DE10006512C2 - Vorrichtung für eine Abkantpresse zum Messen des Biegewinkels am Werkstück - Google Patents

Description

Die vorstehende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Abkantpresse zum Messen des Biegewinkels an einem Werkstück nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Abkantpressen sind aus dem Stand der Technik bekannt geworden und bestehen im wesentlichen aus einem Werkzeug oder einer Matrize, die eine Umformnute aufweisen. Die Matrize ist am Maschinenbett der Abkantpresse angeordnet. In die Ausnehmung der Matrize, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Abkantpresse erstreckt, wird unter Zuhilfenahme eines Biegewerkzeuges, das sich in einer vertikalen Ebene bewegt, das dem Biegevorgang zu unterziehende Werk­ stück eingepresst.

Die Anforderungen, die an gebogene Werkstücke, wie Blechteile gestellt werden, haben in den letzten Jahren ständig zugenommen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sind verschiedene Vorrichtungen zum Messen des Biegewinkels des Werkstückes bekannt geworden.

So ist z. B. aus der internationalen Patentanmeldung WO 96/41690 A1 eine Mess­ einrichtung zum Messen des Biegewinkels in einer Abkantpresse bekannt gewor­ den.

Bei dieser Veröffentlichung, die den Stand der Technik darstellt, sind im Körper des Biegewerkzeuges kleine Platten eingebaut, deren Enden, die auf das zu bie­ gende Werkstück gerichtet sind und die Form einer Kreisscheibe aufweisen, mit ihrem Umfang an den Innenwänden des gebogenen Blechteiles anliegen.

Über ein Gestänge sind die scheibenförmig ausgebildeten Platten über Hebelein­ richtungen mit einer elektronischen Messeinrichtung wirkverbunden.

Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, dass sie ausschließlich zum Messen von Werkstücken einsetzbar ist, die mit verhältnismäßig großem Winkel gebogen werden und ein offenes Bauteil darstellen, d. h. im wesentlichen V-förmige Biege­ teile.

Die bekannte Einrichtung kann nicht zum Messen von schachtelartig gebogenen Profilen oder geschlossenen Profilen eingesetzt werden, die mehrere Abkantungen aufweisen, da in solchen Fällen keine Möglichkeit besteht, den Biegestempel zu­ sammen mit den Messscheiben in das Innere des Werkstückes einzuführen.

Mit anderen Worten ausgedrückt, der wesentliche Nachteil der bekannten Einrich­ tung besteht darin, dass die scheibenartige Messvorrichtung nur geeignet ist, einen beschränkten Winkelbereich zu erfassen (z. B. 90° ± 10°).

Da verschiedene Biegevorgänge mit unterschiedlichen Winkeln an einem Werk­ stück durchzuführen sind, sind mehrere Messeinrichtungen vorzusehen, die jeweils mit Messscheiben unterschiedlicher Abmessung auszurüsten sind.

Es ist ferner aus dem Stand der Technik (EP 0715552 B1) eine Biegemaschine be­ kannt geworden, die entlang des Maschinenbettes der Biegemaschine eine Anzahl von Messsensoren aufweist.

Diese Messsensoren sind mit schwenkbaren Hebelvorrichtungen verbunden.

Will man mit solchen Einrichtungen die Biegewinkel am Werkstück messen, so sind die bekannten Hebeleinrichtungen zusammen mit den Sensoren zu ver­ schwenken, z. B. unter Zuhilfenahme einer Kolben-Zylindereinheit, bis die Senso­ ren mit der Außenwand des gebogenen Blechteiles in Verbindung treten, sobald der entsprechende Messsensor mit dem gebogenen Blechteil in Verbindung tritt, erfolgt eine Messung des Biegewinkels.

Für die Verwendung der bekannten Messeinrichtung ist es erforderlich, über ein freies Blechstück an der Außenseite der Matrize zu verfügen, um die gewünschten Messvorgänge durchzuführen. In der Praxis ist diese Forderung nicht immer er­ füllt.

Ferner werden mit der bekannten Vorrichtung die Messvorgänge lediglich an einer Seite des Werkstückes durchgeführt, wobei Umformfehler am Blechteil auf der der Biegerichtung gegenüberliegenden Seite festzustellen sind.

Bei der bekannten Vorrichtung erfolgt der Messvorgang synchron mit der Bewe­ gung des Pressstempels, da die Messeinrichtung zu Beginn des Biegevorganges betätigt wird, und am Ende des Biegevorganges in eine Ruhelage zurückbewegt wird.

Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass die Messung des Biegewinkels an der Außenseite des Blechteiles erfolgt und es nach jedem Verformvorgang und dem durchgeführten Messvorgang erforderlich ist, die Vorrichtung mit den dazu­ gehörigen Messsensoren erneut in Richtung auf das gebogene Blechteil zu ver­ schwenken.

Die Notwendigkeit, an der Vorderseite der Werkzeugmaschine eine Antriebsvor­ richtung sowie eine Messeinrichtung vorzusehen, führt dazu, dass die Frontseite der Maschine wenig zugänglich ist.

Des weiteren folgt die Messung des Biegewinkels nicht synchron mit der Bewe­ gung des Biegestempels, sondern es wird erforderlich, den Messvorgang getrennt von der Bewegung des Biegestempels durchzuführen.

Aufgabe der vorstehenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genann­ ten Art vorzuschlagen, die mit einer Messeinrichtung ausgerüstet ist, welche ge­ ringen Platzbedarf hat, einfach und zuverlässig in ihrer Arbeitsweise ist und die Möglichkeit eröffnet, den Biegewinkel des Werkstückes, das in einer Abkantpres­ se bearbeitet wurde, direkt oder sofort im Anschluss an den Umformvorgang durchzuführen und dabei zu vermeiden, dass an der Außenseite der Maschine auf­ wendige und platzraubende, verschwenkbare Messeinrichtungen angeordnet sind.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung für eine Abkantpresse zum Messen des Biegewinkels an einem Werkstück mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ge­ löst.

Der Erfindungsgegenstand wird nun genauer beschrieben und anhand eines Ausführungsbeispieles in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1, in perspektivischer Darstellung die erfindungsgemässe Messeinrichtung;

Fig. 2, in Seitenansicht die Messeinrichtung;

Fig. 3, eine Messeinrichtung teilweise im Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 4; und

Fig. 4, die Einrichtung in Ansicht von unten.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, weist die Baueinheit, welche die Messeinrichtung 1 aufnimmt, in vorteilhafter Weise prismatische Gestalt auf und entspricht im Querschitt dem Querschnitt des Werkzeuges und ist deshalb zwischen die Teile des Werkzeuges zur Bildung einer bekannten Biegematrize einsetzbar.

Die Biegematrize ist in Fig. 1 nur schematisch mit Strichtpunktlinien 2 dargestellt.

Entlang der Biegematrize können mehrere Baueinheiten, welche die Messeinrichtungen 1 aufnehmen, angeordnet sein. Im wesentlichen besteht die Messeinrichtung 1 aus einem prismatischen Körper, der an seiner Oberseite eine Nute 4 aufweist, die in ihrer Form und Abmessung einer nicht dargestellten Nute entspricht, die sich über die gesamte Länge der bekannten Biegematrize 2 erstreckt.

Die Vorrichtung 1 weist in der Nähe der Biegenute 4 eine Kammer 5 auf, die einen als Kniehebel ausgebildeten Hebel 6 aufweist, der als Tastvorrichtung eingesetzt wird und um einen Zapfen 7 frei schwenkbar angeordnet ist.

In vorteilhafter Weise weist der Hebel 6 U-Form oder L-Form auf.

Das untere Teil 8 des Hebels 6 liegt auf einem beweglichen Taster 9 einer Linearmesseinrichtung auf, die gesamthaft mit 10 gekennzeichnet ist.

Die Linearmessvorrichtung 10 ist in einer Kammer 11 untergebracht, die in dem Körper 3 eingearbeitet ist, und unter Verwendung von zwei Armen 12, die mit dem Körper 3 verbunden sind, ist die Linearmesseinrichtung 10 in bestimmter Lage montierbar und einstellbar.

Der Schwenkhebel weist eine Verlängerung auf, die einen abstehenden Arm 13 bildet, der von der Unterseite 8 des Hebels zum Werkstück absteht, das in einer darüberliegenden Ebene angeordnet ist.

Das freie Ende 16 des Armes 13 liegt am unteren Rand, bzw. an der Aussenseite des Werkstückes 14 an. Dieses Werkstück ist in Fig. 1 nach Durchführung des Biegevorganges dargestellt.

Der Fig. 2 kann in Seitenansicht die Vorrichtung 1 entnommen werden, die im wesentlichen von einem prismatischen Körper 3 gebildet ist.

Der prismatische Körper 3 ist zwischen Bauteile, welche die Biegematrize bilden, einfügbar.

Der Fig. 2 kann entnommen werden, dass das Werkstück 14 in Form eines flachen Körpers auf den Enden 15 der Vorrichtung 1, welche die Biegenute 4 aufnimmt, sowie auf der Messeinrichtung 1 aufliegt.

Der Tasterstab 9 der Linearmesseinrichtung 10 ist derartig angeordnet und eingestellt, dass das obere Ende 16 des Hebels 6 genau mit der Ebene 15 übereinstimmt, die durch das flache Werkstück 14 definiert wird, und auf der Biegematrize aufliegt. Somit wird die Null-Lage des Tasters definiert, wobei die Lage des Hebels 6 einem Biegewinkel von ±0° entspricht.

Ein entsprechendes Signal wird von der Linearmesseinrichtung 10 über eine Datenübertragungsleitung 17 an eine Kontrolleinrichtung, z. B. eine NC-Einrichtung, übertragen. Die NC-Einrichtung steuert sämtliche Abläufe der Abkantpresse.

Bei Verformung des Blechteiles 14, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wird der Hebel 6 um den Bolzen 7 von einer neutralen Lage (±0°), die mit durchgehenden Linien dargestellt ist, in eine Lage 6' verschwenkt, die mit Strichpunktlinien (Fig. 2) dargestellt ist.

Demzufolge wirkt das untere Teilstück 8 des Kniehebels 6 auf den Taster 9 der linearen Messeinrichtung ein; das Ausmass der Schwenkbewegung, die mit (a) gekennzeichnet ist, führt über die lineare Messeinrichtung 10 zur Bildung eines Meßsignales, das einer NC-Einheit zugeführt wird mit der Möglichkeit, den Verformungswinkel am Werkstück 14 zu errechnen.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 lediglich ein Schwenkhebel 6 sowie eine Linearmesseinrichtung 10 dargestellt.

Es ist aber darauf hinzuweisen, dass jede Einrichtung 1 mehrere Messeinrichtungen 10, 10' aufweist, von denen eine Einrichtung auf der rechten Seite des Umformkanales 4 (Fig. 2) und die andere Einrichtung 10', die mit Strichpunktlinien dargestellt ist, spiegelbildlich in gegenüberliegender Lage angeordnet ist.

In Fig. 3 ist die Einrichtung 1, die prismatische Form 3 aufweist, teilweise im Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2 dargestellt. Es ist ein Bolzen 7 erkennbar, der mit einem Ende des Hebels 6 verbunden ist; der Hebel 6 wirkt mit seinem unteren Ende 8 auf den Taster 9 der Linearmesseinrichtung 10 ein.

Das von der Messeinrichtung 10 abgegebene Signal wird über eine Leitung 17, die schematisch dargestellt ist, einer bekannten NC-Einrichtung übertragen.

Der Fig. 3 können auch die Montagearme 12 zum Anbringen der Messeinrichtung 10 entnommen werden.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Einrichtung wird nun genauer unter Zuhilfenahme der Fig. 2 beschrieben:
Sobald das flache Blechteil 14 auf den oberen Enden 15, welche die Umformnute 4 begrenzen, aufliegt, kommt auch das Ende 16 des schwenkbaren Hebels 6 dank einer Voreinstellung des Tasters 9 der Linearmesseinrichtung (die vor Arbeitsbeginn einjustiert wurde) zur Anlage an der unteren Fläche des Blechteiles 14.

Sofern eine weitere Messeinrichtgung 10' auf der gegenüberliegenden Seite der Nute 4 angeordnet ist, tritt eine analoge Funktionsweise ein. Die entsprechenden Messwerte werden unter Zuhilfenahme einer weiteren Linearmesseinrichtung (nicht dargestellt in Fig. 2) der NC-Einrichtung der Abkantpresse übermittelt.

Sobald das Blechteil 14 während des Verformungsvorganges in die Nute 4 der Matrize 3 eintritt, erfolgt ein Verschwenken des Hebels 6 um den Zapfen 7, der Hebel 6 wird in eine untenliegende Stellung verschwenkt, die in der Zeichnung mit Strichpunktlinien dargestellt ist.

Die Verschwenkbewegung des Endstückes des Hebels 6, deren Ausmass in Fig. 2 mit (a) angegeben ist, wird von der linearen Messeinrichtung 10 erfasst; über die Leitung 17 erfolgt eine entsprechende Signalübertragung an eine Recheneinheit, z. B. an die NC-Einheit der Abkantpresse.

Nachdem ein erster Biegevorgang durchgeführt wurde, kann der Stempel der Abkantpressse nach oben zurückgefahren werden und erlaubt dadurch ein elastisches Zurückfedern des bereits gebogenen Blechteiles 14. Durch Zurückfedern des Blechteiles 14 um einen kleinen Betrag und Nachlaufen des Endstückes 16 des Hebels 6 wird diese federnde Bewegung vom Taster 9 der linearen Messeinrichtung 10 wahrgenommen und ein entsprechendes Signal an die NC-Einrichtung der Maschine übertragen. In der NC-Einrichtung werden Berechnungen ausgeführt, um den tatsächlichen Biegewinkel am Werkstück festzustellen. Im Anschluss daran werden Rechenvorgänge durchgeführt und ein weiterer Vertikalhub des Biegestössels eingeleitet, wobei die Bewegung des Biegestössels in Richtung der Biegematrize 4 mit gesteuertem Hub erfolgt und das vorgebogene Blechstück 14 einem erneuten Biegevorgang ausgesetzt wird, um mit groesster Genauigkeit das Blechstück mit dem tatsächlich gewünschten Biegewinkel zu verformen.

Dieser Nachbiegevorgang, der zum Ausgleich von Winkelabweichungen durchgeführt wird, kann auch mehrere Male vollzogen werden, in Abhängigkeit von der Präzision, die für das gebogene Blechteil 14 gewünscht wird.

Claims (4)

1. Vorrichtung für eine Abkantpresse zum Messen des Biegewinkels an einem Werkstück, die innerhalb einer Matrize anbringbar ist und von unten in die Kontur eines im wesentlichen V-förmigen Biegekanals hineinragende, der Unterseite ei­ nes abzukantenden Werkstückes zugeordnete Tastelemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Tastelemente (6) vorgesehen sind, die im Bereich der beiden Flanken in die Kontur der V-förmigen Nut des Biegekanals (2) hineinragen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise prismatischer, in eine Aussparung der Matrize (2) einsetzbarer Körper (3) vorgesehen ist, der eine den Biegekanal fortsetzenden Nut (4) aufweist und der die Tastelemente (6) ent­ hält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Tast­ elemente schwenkbar gelagerte Hebel (6) dienen, die jeweils auf einer Linearmesseinrich­ tung (10) abgestützt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel (6) eine L-förmige oder U-förmige Gestalt aufweisen und um eine parallel zum Biegekanal verlau­ fende Achse (7) schwenkbar gelagert sind.