DE3902149A1 - Blechbearbeitungsmaschine, insbesondere blechbiegemaschine mit einem blecheinspann-manipulator und einer blechpositionsdetektiereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Blechbearbeitungsmaschine, insbesondere eine Blechbiegemaschine, wie eine Abkantpresse, die einen Manipulator aufweist, der ein Blech handhaben kann, das in der Blechbiegemaschine gebogen werden soll. Ferner ist der Blechbiegemaschine eine Blechpositionsdetektiereinrichtung (Blechlagenerfassungseinrichtung) zugeordnet, die eine Position des Blechs erfassen kann, das mit Hilfe des Manipulators gehandhabt wird und zu biegen ist.

Es wird ein Manipulator zur automatischen Handhabung des Werkstücks bei einer Blechbearbeitungsmaschine, insbesondere einer Blechbiegemaschine, wie einer Abkantpresse, vorgeschlagen, an der ein Blechbiegevorgang auszuführen ist, um diesen Bearbeitungsablauf zu automatisieren.

Ein üblicher Manipulator, dem üblicherweise ein Industrieroboter zugeordnet ist, wird im allgemeinen in einer vorbestimmten Position vor der Biegebearbeitungsmaschine aufgestellt. Bei dieser Bauform des Manipulators ist ein Arm an einer Tragsäule derart angebracht, daß sowohl in vertikaler Richtung als auch in Drehrichtung eine freie Bewegung möglich ist, und daß auch eine freie teleskopartige Ausfahrbewegung und eine Drehbewegung möglich sind. Eine Blechklemmeinrichtung bzw. eine Blecheinspanneinrichtung ist am Ende des Arms vorgesehen, welche ein Werkstück unbehindert erfaßt.

Bei einem üblichen Manipulator mit der vorstehend angegebenen Auslegung muß der Arm für die Blecheinspanneinrichtung lang sein, damit der Arm einen großen Bewegungsbereich hat. Dies führt dazu, daß die Gesamtauslegung einen groß ausgelegten Manipulator umfaßt, was sich als nachteilig erwiesen hat. Zusätzlich erfolgt die Positionierung eines Blechs in der Blechbiegemaschine zur Blechbiegebearbeitung vollständig mit Hilfe des Manipulators. Daher ist es erforderlich, einen hoch präzisen Manipulator vorzusehen, um die Positioniergenauigkeit des Blechs zu verbessern. Hierdurch entstehen sehr hohe Herstellungskosten.

In der japanischen Patentanmeldung No. Sho-62-313760 haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung einen verbesserten Manipulator zur Handhabung von Blechmaterial bei einer Blechbearbeitungsmaschine, wie einer Abkantpresse, angegeben. Dieser Manipulator erfaßt das Blechmaterial und bewirkt, daß das eingespannte Blech um 180° bezüglich der Blechbiegemaschine gedreht wird. Wenn daher das Blech an mehr als einer Stelle gebogen wird, können der Blechbiegemaschine aufeinanderfolgende vorbestimmte Biegestellen in Abhängigkeit von der Biegestufe vorgegeben werden.

Wenn jedoch mit Hilfe einer derartigen Biegemaschine eine äußerst genaue Biegebearbeitung erfolgen soll, so ist es erforderlich, daß das Blech genau bezüglich der Blechbiegemaschine zu positionieren ist. Wenn man diese genaue Positionierung lediglich mit Hilfe des Manipulators erreichen möchte, so ergibt sich die Schwierigkeit, daß der Manipulator ein extrem genau arbeitendes Gerät sein muß. Hierdurch entstehen für den Manipulator extrem hohe Kosten.

Die Erfindung zielt darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten eine Blechbearbeitungsmaschine bzw. eine Blechbiegemaschine bereitzustellen, die einen hoch genauen Blechbiegevorgang selbst dann vornehmen kann, wenn ein Manipulator mit einer nicht so hohen Positioniergenauigkeit eingesetzt wird.

Nach der Erfindung zeichnet sich eine Blechbearbeitungsmaschine bzw. eine Blechbiegemaschine dadurch aus, daß ein Paar Werkzeuge vorgesehen ist, die wechselseitig zum Biegen eines Bleches zusammenarbeiten können, und daß ein Blecheinspannmanipulator vorgesehen ist, der ein Blech erfassen und bewegen kann, das an eine vorbestimmte Stelle bezüglich der Werkzeuge zu bringen ist, und daß eine Blechpositionsdetektiereinrichtung vorgesehen ist, die an der Blechbiegemaschine an einer vorbestimmten Zuordnung zu den Werkzeugen angebracht ist, um eine Position des mittels des Manipulators erfaßten Bleches zu erfassen, sowie eine Einrichtung zum Steuern des Manipulators vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von einem Signal von der Blechpositionsdetektiereinrichtung arbeitet.

Dank dieser Auslegung nach der Erfindung wird das von dem Manipulator bereitgestellte Blech genau bezüglich den Werkzeugen positioniert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteil der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Blechbiegemaschine nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Blechbiegemaschine nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Teildraufsicht auf eine Werkstückklemmeinrichtung, die mit einem Manipulator bei der Ausführungsform der Blechbiegemaschine nach der Erfindung versehen ist,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Werkstückklemmeinrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 bis 9 schematische Ansichten zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Werkstückklemmeinrichtung der Blechbiegemaschine nach der Erfindung,

Fig. 10 ein Blockdiagramm einer ersten Steuereinrichtung zum Steuern des Manipulators, um das Werkstück in Y-Achsrichtung zu positionieren,

Fig. 11 eine schematische Darstellung des Positionierungsablaufes mit Hilfe der ersten Steuereinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 12 ein Blockdiagramm einer zweiten Steuereinrichtung zum Steuern des Manipulators, um das Werkstück in einer X-Achsrichtung zu positionieren,

Fig. 13 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Positionierungsablaufes mit Hilfe der zweiten Steuereinrichtung nach Fig. 12,

Fig. 14a, b und c schematische Ansichten zur Herstellung eines Kastens mit Hilfe der Blechbiegemaschine nach der Erfindung,

Fig. 15 eine schematische Darstellung des Ablaufes der Biegebearbeitungen zur Herstellung des Kastens nach Fig. 14b,

Fig. 16 ein Flußdiagramm des Biegebearbeitungsablaufes,

Fig. 17a, 17b schematische Ansichten zur Verdeutlichung der Verwendungsweise des Sensors zum Positionieren des Werkstücks bei einem Schritt in Fig. 16,

Fig. 18 ein schematisches Ablaufdiagramm der Schritte zum Positionieren des Werkstücks in X-Achsrichtung in Fig. 16, und

Fig. 19 ein schematisches Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Schritte zum Positionieren des Werkstückes in Y-Achsrichtung in Fig. 17.

Bezugnehmend nunmehr auf Fig. 1 ist in dieser eine Handhabungseinrichtung oder Manipulator 3 an der Vorderseite einer Blechbiegemaschine 1 angeordnet, die z. B. eine Abkantpresse oder dergleichen sein kann. Ein Magazin 5 in dem ein Blech (Werkstück) 44 aufgenommen ist, ist an der Seite der Blechbiegemaschine 1 vorgesehen. Außerdem ist eine Transportvorrichtung 7 zum Transportieren eines Produktes P nach dem Biegevorgang zu der nächsten Bearbeitungseinheit vorgesehen. Das Magazin 5 und die Transportvorrichtung 7 können von einem Aufbau sein, wie er herkömmlich für solche Vorrichtungen verwendet wird, so daß eine detaillierte Erläuterung dieser Vorrichtungen hier nicht erforderlich ist.

Die Blechbiegemaschine 1 ist, in gleicher Weise wie dies für eine Abkantpresse typisch ist, mit einem oberen Rahmen 9 und einem unteren Rahmen 11 versehen. Ein Oberwerkzeug 13 ist in frei austauschbarer Weise an dem oberen Rahmen 9 angeordnet. Außerdem ist ein Unterwerkzeug 15 auf dem unteren Rahmen 11 befestigt.

Wie dies herkömmlicherweise bei einer Blechbiegemaschine 1 von einem derartigen Aufbau bekannt ist, kann entweder der obere Rahmen 9 abgesenkt und der unteren Rahmen 11 angehoben werden (bzw. ist zumindest eines der Rahmenteile in bezug auf den anderen zu diesem hin und von diesem weg bewegbar) und der Biegevorgang für das Werkstück 44 wird durch Zwischenlage des Werkstückes 44 zwischen dem Oberwerkzeug 13 und dem Unterwerkzeug 15 und dem nachfolgenden Eingriff von Oberwerkzeug 13 und Unterwerkzeug 15 bewirkt.

Weitere Einzelheiten sind in den Zeichnungen im wesentlichen weggelassen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung ist der Aufbau jedoch derart getroffen, daß der untere Rahmen 11 angehoben wird.

Außerdem ist an der Blechbiegemaschine 1 ein Rückanschlag 17 vorgesehen, der das Werkstück 44 in Vorwärts/Rückwärts- Richtung, d. h. in Fig. 2 in Links/Rechts-Richtung, d. h. in Richtung Y-Achse, positioniert, wobei der Rückanschlag 17 in dieser Richtung frei bewegt bzw. eingestellt werden kann. Ein Mehrzahl von Sensoren 19 sind an verschiedenen Stellen an dem Rückanschlag 17 befestigt, um den Kontakt mit dem Werkstück 44 zu erfassen. Die Sensoren 19 sind lineare Meßwertgeber mit einem verhältnismäßig langen Meßhub bzw. Meßbereich, ähnlich z. B. einem direkt wirkenden Potentiometer.

Im Ergebnis des obigen Aufbaus wird dann, wenn das Werkstück 44 durch Anlage gegen den Rückanschlag 17, der vorher durch eine übliche Einrichtung festgelegt wurde, positioniert ist, eine Bestimmung vorgenommen, ob die Ausgangssignale der Sensoren 19 an einer Mehrzahl von Stellen mit den vorgegebenen Ausgangssignalwerten übereinstimmen oder nicht. Durch diese Einrichtung wird festgestellt, ob die Kante des Werkstückes 44 parallel zur Biegelinie des Ober- und Unterwerkzeuges 13, 15, diese Linie wird nachfolgend hier als Biegeachse C bezeichnet, ist. Entsprechend kann festgestellt werden, ob das Werkstück 44 in seiner korrekten Lage ist oder nicht.

Das Ausgangssignal von den Sensoren 19 wird als Eingangssignal zu einer herkömmlichen numerischen Steuereinrichtung 21 geführt, die an dem oberen Rahmen 9 befestigt ist. Die numerische Steuereinrichtung 21 steuert die Arbeitsweise jedes Arbeitsabschnittes der Blechbiegemaschine 1 und die Arbeitsweise des Rückanschlages 17 ebenso wie die Arbeitsweise des Manipulators 3. Die Ausgangssignale von den Sensoren 19 werden in die numerische Steuereinrichtung 21 so angegeben, daß die Arbeitsweise des Manipulators 3 gesteuert wird und die Ausgangswerte der Sensoren 19 die gewünschten Ausgangswerte erreichen. In der vorliegenden Erfindung ist der Manipulator 3 an einer Grundplatte 23 befestigt, die integraleinstückig an dem frei heb- und senkbaren unteren Rahmen 11 ausgebildet ist.

Im einzelnen erstreckt sich die Grundplatte 23 in Seitenrichtung, d. h. in Richtung der X-Achse entlang der Längserstreckung bzw. in Längsrichtung des unteren Gesenkes bzw. Unterwerkzeuges 15. Ein erster Übertragungsblock 25 ist in frei beweglicher Weise entlang der X-Achse an der Vorderseite der Grundplatte 23 gelagert. Ein Ritzel (nicht gezeigt), das in eine Zahnstange 27, die in Richtung X- Achse an der Grundplatte 23 befestigt ist, ist in frei drehbarer Weise an dem ersten Übertragungsblock 25 gelagert.

Ein erster Servomotor 29 ist vorgesehen, um das Ritzel rotierend anzutreiben. Das Leitungsübertragungssystem, durch das der erste Servomotor 29 das Ritzel antreibt, kann jedwede gewünschte, übliche Ausführung haben. Eine detaillierte Erläuterung dieses Übertragungszuges wird hier daher nicht gegeben. Der erste Servomotor 29 kann z. B. ein Schrittmotor oder dergleichen sein und ist mit einer Lageerfassungseinrichtung, wie z. B. einer Kodiereinrichtung, versehen.

Im Ergebnis des vorerwähnten Aufbaus kann der erste Übertragungsblock 25 in Richtung der X-Achse durch die Arbeit des ersten Servomotors 29 bewegt werden und die Lage des ersten Übertragungsblockes 25 bei seiner Bewegung in Richtung der X-Achse kann durch die Lageerfassungseinrichtung erfaßt werden.

Wie deutlich in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist ein fächerförmiger Abschnitt 31 vorgesehen, der sich in Längsrichtung, in Richtung der Y-Achse des oberen Abschnittes an dem ersten Übertragungsblock 25 erstreckt. Ein bogenförmiges Zahnstangenteil 33 ist an der Spitze des fächerförmigen Abschnittes 31 befestigt. Ein zweiter Übertragungsblock 35, der in Richtung der Y-Achse frei entlang des Zahnstangenteiles 33 beweglich ist, ist an dem Zahnstangenteil 33 gelagert. Ein Ritzel (nicht gezeigt), das mit dem Zahnstangenteil 33 in Eingriff ist, ist in frei drehbarer Weise vorgesehen und ein zweiter Servomotor 37, der drehend dieses Ritzel antreibt, ist an dem zweiten Übertragungsblock 35 installiert. Der zweite Servomotor 37 ist mit einer Lageerfassungseinrichtung, wie z. B. einer Kodiereinrichtung, in gleicher Weise wie der erste Servomotor 29 versehen.

Im Ergebnis des vorerwähnten Aufbaus wird der zweite Übertragungsblock 35 in Richtung der Y-Achse entlang eines Bogens entlang des Zahnstangenteils 33 durch den zweiten Servomotor 37 angetrieben. Die Lage des zweiten Übertragungsblockes 35 in Richtung der Y-Achse wird durch die Lageerfassungseinrichtung erfaßt, die an dem zweiten Servomotor 37 vorgesehen ist.

Wie deutlich aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist eine Hubstrebe 39, die in Richtung der vertikalen Z-Achse frei bewegbar ist, an dem zweiten Übertragungsblock 35 rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des zweiten Übertragungsblockes 35 gelagert. Eine Zahnstange ist in vertikaler Richtung an der Hubstrebe 39 ausgebildet. Das Ritzel (in den Zeichnungen nicht gezeigt), das mit dieser Zahnstange in Eingriff ist, ist in frei drehbarer Weise an dem zweiten Übertragungsblock 35 gelagert und ein dritter Servomotor 41 ist an den zweiten Übertragungsblock 34 so befestigt, daß er rotierend dieses Ritzel antreibt. Der dritte Servomotor 41 ist mit einer Lageerfassungseinrichtung in gleicher Weise wie der zweite Servomotor 29 versehen.

Im Ergebnis der vorerwähnten Gestaltung wird die Hubstrebe 39 vertikal betätigt, angetrieben durch den dritten Servomotor 41, und die vertikale Position der Hubstrebe 39 wird durch die Lageerfassungseinrichtung erfaßt und ist daher jederzeit feststellbar.

Ein Arm 43, der sich in Richtung der Y-Achse erstreckt, ist in geeigneter Weise am oberen Teil der Hubstrecke 39 befestigt. An der Spitze des Armes 43 ist eine Blechklemmvorrichtung 45 derart befestigt, daß sie frei einen Seitenkantenabschnitt des Werkstückes 44 klemmend erfassen kann. Insbesondere ist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, die Blechklemmvorrichtung 45 so vorgesehen, daß sie in vertikaler Richtung um eine Welle B, die sich parallel zur X-Achse erstreckt, sich frei drehen kann. Die Blechklemmvorrichtung 45 ist auch in der Lage, sich frei um die Achse A zu drehen, die senkrecht zur Achse B verläuft.

Ein vierter Servomotor 47 zum Drehen der Blechklemmvorrichtung 45 um die Achse A und ein fünfter Servomotor 49 zum Drehen der Blechklemmvorrichtung 45 vertikal um die Achse B sind an dem Arm 43 befestigt. Der vierte und fünfte Servomotor 47, 49 sind jeweils mit Lageerfassungseinrichtungen in gleicher Weise wie der erste Servomotor 29 versehen. Außerdem können verschiedenste Arten von Mechanismen als Leistungs-Übertragungsmechanismen zum Drehen der Blechklemmvorrichtung 45 um die Achse durch den vierten Servomotor 47 und als Leistungs-Übertragungsmechanismen zum Drehen der Blechklemmvorrichtung 45 vertikal durch den fünften Servomotor 49 um die Achse B verwendet werden. Da diese Übertragungsmechanismen keine speziellen Merkmale in bezug auf den Erfindungsgegenstand aufweisen, wird auf ihre detaillierte Beschreibung hier verzichtet.

Wie im einzelnen in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist die Blechklemmvorrichtung 45 mit einer oberen Klaue 51 und einer unteren Klaue 53 zum Ergreifen des Werkstückes 44 versehen. Die obere Klaue 51 und die untere Klaue 53 sind mit einem Breitblech- bzw. Blechbreitenklemmabschnitt 54 versehen, der das Werkstück 44 klemmt, so daß er nahezu eine T-Form aufweist. Die Klauen 51, 53 sind in frei umdrehbarer Weise an einer frei drehbaren Hülse 55 gelagert, die rund um die Welle bzw. Achse B drehbar ist.

Im einzelnen ist die Drehhülse 55, wie klar in Fig. 3 gezeigt ist, in einem spaltenförmigen, konkaven Abschnitt 57 ausgebildet an der Spitze des Armes 43, gelagert. Ein Paar Wellenstrümpfe 57 sind an jeder Seite der Drehhülse 55 koaxial mit der Welle bzw. Achse b vorgesehen. Insbesondere ist die Drehhülse 55 in frei drehbarer Weise an der Spitze des Armes 53 mit Hilfe des Paares Wellenstümpfe 57 gelagert. Außerdem ist ein Kettenrad oder dergleichen (in den Zeichnungen nicht gezeigt) an einem der Wellenstümpfe 57 vorgesehen. Das Kettenrad nimmt die Antriebsenergie von dem fünften Servomotor 49 auf.

Wie im einzelnen in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein Rohr 59, das sich in einer Richtung rechtwinklig zu der Achse bzw. Welle B dreht, in frei drehbarer Weise durch eine Mehrzahl Lager an der Innenseite der Drehhülse 55 gelagert. Die Achse des Drehrohres 59 stimmt mit der Achse A überein. Die untere Klaue 53 ist integraleinstückig am oberen Ende des Drehrohres 59 befestigt. Ein Kegelrad 63, das Antriebsenergie von dem vierten Servomotor 47 aufnimmt, ist integral an dem Drehrohr 59 befestigt bzw. ausgebildet.

Eine Linearbewegungs-Betätigungseinrichtung 65, wie z. B. ein Arbeitszylinder oder dergleichen, ist im Inneren des Drehrohres 59 vorgesehen. Im einzelnen ist ein Zylinder 67 mit freier vertikaler Arbeitsweise bzw. Anregung (Betätigung) vorgesehen. Die obere Klaue 53 ist integral an der Oberseite des Zylinders 67 befestigt. In dem Zylinder 67 ist vertikal eine zweistufige Druckkammer, umfassend eine Kammer 71 A und eine Kammer 71 B, durch eine Trennwand 69 ausgebildet. In den Kammern 71 A und 71 B ist eine Mehrzahl von Kolben 75 aufgenommen, die an einer Kolbenstange 73 befestigt sind und die Kammern 71 A, 71 B sind durch einen Fluidkanal verbunden, der in der Kolbenstange 73 ausgebildet ist. Der untere Teil der Kolbenstange 73 ist integral an einem Stangenhalter 77 befestigt, der seinerseits integral an der Drehhülse 55 befestigt ist.

Um die relative Drehbewegung der oberen Klaue 51 und der untere Klaue 53 zu steuern, sind die obere Klaue 51 und die untere Klaue 53 gegenseitig durch eine Verbindungsvorrichtung 79 verbunden. Wie insbesondere deutlich in Fig. 4 gezeigt ist, ist das Ende eines ersten Verbindungsgliedes 81, dessen Basis schwenkbar an der oberen Klaue 51 gelagert ist, mit dem Ende eines zweiten Verbindungsgliedes 83, dessen Basis schwenkbar an der unteren Klaue 53 gelagert ist, in schwenkbeweglicher Weise durch einen Bolzen 85 verbunden.

Im Ergebnis des obigen Aufbaus kann sich die obere Klaue 51 unter der Einwirkung der Betätigungseinrichtung 65 aufwärts und abwärts bewegen und das Werkstück 44 kann zwischen der oberen Klaue 51 und der unteren Klaue 53 festgeklemmt werden. Da die Betätigungseinrichtung 65 mit einer oberen und einer unteren Druckkammer 71 A, 71 B versehen ist, kann bei kurzem Hub eine verhältnismäßig große Klemmkraft erhalten werden.

Die obere und untere Klaue 51, 53 kann um die Welle A gedreht werden, angetrieben durch den vierten Servomotor 47. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann der Blechklemmabschnitt 54 in Längsrichtung des Armes 43 ebenso positioniert werden, wie er nach beiden Seiten hin vorspringend positioniert und angeordnet werden kann. Entsprechend werden dann, wenn der Blechklemmabschnitt 54 sich in dem Zustand befindet, in dem er nach den Seiten des Armes 43 vorspringt, die obere und untere Oberfläche des Werkstückes 44, das in dem Blechklemmabschnitt 54 festgeklemmt ist, durch die Drehung der Drehhülse 55 um die Welle bzw. Achse B gegeneinander vertauscht bzw. wird das Werkstück 44 gewendet.

Überdies kann, im Biegezustand, wenn das Werkstück 44 gerade durch das Ober- und Unterwerkzeug 13, 15 gebogen wird, der Blechendabschnitt, der durch den Manipulator 3 festgeklemmt ist, sich z. B. mit der Blechklemmvorrichtung 45 nach oben bewegen und dieser Bewegung folgen. Insbesondere wird während des Bearbeitungsschrittes entsprechend der Bewegung des Werkstückes 44 die Hubstrebe 39 angehoben und die Blechklemmvorrichtung 45 wird um die Welle bzw. Achse B nach unten gedreht.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Hilfsklemmvorrichtung 87 an einem Seitenabschnitt der Grundplatte 23 oder des unteren Rahmens 11 befestigt, die zeitweilig das Werkstück 44 frei ergreift und ein Seitenanschlag 89 ist über einen Halter in geeigneter Weise festgelegt.

Eine obere Klaue 91 und eine untere Klaue 93 sind an der Hilfsklemmvorrichtung 87 vorgesehen, um das Werkstück 44 zu ergreifen. Die vertikale Bewegung der oberen Klaue 91 wird in gleicher Weise durch eine Betätigungseinrichtung (in den Zeichnungen nicht gezeigt), wie dies für die Blechklemmvorrichtung 45 durch die Betätigungseinrichtung 65 der Fall ist, ausgeführt. Entsprechend kann auf eine wiederholte detaillierte Beschreibung für die Betätigung der oberen Klaue 91, die mit derjenigen für die Beschreibung der oberen Klaue 51 der Hauptklemmvorrichtung 45 übereinstimmt, verzichtet werden.

Die Seitenanschlagvorrichtung 89 ist mit einem Seitensensor 95 versehen und wird verwendet, um die seitliche Lage einer Seitenkante des Werkstückes 44 zu erfassen, das durch den Manipulator 3 und die Blechklemmvorrichtung 45 festgeklemmt ist. Der Seitensensor 95 ist ein linearer Meßwertgeber, wie z. B. ein direkt wirkendes Potentiometer, in gleicher Weise wie der Sensor 9, vorgesehen an dem Rückanschlag 17. Das Ausgangssignal des Seitensensors 95 wird als Eingangssignal an die numerische Steuereinrichtung 21 gelegt.

Entsprechend wird, wenn eine Seitenkante des Werkstückes 44, das in der Blechklemmvorrichtung 45 festgeklemmt ist, den Seitensensor 95 berührt und wenn der Ausgangssignalwert des Seitensensors 95 der festgelegte Ausgangswert ist, wird die Lage des Manipulators 3 in Richtung der X-Achse durch die numerische Steuereinrichtung 21 (NC- Steuereinrichtung) aus dem erfaßten Wert der Lageerfassungseinrichtung, vorgesehen an dem ersten Servomotor 29, eingelesen. Durch Vergleich des erfaßten Wertes mit dem Ausgangslage-Signalwert für die Grundposition, wenn das Werkstück 44 nicht klemmend erfaßt ist, kann die Lagebeziehung in Richtung der X-Achse zwischen der Seitenkante des Werkstückes 44, das in der Werkstück-Klemmvorrichtung festgeklemmt ist und dem Manipulator 3 bestimmt werden. Entsprechend kann mit der Seitenanschlagvorrichtung 89 als Grundlage, die Positionierung des Werkstückes 44 in Richtung der X-Achse in bezug auf das Ober- und Unterwerkzeug 13, 15 exakt und genau ausgeführt werden.

Im Ergebnis des vorerwähnten Aufbaus können, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, wenn die Blechklemmvorrichtung 45 die Seite S eines rechteckigen Werkstückes 44 klemmend erfaßt, die anderen drei Seiten T, U, V in bezug auf die Biegeachse C durch Drehen der Blechklemmvorrichtung 45 um die Achse A positioniert werden. Entsprechend ist deutlich, daß der Biegeprozeß für die drei Seiten T, U, V abfolgend nacheinander ausgeführt werden kann. Außerdem kann, wie in Fig. 5 gezeigt ist, dann, wenn die Blechklemmvorrichtung 45 nach der Seite des Armes 43 vorsteht, das Werkstück 44 in vertikaler Richtung durch Drehung um die Welle bzw. Achse B umgedreht bzw. gewendet werden. Im einzelnen kann somit sogar ein Gegenbiegen des Werkstückes 44 in einer Abfolge ausgeführt werden.

Wie oben ausgeführt, wird, nachdem die drei Seiten T, U, V des Werkstückes 44 gebogen worden sind, zum Biegen der Seite S, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, während gleichzeitig die Seite U des Werkstückes 44 zwischen dem Ober- unter Unterwerkzeug 13, 15, wie in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt ist, eingeklemmt ist, die Werkstück-Klemmvorrichtung 45 zur T-Seite oder zur V-Seite bewegt und die Klemmung des Werkstückes wird verbessert. Anschließend kann durch Positionieren der S-Seite des Werkstückes 44 im Bereich der Biegelinie C das Biegen der Seite S leicht ausgeführt werden.

Außerdem wird in dem schwierigen Fall, daß die Klemmung verbessert werden soll, wenn das Werkstück 44 zwischen dem Ober- und Unterwerkzeug 13, 15 eingeklemmt ist und die Abmessungen des Werkstückes 44 verhältnismäßig klein sind, das Werkstück 44 in die Position der Hilfsklemmvorrichtung 87 bewegt und die Klemmung des Werkstückes 44 kann leicht durch zeitweiliges Klemmen des Werkstückes 44 mit der Hilfsklemmvorrichtung 87 verbessert werden.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Steuereinrichtung 97, wie z. B. ein Computer, zum Steuern der Blechbiegemaschine 1 und des Manipulators 3 und dergleichen über die numerische Steuereinrichtung 21 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 97 umfaßt eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 99, eine Anzeigeeinrichtung 101 und eine Tastatur 102.

Auch ist die Steuereinrichtung 97 so aufgebaut, daß sie in der Lage ist, Daten von Speichermedien 100 a, 100 b, wie z. B. Diskettenspeicher (Floppy-Disks), zur Steuerung der Zentralprozessoreinheit 99 aufzunehmen. Die Speichermedien umfassen ein Systembefehls-Speichermedium 100 a zum Speichern von Befehlen für das Grundsystem der Steuereinrichtung 97 und ein Biegeparameter-Speichermedium 100 b zum Speichern von Biegeparametern entsprechend der speziellen Form eines gewünschte Produktes. Hier ist das Biegeparameter- Speichermedium 100 b für jede Form des Produktes ausgelegt, Parameter, die den Abmessungen des Produktes entsprechend, sind jedoch als freie Parameter gespeichert. daher sind die Speichermedien entsprechend der Anzahl gewünschter Formen der Produkte ausgelegt bzw. besetzt und vorbereitet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 weist die numerische Steuereinrichtung 21 oder die Zentralprozessoreinheit 99 (CPU) eine erste Einrichtung zur Steuerung des Manipulators 3 in Abhängigkeit von einem Signal von dem Sensor 19 des Rückanschlags 17 (welcher als Blechpositionierdetektiereinrichtung dient) auf, um das Werkstück (Blech) W in Y-Achsrichtung zu positionieren, wie dies in den Fig. 11a, 11b und 11c gezeigt ist.

Insbesondere weist die erste Steuereinrichtung 106 eine Gegenstandspositionssetzeinrichtung 107, eine Abstandsermittlungseinrichtung 108, eine Abstandsreduktionsverhältnissetzeinrichtung 109, eine Abstandsreduktionswertermittlungseinrichtung 111, eine Setzeinrichtung 113 für zulässige Werte, eine Vergleichseinrichtung 115 für die Abstandswerte und die zulässigen Werte, und einen Zähler 117 auf.

Die Gegenstandspositionssetzeinrichtung 107 gibt eine Zielposition der hinteren Endkante des Blechs vor, an der die Positionierung des Blechs Y-Achsrichtung vorgenommen wird. Hier wird die Zielposition durch ein vorstehendes Längsstück OFFY des Sensors 19 dargestellt, wie dies in den Fig. 11a, 11b und 11c gezeigt ist.

Die Abstandsermittlungseinrichtung 107 ermittelt zuerst den Abstand D 1, D 2 für die tatsächliche Position SX, DEX, und die Zielposition OFFY der rechten und linken hinteren Endkanten des Blechs, wenn die jeweiligen hinteren Endkanten die Sensoren 19 berührten, wie dies in Fig. 6b gezeigt ist. Dann ermittelt die Einrichtung 107 den Winkel ALFA, der zwischen der hinteren Endkante W 1 und der Biegeachse C gebildet wird, sowie den mittleren Abstand YM auf die nachstehende Weise:

wobei DEFF (= D 1-D 2 =) SX-DEX und LUN die Länge des Werkstücks W in Richtung der Biegeachse ist. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß der Wert des Winkels ALFA etwa gleich jenem der Tangente hiervon ist, wenn man eine Darstellung in Bogeneinheiten (Radian) wählt, da ALFA « 1 ist.

Die Abstandsreduzierverhältnissetzeinrichtung 109 setzt das Verhältnis KGY, KGA, um den der Abstand YM, ALFA, der mit Hilfe der Abstandsermittlungseinrichtung 107 ermittelt worden ist, durch eine Bewegung des Manipulators 3 reduziert wird. Dieses Verhältnis KGY, KGA hat einen Wert kleiner als eine Einheit, wie ½, ¹/₃ oder dergleichen.

Die Abstandsreduktionswertermittlungseinrichtung 111 multipliziert das Verhältnis KGY, KGA mit dem Abstand YM, ALFA jeweils, um den Betrag der linearen Bewegung des Manipulators 3 längs der Y-Achsrichtung IAY und den Betrag der Drehbewegung hiervon um die A-Achse IAA auf die nachstehende Weise zu ermitteln:

IAY = YM × KGY
IAA = ALFA × KGA

Die Setzeinrichtung 113 für die zulässigen Werte setzt den Wert YS, DIFFS, da als Fehler für die Positionierung des Werkstücks W ausgedrückt im Abstand YM und DIFF zulässig sind.

Zusätzlich vergleicht die Vergleichseinrichtung 115 für die Abstandswerte und die zulässigen Werte den Abstand YM, DIFF und den zulässigen Wert YS, DIFFS und erzeugt ein Signal, wenn YM, DIFF kleiner als YS, DIFFS sind.

Der Zähler 117 zählt die Anzahl der mehrfachen K, um die der Wert YM, DIFF kleiner als der zulässige Wert YS, DIFFS ist, und wenn ein vorbestimmter Wert N überschritten wird, wird ein Positionierbewegungsstopsignal an die Abstandsermittlungseinrichtung 108, die Abstandsreduktionsermittlungseinrichtung 111 und den Manipulator 3 abgegeben.

Ein Manipulatortreibsteuerteil 119 treibt den Manipulator 3 an und steuert diesen zwar basierend auf Befehlen von der Abstandsreduktionswertermittlungseinrichtung 111 und dem Zähler 117.

Dank dieser Auslegung nähert sich das Werkstück W, das im Manipulator 3 eingespannt ist, allmählich der Zielposition (Fig. 11e) von der Ausgangsposition auf Grund der Positionierung (Fig. 11a) über eine Mehrzahl von Näherungsschritten an. Wenn das Werkstück W sich der Zielposition über das N-fache der Näherungsschritte annähert, nachdem der Abstand YM, DIFF kleiner als der zulässige Wert YS, DIFFS wird, wird angenommen, daß die Positionierung mit einer entsprechenden Genauigkeit beendet ist, und das Werkstück wird in dieser Position angehalten (Fig. 11c).

Unter Bezugnahme auf Fig. 12 ist in der numerischen Steuereinrichtung 21 oder der Zentralprozessoreinheit (CPU) 99 eine zweite Einrichtung 123 zur Steuerung des Manipulators 3 in Abhängigkeit von einem Signal von einem Seitensensor 95 der Seitenanschlageinrichtung 89 vorgesehen, um das Werkstück W in X-Achsrichtung zu positionieren, wie dies in den Fig. 13a, 13b und 13c gezeigt ist.

Insbesondere weist die zweite Steuereinrichtung 123 eine Setzeinrichtung 125 für die Seitensensorgrundposition, eine Seitensensor-Verschiebungsdetektionseinrichtung 127, eine Blechklemmeinrichtungs-Positionsdetektiereinrichtung 129, eine Klemmpositionsermittlungseinrichtung 131 und eine Blechpositionsermittlungseinrichtung 133 auf.

Insbesondere weist die Setzeinrichtung 125 für die Seitensensorgrundposition entsprechend Fig. 13a unter den Verhältnissen, daß das Werkstück W nicht den Seitensensor 95 berührt, den Abstand QFREE von der Mittelposition O der Werkzeuge 15, 17 zu der Spitze des Seitensensors 95 zu.

Die Seitensensor-Verschiebungsdetektiereinrichtung 127 erfaßt entsprechend Fig. 13b die Verschiebungsgröße SIDG des Seitensensors 95 in dem Fall, daß das Werkstück W den Seitensensor 95 berührt.

Die Blechklemmeinrichtungs-Positionsdetektiereinrichtung 129 ermittelt den Abstand XA von der Mittelposition des Werkzeugs 15 zu der A-Achse der Blechklemmeinrichtung 45, basierend auf dem Signal von einer Positionsdetektiereinrichtung, die am ersten Servomotor 29 vorgesehen ist, wie dies in Fig. 6b gezeigt ist.

Dann ermittelt die Klemmpositionsermittlungseinrichtung 131 den Abstand DELSID = QFREE + SIDG-XA zwischen dem Blechseitenrand W 2 und der A-Achse der Blechklemmeinrichtung, wie dies in Fig. 13b gezeigt ist, und zwar auf der Basis des Abstandes QFREE, SIDG, XA. Ebenfalls basierend auf dem Abstand DELSID und dem Abstand L/2 zwischen dem Blechseitenrand W 2 und der Blechmittellinie O′ wird entsprechend Fig. 6b der Abstand zwischen der Blechmittellinie O′ und der A-Achse ermittelt gemäß:

X = DELSID-L/2.

Die Blechpositionsermittlungseinrichtung 133 ermittelt den Abstand X + XA von der Mittellinie O′ des Werkstücks W zu der Mittelposition des Werkzeugs 15, wie dies in Fig. 13c gezeigt ist, und zwar basierend auf dem Ausgang der Blechpositionsermittlungseinrichtung 133.

In entsprechender Weise wird der Manipulator 3 um eine geeignete Größe in X-Achsrichtung mit Hilfe der Manipulatorantriebssteuereinrichtung 119 bewegt, und die Mittellinie O′ des Werkstückes W stimmt mit der Mittellinie O der Werkzeuge 13, 15 überein, so daß das Werkstück W in X-Achsrichtung positioniert ist.

Nachstehend wird der Biegebearbeitungsablauf unter Verwendung der Blechbiegemaschine gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 14a, 14b und 14c bis Fig. 19 erläutert.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 14a, b und c wird ein Beispiel eines mit Hilfe der Blechbiegebearbeitung nach der Erfindung herzustellenden Produkts erläutert, wobei es sich um ein mit Flanschen versehenen Kasten 133, 135 und 137 handelt. Es ist zu ersehen, daß die Form der Kästen in den Fig. 14a, b und c in Querschnittsdiagrammen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung dargestellt ist.

Insbesondere werden an einem Kasten 133 nach Fig. 14a eine Mehrzahl von Flanschen 133 b, 133 c, 133 d ausgebildet, die um 90° bezüglich des Bodens 133 a nach oben gebogen sind, und es wird ein Flansch 133 e gebildet, der um 90° nach unten gebogen ist. Bei einem Kasten 135, der in Fig. 14b gezeigt ist, wird eine Mehrzahl von Flanschen 135 b, 135 c, 135 d, 135 e ausgebildet, die nach oben und innen um 90° jeweils in zwei Stufen bezüglich des Bodens 135 a gebogen sind. Bei einem Kasten 137, der in Fig. 14c gezeigt ist, wird eine Mehrzahl von Flanschen 137 b, 137 c, 137 d, 137 e ausgebildet, die nach oben und innen um 90° jeweils in zwei Stufen bezüglich des Bodens 137 a gebogen sind, und anschließend werden diese Flansche wiederum um 90° nach oben gebogen.

Nachstehend wird ein Abriß des Biegebearbeitungsablaufes für den Kasten 135 unter Bezugnahme auf die Fig. 15a bis 15z vermittelt.

Zuerst wird das Werkstück W aus dem Magazin 5 entnommen, die kurze Seite wird zwischen das obere Werkzeug 13 und das untere Werkzeug 15 (15 a) eingeführt und es wird ein Flansch 139 bei der Biegebearbeitung erstellt (Fig. 15b).

Dann wird die kurze Seite des Werkstücks W nochmals zwischen das obere Werkzeug 13 und das untere Werkzeug 15 (Fig. 15c) eingeführt und ein zweiter Flansch 141 wird entsprechend ausgebildet (Fig. 15d).

Dann werden die Klauen 51, 53 um die A-Achse (Fig. 15e) gedreht, und die kurze Seite, die der vorangehend gebogenen kurzen Seite gegenüberliegt, wird aufeinanderfolgend zweimal gebogen (Fig. 15f, g, h, i).

Dann werden die Klauen 51, 53 um 90° um die A-Achse gedreht (Fig. 15l) und anschließend wird das Werkstück W mit Hilfe des Seitensensors 95 positioniert und eine Aktualisierung der Höhe erfolgt dann gegebenenfalls (Fig. 15m).

Dann wird die freie lange Seite zwischen dem Oberwerkzeug 13 und das Unterwerkzeug 15 eingeführt und aufeinanderfolgend zweimal gebogen (Fig. 15o, p, q).

Die Klauen 51, 53 werden dann um 90° um die A-Achse gedreht (Fig. 15r) und die gleiche lange Seite, die in die Klauen 51, 53 eingespannt ist, wird in den Klauen 91, 93 der Hilfsklemmeinrichtung 87 eingespannt (Fig. 15r).

Dann werden die Klauen 51, 53 zeitweilig vom Werkstück W abgerückt, um 180° in die A-Achse gedreht und ergreifen die Längsseite, die bereits gebogen ist (Fig. 15t).

Die Klauen 91, 93 der Hilfsklemmeinrichtung 87 werden dann von dem Werkstück W abgerückt, und die Klauen 51, 53 werden um die A-Achse um 90° gedreht. Anschließend ist das Werkstück W mit Hilfe des Seitensensor 95 positioniert und eine Aktualisierung der Höhe wird gegebenenfalls vorgenommen (Fig. 15u).

Im Anschluß daran wird die freie lange Seite zwischen dem Oberwerkzeug 13 und dem Unterwerkzeug 15 eingeführt und in Aufeinanderfolge zweimal gebogen (Fig. 15v, w, x, y).

Dann werden die Klauen 51, 53 um die A-Achse um 90° gedreht und das Produkt wird zu einer Fördereinrichtung 7 (Fig. 15z) abgegeben.

Nachstehend wird der Biegebearbeitungsablauf unter Berücksichtigung der Positionierung des Werkstückes detailliert anhand den Fig. 16 bis 19 erläutert.

Im Schritt 143, wie dies voranstehend angegeben ist, wird das Werkstück W aus dem Magazin 5 mit Hilfe des Manipulators 3 abgezogen.

Im Schritt 145 wird die Werkstück-Klemmeinrichtung 45 um die A- und B-Achsen gedreht, und das Werkstück W ist in einer vorbestimmten Grundposition angeordnet.

Ferner wird entsprechend den nachstehenden Erläuterungen das Werkstück W gegebenenfalls in X-Achsrichtung zusammen mit einer Änderung der Klemmposition des Werkstücks und dergleichen positioniert.

Im Schritt 147 wird das Werkstück W zwischen die Werkzeuge 13, 15 eingeführt. Unter diesem Zeitpunkt zu verhindern, daß das Werkstück W gegen die Werkzeuge stößt, wird eine spezielle Höhe zu dem unteren Werkzeug 15 eingehalten, und das Werkstück W wird zwischen den Werkzeugen 13, 15 eingeführt.

Im Schritt 149, wie dies nachstehend noch näher beschrieben wird, wird die Biegeseite des Werkstücks W eingestellt, um eine Anpassung an die Biegeachse c der Werkzeuge 13, 15 vorzunehmen.

Ferner wird entsprechend Fig. 17a zu diesem Zeitpunkt in dem Fall, daß die kurze Seite des Werkstücks W beispielsweise gebogen wird, von den Sensoren 19, die an dem Rückanschlag 17 vorgesehen sind, ein Paar von Sensoren 19, wie z. B. jene, die mit (1), (2) oder (3) dargestellt sind, ausgewählt, und das Werkstück W wird bezüglich den Werkzeugen 13, 15 nach Maßgabe des Signals von den ausgewählten Sensoren 19 positioniert. Andererseits wird in dem Fall, daß die lange Seite des Werkstücks W zu biegen ist, wie dies in Fig. 17b gezeigt ist, ein Paar von Sensoren 19, wie beispielsweise jene, die mit (4), (5) oder (6) dargestellt sind, ausgewählt, und das Werkstück W wird bezüglich der Werkzeuge 13, 15 nach Maßgabe des Signals von den ausgewählten Sensoren 19 positioniert.

Im Schritt 151 werden die die Position des Werkstücks W wiedergebenden Daten basierend auf dem Signal von dem Sensor 19 gegebenenfalls modifiziert.

Im Schritt 153 wird zur Ausführung des Biegevorganges das untere Werkzeug 15 bewegt. Zugleich zu diesem Zeitpunkt wird der Manipulator 3 bewegt, um der Bewegung der Kante des Werkstücks W zu folgen.

Im Schritt 155 wird nach der Ausführung des Biegevorganges die Werkstück-Klemmeinrichtung 45 in eine spezielle Grundposition zurückbewegt.

Im Schritt 157 werden Ermittlungen ausgeführt, um die Höhe und die Breite des Werkstücks W zu korrigieren. Wenn beispielsweise in Fig. 15b der erste Flansch 139 ausgebildet worden ist, nimmt die Länge des Werkstücks W nur um die Höhe des Flansches ab, während nur die Dicke des Werkstückes W zunimmt, so daß diese Ermittlungen zur Aktualisierung zum Werteausgleich vorgenommen werden.

Im Schritt 159 erfolgt eine Überprüfung, um zu bestimmen, ob die letzte Biegestufe ausgeführt worden ist oder nicht.

Wenn eine weitere Biegebearbeitung auszuführen ist, geht das Programm zum Schritt 145 zurück.

Die Schleife vom Schritt 145 zum Schritt 159 wird fortgesetzt durchlaufen, bis alle Biegebearbeitungsschritte ausgeführt worden sind, und wenn der letzte Biegebearbeitungsschritt beendet ist, wird das Programm von dem Schritt 159 mit dem Schritt 161 fortgesetzt.

Im Schritt 161 wird das fertiggestellte Produkt zu einer Fördereinrichtung 7 übergeben, und die Biegebearbeitung ist beendet.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 13 und 18 wird der Arbeitsablauf zum Positionieren des Werkstücks W in der X-Achsrichtung im Schritt 145 näher erläutert.

Im Schritt 163 erfolgt eine Bestimmung, ob es notwendig ist oder nicht, das Werkstück W in der X-Achsrichtung zu positionieren. Wenn es beispielsweise der Fall ist, daß die eingespannte Seite sich geändert hat, wie dies zuvor angegeben ist, oder in dem Fall, daß der Bearbeitungsablauf vom Biegen der kurzen Seite zum Biegen der langen Seite übergeht, sind entsprechende Änderungen vorzunehmen.

Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung bejahend ist, wird das Programm mit dem Schritt 165 fortgesetzt. Hier beläuft sich die Werkstückseitenkante W 2 beispielsweise auf Si = 5 mm in einem Abstand von dem Endabschnitt des Seitensensors 95, wie dies in Fig. 13a gezeigt ist.

Im Schritt 165 wird der Manipulator 3 in X-Achsrichtung bewegt, und das Werkstück W auf der Seite des Seitensensors 95 wird nach Maßgabe von Si = (½) AT 2 weitertransportiert. Hierbei bedeutet A die Beschleunigung des Manipulators 3, der sich in X-Achsrichtung bewegt (beispielsweise 700 m/Sekunden/Sekunden) und T ist die Bewegungszeit.

Im Schritt 167 erfolgt eine Überprüfung zur Bestimmung, ob die Verschiebung SIDG (siehe Fig. 13a, 13b) des Seitensensors 95 Null ist oder nicht. Wenn das Ergebnis bejahend ist, berührt die Seitenkante W 2 des Werkstücks W nicht den Seitensensor 95, so daß das Programm in dem Schritt 169 fortgesetzt wird.

Im Schritt 169 erfolgt eine Überprüfung zur Bestimmung, ob die Position XA des Manipulators 3 auf der X-Achse äquivalent zu dem maximal möglichen Wert XMAX ist oder nicht. Wenn das Ergebnis bejahend ist, bedeutet dies, daß die Werkstückseitenkante W 2 über oder unter dem Kantensensor vorbeigegangen ist, oder der Sensor 95 ausgefallen ist. Daher wird das Programm in dem Schritt 117 fortgesetzt, die Biegebearbeitung wird unterbrochen, und es wird eine entsprechende Warnung ausgegeben.

Wenn andererseits hierbei das Ergebnis verneinend ist, geht das Programm zum Schritt 167 zurück, und während der Bewegung des Manipulators 3 in Richtung des Seitensensors 95 erfolgt eine Überprüfung, ob die Seitensensorverschiebung SIDG Null ist oder nicht.

Durch wiederholtes Durchlaufen dieser Schritte wird erreicht, daß die Werkstückseitenkante W 2 den Seitensensor 95 berührt, das Abfahrergebnis im Schritt 167 wird negativ, und das Programm wird mit dem Schritt 173 fortgesetzt.

Im Schritt 173 wird die Seitensensorverschiebung SIDG ermittelt, und das Programm wird mit dem Schritt 175 fortgesetzt.

Im Schritt 175 erfolgt eine Überprüfung, um zu bestimmen, ob die Sensorverschiebung SIDG einen spezifisch vorgegebenen Wert SIDO überschreitet oder nicht, der in Nähe der Mitte des Sensorwirkbereichs gesetzt ist. Wenn diese Abfrage negativ ist, kehrt das Programm zum Schritt 173 zurück, und während der Bewegung des Manipulators 3 in Richtung des Seitensensors 95 wird die Seitensensorverschiebung SIDG festgestellt.

Wenn man ein positives Abfrageergebnis beim Schritt 175 erhält, wird das Programm mit dem Schritt 177 fortgesetzt.

Im Schritt 177 wird die Bewegung des Manipulators 3 behindert.

Im Schritt 179 werden die Bewegung XA des Manipulators 3 auf der X-Achse und die Verschiebung SIDG des Seitensensors 95 (wie dies in Fig. 13b gezeigt ist) erfaßt.

Im Schritt 181 wird der Abstand DELSID von der Manipulator- A-Achse zur Werkstückseitenkante W 2 basierend auf der Bewegung XA und der Verschiebungsgröße SIDG ermittelt, sowie der Abstand QFREE von dem Mittelpunkt O der Werkzeuge zu dem vorderen Teil des freien Seitensensors, wie dies in Fig. 13b gezeigt ist, und zwar nach Maßgabe folgender Bedingungen:

DELSID = QFREE + SIDG-XA.

Im Schritt 181 werden basierend auf dem Abstand DELSID und dem Abstand LUN/2 (wobei L die Breite des Werkstücks W in X-Achsrichtung ist) von der Mittellinie O′ des Werkstückes zu der Werkstückseitenkante W 2, der Abstand von der Mittellinie O′ des Werkstücks zu der A-Achse des Manipulators gemäß folgender Gleichung ermittelt:

X = DELSID-LUN/2

wie dies in Fig. 13b gezeigt ist.

Im Schritt 183 wird basierend auf den Abständen XA und X der Manipulator 3 um einen Abstand (XA + X) bewegt, um die Werkstückmittellinie O′ oder die Mittellinie der Werkzeuge O in Übereinstimmung zu bringen.

Im Schritt 183 wird mit Hilfe der zuvor erhaltenen Parameter das Werkstück gedreht und gewendet oder dergleichen, wobei der Manipulator in die A-, B-, Y- und Z-Achsrichtungen mittels Antrieb bewegt wird, wobei sich die Werkzeuge an einer vorbestimmten Biegestelle befinden.

Wenn es ferner im Schritt 163 nicht erforderlich ist, daß das Werkstück W in X-Achsrichtung zu positionieren, wird das Programm unmittelbar mit dem Schritt 183 fortgesetzt, und der Manipulator 3 wird angetrieben.

Aus der vorstehenden Beschreibung des Positioniervorganges in X-Achsrichtung ist zu erkennen, daß man ein Produkt erhalten kann, das mit Hilfe eines relativ billigen Manipulators sehr genau gebogen ist.

Wenn ferner die Werkstückseitenkante W 2 den Seitensensor 95 berührt, wird der Manipulator 3 nahe der Mitte des Wirkbereiches des Seitensensors 95 angehalten, so daß das Werkstück W nicht fälschlicherweise das Tragteil des Seitensensors 95 berührt.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und die Fig. 19 der Ablauf im Schritt 149 zur Positionierung des Werkstücks W in Y-Achsrichtung näher erläutert.

In einem Schritt 185 wird eine Vielzahl von Einstellungen vorgenommen, um zu verhindern, daß das Werkstück W gegen den Rückanschlag 17 während der vorangehend erläuterten Positionierung stößt. Zuerst wird der Rückanschlag 17 in Y-Achsrichtung um eine Größe bewegt, die der Breite des zu biegenden Flansches entspricht, und ein Abstand PS (Fig. 11a) zwischen den Werkzeugen 13, 15 wird auf einen geeigneten Wert gesetzt.

Zum zweiten wird die genormte vorstehende Länge OFFY (Fig. 11c) des Sensors 19 entsprechend der Breite des zu biegenden Flansches beispielsweise auf 10 mm gesetzt. Wie voranstehend angegeben ist, wird das Werkstück W in Y-Achsrichtung derart positioniert, daß die vorstehenden Längen SX, DEX der rechten und linken Sensoren 19 äquivalent zu der vorstehend genannten vorspringenden Nennlänge OFFY ist. Daher wird die vorstehende Nennlänge OFFY auch als Zielgröße der vorstehenden Länge im nachstehenden bezeichnet. Der Wert der vorspringenden Nennlänge OFFY ist in einer Speichereinrichtung der numerischen Steuereinrichtung 21 beispielsweise gespeichert.

Das Werkstück W nähert sich dann dem Sensor 19 in Y-Achsrichtung gemäß folgender Vorgabe:

Si = ½ AT 2

wobei Si der Abstand von der hinteren Kante des Werkstücks W zu dem Vorderteil des Sensor 19 ist, A die Beschleunigung des Manipulators in Y-Achsrichtung (beispielsweise 1700 mm/sec²) ist, und T die verstrichene Zeit ist.

Im Schritt 187 erfolgt eine Abfrage um zu sehen, ob die vorstehende Länge SX des linken Sensors 19 äquivalent zum Maximalwert SXO (Fig. 11a, Fig. 11b) ist oder nicht. Aus dieser Abfrage erfolgt eine Beurteilung, ob die hintere Seite des Werkstücks W den linken Sensor 19 berührt oder nicht. Wenn dieses Ergebnis bestätigend ist, berührt die hintere Seite des Werkstücks W den linken Sensor 19 nicht, und das Programm wird mit dem Schritt 189 fortgesetzt.

Im Schritt 189 erfolgt eine Abfrage um zu sehen, ob die vorstehende Länge DEX des rechten Sensors 19 äquivalent zu dem Maximalwert DXO (Fig. 11a, Fig. 11b) ist oder nicht. Wenn diese Abfrage bestätigend ist, berührt die hintere Seite des Werkstücks W den rechten Sensor 19 nicht, und das Programm wird mit dem Schritt 191 fortgesetzt.

Im Schritt 191 erfolgt eine Abfrage um zu sehen, ob der Manipulator 3 vollständig zu der im hinteren Ende X-Achsrichtung bewegt worden ist, und ob seine Y-Koordinate gleich dem Maximalwert YMAX ist oder nicht. Wenn dieses Abfrageergebnis bestätigend ist, bedeutet dies, daß eine Abnormalität aufgetreten ist. Beispielsweise haben das Werkstück W und der Sensor 19 einander verpaßt oder der Sensor 19 als solcher ist defekt. Das Programm wird dann mit dem Schritt 193 fortgesetzt, und es wird ein entsprechender Alarm ausgegeben, um die Biegebearbeitung zu unterbrechen.

Wenn andererseits die Abfrage zu einem negativen Ergebnis im Schritt 191 führt, kehrt das Programm zum Schritt 187 zurück, und die voranstehend angegebenen Verarbeitungen werden wiederholt.

Wenn dies der Fall ist, berührt nach einem gewissen Ablauf das hintere Ende auf der rechten oder der linken Seite des Werkstücks W den Sensor 19, und wenn man in dem Schritt 187 oder dem Schritt 189 ein negatives Ergebnis erhält, wird das Programm mit dem Schritt 195 fortgesetzt.

Im Schritt 195 werden die Werte SX, DEX der vorstehenden Länge der linken und rechten Sensoren 19 in einer entsprechenden Speichereinrichtung gespeichert.

Im Schritt 197 werden die Parameter DIFF, D 1, D 2, ALFA und YM, die für die nachfolgenden Positionierungsvorgänge erforderlich sind, ermittelt.

Wie in Fig. 11b gezeigt ist, ist der Parameter DIFF die Differenz zwischen den vorstehenden Längen SX und DEX der linken und rechten Sensoren 19 nach Maßgabe folgender Gleichung:

DIFF = DEX-SX

Es ist noch zu erwähnen, daß, wenn das Werkstück W zwischen die Werkzeuge 13, 15 eingeführt wird, die Differenz DIFF nicht notwendigerweise Null zu sein braucht, da die Positioniergenauigkeit des Manipulators 3 nicht so hoch ist. Wie nachstehend gezeigt ist, wird mit Hilfe der nachstehenden Positioniervorgänge die Differenz im wesentlichen gleich Null gemacht, und das hintere Ende des Werkstückes ist parallel zur Biegeachse C ausgerichtet.

Wie in den Fig. 11a, 11b gezeigt ist, ist der Parameter D 1 die Differenz (nachstehend auch als Abstand bezeichnet) zwischen der vorstehenden Länge OFFY und der tatsächlichen vorstehenden Länge SX des linken Sensors 19 nach Maßgabe folgender Gleichung:

D 1 = SX-OFFY

In ähnlicher Weise ist der Parameter D 2 die Differenz zwischen der vorstehenden Länge OFFY und der tatsächlich vorstehenden Länge DEX des rechten Sensors 19 nach Maßgabe der folgenden Gleichung:

D 2 = DEX-OFFY

Der Parameter ALFA (α) ist die Tangente des Winkels, den man erhält, wenn das hintere Ende des Werkstücks W bezüglich der Biegeachse C der Werkzeuge 13, 15 fehlausgerichtet ist und dieser ergibt sich gemäß folgender Gleichung:

ALFA = DIFF/LUN

wobei LUN die Länge des Werkstücks W in der Richtung parallel zur Biegeachse C ist. In diesem Zusammenhang ist noch zu erwähnen, daß der Fehlausrichtungswinkel (d. h. der Wert von ALFA) im allgemeinen klein ist. Daher stellt der Parameter ALFA auch den Fehlausrichtungswinkel selbst dar.

Der Parameter YM ist das arithmetische Mittel der Abstände D 1, D 2 nach Maßgabe folgender Gleichung:

YM = (D 1 + D 2)/2

Im Schritt 199 erfolgt eine Abfrage um zu sehen, ob der Parameter YM größer als der zulässige Wert YS ist oder nicht. Wenn diese Abfrage bejahend ausgeht, ist die Positionierung des Werkstücks W noch nicht ausreichend, so daß das Programm mit dem Schritt 201 fortgesetzt wird, und der Zählerwert K auf Null gesetzt wird.

Wenn das Ergebnis im Schritt 199 negativ ausfällt, wird das Programm mit dem Schritt 203 fortgesetzt, und es folgt eine Abfrage, um zu sehen, ob der Parameter DIFF entsprechend dem Parameter ALFA größer als der zulässige Wert DIFFS ist oder nicht. Wenn diese Entscheidung bestätigend ausgeht, ist die Positionierung des Werkstücks W noch nicht ausreichend, und das Programm wird mit dem Schritt 201 fortgesetzt, indem der Zählerwert K in ähnlicher Weise wie im Schritt 199 auf Null gesetzt wird.

Im Schritt 204 wird die Bewegungsgröße IAY der Werkstück- Klemmeinrichtung 45 in Y-Achsrichtung zur Bewegung des Werkstückes W zu der Position, an der die Positionierung des Werkstückes W erfolgt, nach Maßgabe der folgenden Gleichung ermittelt:

IAY = YM × KGY

Hier wird der Koeffizient KGY auf einen Wert kleiner 1, wie ½, ¹/₃, und dergleichen gesetzt. Wenn KGY = ½ beispielsweise ist, wird die Werkstück-Klemmeinrichtung 45 in Y-Achsrichtung bewegt, um den Abstand YM zu halbieren.

Im Schritt 205 wird in einem Werkstückpositionierzyklus zum Biegen eines speziellen Flansches eine Abfrage vorgenommen, um zu sehen, ob es sich um den ersten Positioniervorgang handelt oder nicht. Wenn die Entscheidung positiv ist, wird das Programm mit dem Schritt 207 fortgesetzt, und die Bewegungsgröße IY der Werkstück-Klemmeinrichtung 45 wird bestimmt als IY = IAY, und das Programm wird mit dem Schritt 211 fortgesetzt.

Wenn das Ergebnis im Schritt 205 negativ ist, bedeutet dies, daß dieser Schritt der zweite oder ein anschließender Schritt im Positionierzyklus ist, so daß das Programm mit dem Schritt 209 fortgesetzt wird.

Dann wird die Bewegungsgröße IY der Werkstück-Klemmeinrichtung 45 dadurch ermittelt, daß die vorangehende Bewegungsgröße IY und die momentane Bewegungsgröße IAY nach Maßgabe folgender Gleichung aufaddiert werden:

IY = IY + IAY.

Dann wird das Programm mit dem Schritt 211 fortgesetzt.

Im Schritt 211 wird auf dieselbe Weise, wie zuvor beschrieben, die neue Position der Werkstück-Klemmeinrichtung 45 bestimmt zu Y = YO + IY. Hier ist YO die Ausgangsposition der Werkstück-Klemmeinrichtung 45 zu dem Zeitpunkt, wenn das Werkstück W das erstemal zwischen den Werkzeugen 13, 15 eingeführt wird.

In den Schritten 213 bis 221 erfolgen Positionierermittlungen in ähnlicher Weise wie bei den Schritten 204 bis 211, um die Positionierfehlausrichtung des Werkstückes im Bereich der A-Achse zu korrigieren.

Insbesondere wird im Schritt 213 der Parameter ALFA mit einem Koeffizienten KGA multipliziert, der kleiner als 1 ist, und die Größe IAA zur Drehbewegung der Werkstück- Klemmeinrichtung 45 um die Achse A wird auf die nachstehende Weise ermittelt:

IAA = ALFA × KGA

Im Schritt 215 erfolgt eine Bestimmung, ob es sich hierbei um den ersten Positioniervorgang um die A-Achse im Hinblick auf einen jeweiligen Flanschbiegevorgang handelt oder nicht. Wenn das Ergebnis positiv ist, wird das Programm mit dem Schritt 217 fortgesetzt, in dem die Drehbewegungsgröße IA der Werkstück-Klemmeinrichtung 45 bestimmt wird zu IA = IAA. Wenn das Ergebnis im Schritt 215 negativ ist, wird das Programm mit dem Schritt 219 fortgesetzt, in dem die vorstehend genannte Drehbewegungsgröße IA und die momentane Drehbewegungsgröße IA addiert werden gemäß folgender Gleichung: IA = IA + IAA.

Im Schritt 221 wird der im Schritt 217 oder 219 erhaltene Wert von IA zu der Ausgangsdrehposition AO der Werkstück- Klemmeinrichtung 45 addiert, um eine neue Drehposition A zu erhalten:

A = AO + IA

Im Schritt 223 wird die Werkstück-Klemmeinrichtung 45 zur Position Y in Y-Achsrichtung entsprechend den Schritten 204 bis 211 und in die Drehposition A entsprechend den Schritten 213 bis 221 bewegt (Fig. 11b).

Anschließend werden die vorstehend genannten Schritte wiederholt ausgeführt, so daß die Parameter YM, DIFF kleiner als die jeweils zulässigen Werte YS, DIFFS werden.

Wenn die Parameter YM, DIFF kleiner als die jeweils zulässigen Werte YS, DIFFS werden, wird das Programm von dem Schritt 203 mit dem Schritt 225 fortgesetzt.

Im Schritt 225 wird der Wert des Zählers K inkrementiert und das Programm wird mit dem Schritt 227 fortgesetzt.

Im Schritt 227 erfolgt eine Abfrage, um zu sehen, ob der Wert des Zählers K gleich einem vorgegebenen speziellen Setzwert N ist oder nicht. Wenn dieser Wert noch nicht erreicht ist, kehrt das Programm zu der Schleife mit den Schritten 204 bis 223 zurück, und die vorstehend genannten Positioniervorgänge werden noch einmal wiederholt.

Während diese Positioniervorgänge wiederholt ausgeführt werden, erreicht der Wert K im Zähler den speziell vorgegebenen Wert N, und das Programm wird von dem Schritt 227 mit dem Schritt 229 fortgesetzt, der Wert K des Zählers kehrt zu Null zurück, und der Positionierzyklus für die Werkstück-Klemmeinrichtung in Y-Achsrichtung ist behindert (Fig. 11c).

Da bei der voranstehenden bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung das Werkstück W abschließend in eine Position gebracht wird, die um OFFY von dem Rückanschlag 17 getrennt ist, besteht keine Gefahr, daß das Werkstück W gegen den Rückanschlag 17 während des Positioniervorganges stößt.

Darüber hinaus ist es möglich, diesen Positionierzyklus beispielsweise in einer Größenordnung von 40/1000stel Sekunden zu beenden. Auch ist es möglich, die Positionierung mit einer Genauigkeit von etwa 1/100 mm vorzunehmen.

Vor der automatischen Positionierung ist es andererseits erforderlich, Versetzungen des Sensors 19 auf dieselbe Weise wie bei anderen Einrichtungen in adäquater Weise zu kompensieren.

Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen der Erfindung ergibt, erhält man eine hoch genaue Biegebearbeitung mit Hilfe eines Manipulators, der als solcher keine so hohe Positioniergenauigkeit hat, da der Manipulator mit Hilfe des Signals von dem Positioniervorgang für das Werkstück angetrieben und gesteuert wird.

Als Folge ergibt sich, daß man einen relativ billigen Manipulator vorsehen kann.

Claims (7)

1. Blechbearbeitungsmaschine, insbesondere Blechbiegemaschine, gekennzeichnet durch:
ein Paar von Werkzeugen (13, 15), die wechselweise zum Biegen eines Bleches zusammenarbeiten können,
einen Manipulator (3) für eine Werkstückbiegemaschine (1), der ein Werkstück (W) ergreifen und bewegen kann, das an eine vorbestimmte Stelle bezüglich der Werkzeuge (13, 15) zu bringen ist,
eine Detektiereinrichtung (106), die an der Blechbiegemaschine (1) in einer speziell vorgegebenen positionsmäßigen Zuordnung bezüglich der Werkzeuge (13, 15) zum Detektieren einer Werkstückposition angebracht ist, die man mit Hilfe des Manipulators (3) erreicht, und
eine Einrichtung (21; 99) zum Steuern des Manipulators (3) in Abhängigkeit von einem Signal und der Werkstückpositionsdetektiereinrichtung (106).

2. Blechbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechdetektionseinrichtung eine Einrichtung (17) ist, die hinter den Werkzeugen (13, 15) zum Detektieren der Werkstückposition in einer Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung der Werkzeuge (13, 15) vorgesehen ist.

3. Blechbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechpositioniereinrichtung eine Einrichtung (95) ist, die in der Nähe des Seitenrandabschnitts der Werkzeuge (13, 15) zum Detektieren der Werkstückposition in Längsrichtung der Werkzeuge (13, 15) vorgesehen ist.

4. Blechbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückdetektiereinrichtung (106) derart ausgelegt ist, daß die Werkzeugposition in einem speziellen Bereich gemessen wird, und daß die Manipulatorsteuereinrichtung (21) derart ausgelegt ist, daß die Endpositionierung zu einer Mittelstelle in dem speziell vorgegebenen Erfassungsbereich der Detektiereinrichtung (106) vorgenommen wird.

5. Positionierverfahren für eine Blechbearbeitungsmaschine, insbesondere eine Blechbiegemaschine, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Ermittlung des Abstandes der tatsächlichen Blechposition und der Blechsollposition, das Blech in der Blechsollposition dadurch positioniert wird, daß das Blech wiederholt bewegt wird, um den Abstand auf ein spezielles Verhältnis zu verkürzen.

6. Verfahren zum Positionieren eines Blechs nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein speziell zulässiger Wert gesetzt wird, und daß angenommen wird, daß die Positionierung erreicht ist, wenn der Abstand kleiner als der zulässige Wert wird.

7. Verfahren zum Positionieren eines Blechs nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionskoordinaten aufweisen:
lineare Koordinaten für einen Punkt auf dem Werkstück rechtwinklig zur Längsachse der Werkzeuge, und
Winkelkoordinaten einer speziellen Kante des Werkstücks bezüglich der Längsachse der Werkzeuge.