DE4123035A1 - METHOD FOR ADJUSTING THREE-DIMENSIONALLY CURVED WORKPIECES AND THEREFORE RICHSTATION - Google Patents
METHOD FOR ADJUSTING THREE-DIMENSIONALLY CURVED WORKPIECES AND THEREFORE RICHSTATIONInfo
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Abstract
Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Richten von dreidimensional gebogenen Werkstücken und eine hierzu gehörende Richt station nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The subject of the present invention is a method for straightening three-dimensionally bent workpieces and a corresponding straightening Station according to the preamble of claim 1.
Die bisher bekannten Biegeverfahren lassen sich grundsätzlich in zwei verschiedene Kategorien unterteilen:The previously known bending methods can be basically in two divide different categories:
Bei der ersten Art von Biegeverfahren wird ein möglichst genaues Biegen eines Werkstückes, insbesondere eines langgestreckten Metallprofils, angestrebt. Hierzu wird in der Regel über eine Biegeform gebogen. Diese Biegeverfahren sind aus einer Reihe von Patentanmeldungen bekannt geworden, die auf den gleichen Anmelder zurückgehen.In the first type of bending process is as accurate as possible bending a workpiece, in particular an elongated metal profile, sought. This is usually bent over a bending mold. These Bending methods are known from a number of patent applications become the same applicant.
Bei diesen, mit aufwendiger Technik arbeitenden Biegeverfahren ist eine relativ hohe Biegegenauigkeit von z. B. ± 1,0-2,0 mm Abweichung zu erreichen. Nachteil ist allerdings, daß man einen hohen Geräteaufwand hat und daß deshalb ein derartiges Biegeverfahren teuer ist.In these, with elaborate technique working bending process is a relatively high bending accuracy of z. B. ± 1.0-2.0 mm deviation too to reach. Disadvantage, however, that you have a high equipment costs and that is why such a bending process is expensive.
Die zweite Kategorie der Biegeverfahren bezieht sich auf Biegeumformungen, die ohne Biegeform arbeiten, wo das Werkstück also dreidimensional im Raum ohne Biegeschablone gebogen wird. Auch hier sind eine Reihe von Patentanmeldungen bekannt, die auf den gleichen Anmelder zurückgehen. Vorteil dieser zweiten Kategorie von Biegeverfahren ist, daß sie mit relativ wenig Geräteaufwand arbeiten und deshalb kostengünstig sind. Allerdings kann nur eine Biegegenauigkeit von z. B. ± 2-4 mm erreicht werden.The second category of bending methods refers to Biegeumformungen that work without bending form, where the workpiece so is bent three-dimensionally in the room without bending template. Again, here are a series of patent applications known to the same assignee decline. Advantage of this second category of bending method is that they work with relatively little equipment and therefore are inexpensive. However, only a bending accuracy of z. B. ± 2-4 mm can be achieved.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das dreidimensionale Biegen, insbesondere von Metallprofilen, mit hoher Genauigkeit zu betreiben, wobei ein nur geringer Geräteaufwand verwendet werden soll.The present invention is therefore based on the object, the three-dimensional bending, in particular of metal profiles, with high Accuracy to operate, with only a small amount of equipment used shall be.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 vor.To solve the problem, the invention proposes a method according to the subject of claim 1 before.
Wesentliches Merkmal des Verfahrens ist, daß man am Ausgang der Biegemaschine nun eine automatische Richtstation anordnet, die in der Lage ist, das dreidimensional gebogene Werkstück mit hoher Genauigkeit nachzurichten, so daß man mit einem relativ kostengünstigen Biegeverfahren arbeiten kann, welches für sich genommen noch zu keiner hohen Biegegenauigkeit führt.An essential feature of the method is that at the output of the Bending machine now arranges an automatic straightening station, which in the Location is the three-dimensionally bent workpiece with high accuracy to dress, so that you can with a relatively inexpensive Bending method can work, which in itself still no high bending accuracy leads.
Erst die Kombination eines derartigen Biegeverfahrens in Verbindung mit der vorgeschlagenen Richtstation führt dann zu einer hohen Genauigkeit von z. B. ≦ = 1,0 mm.Only the combination of such a bending process in conjunction with the proposed straightening station then leads to a high accuracy from Z. B. ≦ = 1.0 mm.
Damit ist es nun erstmals möglich, unter relativ geringem Kostenaufwand auch eine dreidimensionale Umformung von Metallprofilen in Serienfertigung mit hoher Präzision zu gewährleisten. Derartige Metallprofile werden beispielsweise im modernen Kraftfahrzeugbau vermehrt eingesetzt und ersetzen die herkömmlichen Fahrgastzellen, die aus einzelnen Blechteilen zusammengeschweißt werden. Bei den neuartigen "Space"-Frame-Profilen wird die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges definiert und daher ist eine außerordentlich hohe Genauigkeit zur dreidimensionalen Biegung derartiger Metallprofile erforderlich. Es kann deshalb beispielsweise mit einem auf den gleichen Anmelder zurückgehenden Rolldorn-Streckbiege-Verfahren gearbeitet werden, welches ohne Biegeform angewendet wird und welches geeignet ist, fortlaufend Metallprofile im Durchlaufverfahren zu bearbeiten.This makes it possible for the first time, at a relatively low cost also a three-dimensional forming of metal profiles in To ensure mass production with high precision. such Metal profiles are used, for example, in modern motor vehicle construction increasingly used and replace the conventional passenger cabin, the be welded together from individual sheet metal parts. In the novel "Space" frame profiles become the passenger compartment of the motor vehicle defined and therefore is an extremely high accuracy to Three-dimensional bending of such metal profiles required. It can Therefore, for example, with one on the same applicant backward rolling mandrel stretch bending process are worked, which is applied without bending form and which is suitable, continuously To process metal profiles in a continuous process.
Die bei diesem Verfahren noch fehlende Endgenauigkeit der gebogenen Metallprofile wird dann durch die am Ausgang der Biegestation angeordnete Meß-Richtstation hergestellt. The still missing in this method final accuracy of the curved Metal profiles will then pass through the exit of the bending station arranged measuring straightening station produced.
Zum Betrieb einer derartigen Meß-Richtstation ist es vorgesehen, daß das dreidimensional gebogene Werkstück an mindestens zwei Einspannstellen eingespannt und zwischen den Einspannstellen angeordneten Hydraulikeinheiten gerichtet wird.To operate such a measuring straightening station, it is provided that the three-dimensionally bent workpiece on at least two Clamping points clamped and between the clamping points arranged hydraulic units is directed.
Derartige Hydraulikeinheiten arbeiten nach dem 3-Punkt-Biegeverfahren, d. h. auf der einen Seite am aktuellen Biegepunkt des Werkstückes liegen im Abstand voneinander zwei Kolben der Kolben-Zylindereinheiten auf, während gegenüberliegend, im Zwischenraum zwischen den vorher erwähnten Kolben, ein dritter Kolben auf das Werkstück drückt und das Werkstück in Richtung der Druckkraft dieses mittleren Kolbens verformt.Such hydraulic units operate according to the 3-point bending method, d. H. on the one hand lie at the current bending point of the workpiece spaced from each other on two pistons of the piston-cylinder units, while opposite, in the interval between the previously mentioned Piston, a third piston presses on the workpiece and the workpiece in Direction of the compressive force of this middle piston deformed.
Erfindungsgemäß besteht nun die Meß-Richtstation aus einer Vielzahl derartiger 3-Punkt-Biegeeinheiten, wobei eine derartige 3-Punkt-Situation, wie vorher beschrieben, nicht nur mit Hilfe von direkt gegenüberliegenden und benachbarten Hydraulikeinheiten geschaffen werden kann, sondern auch mit Hilfe von nicht unmittelbar nebeneinanderliegenden Hydraulikeinheiten.According to the invention, the measuring straightening station now consists of a plurality Such 3-point bending units, such a 3-point situation, as previously described, not only with the help of created directly opposite and adjacent hydraulic units can be, but also with the help of not immediately adjacent Hydraulic units.
In einem ersten Arbeitsgang wird hierbei zunächst ein die Sollkontur aufweisendes Mutterprofil von einem in der Richtstation angeordneten Konturmeß-System abgetastet.In a first operation, this is first a the desired contour exhibiting mother profile of a arranged in the straightening station Scanned contour measuring system.
Dieses Konturmeß-System kann entweder berührungslos oder das Werkstück berührend ausgebildet sein. Aus Vereinfachungsgründen ist es bevorzugt, wenn das Konturmeß-System auf dem Meßtaster-Prinzip beruht und jeweils ein Meßtaster an einer Hydraulikeinheit angeordnet wird. Hierbei wird Platz- und Maschinenaufwand gespart, denn es kann nun einfach die Verschiebung des Kolbens der jeweiligen Hydraulikeinheit mit dem Meßtaster erfaßt werden. Die Kolbenstangen der zugeordneten Hydraulikeinheiten dienen also gleichzeitig als Meßtaster, die auf dem Werkstück aufsetzen und die Sollkontur des Mutterprofils erfassen.This contour measuring system can be either contactless or the workpiece Be formed touching. For reasons of simplification, it is preferable when the contour measuring system is based on the probe principle and in each case a probe is placed on a hydraulic unit. This is Space and machine costs saved, because it can now easily Displacement of the piston of the respective hydraulic unit with the Probe are detected. The piston rods of the assigned Hydraulic units thus also serve as a probe that on the Place workpiece and record the nominal contour of the nut profile.
Selbstverständlich sind von dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung auch andere Meßverfahren erfaßt, wie z. B. optische Meßverfahren, welche die Sollkontur des dreidimensional gebogenen Werkstückes berührungslos abtasten.Of course, are of the inventive idea of the present Invention also detects other measurement methods, such as. B. optical Measuring method, which the target contour of the three-dimensional curved Scan workpiece without contact.
Nachdem die Sollkontur von dem Mutterprofil erfaßt wurde, wird das zu richtende Profil in einem zweiten Arbeitsgang in die Richtstation eingefahren und eingespannt. In einem dritten Arbeitsgang wird dann mit dem gleichen Konturmeß-System die Ist-Kontur des Werkstückes abgetastet und die Differenz zwischen der Soll-Kontur und der Istkontur an beliebigen Stellen des Werkstückes bestimmt. Die Anzahl der Meß- und Richtpunkte hängt von der geforderten Genauigkeit des dreidimensional gebogenen Werkstückes ab. Es wird dann in Abhängigkeit von dem aus Soll- und Istkontur bestimmten Korrekturwert jeweils mit der gleichen Hydraulikeinheit, mit der die Ist- und Sollkontur an aktuellen Punkten des Werkstückes erfaßt wurde, nachgerichtet.After the nominal contour has been detected by the parent profile, this becomes directing profile in a second operation in the straightening station retracted and clamped. In a third operation is then with the same contour measuring system scanned the actual contour of the workpiece and the difference between the desired contour and the actual contour determined any points of the workpiece. The number of measuring and Benchmarks depends on the required accuracy of the three-dimensional bent workpiece. It will then depend on the off target and Istkontur certain correction value in each case with the same Hydraulic unit with which the actual and target contour at current points of the workpiece was detected, rectified.
Hierbei bilden beliebig einander zuordnungsfähige Hydraulikeinheiten das vorher beschriebene Dreipunkt-Richtverfahren, wo im Zwischenraum zwischen zwei Kolbenstangen, die von der einen Seite auf das Werkstück aufgesetzt werden, im Zwischenraum zwischen diesen beiden Kolbenstangen eine dritte Kolbenstange gegenüberliegend auf das Werkstück gepreßt wird.This form any assignable hydraulic units that previously described three-point straightening process, where in the space between two piston rods, from one side to the workpiece be placed in the space between these two piston rods a third piston rod pressed against the workpiece opposite becomes.
Hierzu wird noch angemerkt, daß praktisch jede Hydraulikeinheit eine Richtebene definiert.It should be noted that virtually every hydraulic unit a Directional plane defined.
Das Meßrichtsystem besteht aus einem Kastenrahmen; in diesem sind Längsschienen angebracht zur Aufnahme von Ringschienen. Diese Ringschienen sind in ihrem Abstand in der Länge stufenlos verstellbar und können mit unterschiedlichem Achslängsmaß zueinander eingestellt werden (parallel verschoben werden).The Meßrichtsystem consists of a box frame; in this are Longitudinal rails mounted for receiving ring rails. These Ring rails are infinitely adjustable in their length and can be adjusted to each other with different axial longitudinal dimension will be moved (in parallel).
Auf diesen Ringen an Schienen sind Schlitten frei um 360° verdrehbar angeordnet. In der Regel sind es zwei Schlitten, die auf einer gemeinsamen Schiene angeordnet sind; es können - wenn erforderlich - beliebig mehr angeordnet werden. Die Längs- und Rundverstellung erfolgt manuell (kann auch motorisch geschehen).On these rings on rails slides are freely rotatable by 360 ° arranged. In general, there are two sleds on one common rail are arranged; it can - if required - any more can be arranged. The longitudinal and rotary adjustment takes place manually (can also be done by motor).
An den Schlitten wiederum befinden sich zum Zentrum hin linear verschiebbare Zylinder mit einer Meßsonde am Kopf sowie mit entsprechender AC-Steuerung für den Zylinder selbst versehen.On the slide in turn are linear to the center sliding cylinder with a probe on the head and with appropriate AC control provided for the cylinder itself.
Ein im Längszentrum befindliches Spann- und Transportsystem nimmt ein gebogenes (räumlich gebogenes) Biegeteil auf. Eine gedachte neutrale Mittelachse ± 0 dient zur Aufnahme des Biegeteils (mindestens 2 Haltepunkte in ± 0-Achse). Nun wird die räumliche Kontur mit Bezug auf diese Null-Achse vermessen. Es wird davon ausgegangen, daß die gebogene Kontur genau dem Soll-Maß entspricht. Gemessen werden kann mit den Lineareinheiten.A tensioning and transport system located in the longitudinal center decreases bent (spatially bent) bending part. An imaginary neutral Center axis ± 0 serves to accommodate the bent part (at least 2 Breakpoints in ± 0-axis). Now the spatial contour is related to measure this zero axis. It is assumed that the curved Contour corresponds exactly to the nominal dimension. Can be measured with the Linear units.
Aufbau einer Lineareinheit:Construction of a linear unit:
Ein AC-Hydraulikzylinder nimmt den ⁺Meßwert auf, der die Kontur an der Meßstellen zur ± Nullachse einnimmt. Daraus ergeben sich eine bestimmte Anzahl von im Raum gelegenen Koordinatenpunkte. Dadurch ist eine räumliche Kontur genau bestimmbar.An AC hydraulic cylinder picks up the ⁺measurement value that determines the contour at the Measuring points to the ± zero axis occupies. This results in a certain Number of coordinate points in space. This is one spatial contour accurately determinable.
Ein gebogenes Teil wird nun über die Einfuhr-Station in die Richtstation (AMRIS = automatisches Meß- und Richtsystem) eingefahren. Die Sensoren an den Lineareinheiten messen den Differenzbetrag zwischen dem Ist- und Sollzustand. Der Rechner setzt nun die Linearzylinder in Bewegung und korrigiert durch einen Lineardruck punktuell auf die Kontur des gebogenen Profils die Kurve. Hier wird das Prinzip des 3-Punkt-Biegens in mehrfacher Folge zum Einsatz gebracht.A bent part is now via the import station in the straightening station (AMRIS = automatic measuring and straightening system) retracted. The sensors on the linear units measure the difference between the actual and Target state. The calculator now sets the linear cylinders in motion and corrected by a linear pressure punctiform on the contour of the curved profile the curve. Here is the principle of 3-point bending used in multiple episodes.
I.I und I.2 wie 4.I und 4.2 haben einen eigenen Ring, d. h. I und I.I sowie I.2 gehören zu einem System, also auch 4′ und 4.I sowie 4.2.I.I and I.2 as 4.I and 4.2 have their own ring, i. H. I and I.I and I.2 belong to a system, including 4 'and 4.I and 4.2.
Jede Lineareinheit hat also eine Achse, die über CNC angesteuert werden kann.Each linear unit has an axis, which is controlled via CNC can.
Durch Erfahrung beim Biegen mehrerer Vormuster kann der Bereich größter Toleranzen relativ genau eingegrenzt werden. Dadurch können auch die Meß- und Richteinheiten an der Kontur genau bestimmt werden mit ihrer Position.Due to experience in bending several advance models, the area can be the largest Tolerances are limited relatively accurately. This also allows the Measuring and straightening units on the contour can be precisely determined with their Position.
Durch ein Handlingsystem wird z. B. ein dreidimensional gebogener Rahmen auf das ausgefahrene Spannsystem aufgesetzt und befestigt (Spannbacken) in genau vorher bestimmter räumlicher Lage. Nach dem Einschub des Rahmens beginnt sofort die Vermessung und das Richten.By a handling system z. B. a three-dimensional curved frame mounted on the extended clamping system and fastened (clamping jaws) in exactly predetermined spatial position. After inserting the Frame immediately starts surveying and straightening.
Nach dem Richten wird das Biegeteil in die Ausfuhrstation gebracht und durch ein weiteres Handling-System weiterbefördert. Das Spannsystem fährt zurück in die Einfuhrstation und nimmt im Takt des Biegeprozesses das nächste Biegeteil auf. Das Programm kann bereits über die bekannten Meßpunkte einer Lehre erstellt werden =Richtpunkte des AMRIS-Systems stimmen überein mit den Meßpunkten des Lehrensystems (siehe Koordinatenaufbau). Siehe Anmeldung "Biege-Lehren" und Biege-Werkzeuge für ASB und RASB des gleichen Anmelders.After straightening the bent part is brought to the export station and transported by another handling system. The clamping system goes back to the import station and takes to the beat of the bending process the next bent part. The program already knows about the known ones Measuring points of a doctrine are created = benchmarks of the AMRIS system agree with the measuring points of the teaching system (see Coordinate construction). See application "bending gauges" and bending tools for ASB and RASB of the same applicant.
Das AMRIS besteht aus einem oder mehreren Richteinheiten. Eine Richteinheit besteht aus jeweils 3 Linear-Meß-Richtstempeln pro Seite.The AMRIS consists of one or more straightening units. A Straightening unit consists of 3 linear measuring straightening temples per side.
Durch entsprechende Steuerung kann stufenlos über die Längsachse des Systems variiert werden, z. B.By appropriate control can steplessly over the longitudinal axis of the Systems are varied, for. B.
Nun kann die gleiche Anordnung um 90° verdreht zusätzlich dazu geschaltet werden.Now the same arrangement can be rotated by 90 ° in addition to it be switched.
Die Linear-Meß-Richteinheiten können je nach Kontur des gebogenen Rahmenteiles auch in Längsrichtung um den geschwenkt werden, um möglichst ein rechtwinkliges Aufsetzen der Meß-Richtstempel auf das geformte Profil zu gewährlesiten.The linear measuring straightening units can vary depending on the contour of the curved Frame part also to be pivoted in the longitudinal direction to the if possible, a right-angled placing the measuring directional punches on the to ensure shaped profile.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.The subject of the present invention does not result only from the subject matter of the individual claims, but also from the combination of the individual claims with each other.
Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. All in the documents - including the summary - disclosed details and features, in particular those in the drawings shown spatial training are essential to the invention as far as they are individually or in combination with respect to the state new to the technology.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfin dungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following the invention is based on only one Design illustrative drawings explained in more detail. Go here from the drawings and their description further inventions essential features and advantages of the invention.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 schematisiert eine perspektivische Vorderansicht der Richt station; Fig. 1 schematically shows a perspective front view of the straightening station;
Fig. 2 das Richtprinzip der Richtstation nach Fig. 1 in einer Ebene; Fig. 2 shows the directional principle of the straightening station of Figure 1 in a plane.
Fig. 3 schematisiert einen Maschinenaufbau; Fig. 3 schematically shows a machine structure;
Fig. 4 das Richtprinzip in einer zur Fig. 2 senkrechten Ebene; FIG. 4 shows the directional principle in a plane perpendicular to FIG. 2; FIG.
Fig. 5 eine Abwandlung des Richtprinzips im Vergleich zu Fig. 2; Figure 5 shows a modification of the directional principle in comparison to Fig. 2.
Fig. 6 schematisiert in Seitenansicht den oberen Teil der Lagerung einer Längsschiene zur Halterung einer Hydraulikeinheit. Fig. 6 shows a schematic side view of the upper part of the mounting of a longitudinal rail for holding a hydraulic unit.
In einem Kastenrahmen 7 wird das zu richtende Werkstück 8 an seinen beiden Enden an den Einspannstellen 9, 10 eingespannt.In a box frame 7 to be straightened workpiece 8 is clamped at its two ends to the clamping points 9 , 10 .
Die in vier verschiedenen Richtungen an den Einspannstellen 9, 10 gezeichneten Pfeile symbolisieren, daß das Werkstück 8 von allen Seiten her eingespannt wird.The drawn in four different directions at the clamping points 9, 10 arrows symbolize that the workpiece 8 is clamped from all sides.
Die Fig. 3 zeigt im übrigen, daß die Einspannstelle 9 als Festpunkt 11 (unverschieblich) ausgebildet ist, während die Einspannstelle 10 in den Pfeilrichtungen 12 verschiebbar ausgebildet ist. Auf diese Weise wird ein Aufbau mechanischer Spannungen während des Richtens des Werkstückes 8 vermieden und derartige Spannungen werden in Längenänderungen umgesetzt und verschieben die Einspannstelle 10 in den Pfeilrichtungen 12.The Fig. 3 shows, moreover, that the clamping point 9 is formed as a fixed point 11 (immovable), while the clamping point 10 is formed slidably in the arrow directions 12 . In this way, a structure of mechanical stresses during the straightening of the workpiece 8 is avoided and such stresses are converted into changes in length and move the clamping point 10 in the direction of arrows 12th
Auf dem Werkstück 8 werden nun in infinitesimal kleinen Abständen Richtpunkte 51, 52, 53, 54 .. usw. definiert, wobei die Anzahl und der Abstand der Richtpunkte von der geforderten Richtgenauigkeit und von der Art und Ausgestaltung des Werkstückes abhängen.Directional points 51 , 52 , 53 , 54 etc. are now defined on the workpiece 8 in infinitesimally small distances, the number and the distance of the aiming points depending on the required directional accuracy and on the type and configuration of the workpiece.
Jeder Richtpunkt 51 . . . 54 liegt in der Ebene einer Kreisscheibe 41-45, wobei jede Kreisscheibe auch als Richtebene 31-36 zu definieren ist.Each point of reference 51 . , , 54 lies in the plane of a circular disk 41-45 , wherein each disk is to be defined as a reference plane 31-36 .
Der Begriff "Kreisscheibe" 41-45 meint, daß der Außenumfang jeder Kreisscheibe 41-45 durch eine Ringschiene 57 (Fig. 6) definiert ist und daß im Bereich dieser Ringschiene Hydraulikeinheiten 1-6; 1′-6′ angeordnet sind.The term "circular disk" 41-45 means that the outer circumference of each circular disk 41-45 is defined by a ring rail 57 ( Figure 6) and that in the area of this ring rail hydraulic units 1-6 ; 1 '- 6 ' are arranged.
Bezogen auf die Richtebene 32 und die dazugehörende Kreisscheibe 41 bedeutet dies, daß der Außenumfang der Kreisscheibe 41 durch eine Ringschiene 57 definiert ist und daß im Bereich der Ringschiene über die in Fig. 6 dargestellte Halterung zwei einander gegenüberliegende Hydraulikeinheiten 1, 1′ angeordnet sind.Based on the directional plane 32 and the associated circular disk 41 , this means that the outer circumference of the circular disk 41 is defined by a ring rail 57 and that in the region of the ring rail on the holder shown in Fig. 6, two opposing hydraulic units 1 , 1 'are arranged.
Das gleiche gilt für die Richtebene 32 und die dazugehörende Kreisscheibe 42, in deren Bereich einander gegenüberliegende Hydraulikeinheiten 2, 2′ angeordnet sind.The same applies to the directional plane 32 and the associated circular disk 42 , in the region of which opposing hydraulic units 2 , 2 'are arranged.
In analoger Weise gilt dies auch für die anderen Richtebenen 33-36 und die dazugehörenden Kreisscheiben 43-44.In an analogous manner, this also applies to the other directional planes 33-36 and the associated circular disks 43-44 .
Aus zeichnerischen Vereinfachungsgründen wurden in Fig. 1 nicht alle Kreisscheiben dargestellt, die zu den entsprechenden Richtebenen 31-36 der Fig. 2 gehören. . 1 are not shown all circular discs for drawing simplicity, in Fig belonging to the corresponding target levels 31-36 of FIG. 2.
Aus Fig. 1 ist noch entnehmbar, daß auch die Einspannstelle 9 im Bereich einer Kreisscheibe 10 angeordnet ist, ebenso wie die Einspannstelle 10 im Bereich einer Kreisscheibe 45 angeordnet ist. Beide Kreisscheiben 40, 45 sind wiederum an ihrem Außenumfang von einer Ringschiene 57 definiert, in deren Bereich eine Vielzahl von Hydraulikeinheiten verschiebbar angeordnet sind, so wie dies durch die vier Pfeile im Bereich der Kreisscheibe 40 und im Bereich der Kreisscheibe 45 symbolisiert ist.From Fig. 1 is still removed, that the clamping point 9 is arranged in the region of a circular disc 10 , as well as the clamping point 10 is arranged in the region of a circular disc 45 . Both circular disks 40 , 45 are in turn defined on their outer circumference by a ring rail 57 , in the region of which a plurality of hydraulic units are displaceably arranged, as symbolized by the four arrows in the region of the circular disk 40 and in the region of the circular disk 45 .
Wie bereits eingangs beschrieben, ist jede Hydraulikeinheit 1-6 und 1′-6′ mit einem Längenmeßsystem gekoppelt, so daß gemäß Fig. 1 im Bereich der Richtpunkte 51-54 die Sollkontur eines Werkstückes 8 erfaßt werden kann, indem die Hydraulikeinheiten 1-6 und 1′-6′ auf das Werkstück herangefahren werden, so lange, bis sie mit einer definierten Kraft, die nicht zu einer Umformung des Werkstückes 8 führt, auf dem Außenumfang des Werkstückes aufsitzen. Die dann damit verbundene Verschiebung der einzelnen Kolbenstangen der Hydraulikeinheiten wird dann dem jeweiligen Längenmeßsystem mitgeteilt und hieraus wird in einem angeschlossenen Rechner eine Sollkontur des zu vermessenden Werkstückes gebildet.As already described above, each hydraulic unit 1-6 and 1 '- 6 ' coupled to a length measuring system, so that according to FIG. 1 in the region of the reference points 51-54, the desired contour of a workpiece 8 can be detected by the hydraulic units 1-6 and 1 '- 6 ' are approached on the workpiece until it sits on the outer circumference of the workpiece with a defined force that does not lead to a deformation of the workpiece 8 . The then associated displacement of the individual piston rods of the hydraulic units is then communicated to the respective length measuring system and from this a set contour of the workpiece to be measured is formed in a connected computer.
Nach der Erfassung der Sollkontur wird das Mutterprofil aus der Richtstation 27 entfernt und es wird in gleicher Weise, wie in Fig. 1 gezeigt, ein nachzurichtendes Werkstück 8 eingespannt. Das Richtprinzip wird nun anhand der Fig. 2 her erläutert.After detection of the desired contour, the nut profile is removed from the straightening station 27 and it is in the same way, as shown in Fig. 1, a nachzurichtendes workpiece 8 clamped. The directional principle will now be explained with reference to FIG. 2 ago.
Wie bereits eingangs erwähnt, definiert jede Kreisscheibe 41-44 eine Richtebene 31-36, wobei ein 3-Punkt-Richtverfahren angewendet wird. Das bedeutet, daß das Hydraulikeinheiten 1 und 3 mit der in Gegenrichtung wirkenden Hydraulikeinheit 2′ ein 3-Punkt-Richtsystem bilden, ebenso wie das 3-Punkt-Richtsystem aus den Hydraulikeinheiten 1′ und 3′, die mit der oberen und im Zwischenraum angeordneten Hydraulikeinheit 2 ebenfalls ein 3-Punkt-Richtsystem bilden.As already mentioned, each circular disk 41-44 defines a detection plane 31-36 using a 3-point straightening method. This means that the hydraulic units 1 and 3 with the counter-acting hydraulic unit 2 'form a 3-point straightening system, as well as the 3-point straightening system of the hydraulic units 1 ' and 3 ', arranged with the upper and in the space Hydraulic unit 2 also form a 3-point straightening system.
Wichtig ist nun, daß das 3-Punkt-Richtsystem nicht notwendigerweise durch nebeneinanderliegende Hydraulikeinheiten gebildet sein muß, sondern daß eine beliebige Variation unter den verschiedenen Hydraulikeinheiten 1-6 und 1′-6′ gebildet werden kann.It is important now that the 3-point straightening system need not necessarily be formed by adjacent hydraulic units, but that any variation among the various hydraulic units 1-6 and 1 '- 6 ' can be formed.
So ist es beispielsweise möglich, ein 3-Punkt-Richtsystem aus den Hydraulikeinheiten 1 und 4 in Verbindung mit der in Gegenrichtung wirkenden Hydraulikeinheit 3′ zu gestalten, wobei zu dieser in Gegenrichtung wirkenden Hydraulikeinheit 3′ auch noch eine zweite Hydraulikeinheit 2′ hinzugenommen werden kann. Ebenso könnten beispielsweise die Hydraulikeinheiten 1 und 6 in Verbindung mit der Hydraulikeinheit 4′ oder mit jeder anderen beliebigen, in Gegenrichtung wirkenden, Hydraulikeinheit, z. B. den Hydraulikeinheiten 3′ und 4′ und 5′ ein derartiges 3-Punkt-Richtsystem bilden.So it is for example possible to make a 3-point straightening system of the hydraulic units 1 and 4 in conjunction with acting in the opposite direction hydraulic unit 3 ', which can be added to this acting in the opposite direction hydraulic unit 3 ' even a second hydraulic unit 2 ' , Likewise, for example, the hydraulic units 1 and 6 in connection with the hydraulic unit 4 'or with any other, acting in the opposite direction, hydraulic unit, z. B. the hydraulic units 3 'and 4 ' and 5 'form such a 3-point straightening system.
Hieraus ergibt sich die universelle Einsetzbarkeit der erfindungsgemäßen Meß-Richtstation, die es gewährleistet, daß entsprechend der Ansteuerung der in infinitesimal kleinen Abständen nebeneinander angeordneten Hydraulikeinheiten beliebig austauschbare und wählbare 3-Punkt-Richtsysteme gebildet werden können.This results in the universal applicability of inventive measuring straightening station, which ensures that according to the control of the infinitesimal small distances juxtaposed hydraulic units arbitrarily interchangeable and selectable 3-point straightening systems can be formed.
Wichtig hierbei ist, daß die Hydraulikeinheiten 1-6 und 1′-6′ in den Richtebenen 31-36 beliebig angreifen können, wobei man sich also in der Papierebene der Fig. 2 senkrecht zur Papierebene stehende Kreisscheiben vorstellen muß, in deren Bereich die Hydraulikeinheiten 1-6 und 1′-6′ beliebig im Bereich ihrer Ringschienen 57 verfahrbar sind. Somit können die Hydraulikeinheiten im Bereich der Richtpunkte 51-54 um einen Drehwinkel von 360° gedreht werden und somit an jeder beliebigen Stelle am Umfang des zu richtenden Werkstückes 8 angreifen und dort Druck ausüben.It is important that the hydraulic units 1-6 and 1 '- 6 ' in the Richtebenen 31-36 can attack any, so you have to imagine in the paper plane of Fig. 2 perpendicular to the paper plane circular discs, in the field of hydraulic units 1-6 and 1 '- 6 ' are arbitrarily movable in the region of their ring rails 57 . Thus, the hydraulic units can be rotated in the range of the sighting points 51-54 by a rotation angle of 360 ° and thus attack at any point on the circumference of the workpiece to be straightened 8 and exert pressure there.
Die Fig. 3 zeigt als Prinzipskizze eine maschinentechnische Verwirklichung einer erfindungsgemäßen Anlage zur Ausführung des Verfahrens. Fig. 3 shows a schematic diagram of a technical realization of a machine according to the invention for carrying out the method.
In einer von einer CNC-Steuerung 16 angesteuerten Biegemaschine 13 ist am Ausgang ein Trennmesser 14 angeordnet, welches in den Pfeilrichtungen 15 bewegbar ist und das von der Biegemaschine 13 gebogene Werkstück abschneidet. Das Werkstück wird hierbei an seinem einen Ende von einem Einspannwagen 20′ erfaßt, der mit seinem Schlitten auf einem Transportband 18 angeordnet ist, welches in Pfeilrichtung 19 und in Gegenrichtung hierzu verfahrbar ist. Der Einspannwagen 20′ wird in Pfeilrichtung 19 in seine Stellung 20 verfahren, so daß das Werkstück 8 in den Bereich der Richtstation 27 eingefahren wird.In a controlled by a CNC controller 16 bending machine 13 , a separating knife 14 is arranged at the output, which is movable in the direction of arrows 15 and cuts the bent by the bending machine 13 workpiece. The workpiece is in this case at one end of a Einspannwagen 20 'detected, which is arranged with its carriage on a conveyor belt 18 which is movable in the direction of arrow 19 and in the opposite direction thereto. The clamping carriage 20 'is moved in the direction of arrow 19 in its position 20 , so that the workpiece 8 is moved into the region of the straightening station 27 .
Der vorher beschriebenen Einfuhrstation 17 gegenüberliegend der Richtstation 27 ist eine Ausfuhrstation 21 zugeordnet, die ebenfalls einen Einspannwagen 22 aufweist, der in Pfeilrichtung 24 mit einem Transportband 23 verfahrbar ist.The previously described import station 17 opposite the straightening station 27 is associated with an export station 21 , which also has a Einspannwagen 22 which is movable in the direction of arrow 24 with a conveyor belt 23 .
Im übrigen werden die Transportbänder 18 und 23 durch entsprechende Motoren 25 angetrieben.Moreover, the conveyor belts 18 and 23 are driven by respective motors 25 .
Während der eine Einspannwagen 20 im Festpunkt 11 arretiert wird, ist der andere Einspannwagen 22 in den Pfeilrichtungen 22 verschiebbar in der Ausfuhrstation 21 gehalten, um entsprechende mechanische Spannungen, die während des Richtens auf das Werkstück 8 ausgeübt werden, auszugleichen. Die Richtstation 27, sowie die Einfuhr- und Ausfuhrstationen 17, 21 werden durch eine CNC-Steuerung 26 gesteuert.During a Einspannwagen 20 locked in the fixed point 11, the other Einspannwagen 22 is held in the arrow directions 22 slidable in the export station 21 to compensate for corresponding mechanical stresses exerted during the straightening of the workpiece 8. The straightening station 27 , as well as the import and export stations 17, 21 are controlled by a CNC controller 26 .
Die Hydraulikeinheiten 1-6 und 1′-6′ der Richtstation 27 werden von einer Hydraulikeinheit 29 mit Drucköl versorgt, welche Hydraulikeinheit 29 von einem Motor 28 angetrieben wird. Wie anhand der Fig. 1 erläutert, wird das Werkstück so eingespannt, daß die Einspannstellen 9, 10 möglichst in der neutralen Mittelachse 30 (vergl. Fig. 1) liegen.The hydraulic units 1-6 and 1 '- 6 ' of the straightening station 27 are supplied by a hydraulic unit 29 with pressurized oil, which hydraulic unit 29 is driven by a motor 28 . As explained with reference to Fig. 1, the workpiece is clamped so that the clamping points 9, 10 as possible in the neutral central axis 30 (see Fig .. 1) lie.
Nachdem vorher bereits schon die Sollkontur eines Mutterprofils erfaßt wurde, wird jetzt in der Situation nach Fig. 3 die Istkontur des zu richtenden Werkstückes 8 erfaßt und die Hydraulikeinheiten 1-6, und 1′-6′ werden von der CNC-Steuerung 26 entsprechend angesteuert, um das anhand der Fig. 2 erläuterte 3-Punkt-Richtprinzip zu verwirklichen. After previously the desired contour of a parent profile has already been detected, the actual contour of the workpiece 8 to be straightened is now detected in the situation according to FIG. 3, and the hydraulic units 1-6 , and 1'-6 ' are controlled accordingly by the CNC controller 26 to realize the explained with reference to FIG. 2 3-point directional principle.
Hierbei ist wichtig, daß jede Hydraulikeinheit gemäß Fig. 4 im Bereich ihrer Kreisscheibe 41 in dieser Ebene um einen Schwenkbereich 37 von z. B. 90° verschiebbar ist, so daß die Hydraulikeinheit 1 in die Stellungen 1′′ oder 1′′′ verschwenkbar ist. Das gleiche gilt im übrigen für die Hydraulikeinheit 1′, die ebenfalls in die anderen Schwenkbereiche verschiebbar ist.It is important that each hydraulic unit shown in FIG. 4 in the region of its circular disk 41 in this plane by a pivoting range 37 of z. B. 90 °, so that the hydraulic unit 1 in the positions 1 '' or 1 '''is pivotable. The same is true for the rest of the hydraulic unit 1 ', which is also displaced in the other pivoting ranges.
Die Fig. 5 zeigt im übrigen, daß die Hydraulikeinheiten 1-6 und 1′-6′ um einen Winkelbereich 38 geneigt werden können, um zu gewährleisten, daß sie stets in ihrem zugeordneten Richtpunkt senkrecht auf der Oberfläche des Werkstückes 8 aufsetzen. D. h., die Neigung der Hydraulikeinheiten 1-6 und 1′-6′ ist einstellbar und feststellbar ausgebildet.The Fig. 5 shows, moreover, that the hydraulic units 1-6 and 1 '- 6 ' can be inclined by an angular range 38 to ensure that they always sit in their associated point of orientation perpendicular to the surface of the workpiece 8 . D. h., The inclination of the hydraulic units 1-6 and 1 '- 6 ' is adjustable and lockable formed.
Die Fig. 6 zeigt eine maschinentechnische Verwirklichung, wobei beispielsweise an einem oberen Längsträger 47 des Kastenrahmens 7 (vergl. Fig. 1) ein erster Schlitten 49 angeordnet ist, der eine Ringschiene 57 trägt. Die Ringschiene 57 definiert gemäß der vorliegenden Beschreibung jeweils den Außenumfang einer Kreisscheibe 40-45. Fig. 6 shows a machine-technical realization, which, for example, at an upper longitudinal beam 47 of the box frame 7 (see Fig. Fig. 1) a first slide 49 is arranged which carries a ring rail 57. The ring rail 57 defines according to the present description in each case the outer circumference of a circular disk 40-45 .
In den Bereich dieser Ringschiene, die ein in sich geschlossenes Ringteil darstellt, greift ein zweiter Schlitten 55 mit Tragrollen 56 ein, wobei dieser Schlitten 55 die Hydraulikeinheit 1 trägt. Die Kolbenstange 58 setzt mit ihrem Stempel 59 auf der Oberfläche des zu richtenden Werkstückes auf. Der Stempel 59 kann hierbei der Oberfläche des Werkstückes angepaßt sein, um eine formschlüssige Anlage zu gewährleisten.In the region of this ring rail, which is a self-contained ring part, engages a second carriage 55 with support rollers 56 , said carriage 55 carries the hydraulic unit 1 . The piston rod 58 sets with its punch 59 on the surface of the workpiece to be straightened. The punch 59 can in this case be adapted to the surface of the workpiece in order to ensure a positive fitment.
Die Kolbenstange 58 ist in den Pfeilrichtungen 60 verschiebbar in der Hydraulikeinheit angeordnet, wobei auf der Kolbenstange 58 die beschriebene Längenmeßvorrichtung 61 angeordnet ist. The piston rod 58 is slidably disposed in the arrow directions 60 in the hydraulic unit, wherein on the piston rod 58, the described length measuring device 61 is arranged.
Es versteht sich von selbst, daß die Längenmeßvorrichtung 61 auch auf der anderen Zylinderseite der Hydraulikeinheit angeordnet ist, d. h. also auf der Rückseite des Zylinders.It goes without saying that the length measuring device 61 is also arranged on the other side of the cylinder of the hydraulic unit, that is, on the back of the cylinder.
Die Hydraulikeinheit 1 ist hierbei mit einer Feststellschraube 50 in dem Schlitten 55 gehalten, um eine erste Einstellbewegung von Hand auf das Werkstück zu gewährleisten. Dies kann verwendet werden, um eine bestimmte Nulleinstellung der jeweiligen Hydraulikeinrichtung zu gewährleisten.The hydraulic unit 1 is in this case held with a locking screw 50 in the carriage 55 to ensure a first adjustment movement by hand on the workpiece. This can be used to ensure a certain zero setting of the respective hydraulic device.
Dadurch, daß der Schlitten 49 auf dem Längsträger 47 in den Pfeilrichtungen 48 verschiebbar angeordnet ist, kann somit der gegenseitige Abstand zwischen den Kreisscheiben 40-45 stufenlos eingestellt werden und der Abstand der Richtpunkte 51-54 kann somit stufenlos eingestellt werden. Mit der beschriebenen Meß-Richtstation ist es nun erstmals möglich, eine hohe Präzision von dreidimensional gebogenen Werkstücken zu erreichen, weil eine kostengünstige Biegemaschine 13, die nicht mit hoher Präzision biegt, mit einer Richtstation 27 nach der vorliegenden Erfindung kombiniert wird und dadurch insgesamt im Seriendurchlauf Werkstücke 8 mit hoher Biegegenauigkeit hergestellt werden können.Characterized in that the carriage 49 is slidably mounted on the longitudinal member 47 in the arrow directions 48 , thus the mutual distance between the circular discs 40-45 can be adjusted continuously and the distance between the alignment points 51-54 can thus be adjusted continuously. With the measuring straightening station described, it is now possible for the first time to achieve a high precision of three-dimensionally bent workpieces because a cost-effective bending machine 13 , which does not bend with high precision, is combined with a straightening station 27 according to the present invention and thereby overall in the series pass Workpieces 8 can be made with high bending accuracy.
Zeichnungs-LegendeDrawing Legend
1 Hydraulikeinheit 1′
2 Hydraulikeinheit 2′
3 Hydraulikeinheit 3′
4 Hydraulikeinheit 4′
5 Hydraulikeinheit 5′
6 Hydraulikeinheit 6′
7 Kastenrahmen
8 Werkstück
9 Einspannstelle
10 Einspannstelle
11 Festpunkt
12 Pfeilrichtungen
13 Biegemaschine
14 Trennmesser
15 Pfeilrichtungen
16 CNC-Steuerung
17 Einfuhr-Station
18 Transportband
19 Pfeilrichtung
20 Einspannwagen 20′
21 Ausfuhrstation
22 Einspannwagen
23 Transportband
24 Pfeilrichtung
25 Motor
26 CNC-Steuerung
27 Richtstation
28 Motor
29 Hydraulikeinheit
30 neutrale Mittelachse
31 Richtebene
32 Richtebene
33 Richtebene
34 Richtebene
35 Richtebene
36 Richtebene
37 Schwenkbereich
38 Winkelbereich
40 Kreisscheibe
41 Kreisscheibe
42 Kreisscheibe
43 Kreisscheibe
44 Kreisscheibe
45 Kreisscheibe
47 Längsträger
48 Pfeilrichtungen
49 Schlitten
50 Feststellschraube
51 Richtpunkt
52 Richtpunkt
53 Richtpunkt
54 Richtpunkt
55 Schlitten
56 Tragrolle
57 Ringschiene
58 Kolbenstange
59 Stempel
60 Pfeilrichtungen
61 Längenmeßvorrichtung 1 hydraulic unit 1 '
2 hydraulic unit 2 '
3 hydraulic unit 3 '
4 hydraulic unit 4 '
5 hydraulic unit 5 '
6 hydraulic unit 6 '
7 box frame
8 workpiece
9 clamping point
10 clamping point
11 fixed point
12 arrow directions
13 bending machine
14 cutting knife
15 arrow directions
16 CNC control
17 import station
18 conveyor belt
19 arrow direction
20 clamping car 20 '
21 export station
22 clamping car
23 conveyor belt
24 arrow direction
25 engine
26 CNC control
27 straightening station
28 engine
29 Hydraulic unit
30 neutral center axis
31 Reach level
32 directional plane
33 directional plane
34 directional plane
35 directional plane
36 directional plane
37 swivel range
38 angular range
40 circular disk
41 circular disk
42 circular disk
43 circular disk
44 circular disk
45 circular disk
47 side members
48 arrow directions
49 sleds
50 locking screw
51 point of reference
52 reference point
53 reference point
54 reference point
55 sleds
56 carrying roller
57 ring rail
58 piston rod
59 stamp
60 arrow directions
61 length measuring device
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