DE69411821T2

DE69411821T2 - Vorrichtung zum messen des winkels eines werkstückes

Info

Publication number: DE69411821T2
Application number: DE69411821T
Authority: DE
Inventors: Franco I-10121 Torino Sartorio
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1993-02-23
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2014-02-22
Also published as: WO1994019662A1; US5584199A; EP0637371A1; ITTO930117A1; IT1260892B; ATE168770T1; JPH07506194A; DE69411821D1; ITTO930117A0; KR950701424A; JP3110761B2; EP0637371B1; KR100321220B1

Description

FACHGEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen eines Winkels in einem Werkstück, insbesondere eines durch Biegen in einem Werkstück aus Blech ausgeprägten Winkels, während des Biegens des Werkstückes in einer Biegepresse, in der ein Stempel und ein V-förmiges Gesenk zusammenwirken.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Vorrichtungen zum Messen eines Winkels, der in einem Werkstück durch Biegen direkt während des Biegevorgangs in einer Biegepresse ausgebildet wird, sind bereits mehrfach vorgeschlagen worden.
Eine dieser bekannten Vorrichtungen (siehe auch EP-A-0352097), die in Figur 1 dargestellt ist, beruht auf dem Einsatz von zwei oder mehreren Abstandsmeßsensoren 100, die auf jeder Seite 102 der V-förmigen Rinne im Gesenk 104 angeordnet sind. Diese bekannte Vorrichtung berechnet den im Werkstück durch Biegen entstehenden Winkel mittels direkter Abstandsmessungen zwischen der Werkstückoberfläche und der entsprechenden Wand 102 der V- förmigen Rinne im Gesenk 104 mit Hilfe von spitzen Fühlern 100 an zwei Punkten, die senkrecht zur Biegelinie in einem bekannten Abstand zueinander beabstandet sind. Der größte Nachteil dieser Lösung ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Vorrichtung zu verkleinern, wenn sie in "Echtzeit" eingesetzt werden soll, das heißt, unmittelbar nach dem Biegen, wenn sich das Blech nach dem Anheben des Stempels zur Freigabe des Bleches noch im Gesenk befindet. In der Tat ist es zum genauen Messen des Biegewinkels erforderlich, den Abstand zwischen dem Werkstück und der Wand der V-förmigen Rinne mit einer Genauigkeit einer Größenordnung von einem Mikrometer zu messen, besonders wenn die V-förmige Rinne selbst klein ist. Obwohl die Sensoren so genaue Messungen vornehmen können, wird das Meßergebnis durch die Oberflächenrauheit des Werkstückes entscheidend verfälscht, welche dieselbe Größenordnung erreicht, wie die Genauigkeit, mit der die Messung erfolgen

OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Vorrichtung zum Messen eines Winkels in einem Werkstück geschaffen werden, auf die die vorstehend erwähnten Nachteilen nicht zutreffen und die sehr genaue und reproduzierbare Messungen ungeachtet des Zustandes der Werkstückoberfläche ermöglicht. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch die Schaffung einer Vorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 1 erreicht.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Verlauf der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die lediglich als ein Beispiel ohne Einschränkung gegeben wird, anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich, wobei:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Meßvorrichtung nach dem Stand der Technik ist,
Figur 2 eine Darstellung des Grundprinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist,
Figur 3 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, die auf dem Gesenk einer Biegepresse angebracht ist,
Figur 4 eine Schnittdarstellung entlang Linie IV - IV aus Figur 3 ist,
Figur 4A einen Teil von Figur 4 genauer zeigt,
Figur 5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie V - V aus Figur 4 ist,
die Figuren 6, 7 und 8 die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Ausbilden der Biegung in einem Werkstück aus Blech zeigen,
Figur 9 eine Perspektivansicht ähnlich Figur 3 ist, die die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt,
Figur 10 eine Schnittdarstellung entlang der Linie X - X aus Figur 9 ist,
die Figuren 11, 12 und 13 die Arbeitsweise der Vorrichtung aus den Figuren 9 und 10 beim Ausbilden einer Biegung in einem Werkstück aus Blech zeigen, und
Figur 14 eine Schnittdarstellung der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist,
Figur 15 einen Schnitt entlang der Linie XV - XV aus Figur 14 ist,
Figur 16 einen Teil, der durch XVI aus Figur 15 angegeben wird, in größerem Detail zeigt,
die Figuren 17A, 17B und 17C schematische Ansichten einer anderen Ausführungsform sind.

BESTE ART UND WEISE DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In den Figuren 2 bis 5 ist die mit 1 gekennzeichnete Vorrichtung eine Vorrichtung zum Messen eines Winkels, der durch Biegen in einem Werkstück aus Blech 2 während eines Biegevorgangs am Werkstück mittels einer Biegepresse entsteht, die einen Stempel 4 und ein Gesenk 6 umfaßt. Die Vorrichtung 1 umfaßt einen Grundkörper 8 aus einer wenige Millimeter dicken Stahlplatt mit Löchern 10 zur Anbringung zwischen zwei Körpern 11 derart, daß ein kompakter Block gebildet wird, der in einen Schlitz 13 im Gesenk 6 eingeführt wird.
Speziell in Figur 4 weist die Vorrichtung 1 zwei Fühler 12 auf, die nahezu symmetrisch zu einer Achse A angeordnet sind, die durch den Scheitepunkt der V-förmigen Rinne 14 im Gesenk 6 hindurch verläuft. Jeder Fühler 12 hat eine aktive Oberfläche 16, die sich über die entsprechende Wand der Rinne 14 hinaus erstreckt. Die aktiven Oberflächen 16 der Fühler 12 sollen somit in Kontakt mit entsprechenden Abschnitten 2a, 2b des Werkstücks kommen, das gebogen wird.
Wie in Figur 4a genauer zu sehen ist, ist jeder Fühler 12 mit dem Grundkörper 8 mittels zweier Verbindungseinrichtungen 18 verbunden, die aus einem Stück mit Grundkörper 8 und Fühler 12 gebildet werden. Bei der Ausführungsform, die in den Zeichnungen erläutert wird, werden die Verbindungseinrichtungen 18 durch dünne, mehrfach S4örmige Matenalstreifen gebildet.
Das besondere System zum Verbinden der Fühler 12 mit dem Grundkörper 8 besteht darin, daß die Fühler 12 kinematisch vollständig voneinander unabhängig sind. Die Verbindungseinrichtungen 18 stellen ebenfalls elastische Druckeinrichtungen dar, mit denen jeder Fühler 12 vollkommen unabhängig von der Bewegung des anderen Fühlers eine translatorische und eine Schwenkbewegung in bezug auf den Grundkörper 8 innerhalb einer Ebene, die senkrecht zur Biegelinie ist, ausführen kann.
Jeder Fühler 12 ist H-förmig und hat zwei Abschnitte 20, 22, die durch einen zentralen Steg 24 miteinander verbunden werden. Die Verbindungs- und Druckeinrichtungen 18 sind senkrecht zu den aktiven Oberflächen 16 der jeweiligen Fühler 12 sehr flexibel. Wie bereits erwähnt, sind bei der Ausführungsform in den Zeichnungen die Fühler 12 und die Verbindungs- und Druckeinrichtungen 18 aus einem Stück mit einer Stahlplatte, die den Grundkörper 8 bildet, ausgebildet. Genauer gesagt entstehen jeder Fühler 12 und seine Verbindungs- und Druckeinrichtungen 18 durch das Entfernen von Material aus dem Bereich 26, der in Figur 4a schraffiert dargestellt ist. Damit die Verbindungselemente 18 elastisch sind, besteht der Grundkörper 8 aus gehärtetem Stahl mit einer hohen Elastizitätsgrenze, wie er zur Herstellung von Federn verwendet wird.
Wie aus den Figuren 4 und 5 hervorgeht, ist der Werkstoff auch von der Grundplatte 8 entsprechend zweier weitgehend rechtwinkliger Befestigungsflächen 28 entfernt worden, in denen an den Körpern 11 angebrachte Stützen 30 angeordnet sind. Jede Stütze 30 trägt ein Paar Abstandsmeßsensoren 32 nach dem Stand der Technik, die parallel zueinander und auf einer Ebene senkrecht zum Scheitelpunkt der V-förmigen Rinne 14 liegend - in einer Kammer 33 untergebracht sind, welche zwischen den beiden Körpern 11 begrenzt wird. Jeder Sensor 32 liegt einem dazugehörigen Element 34 gegenüber, das am Fühler 12 angebracht ist. Die Sensoren 32 sind hochempfindliche, kontaktlose, elektromagnetische Sonden, die Magneffelder erzeugen, deren Intensität von den Abständen zwischen den entsprechenden Elementen 34 und den Stirnflächen der Sensoren 32 abhängen. Die Oberflächen der entsprechenden Elemente 34, die den Sensoren 32 gegenüberliegen, sind in etwa parallel zu den aktiven Oberflächen 16 der Fühler 12. Jeder Sensor 32 ist an einen Verstärker 36 angeschlossen, der ein Signal, das die gemessene Entfernung angibt, an eine Steuereinheit 38 sendet. Die Steuereinheit 38 betätigt einen numerisch gesteuerten Aktuator 40, der die Bewegung der Biegewerkzeuge 4, 6 zueinander bewirkt.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Figuren 6 bis 8 beschrieben.
Ehe die Biegevorgänge beginnen, ist es erforderlich, die oben beschriebene Meßvorrichtung zu eichen. Dazu wird ein Probestempel mit einem Scheitelpunktwinkel V&sub8;, dessen Genauigkeit genauso groß oder größer als jene ist, mit der die nachfolgenden Messungen vorgenommen werden sollen, anstelle des Biegestempels auf der Presse angebracht. Wenn das Probeelement in die V-förmige Rinne 14 in das Gesenk gelangt, passen sich die aktiven Oberflächen 16 der Fühler 12, die durch die Verbindungs- und Druckeemente 18 betätigt werden, genau an die Oberflächen des Probeelementes an. Zu diesem Zeitpunkt werden die Abstandsmeßergebnisse, die von den vier Sensoren 32 übermittelt werden, von der Steuereinheit 38 gespeichert und als Bezugswerte für die nachfolgenden Messungen übernommen.
Nachdem die Eichung vorgenommen und das Probeelement durch den Biegestempel 4 ersetzt worden ist, wird ein flaches Stück Blech 2 auf den Stempel 6 senkrecht zur Biegeebene gelegt, die durch die Bewegungsrichtung des Stempeis 4 und des Gesenks 6 zueinander gebildet wird (Figur 6). Der Stempel 4, der durch den von der Steuereinheit 38 angesteuerten Aktuator 40 betätigt wird, gelangt dann in die Rinne 14 im Gesenk 6 und bildet eine Biegung im Werkstück 2 (Figur 7) aus. Die Fühler 12 werden gegen die Federwirkung der Verbindungs- und Druckelemente 18 von den Wänden der Rinne 14 zurückgezogen.
Anfänglich entspricht der relative Biegeweg der Werkzeuge 4, 6 einem Biegewinkel C, der geringfügig kleiner als der gewünschte Wert ist.
Nach dieser Vorbiegung werden die Werkzeuge 4, 6 weit genug voneinander wegbewegt, um das Blech freizugeben, so daß sich die zwei Abschnitte 2a, 2b des bearbeiteten Werkstückes elastisch zurückbewegen können (Figur 8).
Nachdem die Biegewerkzeuge 4, 6 voneinander entfernt worden sind, befindet sich das Blech 2 in einer typischen Position zur Rinne 14, und der Scheitelpunkt des Blechdieders verbleibt parallel genug zum Scheitelpunkt der V-förmigen Rinne 14. Die aktiven Oberflächen 16 der Fühler 12 werden durch die elastische Kraft der Verbindungs- und Druckelemente 18 mit den entsprechenden Abschnitten 2a, 2b des Werkstücks 2 in Kontakt gehalten. Die Fühler 12 können sich genau an die vom Werkstück 2 eingenommene Position anpassen, da sich jeder Fühler unabhängig vom anderen Fühler frei innerhalb der Ebene bewegen kann. Somit nehmen die Fühler 12 Winkelausrichtungen ein, die jenen der Abschnitte 2a, 2b des Werkstückes 2 entsprechen. Diese Winkelausrichtungen sind ebenfalls unabhängig von den Abständen der Fühler 12 vom Scheitelpunkt des gebogenen Blechdieders. Selbst bei diesen zwei Fühlern 12 können diese Abstände unterschiedlich sein. Der Kontakt zwischen den Fühlern 12 und dem Werkstück 2 erfolgt auf einer großen Fläche 16, so daß die Ermittlung des Biegewinkels nicht von der Oberflächenrauheit des Werkstücks beeinflußt wird.
Die Abstandsmeßsensoren 32, die zu jedem Fühler 12 gehören, sind in einem bekannten Abstand voneinander angeordnet, so daß die Steuereinheit 38 den tatsächlichen Winkel C feststellen kann, der in dem gebogenen Werkstück ausgebildet wird, indem die von den vier Sensoren 32 ermittelten Abstandsmeßwerte mit jenen während der Eichung verglichen werden. Die Steuereinheit 38 prüft den gemessenen Biegewinkel im Vergleich zum gewünschten Biegewinkel, und setzt den Aktuator 40 erneut erneut in Gang, um den Abstand D zwischen den Scheitelpunkten der Werkzeuge 4, 6 gegenüber dem beim Vorbiegen eingestellten Abstand geringfügig zu verringern. Das beschriebene Verfahren wird solange wiederholt, bis der ermittelte Abstand D dem gewünschten Biegewinkel C entspricht. Dieser Wert wird dann gespeichert und für alle nachfolgenden Biegevorgänge an Werkstücken genutzt, welche die gleichen physikalischen Merkmale aufweisen. Während der nachfolgenden Biegevorgänge ermöglicht es Vorrichtung 1, daß der Biegewinkel des Werkstückes kontinuierlich gemessen wird und Korrekturen, falls erforderlich, vorgenommen werden.
Die Figuren 9 bis 13 zeigen eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Elemente, die den oben beschriebenen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
Hierbei ist die Vorrichtung 1 gemäß der Variante aus den Figuren 9 bis 13, anstatt am Gesenk 6 angebracht zu sein, im Schlitz 13 des Gesenkes 6 in die durch den Doppepfeil E angegebenen Richtungen verschiebbar. Ein Paar Druckfedern 44 drückt die Vorrichtung 1 in eine erhöhte Ruheposition wie in Figuren 9 und 10. Die Kraft dieser Federn ist viel größer als die Kraft, die durch die Verbindungs- und Druckelemente 18 der Fühler 12 erzeugt wird. Wie speziell aus Figur 9 ersichtlich ist, bilden die beiden Körper 1, zwischen denen der Grundkörper 8 eingespannt ist, eine V-förmige Rinne 46, deren Seiten wesentlich größer sind als die Seiten der V-förmigen Rinne 14 im Gesenk 6 und die - in der Ruheposition - zu den entsprechenden Wänden der V-förmigen Rinne 14 im Gesenk 6 hervorstehen, was in Figur 10 durch die Strichpunktlinie angegeben ist. Die Körper 11 haben ein Paar Kanten 48 an den oberen Enden der V-förmigen Rinne 46. Diese Kanten 48 bilden die Bezugsflächen zum Anlegen der Abschnitte 2a, 2b des gebogenen Werkstückes, wodurch eine vorgegebene Position zwischen der Vorrichtung 1 und dem Werkstück aus Blech 2 beim Messen des Biegewinkels festgelegt wird.
Wie in Figur 11 werden nach dem Auflegen eines Werkstücks aus Blech 2 auf das Gesenk 6 die Federn 44 soweit zusammengedrückt, bis sich die Oberseite der Vorrichtung 1 auf gleicher Höhe mit der Oberseite des Gesenks 6 befindet. Nach Beendigung des Biegens (Figur 12) drücken die Federn 44 die Vorrichtung 1 soweit nach oben, bis die Kanten 48 der Körper 11 in Kontakt mit dem Werkstück 2 kommen und eine stabile Position zwischen Vorrichtung 1 und Werkstück begrenzen. Der Kontakt zwischen den Kanten und dem Werkstück 2 wird selbst dann aufrechterhalten, wenn sich der Stempel 4 vom Gesenk 6 wegbewegt, damit das Material zurückfedern und somit der tatsächliche Biegewinkel gemessen werden kann (Figur 13).
Wie aus Figur 13 deutlich wird, ist der Winkel der im Blech 2 ausgebildeten Biegung allgemein größer als der Winkel der V-förmigen Rinnen 46 in den Körpern 11. Die relativen Positionen der bewegbaren Meßvorrichtung 1 und des Bleches 2 werden daher durch die Kanten 48 bestimmt. Folglich sind dies die einzigen Elemente der V-förmigen Rinne 46, mit denen gewährleistet wird, daß die von den Fühlern 12 zum Zeitpunkt der Messung eingenommenen Position auf ihrer Arbeits-Wegstrecke liegt.
Nach der Messung wird der Zyklus genau wie bei der vorhergehenden Vorrichtung fortgesetzt.
Einer der wichtigen Vorteile dieser Variante liegt darin, daß bei sehr kleiner V-förmiger Rinne 14 im Gesenk die Längen der Oberflächen 16 der Fühler 12 wesentlich größer sein können, da die V-förmigen Rinnen 46 in den Körpern 11 größer sein können als die V-förmige Rinne 14 im Gesenk. Die V-förmige Rinne 46 muß jedoch kleiner sein als der kleinere der beiden Abschnitte 2a und 2b des Bleches, an dem es anliegt. Da die Größe der V-förmigen Rinne 46 in der Meßvorrichtung 1 nicht durch die Größe der V-förmigen Rinne 14 im Gesenk 6 beschränkt wird, kann die Meßvorrichtung eindeutig für eine Vielzahl von Werkzeugen mit V-förmigen Rinnen 14 unterschiedlicher Größe eingesetzt werden.
Auch aus praktischer und wirtschaftlicher Sicht ist dieser Vorteil äußerst bedeutsam.
Bei der oben beschriebenen Vorrichtung wird die Biegebewegung der Biegepressen durch einen numerisch gesteuerten Aktuator 40 herbeigeführt. Natürlich kann dieselbe Vorrichtung auch auf einer manuell betätigten Biegepresse eingesetzt werden. Dabei gibt die Steuereinheit 38 lediglich die Daten zum gemessenen Winkel an, z. B. auf einer Anzeige.
Die Figuren 14, 15 und 16 zeigen eine andere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Elemente, die den oben beschriebenen entsprechen, sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Diese Vorrichtung weist einen Grundkörper 60 auf, der in etwa die Form eines rechteckigen Blocks hat und über eine V-förmige Rinne 62 verfügt, die durch zwei Rinnenoberflächen 68 auf dem oberen Abschnitt des Grundkörpers 60 begrenzt wird. Die V-förmige Rinne 62 nimmt das gefaltete Werkstück 2 auf. Der Grundkörper 60 hat einen Zwischenraum 64, der sich hauptsächlich zur dessen unterer Fläche hin öffnet. Der Grundkörper 60 weist zudem an einer geeigneten Position im oberen Teil ein Paar Abschnitte 66 auf.
Jeder Abschnitt 66 ist mit einem Loch 70 versehen, das sich vom Zwischenraum 64 bis zur Rinne 62 erstreckt. In den Löchern 70 befindet sich sind jeweils ein Paar Fühler 72, von denen jeder beweglich innerhalb einer Ebene senkrecht zum Scheitelpunkt der V-förmigen Rinne 62 angeordnet ist. Jeder Fühler 72 hat die Form einer rechtwinkligen Platte und weist eine aktive Oberfläche 73 auf, um mit dem Werkstück 2 in Kontakt zu stehen. Jeder der Fühler hat einen länglichen Schlitz 74, in den ein Stift 76 eingesetzt wird, und beide Enden des Stifts 76 werden an der Innenwand des Lochs 70 befestigt. Zusätzlich weist der Fühler 72 einen unteren Abschnitt 78 auf. Bei dieser Konfiguration kann der Fühler 72 senkrecht zur Rinnenoberfläche 68 bewegt und um den Stift 76 gedreht werden.
Ein Paar Abstandsmeßsensoren 84 für jeden Fühler 72 ist mit der Klammer 86 am Grundkörper 60 befestigt. Ein Stab 80 ist in jedem Abstandsmeßsensor 84 eingesetzt. Jeder Stab 80 wird durch eine Feder 82 gegen das rechte und linke Ende des unteren Abschnitts 78 des Fühlers 72 gedrückt, erstreckt sich senkrecht zur Rinnen-Oberfläche 68 und befindet sich innerhalb der Ebene senkrecht zum Scheitelpunkt der V-förmigen Rinne 62. Die Abstandsmeßsensoren 84 können die Position des Stabes 80 zu den Abstandsmeßsensoren 84 messen. Wenn das durch den Stempel 4 und das Gesenk 6 gefaltete Werkstück 2 mit jedem der Fühler 72 in Kontakt kommt, wird bei dieser Konfiguration das Stabpaar 80 in die entsprechenden Sensoren 84 zurückgezogen. Jede Position des Stabes wird dann vom Sensor 84 gemessen, und der Biegewinkel C wird durch die Steuereinheit berechnet.
Bei dieser Variante der Vorrichtung sind die Fühlerpaare bewegbar und unabhängig drehbar innerhalb der Ebene senkrecht zum Scheitelpunkt der V-förmigen Rinne 62, weshalb sich die aktive Oberfläche 73 der Fühler 72 genau an die Oberfläche der Werkstücke 2 anpassen kann. Dementsprechend kann diese Vorrichtung den Biegewinkel C genau messen. Weiterhin weist diese Vorrichtung die Fühler 72 auf, von denen jeder eine große aktive Oberfläche 73 hat. Daher wird die Ermittlung des Biegewinkels C nicht durch die Oberflächenrauheit des Werkstücks 2 beeinträchtigt. Darüber hinaus befinden sich die Fühler 72 am Grundkörper 60 und nicht am Gesenk. Daher kann der Biegewinkel C mittels der aktiven Oberflächen 73 genau gemessen werden, selbst wenn die V-förmige Rinne 14 des Gesenkes 6 sehr klein ist. Dies beruht darauf, daß die seitliche Breite der aktiven Oberfläche 73 länger sein könnte als die Breite der V-förmigen Rinne 14 des Gesenkes 6. Folglich kann diese Vorrichtung den Biegewinkel C genau messen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in den Figuren 17A, 17B und 17C gezeigt wird, sieht den Einsatz von zwei Fühlern 110 vor, die große Kontaktoberflächen haben, welche federnd gegen entsprechende Abschnitte des gebogenen Metalldieders 112 gedrückt werden. Die Fühler 110 sind gelenkig um die gleiche Welle 114 angeordnet, die von einem senkrecht zur Biegelinie beweglichen Grundkörper 116 getragen wird. Zu den Vorrichtungen 118 gehören die beiden Fühler zum Messen des zwischen ihnen gebildeten Winkels. An den Fühlern befinden sich entsprechende Federn 120, welche auf die Fühler 110 Kräfte übertragen, mit denen sie um ihre gemeinsame Gelenkachse 114 geschwenkt werden und so an den gegenüberliegenden Oberflächen des Blechdieders 112 anliegen. Der Grundkörper 116, auf dem die Fühler 110 gelenkig angebracht sind, ist mit einem Aktuator 122 verbunden, der den Grundkörper 116 zum Scheitelpunkt des Werkstücks senkrecht zur Biegelinie hindrückt.

Claims

1. Eine Vorrichtung zum Messen eines Winkels in einem Werkstück mit:

einem Grundkörper (8,60);

Fühlern (12,72), die relativ zu dem Grundkörper (8,60) bewegbar sind, und wobei jeder der Fühler Kontakteinrichtungen (16,73) zum Kontakt mit einem jeweiligen Abschnitt (2a,2b) des Werkstücks (2) während der Messung aufweist, die Fühler (12,72) sind voneinander kinematisch vollständig unabhängig;

Druckeinrichtungen (18,82), um die Kontakteinrichtungen (16,7 3) der Fühler (12,72) in Kontakt mit den jeweiligen Abschnitten (2a,2b) des Werkstücks (2), das vermessen wird, zu bringen, wobei die Druckeinrichtungen (18,82), die einem Fühler (12,72) zugeordnet sind, vollständig unabhängig von den Druckeinrichtungen (18, 82) sind, die dem anderen Fühler (12,72) zugeordnet sind und es dem jeweiligen Fühler (12,72) erlauben, eine translatorische Bewegung relativ zu dem Grundkörper (8,60) vollständig unabhängig von der Bewegung des anderen Fühlers (12,72) auszuflihren; und einer

Sensoreinrichtung (32,84) zur Erfassung der Positionen der Fühler (12,72) relativ zu dem Grundkörper (8,60),

dadurch gekennzeichnet, daß

jeder Fühler (12,72) eine aktive Oberfläche für den Kontakt mit dem jeweiligen Abschnitt (2a,2b) des Werkstücks (2) aufweist und die Sensoreinrichtung (32,84) ein Paar von Abstandsmeßelementen aufweist, die unter einem bekannten Abstand voneinander beabstandet sind und in einer Ebene des zu messenden Winkels liegen, wobei die Meßelemente mit zwei unterschiedlichen Punkten mit dem bewegbaren Fühler (12,72) verbunden sind, wobei ein Paar dieser Fühler (12,72) und die verbundenen Meßelemente innerhalb des Grundkörpers (8,60) angeordnet sind.

2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Fühler (12,72) frei sind, um eine transiatorische und eine rotatorische Bewegung unabhängig voneinander innerhalb einer Ebene, die senkrecht zu einem Scheitelpunkt des zu messenden Winkels ist, auszuführen.

3. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei jeder der Fühler (12) allein durch elastische Elemente (18), die die Druckeinrichtung bilden, mit dem Grundkörper (8) verbunden ist.

4. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Fühler (12) einstückig mit dem Grundkörper (8) ausgebildet sind und die Druckeinrichtungen durch einstückige Verbindungseinrichtungen (18) gebildet sind, die zwischen den Fühlern (12) und dem Grundkörper (8) angerodnet und so hergestellt sind, daß sie sehr flexibel in eine Richtung senkrecht zu den aktiven Oberflächen (16) der jeweiligen Fühler (12) sind.

5. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei jeder Fühler (12) eine H-förmige Ausbildung aufweist mit einem zentralen Steg (24), der zwei parallele Abschnitte (20,22) miteinander verbindet, zwischen denen sich zwei dünne Streifen (18), die einstückige Verbindungselemente bilden, die sich zwischen dem Fühler (12) und dem Grundkörper (8) erstrecken.

6. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei sich die Streifen in einer mehrfach S- förmigen Struktur erstrecken.

7. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Fühler (12) und die einstückigen Verbindungsemente (18) durch das Entfernen von Material aus einem Bereich (26), das ergänzend zu einem geschlossenen Bereich ist, der die Fühler (12) und die einstükkigen Verbindungselemente (18) bestimmt, ausgebildet sind.

8. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung für jeden bewegbaren Fühler (12) ein Paar von im wesentlichen parallelen Abstandmeßelementen (32) aufweist.

9. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Grundkörper (8) relativ zu dem Werkstück (2) bewegbar ist und durch eine Betätigungseinrichtung (44) zum Werkstück (2) gedrückt wird, wobei der Grundkörper eine Stützeinrichtung (48) aufweist, um eine stabile Position zur Ausführung der Messung zu bestimmen, in der der Grundkörper (8) in einer fixierten Position relativ zu dem Werkstück (2) durch die Tätigkeit der Betätigungseinrichtung gehalten wird.

10. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 91 wobei die Betätigungseinrichtung zumindest ein elastisches Element (44) aufweist, das den Grundkörper (8) gedrückt gegen das Werkstück (2) mit einer Kraft halten kann, die wesentlich größer ist als die Kraft, mit der die Druckeinrichtungen (18) die Fühler (12) in Kontakt mit den jeweiligen Abschnitten (2a,2b) des Werkstück (2) halten.

11. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, mit außerdem einem Kalibrierelement, das zwei Referenzflächen zur Zusammenarbeit mit den Fühlern (12) aufweist, wobei die Referenzflächen unter einem Referenzwinkel gegeneinander geneigt sind, der mit einer gleichen oder besseren Genauigkeit als die, mit der die Messung ausgeführt wird, bekannt ist.

12. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 zum Messen des Winkels (C), der in einem Werkstück aus Plattenmaterial (2) durch Biegen gebildet ist, während eines Vorgangs des Biegens des Werkstücks (2) in einer Biegepresse, die einen Stempel (4), der mit einem Gesenk (6), das eine V-förmige Rinne (14) aufweist, zusammenarbeitet, wobei der Grundkörper (8) in einem Schlitz (13) in dem Gesenk (6) montiert ist, so daß eine Symmetrieebene der V-förmigen Rinne (14) in dem Gesenk (6) im wesentlichen mit einer Symmetrieebene einer V-förmigen Rinne (46) in einem Körper (11) der Meßvorrichtung (1) übereinstimmt.

13. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9 zum Messen des Winkels (C), der in einem Werkstück aus Plattenmaterial (2) durch Biegen gebildet ist während eines Vorgangs des Biegens des Werkstücks (2) in einer Biegepresse, die einen Stempel (4), der mit einem Gesenk (6), das eine V-förmige Rinne (14) aufweist, zusammenarbeitet, wobei der Grundkörper (8) in einem Schlitz (13) in dem Gesenk (6) montiert ist, so daß eine Symmetrieebene der V-förmigen Rinne (14) in dem Gesenk (6) im wesentlichen mit einer Symrnetrieebene einer V-förmigen Rinne (46) in einem Körper (11) der Meßvorrichtung (1) übereinstimmt und Seiten der V-förmigen Rinne (46) in dem Körper (11) im wesentlichen größer sind als Seiten der V-förmigen Rinne (14) in dem Gesenk (6).

14. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13 umfaßt, mit außerdem einer Sensoreinrichtung (32) zur Erzeugung elektrischer Signale, die den gemessenen Winkel entsprechen und zur Übertragung von Signalen zu einer Steuereinheit (38) dienen, wobei die Steuereinheit (38) zur Steuerung einer Betätigungseinrichtung (40), die die relative Bewegung des Stempels (4) und des Gesenks (6) zueinander aufbringt, verwendbar ist.

15. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Steuereinheit (38) angeordnet ist zur Ausführung des Biegevorgangs in aufeinanderfolgenden Schritten, in denen der relative Abstand zwischen dem Stempel (4) und dem Gesenk (6) in jedem Biegeschritt im Vergleich mit dem vorhergehenden Schritt progressiv abnimmt, beginnend von einem Startwert, der einem Biegewinkel größer als der gewünschte Wert entspricht, wobei die verschiedenen Biegeschritte mit Messungen des Winkels (C) abwechseln.

16. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, mit außerdem einer Vorrichtung zur Anzeige des Wertes des gemessenen Winkels auf.

17. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, mit außerdem Stäben (80), die in Kontakt mit dem Fühler (72) sind, wobei die Druckeinrichtungen elastische Einrichtungen (82) sind, die die Stäbe (80) auf den Fühler (72) drücken und die Sensoreinrichtungen Abstandmeßsensoren (84) sind, die eine Position der Stäbe (80) mit Bezug auf die Abstandmeßsensorungen messen können.

18. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei der Grundkörper (60) Löcher (70) aufweist, in denen die Fühler (72) beweg bar und drehbar eingesetzt sind.

19. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei jeder der Fühler (72) einen längserstreckenden Schlitz (74) aufweist, wobei der Grund körper mit Stiften (76) in den Löchern (70) versehen ist, und jeder Stift (76) in dem längserstreckenden Schlitz (74) eingesetzt ist.

20. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Abstandsmeßeinrichtungen (84) zylinderförmig ausgebildet sind und die Stäbe (80) beweg bar darin aufnehmen.