EP0108718B1 - Procédé de pliage d'une tôle à l'aide d'une presse plieuse - Google Patents

Procédé de pliage d'une tôle à l'aide d'une presse plieuse Download PDF

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EP0108718B1
EP0108718B1 EP83810486A EP83810486A EP0108718B1 EP 0108718 B1 EP0108718 B1 EP 0108718B1 EP 83810486 A EP83810486 A EP 83810486A EP 83810486 A EP83810486 A EP 83810486A EP 0108718 B1 EP0108718 B1 EP 0108718B1
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EP
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sheet metal
thickness
punch
pick
die
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EP0108718A2 (fr
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Jean-Daniel Aubert
André Fornerod
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Cybelec SA
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Cybelec SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/006—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves combined with measuring of bends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means

Definitions

  • the invention relates to a method of bending a sheet using a press brake during which the thickness of the sheet is determined and the stroke of the punch is adapted to the thickness of the sheet.
  • the precision of the folding angle obtained essentially depends on the precision of the two elements present, namely that of the press and that of the material to be folded.
  • the precision of the two elements present namely that of the press and that of the material to be folded.
  • sheets of the same dimensions although belonging to the same batch, have thickness differences due to manufacturing tolerances and that this thickness can vary in very appreciable proportions (up to 10%) d 'one sheet to another.
  • the thickness of a sheet can vary from one place to another thereof.
  • the sheets may have undulations or deformations.
  • the stroke of the punch is therefore primarily determined by the thickness of the sheet to be bent. If we just set the press for the average thickness of a batch of sheets, the value of the folding angle obtained will present significant differences from one sheet to another which will in most cases be unacceptable. In order to avoid this dispersion, it is necessary to measure the thickness of each sheet very precisely before folding.
  • the known methods involve an operator who, using a suitable measuring device, determines the thickness of the sheet which will control the stroke of the punch. But this operation requires time and will lengthen the duration of the folding cycle very appreciably.
  • the object of the invention is to automatically determine the thickness of the sheet to be bent during the bending cycle itself and to take it into account to immediately modify the stroke that the punch must perform in order to obtain the desired bending angle. , and this without interrupting the folding movement. It is therefore a question, during the folding cycle, and without lengthening the cycle time, of determining the thickness of the sheet, of transmitting this value to an analysis center which compares it to the programmed value of the thickness and determines, on this basis, the variation of the stroke of the punch, then orders a modification of this stroke even before the folding cycle is finished.
  • the present invention relates to a method of folding a sheet using a press brake as defined in claim 1.
  • the invention also relates to a device for implementing the method as defined in claim 3.
  • the advantages of the process resulting from the present invention are obvious. Knowing very precisely the thickness of the sheet to be folded, at the very place of folding, the central analysis unit determines, in a time significantly less than that of the descent of the punch, the exact stroke that the punch must perform and gives the press control, without the operator having to intervene. In addition, this method makes it possible to greatly reduce the influence of the differences in thickness that a sheet can have from one point to another thereof, as well as that of any corrugations or other defects of this sheet.
  • the process described in fig. 2 consists in determining the thickness of the sheet by measuring the difference between the position of the end of the punch and the upper surface of the matrix on which the sheet rests, when the part b of the sheet lifts, c that is to say when the lower surface of this part of the sheet is no longer in contact with the upper surface of the matrix. It is then a question of taking into consideration the measurement of this difference by a central analysis which will determine exactly the distance that the punch must travel to obtain the desired folding angle, taking into account the thickness sheet metal.
  • sheet metal used here must be understood in its broadest sense, that is to say that of any material to be bent, whatever its material.
  • An example of a device allowing the implementation of this method consists in placing sensors 1 at the level of the upper surface of the matrix 2, on the matrix itself or preferably on a bar 3 which is fixed on the side of the matrix so that the sensors are located at the top surface of the matrix.
  • a bar 3 which is fixed on the side of the matrix so that the sensors are located at the top surface of the matrix.
  • two bars 3, 3 'located on either side of the matrix there are shown two bars 3, 3 'located on either side of the matrix. It should be noted that the device can also operate quite satisfactorily with a single bar. These sensors are intended to determine the moment of loss of contact between the lower surface of the sheet and the upper surface of the matrix when the sheet 4 lifts.
  • a digital control device 5 programmed to determine in a very short time the value ⁇ D of the correction of the stroke of the punch 6 as a function of the difference between the measured thickness of the sheet and the thickness initially programmed.
  • This device works as follows: the measurement zone formed by the sensors 1 is unlocked when the lower end of the punch is at a distance equal to twice the programmed thickness of the sheet relative to the surface top of the matrix. At this time, depending on its size, the sheet 4 covers a greater or lesser number of sensors 1, which are then put into action. When the punch reaches the surface of the sheet, part b thereof begins to lift. However, the sensors will not be released immediately.
  • the AY correction to be made to the depth of the punch stroke which will be determined by numerical control, can be calculated, for example, using the following formula: where: a represents the value of the desired folding angle.
  • This correction is then automatically controlled by the press by digital control.
  • any material detection device can be used with or without contact, such as inductive, capacitive, laser, ultrasonic, etc. sensors.
  • the sheet undergoes decompression (which is called “SPRING BACK •) which causes a variation in the folding angle.
  • SPRING BACK • decompression
  • the value of this variation can be predicted with fairly high precision, which makes it possible to take it into account already during the initial programming of the digital control.
  • sensors with a wide measurement range, such as proportional voltage sensors, and provided that sensors are installed on each side of the matrix, the device described above still makes it possible to control the bending angle, either during the folding cycle itself, or after decompression, the sensors making it possible to identify the position of the points of the sheet located at the right of these. Knowing then the position of the punch, as well as the actual thickness of the sheet, the bending angle can easily be calculated.
  • Such a control naturally requires prior recording in the digital control of the response curve of the sensors.
  • the sensors are photoelectric cells arranged at the ends of the matrix or of the bars 3, 3 ′ and whose horizontal beam and parallel to the upper surface of the matrix is restored at the time where the sheet metal lifts.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

  • L'invention concerne un procédé de pliage d'une tôle à l'aide d'une presse plieuse au cours duquel on détermine l'épaisseur de la tôle et on adapte la course du poinçon à l'épaisseur de la tôle.
  • Lors du pliage d'une tôle à l'aide d'une presse plieuse, la précision de l'angle de pliage obtenu dépend essentiellement de la précision des deux éléments en présence, à savoir celle de la presse et celle du matériel à plier. Or, bien que l'on dispose aujourd'hui de presses plieuses très perfectionnées et permettant une grande précision, il en est bien autrement de la précision du matériel à plier.
  • Il est bien connu que des tôles de mêmes dimensions, bien qu'appartenant à un même lot, présentent des différences d'épaisseur dues aux tolérances de fabrication et que cette épaisseur peut varier dans des proportions très appréciables (jusqu'à 10 %) d'une tôle à une autre. D'autre part, l'épaisseur d'une tôle peut varier d'un endroit à l'autre de celle-ci. De plus, suite à leur entreposage, les tôles peuvent présenter des ondulations ou des déformations.
  • Lors du pliage d'une tôle à l'aide d'une presse plieuse, la course du poinçon est donc en premier lieu déterminée par l'épaisseur de la tôle à plier. Si l'on se contente de régler la presse pour l'épaisseur moyenne d'un lot de tôles, la valeur de l'angle de pliage obtenu va présenter des différences importantes d'une tôle à une autre qui seront dans la plupart des cas inacceptables. Afin d'éviter cette dispersion, il est nécessaire de mesurer très exactement l'épaisseur de chaque tôle avant le pliage. Les procédés connus font intervenir un opérateur qui, à l'aide d'un appareil de mesure adéquat, détermine l'épaisseur de la tôle qui commandera la course du poinçon. Mais cette opération nécessite du temps et va allonger la durée du cycle de pliage de façon très appréciable.
  • Un procédé de pliage d'une tôle à l'aide d'une presse plieuse au cours duquel on détermine l'épaisseur de la tôle et on adapte la course du poinçon à l'épaisseur de la tôle est décrit dans le document DE-B-2 901 376, l'épaisseur de la tôle étant palpée par un transmetteur de mesure. Toutefois ce procédé nécessite l'interruption de l'entraînement de la commande de la presse jusqu'à ce que l'outil supérieur ait été réglé, ce qui allonge la durée du cycle de pliage.
  • Si l'on ne veut pas modifier cette durée, il devient alors nécessaire d'automatiser la mesure de l'épaisseur de la tôle. A cette fin, on pourrait envisager de déterminer le moment exact où le poinçon touche la tôle, et repérant alors à ce moment la position du poinçon, déterminer l'épaisseur de la tôle par la mesure de la différence entre la position de l'extrémité du poinçon et la position de la surface supérieure de la matrice. Mais ce procédé présente de nombreux inconvénients, tels la réduction de la vitesse de descente du poinçon à l'approche de la tôle et l'arrêt momentané du mouvement lors de ce contact.
  • Les problèmes ci-dessus sont résolus de façon beaucoup plus simple et de manière très précise selon la présente invention.
  • Le but de l'invention consiste à déterminer automatiquement l'épaisseur de la tôle à plier pendant le cycle de pliage même et d'en tenir compte pour modifier immédiatement la course que doit effectuer le poinçon afin d'obtenir l'angle de pliage désiré, et cela sans interruption du mouvement de pliage. Il s'agit donc, pendant le cycle de pliage, et sans allonger la durée du cycle, de déterminer l'épaisseur de la tôle, de transmettre cette valeur à une centrale d'analyse qui la compare à la valeur programmée de l'épaisseur et détermine, sur cette base, la variation de la course du poinçon, puis commande une modification de cette course avant même que soit fini le cycle de pliage.
  • A cet effet, la présente invention concerne un procédé de pliage d'une tôle à l'aide d'une presse plieuse tel que défini dans la revendication 1.
  • L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre du procédé tel que défini dans la revendication 3.
  • Par rapport à l'art antérieur, les avantages du procédé issu de la présente invention sont évidents. Connaissant très exactement l'épaisseur de la tôle à plier, à l'endroit même du pliage, la centrale d'analyse détermine dans un temps nettement inférieur à celui de la descente du poinçon, la course exacte que doit effectuer le poinçon et donne la commande à la presse, sans que l'opérateur doive intervenir. De plus, ce procédé permet de diminuer fortement l'influence des différences d'épaisseur que peut présenter une tôle d'un point à un autre de celle-ci, de même que celle des éventuelles ondulations ou autres défauts de cette tôle.
  • On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et qui renvoie aux dessins ci-joints, sur lesquels :
    • la figure 1 montre une vue schématique partielle en perspective d'une presse munie d'un dispositif selon l'invention
    • la figure 2 montre une coupe schématique de cette presse au niveau de la matrice.
  • Le procédé décrit à la fig. 2, consiste à déterminer l'épaisseur de la tôle en mesurant la différence entre la position de l'extrémité du poinçon et la surface supérieure de la matrice sur laquelle repose la tôle, au moment où la partie b de la tôle se soulève, c'est-à-dire au moment où la surface inférieure de cette partie de la tôle n'est plus en contact avec la surface supérieure de la matrice. Il s'agit alors de prendre en considération la mesure de cette différence par une centrale d'analyse qui déterminera exactement la distance que doit parcourir le poinçon pour obtenir l'angle de pliage désiré, compte tenu de l'épaisseur réelle de la tôle.
  • Le terme « tôle » utilisé ici doit s'entendre dans son sens le plus large, c'est-à-dire celui de tout matériel à plier quelle que soit sa matière.
  • Un exemple de dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé consiste à placer des capteurs 1 au niveau de la surface supérieure de la matrice 2, sur la matrice même ou de préférence sur une barre 3 que l'on fixe sur le côté de la matrice de telle manière que les capteurs se trouvent situés au niveau de la surface supérieure de la matrice. Sur les fig. 1 et 2 on a représenté deux barres 3, 3' situées de part et d'autre de la matrice. Il est à noter que le dispositif peut aussi fonctionner de manière tout à fait satisfaisante avec une seule barre. Ces capteurs sont destinés à déterminer le moment de la perte de contact entre la surface inférieure de la tôle et la surface supérieure de la matrice au moment où la tôle 4 se soulève. Ils sont reliés à un appareil de commande numérique 5 programmé pour déterminer dans un temps très bref la valeur ΔD de la correction de la course du poinçon 6 en fonction de la différence entre l'épaisseur mesurée de la tôle et l'épaisseur programmée initialement. Ce dispositif fonctionne de la manière suivante : le déverrouillage de la zone de mesure formée par les capteurs 1 a lieu lorsque l'extrémité inférieure du poinçon se trouve à une distance égale à deux fois l'épaisseur programmée de la tôle par rapport à la surface supérieure de la matrice. A ce moment, suivant sa taille, la tôle 4 recouvre un nombre plus ou moins grand de capteurs 1, qui sont alors mis en action. Lorsque le poinçon atteint la surface de la tôle, la partie b de celle-ci commence à se soulever. Mais, les capteurs ne vont pas être relâchés immédiatement. Il existe en effet une distance d de sensibilité des capteurs que l'on peut déterminer préalablement pour chaque type de capteur, le calibrage s'effectuant de façon très simple, en une seule opération : il suffit de plier une tôle d'épaisseur bien connue, et la commande numérique, programmée en un mode adéquat, donne immédiatement la valeur de d. Cette valeur est alors valable quelle que soit l'épaisseur de la tôle à plier, à condition qu'il s'agisse de la même matière.
  • Lors du relâchement du premier de ces capteurs, au moment où le soulèvement de la tôle atteint la distance de sensibilité d des capteurs au droit des capteurs, la commande numérique 5 mémorise alors les numéros de tous les capteurs qui sont en action. Puis, lorsque la moitié des capteurs pris en considération sont relâchés, un signal est transmis à la commande numérique qui mémorise alors la position du coulisseau 7 (et par conséquent celle du poinçon 6) par l'intermédiaire des règles digitales latérales 8, 8' disposées sur les côtés de la matrice. Ces règles pouvant mesurer une position au 1/100 de mm, et la presse n'étant pas toujours réglée avec une absolue précision, il est possible que les valeurs indiquées par les deux règles 8, 8' diffèrent quelque peu. D'une façon générale, la commande numérique est programmée pour mémoriser la valeur la plus basse des deux positions indiquées par les règles. Mais il est aussi possible de programmer cette commande numérique pour qu'elle mémorise la moyenne des deux valeurs ou encore une valeur déterminée selon une loi quelconque. La valeur de la différence entre l'épaisseur mesurée de la tôle et l'épaisseur programmée est donnée par la formule suivante :
    Figure imgb0001
    où
    • Y est la position du poinçon indiquée par les règles digitales latérales
    • Yref est la coordonnée verticale de la position du niveau supérieur de la matrice
    • V est l'ouverture de la matrice
    • D est la distance entre le centre d'un capteur et le bord de l'ouverture de la matrice
    • ep est l'épaisseur programmée de la tôle
    • d est la distance de sensibilité des capteurs.
  • La correction AY à apporter à la profondeur de la course du poinçon, qui sera déterminée par la commande numérique, peut être calculée, par exemple, à l'aide de la formule suivante :
    Figure imgb0002
    où : a représente la valeur de l'angle de pliage désiré.
  • Cette correction est alors automatiquement commandée à la presse par la commande numérique.
  • Comme capteurs on peut utiliser tout dispositif de détection de matière avec ou sans contact, tels des capteurs inductifs, capacitifs, à laser, à ultrasons, etc.
  • Immédiatement après le pliage, la tôle subit une décompression (que l'on appelle «SPRING BACK •) qui entraîne une variation de l'angle de pliage. Pour un matériau donné, la valeur de cette variation peut être prévue avec une précision assez grande, ce qui permet d'en tenir compte déjà lors de la programmation initiale de la commande numérique. Toutefois, si l'on dispose de capteurs à large plage de mesure, tels des capteurs à tension proportionnelle, et à condition de mettre en place des capteurs de chaque côté de la matrice, le dispositif décrit ci-dessus permet encore de contrôler l'angle de pliage, soit durant le cycle de pliage même, soit après la décompression, les capteurs permettant de repérer la position des points de la tôle situés au droit de ceux- ci. Connaissant alors la position du poinçon, ainsi que l'épaisseur réelle de la tôle, l'angle de pliage peut facilement être calculé. Un tel contrôle nécessite bien entendu l'enregistrement préalable dans la commande numérique de la courbe de réponse des capteurs.
  • Dans une autre forme d'exécution du dispositif décrit, les capteurs sont des cellules photo-électriques disposées aux extrémités de la matrice ou des barres 3, 3' et dont le faisceau horizontal et parallèle à la surface supérieure de la matrice est rétabli au moment où la tôle se soulève.

Claims (11)

1. Procédé de pliage d'une tôle (4) à l'aide d'une presse plieuse au cours duquel on détermine l'épaisseur de la tôle et on adapte la course du poinçon (6) à l'épaisseur de la tôle, caractérisé en ce que l'on détermine l'épaisseur de la tôle au moment de la perte de contact entre la surface inférieure de la tôle et la surface supérieure de la matrice, en mesurant la différence entre la position de l'extrémité inférieure de travail du poinçon et la position de la surface supérieure de la matrice et en ce que l'on adapte la course du poinçon à l'épaisseur de la tôle de manière continue sans interruption du mouvement de pliage, la presse comportant un moyen (5) de commande continue de la course du poinçon connecté à un moyen (8) de mesure de l'épaisseur de la tôle.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détermine l'épaisseur de la tôle en tenant compte de l'angle de pliage initial au moment de la perte de contact entre la surface inférieure de la tôle et la surface supérieure de la matrice.
3. Dispositif de mise en oeuvre du procédé de pliage d'une tôle (4) à l'aide d'une presse plieuse et au cours duquel on détermine l'épaisseur de la tôle avec un moyen (8) de mesure de l'épaisseur de la tôle et on adapte la course du poinçon (6) à l'épaisseur de la tôle, selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur (1) situé au niveau de la surface supérieure de la matrice pour déterminer le moment de la perte de contact entre la surface inférieure de la tôle et la surface supérieure de la matrice et en ce qu'il comporte un moyen (5) de commande continue de la coupe du poinçon (6) connecté au moyen (8) de mesure de l'épaisseur de la tôle.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les capteurs sont supportés par au moins une barre fixée sur le côté de la matrice.
5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le moyen (8) est constitué par au moins une règle digitale disposée sur le côté de la presse.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de commande continue de la course du poinçon consiste en une commande numérique (5).
7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les capteurs (1) sont des systèmes de détection de matière sans contact.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les capteurs (1) sont des capteurs à induction.
9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les capteurs sont disposés aux extrémités de la matrice (2) et en ce que ces capteurs sont des cellules photo-électriques à faisceau horizontal parallèle à la surface supérieure de la matrice.
10. Dispositif selon l'une des revendication 3 à 6, caractérisé en ce que les capteurs (1) sont des systèmes de détection de matière avec contact.
11. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les capteurs (1) sont des capteurs à tension proportionnelle situés des deux côtés de la matrice et agencés de façon à déterminer la position des points de la tôle situés au droit d'eux-mêmes.
EP83810486A 1982-11-05 1983-10-21 Procédé de pliage d'une tôle à l'aide d'une presse plieuse Expired EP0108718B1 (fr)

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CH6440/82A CH651767A5 (fr) 1982-11-05 1982-11-05 Procede de pliage d'une tole a l'aide d'une presse plieuse.

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EP0108718A2 EP0108718A2 (fr) 1984-05-16
EP0108718A3 EP0108718A3 (en) 1984-08-15
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