks als Schnittlasten eine Normalkraft und zwei Querkräfte F = (N, V₂, V₃) sowie ein Torsionsmoment und zwei Bie­ gemomente Q = (T, M₂, M₃) wirken, die man auch zu einer einzigen Zeilenmat­ rix Q = (N, V₂, V₃, T, M₂, M₃) zusammenfassen kann, und wobei die Indizes 2, 3 zwei zueinander senkrechte materielle Achsen der Querschnitte bezeichnen,
wobei die Schnittlasten Q (Kräfte, Momente) von der Maschine durch die An­ triebe der Einspannwerkzeuge an den Einspannquerschnitten A und B aufge­ bracht werden,
wobei im Anfangsstadium des Umformprozesses mit zunehmender Zeit die Lasten an den Einspannungen gesteigert werden, bis sich der erste Fließbe­ reich DP ausbildet, während am Ende des Umformprozesses die Lasten auf Null abgesenkt werden, so dass das Werkstück elastisch rückfedert und die vorgeschriebene Endgestalt annimmt, und
wobei während des gesamten Umformprozesses von Beginn des Anfangssta­ diums bis zum Ende der Rückfederung die Steuerung der Antriebe mittels einer als Maschinenprogramm bezeichneten Software im Voraus oder online mittels eines der Maschine beigeordneten Computers, insbesondere eines PC be­ rechnet wird, dadurch gekennzeichnet,
dass das Maschinenprogramm als Hauptprogramm modular aufgebaut ist und wenigstens zwei modulare Unterprogramme enthält,
wobei das Hauptprogramm für die Datenein- und -ausgabe und für die interne Datenweitergabe verantwortlich ist und insofern auch die Benutzeroberfläche beinhaltet,
während das erste Modul die eigentliche Prozessberechnung betrifft, in wel­ cher im Voraus oder online die veränderliche Werkstückgestalt und die jeweils zugehörige Schnittlastverteilung in diskreten Zeitschritten für eine festgelegte diskrete Anzahl von materiellen (sogenannten) Stützquerschnitten berechnet wird,
und wobei das zweite Programmmodul das Steuerungsprogramm enthält, wel­ ches die bei der Prozessberechnung ermittelten aufeinanderfolgenden Werk­ stückgestalten zwecks Erzeugung der Bewegungen der Einspannwerkzeuge bei A und B auswertet und in der Form von Steuerdateien oder -signalen mit oder ohne zeitliche Unterbrechung an die Umformmaschine weitergibt.3. Machine control for a machine according to claim 1 or claim 2,
through which a resting or moving flow hinge D or a resting or moving flow area DP is generated in the workpiece,
where a normal force and two transverse forces F = (N, V ₂ , V ₃ ) as well as a torsional moment and two bending moments Q = (T, M ₂ , M ₃ ) act on the cross-sections of the workpiece as cutting loads, which can also be combined into a single one Row matrix Q = (N, V ₂ , V ₃ , T, M ₂ , M ₃ ) can be summarized, and the indices 2, 3 denote two mutually perpendicular material axes of the cross sections,
where the cutting loads Q (forces, moments) are brought up by the machine through the drives of the clamping tools at the clamping cross-sections A and B,
the loads on the clamps are increased with increasing time in the initial stage of the forming process until the first flow region DP forms, while at the end of the forming process the loads are reduced to zero, so that the workpiece springs back elastically and assumes the prescribed final shape, and
wherein during the entire forming process from the beginning of the initial stage to the end of the springback, the control of the drives is calculated in advance using software called a machine program or online using a computer associated with the machine, in particular a PC,
that the machine program as the main program has a modular structure and contains at least two modular subroutines,
the main program is responsible for data input and output and for internal data transfer and therefore also includes the user interface,
while the first module concerns the actual process calculation, in which the variable workpiece shape and the associated cutting load distribution are calculated in advance or online in discrete time steps for a defined discrete number of material (so-called) support cross-sections,
and wherein the second program module contains the control program which evaluates the successive workpiece shapes determined in the process calculation for the purpose of generating the movements of the clamping tools at A and B and passes them on to the forming machine in the form of control files or signals with or without a time interruption. 4. Modul "Prozessberechnung" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkstückbelastung bis zum plastischen Fließbeginn im Anfangssta­ dium, die Werkstückentlastung bei der abschließenden Rückfederung und für jeden dazwischen liegenden diskreten Zeitschritt zunächst jeweils eine neue plastische Gestalt des Werkstücks, die die überlagerte elastische Verformung noch nicht enthält ermittelt wird, indem das Programm rechnerisch den hinteren Querschnitt D des Fließbereichs auf den, im Sinne der Fließbereichswande­ rung zeitlich nächsten Stützquerschnitt verschiebt und dabei so dreht, dass dessen materiellen Querschnittsachsen 2, 3 die vorgeschriebene Endlage ein­ nehmen,
wonach mit dem Stoffgesetz die Schnittlasten Q im Querschnitt D und mit den Gleichgewichtsbedingungen die Schnittlasten Q nebst den elastisch-plas­ tischen oder elastisch-viskoplastischen Formänderungsgeschwindigkeiten oder Formänderungen in jedem Stützquerschnitt des Werkstück bestimmt werden, woraus sich die neue Gestalt ergibt und woraus die Lasten an den Einspann­ querschnitten A, B sowie deren relative Lage zueinander berechnet werden.4. Module "process calculation" according to claim 3, characterized in
that the workpiece load until the plastic flow begins in the initial stage, the workpiece relief during the final springback and for each discrete time step in between, a new plastic shape of the workpiece that does not yet contain the superimposed elastic deformation is determined by the program calculating the rear one Cross-section D of the flow area is shifted to the next support cross-section in the sense of the flow area and rotates in such a way that its material cross-sectional axes 2, 3 assume the prescribed end position,
according to which the cutting loads Q in cross-section D and with the equilibrium conditions the cutting loads Q along with the elastic-plastic or elastic-viscoplastic deformation rates or changes in shape in each support cross-section of the workpiece are determined, which results in the new shape and from which the loads on the Clamping cross sections A, B and their relative position to each other can be calculated. 5. Modul "Prozessberechnung" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass ein inkrementelles plastisches oder viskoplastisches Stoffgesetz mit der Fließregel Q = Q(q^{p •}) verwendet wird, worin q^{p •} die (visko)plastische Formän­ derungsgeschwindigkeit darstellt,
dass die Verformungsgeschwindigkeit q^• als Überlagerung der elastischen und (visko)plastischen Verformungsgeschwindigkeiten (g^{e •} und q^{p •}) zu q^• = g^{e •} + q^{p •} berechnet wird, wobei die Werkstückgestalt über eine Integration der Formän­ derungsgeschwindigkeit aus der zeitlich vorangegangenen Werkstückgestalt erhalten wird.5. Module "process calculation" according to claim 3, characterized in
that an incremental plastic or viscoplastic material law with the flow rule Q = Q (q ^{p •} ) is used, where q ^{p • represents} the (visco) plastic rate of change,
that the deformation rate q ^{• is} calculated as the superposition of the elastic and (visco) plastic deformation rates (g ^{e •} and q ^{p •} ) to q ^• = g ^{e •} + q ^{p •} , whereby the workpiece shape is integrated by integrating the rate of change from the time previous workpiece shape is obtained. 6. Modul "Prozessberechnung" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass ein finites plastisches Stoffgesetz mit der Fließregel Q = Q(q^p) verwendet wird, worin q^p den plastischen Verformungsanteil darstellt,
dass für die Ermittlung der Werkstückgestalt ein finites, kombiniert elastisch- plastisches Stoffgesetz q = q(Q) verwendet wird, worin q die elastoplastische Verformung und Q die Schnittlast im betrachteten Querschnitt darstellen.6. Module "process calculation" according to claim 3, characterized in
that a finite plastic material law with the flow rule Q = Q (q ^p ) is used, in which q ^{p represents} the plastic deformation component,
that a finite, combined elastic-plastic material law q = q (Q) is used to determine the workpiece shape, where q represents the elastoplastic deformation and Q the cutting load in the cross-section under consideration. 7. Modul "Prozessberechnung" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass statt der zu einer Fließbedingung f(Q) = L im Sinne der Plastizitätslehre "assoziierten" finiten oder infiniten Fließregel eine andere, unabhängige oder nicht assoziierte Fließregel verwendet wird.7. module "process calculation" according to claim 3, characterized, that instead of a flow condition f (Q) = L in the sense of plasticity "associated" finite or infinite flow rule another, independent or unassigned flow rule is used. 8. Modul "Prozessberechnung" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem undehnbaren Werkstück, dessen Querschnitte immer senk­ recht zur Mittelpunktskurve stehen (BERNOULLI-Hypothese), die Kraft F im hinteren Fließquerschnitt D so gewählt wird, dass an keiner Stelle auf dem Werkstück außerhalb des gewünschten Fließbereichs Momente Q erzeugt werden, die zu einer plastischen oder viskoplastischen Verformung oder Wei­ ter-Verformung führen,
und/oder dass die Kraft F im hinteren Fließquerschnitt D so gewählt wird, dass innerhalb des gewünschten Fließbereichs an keiner Stelle die vorgege­ benen plastischen Verformungen der Endgestalt überschritten werden.8. Module "process calculation" according to claim 3, characterized in
that in the case of an inextensible workpiece, the cross-sections of which are always perpendicular to the center curve (BERNOULLI hypothesis), the force F in the rear flow cross-section D is selected so that moments Q are not generated anywhere on the workpiece outside the desired flow range, which lead to a cause plastic or viscoplastic deformation or further deformation,
and / or that the force F in the rear flow cross-section D is selected such that the predetermined plastic deformations of the final shape are not exceeded at any point within the desired flow range. 9. Modul "Prozessberechnung" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück im Anfangszustand beliebig vorgekrümmt und/oder vortor­ diert sein kann.9. Module "process calculation" according to claim 3, characterized,  that the workpiece is pre-curved and / or pre-gate in the initial state can be dated. 10. Modul "Prozessberechnung" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Stoffgesetz mit dem erweiterten Fließkriterium
f = [(T*)² + (M₂*)² + (M₃*)²+ 2m M₂*M₃*]^1/2 = L, -1 ≦ m ≦ 1, T* = T/T₀, M₂* = M₂/M₂₀, M₃* = M₃/M₃₀
zu Grunde gelegt wird, worin der Materialparameter m aus kombinierten Bie­ ge/Torsionsversuchen zu bestimmen ist, während man das Grenz-Torsionsmo­ ment LT₀ sowie die Grenz-Biegemomente LM₂₀, LM₃₀ aus plastischen oder viskoplastischen, reinen Torsions- bzw. Biegeversuchen ermittelt.10. "Process calculation" module according to claim 3, characterized in
that a substance law with the extended flow criterion
f = [(T *) ² + (M ₂ *) ² + (M ₃ *) ² + 2m M ₂ * M ₃ *] ^1/2 = L, -1 ≦ m ≦ 1, T * = T / T ₀ , M ₂ * = M ₂ / M ₂₀ , M ₃ * = M ₃ / M ₃₀
is used as a basis, in which the material parameter m is to be determined from combined bending / torsion tests, while the limit torsional moment LT ₀ and the limit bending moments LM ₂₀ , LM _{30 are determined} from plastic or viscoplastic, pure torsion or bending tests . 11. Modul "Steuerungsprogramm" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die im Programmmodul "Prozessberechnung" ermittelten schrittweisen Bewegungen (Verschiebungen, Drehungen) der Einspannquerschnitte A, B in Bewegungen der Antriebe beziehungsweise der Einspannwerkzeuge umge­ setzt werden,
oder dass aus den Lasten an den Einspannquerschnitten A, B die Kräfte und Momente der Antriebe der Einspannwerkzeuge berechnet werden, mit denen die Antriebe angesteuert werden,
dass dabei geprüft wird, ob mit diesen Bewegungen ein Zusammenstoßen des Werkstücks mit Teilen der Maschine oder mit sich selbst oder ob ein gegensei­ tiges Zusammenstoßen der Werkzeugeinspannungen bei A, B beziehungs­ weise deren Antriebe mit den Aufbauteilen und dem Grundgestell der Maschine auftreten oder dass die Grenzgeschwindigkeiten beziehungsweise die Grenz­ beschleunigungen oder die Achsgrenzen in wenigstens einem der Antriebe überschritten werden, und falls ja,
dass dann die Kraft F im hinteren Fließquerschnitt D geändert wird und mit dieser geänderten Kraft oder mit einer insgesamt herabgesetzten Antriebsge­ schwindigkeit die Bewegungen der Antriebe erneut bestimmt werden, so dass die Überschreitungen bzw. Kollisionen vermieden werden und dass, falls dies nicht gelingt, im Falle einer online Berechnung der Umformvorgang angehalten wird.11. Module "control program" according to claim 3, characterized in
that the incremental movements (displacements, rotations) of the clamping cross-sections A, B determined in the program module "process calculation" are converted into movements of the drives or the clamping tools,
or that the forces and moments of the drives of the clamping tools with which the drives are controlled are calculated from the loads on the clamping cross-sections A, B,
that it is checked whether these movements cause the workpiece to collide with parts of the machine or with itself or whether the tool clamps at A, B or their drives collide with one another or their drives occur with the mounting parts and the base frame of the machine or that the limit speeds or the limit accelerations or the axis limits in at least one of the drives are exceeded, and if so,
that then the force F in the rear flow cross-section D is changed and with this changed force or with an overall reduced drive speed, the movements of the drives are determined again, so that the exceedances or collisions are avoided and, if this does not succeed, in the case an online calculation stops the forming process. 12. Modul "Steuerungsprogramm" nach Anspruch 3 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein zusätzlicher Antrieb angesteuert wird, der es ermöglicht, dass das in den Einspannwerkzeugen bei A, B eingespannte Werkstück als Starrkörper bewegt werden kann,
dass bei einem berechneten Zusammenstoßen des Werkstücks mit Teilen der Maschine oder mit sich selbst oder bei einem gegenseitigen Zusammenstoßen der Werkzeugeinspannungen bei A, B beziehungsweise deren Antriebe mit den Aufbauteilen und dem Grundgestell der Maschine oder bei einem Über­ schreiten der Grenzgeschwindigkeiten beziehungsweise der Grenzbeschleuni­ gungen oder der Achsgrenzen in wenigstens einem der Antriebe der berech­ neten Bewegung des eingespannten Werkstücks eine Starrkörperbewegung so überlagert wird, dass die Überschreitungen bzw. Kollisionen vermieden werden und dass, falls dies nicht gelingt, im Falle einer online Berechnung der Um­ formvorgang angehalten wird.12. Module "control program" according to claim 3 and claim 11, characterized in
that at least one additional drive is controlled, which enables the workpiece clamped in the clamping tools at A, B to be moved as a rigid body,
that in the event of a calculated collision of the workpiece with parts of the machine or with itself or in the event of a mutual collision of the tool clamps in A, B or their drives with the structural parts and the base frame of the machine or in the event of the limit speeds or the limit accelerations being exceeded or the Axis boundaries in at least one of the drives of the calculated movement of the clamped workpiece are superimposed on a rigid body movement in such a way that the exceedances or collisions are avoided and, if this does not succeed, the forming process is stopped in the case of an online calculation. 13. Modul "Steuerungsprogramm" nach Anspruch 3 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzlicher Antrieb vor Beginn oder nach Beendigung des Umformvorgangs so angesteuert wird, dass das Werkstück mittels einer Starrkörperbewegung eine gewünschte Einspann- oder Ausspannposition ein­ nimmt.13. Module "control program" according to claim 3 and claim 12, characterized,  that at least one additional drive before the start or after the end the forming process is controlled so that the workpiece by means of a Rigid body movement a desired clamping or unclamping position takes. 14. Modul "Steuerungsprogramm" nach Anspruch 3 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein zusätzlicher Antrieb so gesteuert wird, dass die zu verfah­ renden Wege aller Antriebe oder einzelner Antriebe in Gestalt einer Zielfunkti­ on, die die Summe der Quadrate oder die Summe der Beträge der betreffenden Wege darstellt, minimiert werden, indem der Werkstückbewegung eine geeig­ nete Starrkörperbewegung überlagert wird,
oder dass ein zusätzlicher Antrieb so gesteuert wird, dass die Zeitdauer des Umformprozesses möglichst klein wird, indem die Antriebsgeschwindigkeiten aller Antriebe oder einzelner Antriebe maximiert werden, indem der Werk­ stückbewegung eine solche Starrkörperbewegung überlagert wird, die unter Berücksichtigung der Höchstgeschwindigkeit, der Höchstbeschleunigung und Achsgrenzen der Antriebe zu einer Verminderung der Zeitdauer des Umform­ prozesses führt.14. Module "control program" according to claim 3 and claim 12, characterized in
that at least one additional drive is controlled in such a way that the travel of all drives or individual drives in the form of a target function, which represents the sum of the squares or the sum of the amounts of the travel in question, is minimized by a suitable movement of the workpiece Rigid body movement is superimposed,
or that an additional drive is controlled so that the duration of the forming process is as short as possible by maximizing the drive speeds of all drives or individual drives, by superimposing a rigid body movement on the workpiece movement that takes into account the maximum speed, the maximum acceleration and the axis limits of the Drives leads to a reduction in the duration of the forming process. 15. Maschinensteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass nach abgeschlossener Umformung durch einen Fließbereich DP, der nicht über die ganze Länge des Werkstücks gewandert sein muss, ein neuer Fließ­ bereich DP aufgebaut wird, ohne dazwischen das Werkstück auszuspannen,
oder dass nach mehreren abgeschlossenen Umformungen, die sich insgesamt nicht über die ganze Länge des Werkstücks erstrecken müssen, ein neuer Fließbereich an einer noch nicht umgeformten Stelle aufgebaut wird, ohne da­ zwischen das Werkstück auszuspannen.15. Machine control according to claim 3, characterized in
that after forming has been completed by a flow area DP, which does not have to have traveled the entire length of the workpiece, a new flow area DP is built up without having to unclamp the workpiece in between,
or that after a number of completed reshaping operations, which do not have to extend over the entire length of the workpiece, a new flow area is built up at a location that has not yet been reshaped, without having to relax between the workpiece. 16. Maschinensteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere stehende oder wandernde Fließbereiche gleichzeitig oder zeitlich überlappend vorhanden sind.16. Machine control according to claim 3, characterized, that one or more standing or moving flow areas at the same time or are overlapping in time.