DE3900990A1 - Method for computer-supported mapping of the layout of, and device for manufacturing spatially bent, small-calibre pipelines, in particular fuel lines or brake lines in the car industry - Google Patents
Method for computer-supported mapping of the layout of, and device for manufacturing spatially bent, small-calibre pipelines, in particular fuel lines or brake lines in the car industryInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten Auslegen des Verlaufs, ferner ein Verfahren zum Herstellen und außerdem eine Einrichtung zur Auslegung und Herstellung von kleinkalibrigen Rohrleitungen, insbesondere von Kraftstoff- oder Bremsleitungen im Kraftfahrzeugbau.The invention relates to a method for computer-aided design of the History, also a method of manufacturing and also a Device for the design and manufacture of small-caliber Pipelines, especially of fuel or brake lines in the Motor vehicle construction.
Derartige, mit räumlich winkligem Verlauf gebogene, kleinkalibrige Rohrleitungen werden praktisch ausschließlich auf dem Reißbrett festgelegt. Im Kraftfahrzeugbau werden solche Rohrleitungen entworfen, wenn das Fahrzeug fertig konzipiert ist. Anschließend fertigt man gewöhnlich ein Drahtmodell an, das auf einem Meßtisch ausgemessen wird. Ein solches Auslegungsverfahren ist umständlich, zeitaufwendig und relativ ungenau. Da solche winklig gebogenen Rohrleitungen bis zu zehn und mehr Biegestellen aufweisen und selbst nicht im Automobilwerk hergestellt werden, ist die Konzeption eines Modells nach einem ersten Muster notwendig, auf das meist ein zweites Muster folgt. Das erhaltene xte Muster muß dennoch nicht biegetechnisch günstig sein. Das System des Auslegens, der Herstellung und der Gestaltung der Einrichtung zum Biegen ist daher erheblich verbesserungsbedürftig. Als Beispiel für die Herstellungseinrichtung solcher winklig gebogener Rohrleitungen im Kraftfahrzeugbau ist die DE-C1-12 02 100 anzusehen.Such small-caliber, curved with a spatially angular course Pipelines are practically exclusively on the drawing board fixed. In automotive engineering, such pipelines are designed when the vehicle is designed. Then you manufacture usually a wireframe that is measured on a measuring table. Such a design process is cumbersome, time consuming and relatively inaccurate. Because such angled pipes up to ten and have more bending points and not even in the automotive plant be produced is the conception of a model after an initial one Pattern required, which is usually followed by a second pattern. The received Xte pattern does not have to be cheap in terms of bending technology. The system of the Design, manufacture and design of the device for bending is therefore in need of considerable improvement. As an example of that Manufacturing facility of such angled pipes in Motor vehicle construction can be seen in DE-C1-12 02 100.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gesamtsystem der Auslegung von räumlich winklig gebogenen Rohrleitungen, später der Herstellung und der Einrichtung zu verbessern, d. h. aufeinander systemtechnisch abzustimmen und außerdem den Übertragungsweg zwischen Auslegung und Herstellung bzw. Gestaltung der Einrichtung zu beschleunigen.The invention has for its object the overall system of design of spatially angled pipes, later the manufacture and improve the facility, d. H. one another in terms of system technology to coordinate and also the transmission path between design and Accelerate the manufacture or design of the facility.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem ersten Schritt über einen mechanisch betätigten Meßtaster Raumpunkte des Rohrleitungsverlaufs aufgenommen und die entsprechenden Raumkoordinatenwerte in einem Speicher eines Rechners abgelegt werden und daß danach in einem zweiten Schritt über ein in den Rechner geladenes Umrechnungsprogramm die Raumkoordinatenwerte der Schnittpunkte der Mittellinien von jeweils zwei Rohrleitungsabschnitten errechnet werden. Dieses Verfahren erspart eine Drahtmodellentwicklung oder eine langwierige Konstruktion auf dem Reißbrett. Vorteilhafterweise können die errechneten Raumkoordinatenwerte als Ausgangsbasis für weitere Systemverbesserungen dienen.The object is achieved in that in one first step via a mechanically operated probe Pipeline course recorded and the corresponding Room coordinate values are stored in a memory of a computer and that after that in a second step into the computer loaded conversion program the spatial coordinate values of the intersection points the center lines of two pipe sections will. This process saves wire model development or lengthy construction on the drawing board. Can advantageously the calculated room coordinate values as a basis for further System improvements serve.
Eine diesbezügliche Verbesserung besteht darin, daß in einem dritten Schritt die Rückfederung eines Rohrleitungsabschnitts und die Verdrillung des Rohrs in Abhängigkeit von der Länge des Rohrleitungsabschnittes in Form eines empirischen Wertes, der in einer Erfahrungstabelle abgespeichert ist, entnommen und aus diesen Werten die Ebenen von Biegeelementen errechnet werden. Diese Maßnahme wirkt sich letztlich vorteilhaft auf die Gestaltung der Biegeeinrichtung aus.One improvement in this regard is that in a third Step the springback of a pipe section and the Twisting of the pipe depending on the length of the Pipe section in the form of an empirical value, which in a Experience table is stored, taken and from these values the Layers of bending elements can be calculated. This measure has an effect ultimately advantageous from the design of the bending device.
Die bisher mühsam nachvollzogenen, über sich ständig ändernde Konstruktionszeichnungen oder Modelländerungen sich ergebenden neuen Biegeverläufe können nach einer anderen Verfahrensweise dadurch als umgangen gelten, daß die Biegefolgen schrittweise abgearbeitet werden und daß aufgrund vorgegebener Objektkonstruktionen für jede Biegefolge eine Kollisionsprüfung durchgeführt wird.The previously painstakingly comprehensible, constantly changing Construction drawings or model changes resulting in new ones According to a different procedure, bending profiles can be as bypassed apply that the bending sequences are processed step by step and that based on given object constructions for each bending sequence a collision check is carried out.
Die Berücksichtigung des Biegewerkzeuges erfolgt weiterhin dadurch, daß über ein korrigierendes Biegeprogramm Raumkoordinatenwerte für die Achsen von rollenförmigen Biegeelementen ermittelt werden. Diese Maßnahme erleichtert wie die vorhergehenden die Konstruktion und Einrichtung bzw. Ausrichtung der Biegeelemente eines Biegewerkzeuges.The bending tool is also taken into account in that via a corrective bending program spatial coordinate values for the Axes of roll-shaped bending elements can be determined. These Measure facilitates the construction and the like the previous ones Setup or alignment of the bending elements of a bending tool.
Ein anderer Vorschlag richtet sich auf den Ablauf der aufeinanderfolgenden Biegefolgen und dient der Vermeidung von Schwierigkeiten während der Herstellung im Biegewerkzeug. Es wird daher vorgeschlagen, daß unter Verwendung von in der Achse der Winkelhalbierenden des Biegewinkels postierten Normbiegeelementen die Biegeelemente derart geschwenkt werden, daß der zum Einlegen der geraden Rohrleitungen bzw. der zum Entnehmen erforderliche Freiraum in einer notwendigen Einlegeebene bzw. in einer notwendigen Entnahmeebene zu liegen kommt.Another proposal focuses on the expiry of the successive bending sequences and serves to avoid Difficulties during manufacturing in the bending tool. It will therefore suggested that using in the axis of Bisectors of the bending angle posted standard bending elements Bending elements are pivoted so that the straight for inserting Pipelines or the space required for removal in one necessary insertion level or in a necessary removal level comes to lie.
Eine Einrichtung zur rechnergestützten Auslegung des Verlaufs von räumlich winklig gebogenen kleinkalibrigen Rohrleitungen, insbesondere von Kraftstoff- oder Bremsleitungen im Kraftfahrzeugbau und für die Herstellung solcher mehrfach unter Winkelverlauf gebogener Rohrleitungen wird vorteilhafterweise dahingehend gestaltet, daß ein Meßwertgeber einen gelenkigen Tastarm aufweist, der mit einem Winkeldrehgeber in dem Gelenk verbunden ist und an den Speicher eines Rechners angeschlossen ist. Diese Einrichtung gestattet an einem Objekt (z. B. Kraftfahrzeug), den Verlauf von winklig gebogenen räumlich verlegten Rohrleitungen in einem Schnellverfahren unmittelbar festzuhalten bzw. festzulegen.A device for the computer-aided interpretation of the course of spatially angled small-caliber pipes, in particular of fuel or brake lines in motor vehicle construction and for the Production of such pipes bent several times at an angle is advantageously designed so that a transmitter has an articulated probe arm with an angle encoder in the Joint is connected and connected to the memory of a computer is. This device allows an object (e.g. motor vehicle) the course of angularly bent pipelines in to immediately record or determine a rapid procedure.
Ein weiterer Vorschlag geht dahin, daß die im Rechner abgespeicherten Raumkoordinatenwerte eines Rohrleitungsverlaufs als Maschinensteuerungsdaten für eine frei programmierbare Steuerung einer Biegemaschine nach einem vorgegebenen Programm verwendbar sind. Aufgrund der vorgegebenen Daten können kurzfristig die Biegeelemente (z. B. Biegerollen) durch Roboterarme in eine neue Lage verschoben werden, um einen neuen Biegeverlauf für eingeführte kleinkalibrige Rohrleitungen einzurichten. Demnach sind mehrere unterschiedliche Biegewerkzeuge für mehrere unterschiedlich gebogene Rohrleitungen nicht mehr erforderlich.Another suggestion is that the ones stored in the computer Spatial coordinate values of a pipe run as Machine control data for a freely programmable control of a Bending machine can be used according to a predetermined program. Because of The bending elements can use the specified data at short notice (e.g. bending rollers) are moved to a new position by robotic arms, around a new bending curve for introduced small-caliber pipelines to set up. Accordingly, there are several different bending tools for several differently bent pipes are no longer required.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are schematic in the drawing are shown and are described in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine Systemdarstellung für die rechnergestützte Auslegung des Verlaufs räumlich verlaufender, winklig gebogener kleinkalibriger Rohrleitungen und Fig. 1 is a system representation for the computer-aided design of the course of spatially extending, angled small-diameter pipes and
Fig. 2 eine Systemdarstellung eines durch Raumkoordinatenwerte in einem Rechner abgespeicherten Verlaufs einer winklig gebogenen Rohrleitung zwecks automatischer Einstellung von Biegeelementen eines Biegeautomaten, Fig. 2 is a system diagram of a stored spatial coordinates by values in a computer course of an angularly bent pipe for the purpose of automatic adjustment of the bending elements of a bending machine,
Fig. 3 den Freiraum während einer Rohrbiegung, Fig. 3 the open space during a tube bend,
Fig. 4 die Entnahmeebene nach einer Rohrbiegung. Fig. 4 shows the removal level after a pipe bend.
In einem Objekt 1, d. h. beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, werden Kraftstoff- oder Bremsleitungen in Form von kleinkalibrigen räumlich mehrfach winklig gebogener Rohrleitungen 2 benötigt. Derartige Rohrleitungen 2 weisen einen Außendurchmesser von ca. 10 mm auf und sind druckfest und korrosionsbeständig. Meist sind solche Rohrleitungen durch ein Wickelverfahren (sog. Bundy-Verfahren) hergestellt und bestehen daher aus mehreren Schichten, die durch Schweiß- oder Lötverbindungen verschmolzen sind.In an object 1 , that is to say, for example, in a motor vehicle, fuel or brake lines in the form of small-caliber pipes 2 that are bent at multiple angles in space are required. Such pipes 2 have an outer diameter of approximately 10 mm and are pressure-resistant and corrosion-resistant. Such pipelines are usually produced by a winding process (so-called bundy process) and therefore consist of several layers that are fused by welded or soldered connections.
Im Ausführungsbeispiel verläuft die Rohrleitung 2 von einem Treibstofftank 3 über mehrere Biegewinkel 4 zu einem Motor 5. Zur Ersparnis von vielen Konstruktionsstunden werden in einem ersten Schritt über einen Meßtaster 6 Raumpunkte 7 des räumlichen Rohrleitungsverlaufs aufgenommen und die erhaltenen Raumkoordinatenwerte in einem Speicher 8 eines Rechners 9 abgelegt. Danach werden in einem zweiten Schritt über ein in den Rechner 9 geladenes Umrechnungsprogramm 10 die Raumkoordinatenwerte der Schnittpunkte der Mittellinien von jeweils zwei Rohrleitungsabschnitten, z. B. 11 a und 11 b errechnet.In the exemplary embodiment, the pipeline 2 runs from a fuel tank 3 via a plurality of bending angles 4 to an engine 5 . In order to save many construction hours, in a first step 6 spatial points 7 of the spatial pipe run are recorded via a measuring probe and the spatial coordinate values obtained are stored in a memory 8 of a computer 9 . Thereafter, in a second step over a charged in the computer 9 conversion program 10, the space coordinate values of the points of intersection of the center lines of two respective pipeline sections, for example. B. 11 a and 11 b calculated.
In einem dritten Schritt wird die durch den metallischen Werkstoff natürlicherweise vorhandene Rückfederung jeweils eines Rohrleitungsabschnittes 11 a oder 11 b und seine Verdrillung in Abhängigkeit von dem Rohrleitungsabschnitt 11 a oder 11 b in Form eines empirischen Wertes, der in einer Erfahrungstabelle 12 abgespeichert ist, entnommen und aus diesem Wert jeweils die Ebenen von Biegeelementen, wie z. B. Biegerollen, errechnet.In a third step, the springback naturally present by the metallic material of each pipe section 11 a or 11 b and its twisting as a function of the pipe section 11 a or 11 b in the form of an empirical value, which is stored in an experience table 12 , is taken and from this value the levels of bending elements, such as. B. bending rolls.
Bei sich sehr rasch während der Entwicklung oder gegen Ende der Entwicklung ändernden Objekten, wie z. B. Fahrzeugaggregaten, werden die Biegefolgen pro Rohrleitungsabschnitt 11 a, 11 b schrittweise abgearbeitet, und es wird aufgrund vorgegebener Objektkonstruktionen für jede Biegefolge eines Rohrleitungsabschnittes 11 a, 11 b eine Kollisionsprüfung gegenüber den Fahrzeugaggregaten durchgeführt.If objects change very quickly during development or towards the end of development, such as B. vehicle assemblies, the bending sequences per pipe section 11 a , 11 b are processed step by step, and it is carried out based on predetermined object designs for each bending sequence of a pipe section 11 a , 11 b, a collision check against the vehicle assemblies.
In den oder die Rechner 9 ist außerdem ein korrigierendes Biegeprogramm 13 ladbar, über das Raumkoordinaten für die Achsen 14 von rollenförmigen Biegeelementen ermittelt werden.A correcting bending program 13 can also be loaded into the computer (s) 9 , via which spatial coordinates for the axes 14 of roller-shaped bending elements are determined.
Das Herstellverfahren von räumlich winklig gebogenen, kleinkalibrigen Rohrleitungen 2, deren Verlauf durch in einem Rechner 9 abgespeicherten Raumkoordinaten und jeweils zwischen zwei Raumpunkten 15 und 16 (Fig. 2) verlaufenden Geraden 17 festgelegt wird, erfolgt unter Verwendung von in der Achse 14 der Winkelhalbierenden des Biegewinkels 18 postierten Normbiegeelementen 19 (Fig. 3), wobei die Biegeelemente 19 derart geschwenkt werden, daß der zum Einlegen der geraden Rohrleitungen 2 bzw. der zum Entnehmen erforderliche Freiraum 20 in einer notwendigen Einlageebene 20 a bzw. in einer notwendigen Entnahmeebene 20 b zu liegen kommt (Fig. 4).The manufacturing process of spatially angularly bent, small-caliber pipelines 2 , the course of which is determined by spatial coordinates stored in a computer 9 and straight lines 17 running between two spatial points 15 and 16 ( FIG. 2), is carried out using axis 14 of the bisector of the angle Bending angle 18 positioned standard bending elements 19 ( FIG. 3), the bending elements 19 being pivoted in such a way that the space 20 required for inserting the straight pipelines 2 or the space required for removal is in a necessary insert level 20 a or in a necessary removal level 20 b lies ( Fig. 4).
Der Rohrschenkel 28 (Fig. 3) könnte innerhalb des Biegewinkels 18 noch weiter gebogen werden. Dennoch bleibt der Freiraum 20 zum Herausnehmen der Rohrleitung 2 erhalten. Gemäß Fig. 4 werden die noch ungebogenen Rohre 29 über eine Transportstrecke 30 der Biegemaschine 26 zugeführt.The pipe leg 28 ( FIG. 3) could be bent even further within the bending angle 18 . Nevertheless, the free space 20 for removing the pipeline 2 remains. According to FIG. 4, the still unbent tubes are supplied to 29 via a transport section 30 of the bending machine 26.
Die Einrichtung zur rechnergestützten Auslegung des Verlaufs von räumlich winklig gebogenen, kleinkalibrigen Rohrleitungen 2 und für die Herstellung solcher mehrfach unter Winkelverlauf gebogener Rohrleitungen 2 weist für den Meßtaster 6 einen Meßwertgeber 21 auf, der aus einem Infrarotmeßtaster besteht, ferner einen gelenkigen Tastarm 22, der mit einem Winkeldrehgeber 23 in einem Gelenk verbunden ist und an den Speicher 8 des Rechners 9 angeschlossen ist.The device for computer-assisted interpretation of the course of spatially angularly bent, small-diameter pipes 2, and for the production of such multiple bends under angle profile pipes 2, for the probe 6 has a transmitter 21 which consists of a Infrarotmeßtaster, further comprising a pivotal scanning arm 22 connected an angle encoder 23 is connected in a joint and is connected to the memory 8 of the computer 9 .
Gemäß Fig. 2 sind die im Rechner 9 abgespeicherten Raumkoordinatenwerte 15 a, 16 a eines Verlaufs einer Rohrleitung 2, wie in Fig. 1 dargestellt ist, als Maschinensteuerungsdaten für eine frei programmierbare Steuerung 25 einer Biegemaschine 26 nach einem vorgegebenen Programm 27 verwendbar. Mittels weiter nicht gezeigter Roboterarme können die Biegeelemente (jeweils als Pfeile in Fig. 2 dargestellt) in die richtige Lage räumlich gefahren oder geschwenkt werden.Referring to FIG. 2, the data stored in the computer 9 space coordinate values 15 a, 16 a of a curve of a pipe 2 as shown in Fig. 1, 26 usable as machine control data for a programmable controller 25 of a bending machine according to a predetermined program 27,. The bending elements (each shown as arrows in FIG. 2) can be spatially moved or swiveled into the correct position by means of robot arms (not shown).
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