DE3745066C2 - Multi-step bending machine e.g. press brake - Google Patents

Abstract

A hydraulic pump is driven by a hydraulic motor with a main cylinder hydraulically moving an apron toward a fixed apron, and a limit valve (ULV) releasing hydraulic pressure supplied from the pump to the cylinder. A feed screw is rotated by a D-axis motor, and a movable element is moved to and fro by the screw. A lever pivotally supported by a link (13) has a free end (14A) contractible with the movable apron and a second free end (14B) contactable with the limit valve. When the movable element is driven in a first direction (+) by the D-axis motor via the feed screw, the second end of the lever actuates the limit valve open to move the apron away from the fixed apron. When the movable element is driven in a second direction (-), the second end of the lever deactuating the valve is closed to move the apron toward the fixed apron. When the apron is moved close to the fixed apron for bending, the first end of the lever is brought into contact with the movable apron so that the second end of the lever is to actuate the limit valve open to move the apron away from the fixed apron for achieving multistep bending.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Biegepresse mit einem Stempel sowie einem Gesenk, zwischen denen das Werkstück eingelegt ist, die bestimmte Abmessungsdaten aufweisen und die relativ gegeneinander bewegbar sind. Biegepressen dieser Art sind allgemein bekannt und beispielsweise in der US 44 88 237 beschrieben.The invention relates to a bending press with a stamp as well as a die, between which the workpiece is inserted which have certain dimensional data and which are relative are movable against each other. Bending presses of this type are common known and described for example in US 44 88 237.

Die vorgenannte Druckschrift beschreibt eine Biegepresse mit einer Steuerung für die Stempelbewegung und ein Rückanschlagsystem, die zusammen den Winkel und den Ort aufeinanderfolgender Werkstückbiegungen in Übereinstimmung mit einem gespeicherten Betriebsablauf bestimmen.The aforementioned publication describes a bending press with a Control for stamp movement and one Backstop system, which together the angle and the location of successive Workpiece bends in accordance with a determine the saved operating procedure.

Wenn die Biegegeschwindigkeit des beweglichen Werkzeugs, beispielsweise des Stempels, in bezug auf eine gegebene Werkstücklänge von der Mitte des Werkzeugs aus gemessen zu groß ist, wird das Werkstück aufgrund seiner Trägheit in unerwünschter Weise gebogen, was die Werkstückgenauigkeit beeinträchtigt. In der vorgenannten Druckschrift ist diese Problematik nicht behandelt.If the bending speed of the moving tool, for example of the punch, with respect to a given workpiece length is too big when measured from the center of the tool, the workpiece becomes undesirable due to its inertia Bent way, which affects the workpiece accuracy. In The aforementioned publication does not deal with this problem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs bezeichnete Biegepresse anzugeben, mit der ein Werkstück unter Berücksichtigung seiner Länge mittels eines automatisch gesteuerten Biegevorgangs so gebogen werden kann, daß die Biegegenauigkeit und die Produktivität verbessert sind. The invention has for its object to provide a bending press referred to in the introduction, with which a workpiece considering its Length by means of an automatically controlled bending process can be bent that the bending accuracy and productivity are improved.  

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the claim solved.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to the drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1(A) eine perspektivische Darstellung einer Biegepresse; Fig. 1 (A) is a perspective view of a bending press;

Fig. 1(B) eine perspektivische Darstellung eines Rückanschlags, der in der Biegepresse nach Fig. 1(A) angeordnet ist; Fig. 1 (B) is a perspective view of a back stop, which is arranged in the bending press of Figure 1 (A).

Fig. 2(A) ein hydraulisch-pneumatisches Schaltungsdiagramm eines mehrstufigen hydraulischen Antriebssystems in der Biegepresse nach Fig. 1(A); Fig. 2 (A) is a hydraulic-pneumatic circuit diagram of a multi-stage hydraulic drive system in the bending press of Fig. 1 (A);

Fig. 2(B) eine schematische Darstellung eines Gesenkachsen-Antriebsmechanismus, der Bestandteil des Antriebssystems nach Fig. 2(A) ist; Fig. 2 (B) is a schematic representation of a die axis drive mechanism which is part of the drive system of Fig. 2 (A);

Fig. 3(A) eine Darstellung zur Erläuterung des sogenannten zweiten Biegens; Fig. 3 (A) is an illustration for explaining the so-called second bending;

Fig. 3(B) ein Blockschaltbild eines Biegegeschwindigkeits- Bestimmungsgerätes in der Biegepresse; Fig. 3 (B) is a block diagram of a bending speed determining device in the bending press;

Fig. 3(C) eine Darstellung zur Erläuterung der Gesenkinformation; Fig. 3 (C) is an illustration for explaining the die information;

Fig. 3(D) ein Flußdiagramm des Betriebsablaufs in dem Biegegeschwindigkeits-Bestimmungsgerät. Fig. 3 (D) is a flowchart of the operation in the bending speed determining device.

Fig. 1(A) zeigt eine Biegepresse PB. Die Biegepresse PB enthält eine feste obere Brücke UA und ein bewegliches unteres Bett LA. Ein Stempel P ist am unteren Abschnitt der Brücke UA über einen Stempelhalter PH mittels Schrauben befestigt. Ein Gesenk D ist am oberen Abschnitt des Bettes LA über einen Gesenkhalter DH mittels Schrauben befestigt. Stempel und Gesenk werden von einer Seite in die Maschine bzw. Presse eingeführt, bevor die Schrauben festgezogen werden. Weiterhin ist ein Frontdeckel FC an der Vorderseite des Bettes LA angeordnet, der mit einer Werkzeugauflage TB versehen ist, die sich in Fig. 1(A) von rechts nach links erstreckt. Eine bewegliche Steuertafel CB und ein beweglicher Fußschalter FS sind mit einem NC-System bzw. einer Steuerung (nicht dargestellt) verbunden, um den Betriebsablauf der Maschine PB zu steuern. Ein Rückanschlag BG ist zwischen dem Stempel P und dem Gesenk D, d. h. in einem Biegeraum BS angeordnet. Fig. 1 (A) shows a bending press PB. The bending press PB contains a fixed upper bridge UA and a movable lower bed LA. A stamp P is attached to the lower section of the bridge UA via a stamp holder PH by means of screws. A die D is attached to the upper portion of the bed LA by means of a die holder DH by means of screws. The punch and die are inserted into the machine or press from one side before the screws are tightened. Furthermore, a front cover FC is arranged on the front side of the bed LA, which is provided with a tool support TB which extends from right to left in FIG. 1 (A). A movable control panel CB and a movable foot switch FS are connected to an NC system and a controller (not shown) to control the operation of the machine PB. A backgauge BG is arranged between the punch P and the die D, ie in a bending space BS.

Fig. 1(B) zeigt den Rückanschlag BG. Ein Paar Tragelemente 1 sind so angeordnet, daß sie vom Bett LA sich nach hinten erstrecken. Auf jedem Tragelement 1 ist ein Motor M angeordnet, der eine parallellaufende Leitspindel 2 antreibt. Parallel zur Leitspindel 2 läuft eine Linearführung 3. Auf jeder Linearführung 3 ist eine Tragplatte 4 verschiebbar geführt. Ein Balken 5 ist horizontal zwischen den zwei beweglichen Grundplatten 4 angeordnet. Dieser Balken 5 kann von zwei Rückanschlag-Hubvorrichtungen 6 einstellbar auf- und abbewegt werden. Weiterhin sind zwei Anschlagelemente ST verschiebbar auf dem Balken 5 geführt. Die Anschlagelemente ST können daher ebenfalls mittels der Hubvorrichtungen 6 auf- und abbewegt werden. Fig. 1 (B) shows the backgauge BG. A pair of support members 1 are arranged to extend rearward from the bed LA. A motor M is arranged on each support element 1 , which drives a parallel lead screw 2 . A linear guide 3 runs parallel to the lead screw 2 . A support plate 4 is slidably guided on each linear guide 3 . A bar 5 is arranged horizontally between the two movable base plates 4 . This bar 5 can be moved up and down by two backgauge lifting devices 6 . Furthermore, two stop elements ST are slidably guided on the beam 5 . The stop elements ST can therefore also be moved up and down by means of the lifting devices 6 .

Somit können die Anschlagelemente ST des Rückanschlags BG einstellbar durch die Hubvorrichtungen 6 auf- und ab- und von den Motoren M über die Leitspindeln 2 vor- und zurückbewegt werden, wobei die linearen Führungen 3 die beweglichen Grundplatten 4 führen. Die Anschlagelemente ST können in der Richtung längs des Balkens 5 weiterhin nach rechts und links verschoben und eingestellt werden. Im Biegebetrieb wird ein Werkstück in den Biegeraum BS eingeführt, bis eine Endfläche des Werkstücks in Berührung mit dem Anschlagelement ST des Rückanschlags BG gelangt. Anschließend wird das Bett LA gegen die obere Brücke UA durch Betätigung der Steuertafel CB oder durch Betätigung des Fußschalters FS bewegt, um das eingelegte Werkstück zwischen dem Stempel P und dem Gesenk D zu biegen. Der obige Betrieb wird automatisch von dem NC-System gesteuert.The stop elements ST of the back stop BG can thus be adjusted up and down by the lifting devices 6 and moved back and forth by the motors M via the lead screws 2 , the linear guides 3 guiding the movable base plates 4 . The stop elements ST can continue to be moved and adjusted in the direction along the bar 5 to the right and left. In the bending operation, a workpiece is inserted into the bending space BS until an end face of the workpiece comes into contact with the stop element ST of the back stop BG. The bed LA is then moved against the upper bridge UA by actuating the control panel CB or by actuating the foot switch FS in order to bend the inserted workpiece between the punch P and the die D. The above operation is controlled automatically by the NC system.

Fig. 2(A) zeigt eine hydropneumatische Schaltung für das Auf- und Abbewegen des Bettes LA nahe der oberen Grenzposition desselben in kleinstem Bewegungsumfang. Das Bett LA wird von einem Hauptzylinder M-CYL und zwei Unterzylindern S-CYL1 und S-CYL2 angetrieben. Hydraulikdruck wird von einer durch einen Motor M angetriebenen Pumpe P dem Hauptzylinder M-CYL über ein Hauptsolenoidventil M-SOL zugeführt. Weiterhin wird Hydraulikdruck von der Pumpe P den drei Zylindern M-CYL, S-CYL1 und S-CYL2 über ein Geschwindigkeitsregelventil SC-SOL zugeführt. Weiterhin sind ein oberes Grenzventil ULV, ein Verteilerventil DIS und ein Regelventil RE mit einer Hydraulikleitung verbunden, die mit den Unterzylindern S-CYL1 und S-CYL2 verbunden ist. Das Verteilerventil DIS wird von einem Luftzylindersolenoid A-SOL eingestellt. Weiterhin sind in der hydropneumatischen Schaltung Rückschlagventile CV1 bis CV4, ein Filter FIL, ein Abschaltventil CV und ein Druckmesser PG angeordnet. Fig. 2 (A) shows a hydropneumatic circuit for moving the bed LA up and down near its upper limit position in the smallest range of motion. The bed LA is driven by a master cylinder M-CYL and two sub-cylinders S-CYL1 and S-CYL2. Hydraulic pressure is supplied from a pump P driven by a motor M to the master cylinder M-CYL via a main solenoid valve M-SOL. Hydraulic pressure from pump P is also supplied to the three cylinders M-CYL, S-CYL1 and S-CYL2 via a speed control valve SC-SOL. Furthermore, an upper limit valve ULV, a distributor valve DIS and a control valve RE are connected to a hydraulic line which is connected to the lower cylinders S-CYL1 and S-CYL2. The DIS distribution valve is set by an A-SOL air cylinder solenoid. Check valves CV1 to CV4, a filter FIL, a shut-off valve CV and a pressure meter PG are also arranged in the hydropneumatic circuit.

Fig. 2(B) zeigt einen Gesenkachsen-Antriebsmechanismus DDM zum vertikalen Bewegen des Bettes LA in Auf- und Abwärts-Richtung für den mehrstufigen Biegevorgang. Um das Bett LA anzutreiben, wird ein oberes Grenzventil ULV betätigt (geöffnet) oder stillgesetzt (geschlossen), und zwar über einen Gesenk-Achsenmotor M_D, eine Förderspindel 10 und ein Getriebe 11, das von dem Motor M_D angetrieben wird. Ein bewegliches Element ist auf die Förderspindel 10 geschraubt und ein dreieckiges Verbindungselement 13 ist schwenkbar an einem Ende mit dem beweglichen Element 12 verbunden. Ein Schwenkhebel 14 ist mit dem Verbindungselement 13 verbunden. Ein erstes freies Ende 14A des Hebels 14 ermittelt die Vertikalposition des Bettes LA, während ein zweites freies Ende 14B des Hebels 14 das obere Grenzventil ULV über eine Blattfeder 15 betätigt. Ein erster Grenzschalter LS1 ermittelt einen Überlauf des Bettes LA nach unten (Plusseite) während ein zweiter Grenzschalter LS2 einen Überlauf des Bettes LA in Aufwärtsrichtung (Minusseite) ermittelt. Beide sind nahe der oberen Endposition des Bettes LA angeordnet. Fig. 2 (B) shows a die axis drive mechanism DDM for vertically moving the bed LA up and down for the multi-stage bending operation. In order to drive the bed LA, an upper limit valve ULV is actuated (opened) or stopped (closed), namely via a die-axis motor M _D , a feed spindle 10 and a gear 11 which is driven by the motor M _D. A movable element is screwed onto the conveyor spindle 10 and a triangular connecting element 13 is pivotally connected to the movable element 12 at one end. A pivot lever 14 is connected to the connecting element 13 . A first free end 14 A of the lever 14 determines the vertical position of the bed LA, while a second free end 14 B of the lever 14 actuates the upper limit valve ULV via a leaf spring 15 . A first limit switch LS1 detects an overflow of the bed LA downwards (plus side), while a second limit switch LS2 detects an overflow of the bed LA in the upward direction (minus side). Both are located near the top end position of the bed LA.

Die Betriebsweise der hydropneumatischen Schaltung nach den Fig. 2(A) und 2(B) wird nachfolgend erläutert. Um das Bett LA nach oben zu bewegen, wird von der Pumpe P Hydraulikdruck dem Hauptzylinder M-CYL über das Haupt- Solenoidventil M-SOL zugeführt. Wenn dabei das Geschwindigkeitsregelventil SC-SOL betätigt (geöffnet) wird, dann wird die Geschwindigkeit des Bettes LA nahe dem Werkstück-Angriffspunkt auf eine niedrige Geschwindigkeit geschaltet. Es ist daher möglich, die untere Grenzposition des Bettes LA durch Betätigen (Öffnen) oder Stillsetzen (Schließen) des Hauptsolenoidventils M-SOL einzustellen, d. h. durch einstellbares Betätigen des Hauptzylinders M-CYL.The operation of the hydropneumatic circuit shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B) is explained below. In order to move the bed LA upward, hydraulic pressure is supplied from the pump P to the master cylinder M-CYL via the master solenoid valve M-SOL. If the speed control valve SC-SOL is actuated (opened), the speed of the bed LA is switched to a low speed near the workpiece application point. It is therefore possible to set the lower limit position of the bed LA by actuating (opening) or stopping (closing) the main solenoid valve M-SOL, ie by actuating the master cylinder M-CYL in an adjustable manner.

Das obere Grenzventil ULV ist normalerweise aberregt (geschlossen). Wenn dieses Ventil ULV erregt wird, dann wird der Druck am Bett LA abgelassen.The upper limit valve ULV is normally de-energized (closed). If this valve is ULV energized, then the pressure on the bed LA is released.

Um das Bett LA in kleinen Hüben nahe der oberen Grenzposition durch den Gesenkachsen-Antriebsmechanismus nach Fig. 2(B) auf- und abzubewegen, wird der Gesenk-Achsenmotor M_D unter Steuerung durch das NC-System (nicht dargestellt) betrieben. Wenn die Förderspindel 10 rotiert, um das bewegliche Element 12 in der Plusrichtung zu bewegen, dann verformt das freie Ende 14B des Hebels 14 die Blattfeder 15, um das obere Grenzventil ULV zu betätigen (zu öffnen), um das Bett LA abzusenken.In order to move the bed LA up and down in small strokes near the upper limit position by the die axis drive mechanism shown in Fig. 2 (B), the die axis motor M _{D is operated} under the control of the NC system (not shown). When the feed screw 10 rotates to move the movable member 12 in the plus direction, the free end 14 B of the lever 14 deforms the leaf spring 15 to actuate (open) the upper limit valve ULV to lower the bed LA.

Wenn andererseits das bewegliche Element 12 in der Minusrichtung bewegt wird, dann beseitigt das freie Ende 14B des Hebels 14 die Verformung der Blattfeder 15, um das obere Grenzventil ULV abzuerregen (zu schließen), so daß der Hydraulikkreis geschlossen wird, um das Bett LA anzuheben. Sobald das Bett LA sich hebt, stößt es gegen das freie Ende 14A des Hebels 14, so daß das obere Grenzventil ULV wieder betätigt (geöffnet) wird, um die Aufwärtsbewegung des Bettes LA zu unterbrechen. On the other hand, when the movable member 12 is moved in the minus direction, the free end 14 B of the lever 14 eliminates the deformation of the leaf spring 15 to de-energize (close) the upper limit valve ULV so that the hydraulic circuit is closed to the bed LA to raise. As soon as the bed LA rises, it pushes against the free end 14 A of the lever 14 , so that the upper limit valve ULV is actuated (opened) again to interrupt the upward movement of the bed LA.

Wenn ein Werkstück W von einem Stempel P und einem Gesenk D mit hoher Geschwindigkeit gebogen wird, wie Fig. 3(A) zeigt, und wenn die Länge L des Werkstücks W eine vorbestimmte bzw. zulässige Länge k₁ überschreitet, dann existiert unter der Bedingung, daß das Werkstück zwischen dem Stempel und dem Gesenk eingeklemmt wird, das Problem, daß aufgrund der Trägheit des großen Längenabschnitts L des Werkstücks W eine zweite Biegung am Rand E der Gesenkvertiefung stattfindet, in die das Werkstück W vom Stempel P hineingedrückt wird, wodurch die Biegegenauigkeit beeinträchtigt wird.When a workpiece W is bent by a punch P and a die D at a high speed as shown in FIG. 3 (A), and when the length L of the workpiece W exceeds a predetermined or allowable length k 1, there exists under the condition that the workpiece is clamped between the punch and the die, the problem that, due to the inertia of the large longitudinal section L of the workpiece W, a second bend takes place at the edge E of the die recess, into which the workpiece W is pressed by the punch P, whereby the bending accuracy is affected.

Fig. 3(B) zeigt ein Blockdiagramm eines Biegegeschwindigkeits-Bestimmungsgerätes SDA, das diese zweite Biegung verhindert. Das Gerät SDA enthält einen NC-Datenextraktor 31, einen Komparator 32 und einen Biegegeschwindigkeitsrechner 33. Der NC-Datenextraktor 31 empfängt die notwendigen Daten, wie beispielsweise die Werkstücklänge L und die zulässige Werkstücklänge k₁, Werkzeugdaten (wie beispielsweise die Gesenkrillen-Oberposition D_T, die Gesenkrillen-Bodenposition D_B, die untere Grenzposition D_PL des Stempels usw.), wie in Fig. 3(C) dargestellt. Fig. 3 (B) shows a block diagram of a bending speed determining device SDA that prevents this second bending. The device SDA contains an NC data extractor 31 , a comparator 32 and a bending speed calculator 33 . The NC data extractor 31 receives the necessary data, such as the workpiece length L and the allowable workpiece length k 1, tool data (such as the upper die position D _T , the lower die position D _B , the lower limit position D _{PL of} the stamp, etc.), as shown in Fig. 3 (C).

Der Komparator 32 vergleicht die Werkstücklänge L mit der zulässigen Länge bzw. Höchstlänge k₁ und gibt ein Geschwindigkeitsverminderungssignal S_S ab, wenn L länger als k₁ ist. Der Biegegeschwindigkeitsrechner 33 berechnet eine niedrigere bzw. verminderte Biegegeschwindigkeit F₂ in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeitsverminderungssignal S_S durch Korrektur einer Bezugsbiegegeschwindigkeit F₁ auf der Grundlage der Abmessungs- bzw. Werkzeugdaten D_T, D_B und D_PL.The comparator 32 compares the workpiece length L with the allowable length or maximum length k 1 and emits a speed reduction signal S _S when L is longer than k 1. The bending speed calculator 33 calculates a lower or reduced bending speed F₂ depending on the speed reduction signal S _S by correcting a reference bending speed F₁ based on the dimension or tool data D _T , D _B and D _PL .

Fig. 3(D) zeigt das zugehörige Flußdiagramm. Der Komparator 32 vergleicht L mit k₁ (im Schritt 301). Wenn L<k₁, wird die Biegegeschwindigkeit als eine vorbestimmte Bezugsgeschwindigkeit F₁ bestimmt (im Schritt 302), bei der eine zweite Biegung am Rand E nicht auftritt. Ist jedoch L<k₁ (im Schritt 301), dann wird eine niedrige Geschwindigkeit F₂ von dem Biegegeschwindigkeitsrechner 33 auf der Grundlage der Daten bestimmt, die man sämtlich durch den NC-Datenextraktor 31 erhält (im Schritt 303). Fig. 3 (D) shows the associated flow chart. The comparator 32 compares L with k 1 (in step 301). If L <k₁, the bending speed is determined as a predetermined reference speed F₁ (in step 302) at which a second bend at edge E does not occur. However, if L <k₁ (in step 301), then a low speed F₂ is determined by the bending speed calculator 33 based on the data all of which are obtained by the NC data extractor 31 (in step 303).

Wenn die Biegegeschwindigkeit schrittweise einstellbar ist, dann wird diejenige Geschwindigkeit gewählt, die der berechneten Geschwindigkeit F₂ am nächsten kommt (im Schritt 304).When the bending speed is gradually adjustable then the speed is selected that the calculated speed F₂ comes closest (in step 304).

Zusammenfassend, die Biegegeschwindigkeit wird herabgesetzt, wenn die Werkstücklänge zu lang ist und daher eine unerwünschte zweite Biegung aufgrund der Werkstückträgheit auftreten kann.In summary, the bending speed is reduced, if the workpiece length is too long and therefore an undesirable second bend due to workpiece inertia can.

Claims (1)

Biegepresse mit einem Stempel (P) sowie einem Gesenk (D), zwischen denen das Werkstück (W) eingelegt ist, die bestimmte Abmessungsdaten (D_T, D_B, D_PL) aufweisen und die relativ gegeneinander bewegbar sind, wobei dem eingelegten, zu biegenden Werkstück (W) - bis zu einer von der Biegelinie wegstehenden Höchstlänge (k₁) - eine Bezugsbiegegeschwindigkeit (F₁) zugeordnet ist, mit der das Bewegen von Stempel bzw. Gesenk während des Biegens erfolgt, und mit einer Steuerung für dieses Bewegen mit Hilfe von NC-Daten, enthält:
einen Komparator (32), der mit Hilfe der NC-Daten bestimmt, ob die von der Biegelinie wegstehende tatsächliche Länge (L) des zu biegenden Werkstücks die Höchstlänge überschreitet;
einen Biegegeschwindigkeitsrechner (33) der - im Fall des Überschreitens - aus der Bezugsbiegegeschwindigkeit sowie den Abmessungsdaten von Stempel und Gesenk eine verminderte Biegegeschwindigkeit (F₂) ermittelt, die die Bezugsbiegegeschwindigkeit ersetzt.Bending press with a punch (P) and a die (D), between which the workpiece (W) is inserted, which have certain dimensional data (D _T , D _B , D _PL ) and which can be moved relative to one another, with the inserted one bending workpiece (W) - up to a maximum length away from the bending line (k₁) - a reference bending speed (F₁) is assigned with which the movement of the punch or die takes place during the bending, and with a control for this movement with the help of NC data, contains:
a comparator ( 32 ) which uses the NC data to determine whether the actual length (L) of the workpiece to be bent, which is away from the bending line, exceeds the maximum length;
a bending speed computer ( 33 ) which - in the case of exceeding - determines a reduced bending speed (F₂) from the reference bending speed and the dimensional data of the punch and die, which replaces the reference bending speed.