ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zwei- oder dreidimensional
gebogenen Biegeteils aus einem abgelängten rohr- oder stabförmigen Werkstück mittels
einer numerisch gesteuerten Biegemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie
eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Biegemaschine gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 9. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind z.B.
aus der
DE 10 2010 013 688 A1 bekannt.
[0002] Bei der automatisierten Herstellung von zwei- oder dreidimensional gebogenen Biegeteilen
mithilfe numerisch gesteuerter Biegemaschinen werden die Bewegungen von Maschinenachsen
der Biegemaschine mithilfe einer Steuereinrichtung koordiniert angesteuert, um an
dem Werkstück durch plastisches Umformen eine oder mehrere bleibende Biegungen zu
erzeugen. Bei den hier betrachteten Werkstücken handelt es sich um Rohre oder Stäbe
aus Vollmaterial, die bereits vor Einsetzen in die Biegemaschine auf eine vorgegebene
Werkstücklänge abgelängt und damit vorkonfektioniert sind. Solche Werkstücke werden
üblicherweise mithilfe sogenannter Rohrbiegemaschinen gebogen, die in der Regel nicht
nur Rohre, sondern auch Werkstücke aus abgelängtem Vollmaterial biegen können.
[0003] Eine solche Biegemaschine hat eine Spannvorrichtung zum stirnseitigen Einspannen
eines Endabschnitts des Werkstücks. Die Spannvorrichtung ist mittels einer Rotationseinheit
um eine Drehachse drehbar und mittels einer Vorschubeinheit parallel zur Drehachse
verfahrbar. Weiterhin ist ein Biegekopf mit Einrichtungen zum Erzeugen mindestens
einer ebenen Biegung an einem durch die Spannvorrichtung gehaltenen Werkstück vorgesehen.
Vor Beginn einer ersten Biegeoperation auf der Biegemaschine wird ein zuerst umzuformender
Abschnitt des Werkstücks durch lineares Verfahren und/oder Drehen der Spannvorrichtung
in den Eingriffsbereich des Biegekopfs gebracht, der dann durch koordinierte Bewegungen
seiner Komponenten und Untereinheiten eine erste Biegung am Werkstück erzeugt. Häufig
werden nach einer ersten Biegeoperation auf der Biegemaschine eine oder mehrere weitere
Biegungen erzeugt, wozu dann das Werkstück wiederum mithilfe der linear verfahrbaren
und drehbaren Spannvorrichtung in Bezug auf den Biegekopf neu positioniert wird.
[0004] Es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen es prinzipiell nicht darauf ankommt, wie
das Werkstück in die Spannvorrichtung eingespannt wird, solange nur die Längsmittelachse
des eingespannten Werkstücks im Wesentlichen koaxial zur Drehachse der Spannvorrichtung
liegt. Die koaxiale Lage kann durch eine oder mehrere Abstützungen entfernt vom Einspannabschnitt
sichergestellt werden.
[0005] Eine Klasse von Werkstücken zeichnet sich dadurch aus, dass vor der ersten Biegeoperation
das Werkstück auf der Biegemaschine in eine bestimmte Soll-Drehlage bezüglich seiner
Längsmittelachse gebracht werden sollte, bevor die erste Biegeoperation auf der Biegemaschine
ausgeführt wird. So sind beispielsweise bei rohrförmigen Werkstücken, die zu einfach
oder mehrfach gebogenen Stuhlbeinen umgeformt werden sollen, in der Regel ein oder
mehrere Löcher in solchen Abschnitten angebracht, die später zur Befestigung einer
Sitzfläche oder einer Lehne dienen sollen. In die Löcher können Befestigungsschrauben
oder dergleichen eingeschraubt werden. Die Löcher werden typischerweise beim Vorkonfektionieren
in die Werkstücke durch Bohren, Laserbearbeitung oder auf andere Weise eingebracht,
bevor die Werkstücke in die Biegemaschine eingebracht werden. Damit die Löcher beim
fertigen Biegeteil in der richtigen Orientierung, beispielsweise möglichst senkrecht
zur Sitzfläche, stehen, muss das Werkstück dem Biegekopf mit der richtigen Drehorientierung
zugeführt werden. Es gibt also eine anzustrebende Soll-Drehlage des Werkstücks bezüglich
seiner Längsmittelachse vor Beginn der ersten Biegeoperation.
[0006] Geschulte Bediener sind meist in der Lage, das Werkstück beim Einführen eines Endabschnitts
in die Spannvorrichtung bezüglich seiner Drehlage relativ gut nach Augenmaß auszurichten,
bevor die Spannvorrichtung geschlossen wird und der Biegeprozess beginnt. Der Bediener
kann sich dabei an dem richtig auszurichtenden Loch oder einer anderen Markierung
an der Umfangsfläche des Werkstücks orientieren. Die durch einen Bediener erzielbaren
Genauigkeiten bezüglich der Drehlage sind stark von der Erfahrung des Bedieners und
auch von der Tagesform abhängig, so dass es zur Produktion von nicht brauchbaren Ausschussteilen
kommen kann.
AUFGABE UND LÖSUNG
[0007] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Biegemaschine zur Herstellung von zwei- oder dreidimensional gebogenen Biegeteilen
bereitzustellen, die es ermöglichen, drehlagekritische Werkstücke bedienerunabhängig
mit hoher Präzision herzustellen.
[0008] Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen von
Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird eine Biegemaschine mit den Merkmalen von Anspruch
9 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung
gemacht.
[0009] Das Verfahren ist bei allen Werkstücken anwendbar, welche wenigstens eine Markierung
an der Umfangsfläche aufweisen und mithilfe der Markierung in eine Soll-Drehlage bezüglich
ihrer Längsmittelachse gebracht werden können. In vielen Fällen handelt es sich bei
der Markierung um ein Loch in der Umfangsfläche. Bei rohrförmigen Werkstücken kann
das Loch beispielsweise zur Aufnahme einer Befestigungsschraube oder dergleichen dienen.
In manchen Fällen ist am Werkstück mittels Laser oder auf andere Weise eine als Markierung
nutzbare Gravur an der Umfangsfläche eingebracht, beispielsweise ein Logo eines Herstellers
und/oder eine Teileidentifikation, wobei z.B. diese Gravur beim fertig gebogenen Biegeteil
möglichst immer an der gleichen Stelle des Biegeteils sichtbar sein soll. Bei Werkstücken
in Form von geschweißten Rohren gibt es eine in der Regel parallel zur Längsmittelachse
verlaufende Schweißnaht, die als Markierung verwendet werden kann. Auch andere Fügestellen
können als Markierung dienen. Im Falle verschweißter oder auf andere Weise gefügter
Rohre kann die richtige Soll-Drehlage beispielsweise so vorgegeben sein, dass im Biegeprozess
der Bereich der Schweißnaht bzw. der Fügestelle möglichst wenig durch mechanische
Zug- oder Druckkräfte beansprucht wird. Auch andere Markierungen, beispielsweise in
Form von Farbmarkierungen oder Prägungen an der Umfangsfläche, können im Rahmen der
beanspruchten Erfindung als Hilfsmittel bei der richtigen Drehausrichtung des Werkstücks
dienen.
[0010] Das Verfahren ist gekennzeichnet durch eine automatische Ausrichtoperation, welche
mithilfe einer Markierung an der Umfangsfläche des Werkstücks ausgeführt wird. Bei
der automatischen Ausrichtoperation wird die Markierung mittels eines Kamerasystems
optisch erfasst. Aus mindestens einem Messbild des Kamerasystems wird eine Drehlageninformation
ermittelt, die Informationen über die Ist-Drehlage des Werkstücks bei Aufnahme des
Messbilds enthält. Die Rotationseinheit der Biegemaschine wird in Abhängigkeit von
der ermittelten Drehlageninformation so gesteuert, dass das eingespannte Werkstück
durch Drehung der Spannvorrichtung in die Soll-Drehlage gedreht wird, wenn sich das
Werkstück nach dem Einspannen nicht in der Soll-Drehlage befindet. Die Drehung kann
entfallen, wenn sich aus der Auswertung der Drehlageninformation ergibt, dass sich
das Werkstück unmittelbar nach dem Einspannen in die Spannvorrichtung bereits mit
ausreichender Genauigkeit in der Soll-Drehlage befindet.
[0011] Die Biegemaschine hat ein automatisches Ausrichtsystem zum Drehen des eingespannten
Werkstücks in eine vorgebbare Soll-Drehlage vor Beginn einer dem Einspannen folgenden
ersten Biegeoperation auf der Biegemaschine. Das Ausrichtsystem weist ein Kamerasystem
zum optischen Erfassen einer Markierung an der Umfangsfläche des Werkstücks sowie
eine Auswerteeinrichtung zum Ermitteln von Drehlageninformation aus mindestens einem
Messbild des Kamerasystems auf. Die Steuereinrichtung der Biegemaschine ist dafür
konfiguriert, in einem Ausrichtmodus die Rotationseinheit in Abhängigkeit von der
ermittelten Drehlageninformation zu steuern.
[0012] Die automatische Ausrichtoperation basiert somit auf optisch und somit berührungslos
erfassten Informationen, die anhand einer ohnehin vorhandenen Markierung an der Umfangsfläche
des Werkstücks erfasst werden können. Mithilfe der automatischen Ausrichtoperation
bzw. des automatischen Ausrichtsystems kann unabhängig von den Fähigkeiten eines Bedieners
die gewünschte Soll-Drehlage vor Beginn der ersten Biegeoperation mit hoher Präzision
so eingestellt werden, dass eine Produktion von Ausschuss aufgrund von Fehlorientierung
des Werkstücks beim ursprünglichen Einspannen praktisch ausgeschlossen werden kann.
Somit wird es möglich, die Maschine von Hand zu beladen oder die Werkstücke auf andere
Weise (z.B. mittels Roboter oder Magazin) ohne vorherige Ausrichtung der Werkstücke
der Biegemaschine zuzuführen. Die Kamera-basierte automatische Ausrichtoperation kann
innerhalb von Sekundenbruchteilen oder innerhalb weniger Sekunden abgeschlossen sein,
so dass unproduktive Nebenzeiten für das Ausrichten auf ein Minimum reduziert werden
können. Somit kann sowohl die Produktivität des Biegeprozesses als auch die Qualität
der gefertigten Biegeteile erhöht werden.
[0013] Da im Rahmen des automatischen Ausrichtsystems ein Kamerasystem zur optischen Erfassung
von Markierungen genutzt wird, kann das automatische Ausrichtsystem in der Regel ohne
Änderungen an der Hardware auf unterschiedliche Markierungen abgestimmt werden. Beispielsweise
kann eine Auswertungssoftware bereitgestellt werden, welche bereits Routinen zur optimalen
Auswertung unterschiedlich gestalteter Markierungen enthält, die wahlweise aktiviert
werden können.
[0014] Bei dem Werkstück kann es sich um ein Rundmaterial handeln, also um ein Rohr oder
einen aus Vollmaterial bestehenden Stab mit kreiszylindrischem Querschnitt. Das Werkstück
kann jedoch auch eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform haben, beispielsweise
eine polygonale Querschnittsform, insbesondere eine dreieckige, quadratische, fünfeckige
oder sechseckige Querschnittsform.
[0015] In vielen Fällen handelt es sich bei dem Werkstück um ein noch nicht vorgebogenes
Werkstück, insbesondere um ein im Wesentlichen geradliniges Werkstück. Dann ist die
erste Biegeoperation auf der Biegemaschine auch die erste am Werkstück durchgeführte
Biegeoperation. Das Werkstück kann aber auch ein bereits vorgebogenes Werkstück sein,
welches aus vorgelagerten Bearbeitungsstufen (auf der gleichen Biegemaschine oder
einer anderen Biegemaschine) schon eine oder mehrere bleibende Biegungen enthält.
Dann ist die dem Einspannen folgende erste Biegeoperation auf der Biegemaschine nicht
die erste am Werkstück ausgeübte Biegeoperation.
[0016] Es ist möglich, dass sich der axiale Abschnitt des Werkstücks, welcher die Markierung
enthält, unmittelbar nach Einspannen des Endabschnitts des Werkstücks so im Erfassungsbereich
des Kamerasystems befindet, dass ein Messbild erfasst werden kann, welches wenigstens
einen Teil der Markierung enthält. Abhängig von der Werkstückgeometrie und der Konstruktion
der Biegemaschine wird es aber häufig so sein, dass nach dem Einspannen des Werkstücks
in die Spannvorrichtung die Spannvorrichtung bzw. das Werkstück relativ zum Kamerasystem
zunächst so positioniert werden muss, dass eine Messung möglich wird. Dazu wird eine
Relativbewegung zwischen Kamerasystem und Werkstück respektive Spannvorrichtung durchgeführt.
Vorzugsweise erfolgt das Positionieren eines die Markierung enthaltenden Abschnitts
des Werkstücks in dem Erfassungsbereich des Kamerasystems ausschließlich durch axiales
Verfahren und/oder Drehen der Spannvorrichtung derart, dass durch das Kamerasystem
mindestens ein Messbild erfassbar ist, das wenigstens einen auswertbaren Teil der
Markierung enthält. In diesem Fall kann mit einem fest installierten Kamerasystem
gearbeitet werden, welches bei bevorzugten Ausführungsformen der Biegemaschine realisiert
ist.
[0017] Gemäß einer Weiterbildung wird zunächst die Spannvorrichtung nur axial verfahren,
bis der die Markierung enthaltende Abschnitt im Erfassungsbereich des Kamerasystems
liegt. Dann wird ein Messbild aufgenommen und ausgewertet. Wenn dieses nicht wenigstens
einen Teil der Markierung enthält, wird die Spannvorrichtung in einem "Suchlauf" so
lange gedreht, bis wenigstens ein Teil der Markierung in den Erfassungsbereich gelangt.
Um die hierfür erforderliche "Suchzeit" möglichst kurz zu halten, wird bei Abwesenheit
einer Markierung im Messbild die Spannvorrichtung um ein vorbestimmtes Winkelmaß,
beispielsweise im Bereich zwischen 45° und 90° gedreht, bevor ein nächstes Messbild
aufgenommen wird. Wenn dieses noch immer keinen Teil der Markierung zeigt, erfolgt
eine weitere Drehung des Suchlaufs um ein vorbestimmtes Winkelmaß so lange, bis eine
Markierung bzw. ein Teil der Markierung erkannt wird. Vorzugsweise wird ein Signal
an die Steuereinheit gesendet, wenn nach einem vordefinierten Suchlauf, der z.B. mindestens
eine volle Drehung umfasst, nicht wenigstens ein Teil einer Markierung in den Erfassungsbereich
gelangt ist oder wenn beim Suchlauf nur eine falsche oder nicht auswertbare Markierung
in den Erfassungsbereich gelangt. Das Signal kann z.B. nach Art eines Fehlersignals
bewertet werden, insbesondere in der Weise, dass die Steuereinheit die Biegemaschine
anhält und/oder eine akustische und/oder optische Anzeige ansteuert, die dem Bediener
den Fehlerzustand anzeigt.
[0018] Obwohl beim Drehen im Suchlauf eine kontinuierliche Rotation vorgesehen sein kann,
wird das Werkstück vorzugsweise um vorbestimmte Winkelbeträge gedreht und in der dann
erreichten Drehlage angehalten, so dass ein Messbild am ruhenden Werkstück aufgenommen
werden kann. Durch eine derartige diskontinuierliche Drehung mit Messwertaufnahme
am ruhenden Werkstück werden sowohl die Geschwindigkeit des Ausrichtprozesses als
auch die erzielbare Genauigkeit positiv beeinflusst.
[0019] Wenn ein Messbild vorliegt, welches wenigstens einen Teil der Markierung enthält,
erfolgt die Auswertung des Messbilds. Die Auswertung des Messbilds umfasst vorzugsweise
die Bestimmung einer Ist-Drehlage des Werkstücks aus der Position der Markierung innerhalb
des Messbilds sowie eines Ausricht-Drehwinkels, um den das Werkstück zur Einstellung
der Soll-Drehlage gedreht werden muss. Danach wird durch Drehen des Werkstücks um
den Ausricht-Drehwinkel die Soll-Drehlage des Werkstücks eingestellt. Mit Abschluss
dieser "Zieldrehung" ist das Werkstück hinsichtlich seiner Drehlage ausgerichtet und
die erste Biegeoperation kann durchgeführt werden.
[0020] Bei bevorzugten Ausführungsformen wird das Werkstück in nur einem einzigen Schritt
in die Soll-Drehlage gedreht, sobald die Markierung durch das Kamerasystem erkannt
wurde. Hierdurch ist eine besonders schnelle Ausrichtung erzielbar. Auch ein iteratives
Annähern an die Soll-Drehlage ist möglich.
[0021] Gemäß einer Weiterbildung ist das Kamerasystem so ausgelegt bzw. angeordnet, dass
der Erfassungsbereich des Kamerasystems einen axialen Abschnitt des Werkstücks mit
den durch das Kamerasystem sichtbaren Werkstückkanten enthält. Die sichtbaren Werkstückkanten
können als Referenzstrukturen für die Durchführung von Messungen innerhalb eines Messbereichs
des Messbildes dienen, wodurch die Präzision der Ergebnisse verbessert und eine sehr
genaue Ausrichtung möglich wird. Zudem kann sich das Kamerasystem dann selbst kalibrieren,
so dass eine Einrichtung durch einen Experten und ein Nachstellen beim Wechsel zwischen
verschiedenen Werkstückdurchmessern entfallen kann.
[0022] Gemäß einer Weiterbildung wird der durch das Kamerasystem erfassbare Abschnitt des
Werkstücks mithilfe eines Beleuchtungssystems beleuchtet. Dadurch wird die Qualität
der Messung weniger abhängig von Umgebungslichtbedingungen, wodurch gleichbleibende
Genauigkeit sichergestellt werden kann. Zur Beleuchtung kann z.B. Weißlicht oder Laserlicht
verwendet werden. Vorzugsweise weist das Beleuchtungssystem mindestens eine Auflicht-Beleuchtungsquelle
auf, die den interessierenden Abschnitt von Seiten des Kamerasystems beleuchtet. Insbesondere
können zwei oder mehr Auflicht-Beleuchtungsquellen vorgesehen sein, die im Betrieb
den Abschnitt aus unterschiedlichen Richtungen und/oder unter unterschiedlichen Winkeln
beleuchten. Hierdurch können die Zuverlässigkeit der Detektion der Markierung sowie
die Genauigkeit der Bildauswertung gesteigert werden.
[0023] Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Beleuchtungssystem eine Hintergrundbeleuchtungsquelle
aufweist, vorzugsweise zusätzlich zu mindestens einer Auflicht-Beleuchtungsquelle.
Die Hintergrundbeleuchtungsquelle befindet sich idealerweise an der dem Kamerasystem
gegenüberliegenden Seite des Werkstückabschnitts und kann bewirken, dass die vom Kamerasystem
erfassten Werkstückkanten besonders kontrastreich erscheinen. Auch hierdurch kann
die Zuverlässigkeit der Messung gesteigert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0024] Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus
der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung,
die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.
Fig. 1 zeigt in schräger Perspektive ein Ausführungsbeispiel einer mit einem automatischen
Ausrichtsystem ausgestatteten Biegemaschine zur Herstellung von zweidimensional oder
dreidimensional gebogenen Biegeteilen;
Fig. 2 zeigt einen schrägperspektivischen Ausschnitt der Biegemaschine aus Fig. 1
mit einem eingespannten Werkstück;
Fig. 3 zeigt schematisch einen rechteckförmigen Erfassungsbereich des Kamerasystems,
in welchem ein axialer Ausschnitt des Werkstücks erscheint, der eine Markierung enthält;
und
Fig. 4 zeigt schematisch eine axiale Ansicht eines Rohrs in zwei Drehlagen vor und
nach der Ausrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
[0025] In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Biegemaschine 100 zur Herstellung von
zweidimensional oder dreidimensional gebogenen Biegeteilen aus geraden, vorher abgelängten
rohrförmigen oder stabförmigen Werkstücken gezeigt. Die Biegemaschine wird auch als
Rohrbiegemaschine bezeichnet, kann jedoch neben rohrförmigen Werkstücken auch stabförmige
Werkstücke aus Vollmaterial biegen. Die Biegemaschine hat ein mit Kleinbuchstaben
x, y und z gekennzeichnetes, rechtwinkliges Maschinenkoordinatensystem MK mit einer
vertikalen z-Achse und horizontalen x- und y-Achsen. Im dargestellten Beispiel verläuft
die x-Achse parallel zur Drehachse einer später noch erläuterten Spannvorrichtung
110. Von den Koordinatenachsen sind die später noch erwähnten, geregelt angetriebenen
Maschinenachsen zu unterscheiden, die jeweils mit Großbuchstaben (z. B. A-Achse, C-Achse)
bezeichnet werden.
[0026] Die Biegemaschine hat eine Spannvorrichtung 110 zum stirnseitigen Einspannen eines
Endabschnitts eines zu biegenden Werkstücks W (vgl. Fig. 2). Die Spannvorrichtung
ist mittels einer (nicht sichtbaren) Rotationseinheit um eine horizontale Drehachse
112 drehbar und mittels einer ebenfalls nicht sichtbaren Vorschubeinheit parallel
zur Drehachse 112 verfahrbar. Die Spannvorrichtung ist als sogenannte Dreibackenzange
ausgebildet. Sie hat stirnseitig einen Spannkopf 114, der drei radial zur Drehachse
bewegliche Spannbacken enthält, die eine Einführöffnung zum Einführen eines Endabschnitts
des Werkstücks umschließen. Ein im Inneren angeordneter auswechselbarer Anschlag begrenzt
die Einstecktiefe für das Werkstück. Anschließend an den Spannkopf ist ein zur Drehachse
112 koaxiales Rohr 116 vorgesehen, welches mithilfe eines Pneumatikzylinders parallel
zur Drehachse axial verschoben werden kann. Durch axiale Verschiebung des Rohrs wird
der Spannkopf 114 geöffnet oder geschlossen. Die Rotationseinheit (A-Achse der Biegemaschine)
sowie die Vorschubeinheit (C-Achse der Biegemaschine) werden vom Gestell der Biegemaschine
getragen und befinden sich innerhalb der Schutzhaube 120. Die Dreibackenzange ist
mit der Rotationseinheit an der linear verschiebbaren Vorschubeinheit montiert. Alle
Maschinenachsen werden über eine nicht sichtbare Steuereinrichtung der Biegemaschine
gesteuert.
[0027] Die Werkstücke werden jeweils einzeln mithilfe der Spannvorrichtung 110 bzw. der
Dreibackenzange aufgenommen, festgehalten und einem Biegekopf 130 zugeführt, welcher
mit Abstand vor der Spannvorrichtung angeordnet ist. Der Biegekopf 130 ist eine kompakte
Baueinheit. Die Biegebewegungen des Biegekopfs werden über mehrere CNC-Achsen über
die Steuereinrichtung gesteuert. Da der Aufbau derartiger Biegeköpfe an sich bekannt
ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung hier verzichtet. Mögliche Ausgestaltungen
sind in der
DE 10 2010 013 688 A1 oder der
DE 10 2011 006 101 B4 beschrieben.
[0028] Die Biegemaschine ist mit einem automatischen Ausrichtsystem ausgestattet, das es
ermöglicht, ohne Eingriff eines Bedieners ein in die Spannvorrichtung 110 eingespanntes
Werkstück W vor Beginn einer dem Einspannen unmittelbar folgenden Biegeoperation auf
der Biegemaschine um seine Längsmittelachse in eine durch Programmierung vorgebbare
Soll-Drehlage zu drehen. Dies ist immer dann möglich, wenn das Werkstück in einem
mit Abstand vom eingespannten Endabschnitt liegenden Abschnitt A an seiner Umfangsfläche
eine sichtbare Markierung M aufweist. In der schrägperspektivischen Darstellung von
Fig. 2 ist die Biegemaschine mit einem eingespannten Werkstück W gezeigt. Bei dem
Werkstück handelt es sich um ein zylindrisches Stahlrohr, welches mithilfe der Biegemaschine
zu einem einfach oder mehrfach gekrümmten Stuhlbein gebogen werden soll. Das vorab
auf die gewünschte Werkstücklänge abgelängte, gerade Werkstück wird von einem Bediener
(oder automatisch) in die Einführöffnung des geöffneten Spannkopfs 114 eingeführt
und dieser dann durch Verschieben des Rohrs 116 geschlossen. Dadurch wird das Werkstück
an einem Endabschnitt eingespannt, während der Rest des Werkstücks bis zum gegenüberliegende
Endabschnitt frei bleibt. Im eingespannten Zustand erstreckt sich die Längsmittelachse
des Werkstücks mehr oder weniger koaxial zur Drehachse 112 der Spannvorrichtung.
[0029] An das gebogene Stuhlbein soll später ein Sitzelement oder Lehnenelement eines Stuhls
angeschraubt werden. Hierzu wird bereits vor dem Verbiegen des Werkstücks ein radiales
Durchgangsloch M in einem bestimmten Abschnitt A des Rohrs in die Werkstückwand z.B.
mittels Laserschneiden eingebracht. Das scharfkantig begrenzte Loch mit einem Durchmesser
im Millimeterbereich ist mit bloßem Auge gut sichtbar und dient hier als Markierung
M, die bei der Kamera-basierten automatischen Ausrichtung als Hilfsmittel zur Drehorientierung
genutzt wird.
[0030] Zu dem automatischen Ausrichtsystem gehört ein Kamerasystem 160 mit einer Kamera
165 mit einem zweidimensionalen Bildfeld. Die Kamera 165 ist als CCD-Videokamera ausgelegt,
die im Beispielsfall bei einer Auflösung von 1024 x 768 Pixeln (Bildelementen) bis
zu 100 Bilder pro Sekunde (Frames per Second) über eine Schnittstelle an ein angeschlossenes
Bildverarbeitungssystem liefern kann. Die Bilderfassung der Einzelbilder wird jeweils
über Auslösesignale (Trigger) der Steuerung ausgelöst. Dadurch werden die Messzeitpunkte
festgelegt. Die Software für die Bildverarbeitung ist in einem Programmmodul untergebracht,
welches mit der Steuereinrichtung der Biegemaschine zusammenarbeitet bzw. in diese
integriert ist.
[0031] Die Kamera 165 ist oberhalb der durch die Drehachse 112 definierten Linie an einem
U-förmigen Träger 162 befestigt. Die Optik der Kamera ist nach unten derart ausgerichtet,
dass sich ein rechteckförmiger Erfassungsbereich E der Kamera in y-Richtung senkrecht
zur Drehachse über eine Länge erstreckt, die größer ist als der Durchmesser des größten
in die Spannvorrichtung aufnehmbaren Werkstücks.
[0032] Der Träger 162 trägt weiterhin zwei stufenlos schwenkbare Auflicht-Beleuchtungsquellen
172-1, 172-2, die so ausgerichtet sind, dass sie den Abschnitt A des Werkstücks, welcher
im Erfassungsbereich der Kamera liegt, aus zwei unterschiedlichen Richtungen jeweils
schräg von oben und schräg zur optischen Achse der Kamera mit Weißlicht beleuchten.
Zu dem Beleuchtungssystem gehört weiterhin eine großflächige rechteckförmige Hintergrundbeleuchtungsquelle
175, die an der der Kamera 165 gegenüberliegenden Seite des Werkstücks an der Oberseite
des Maschinengestells angebracht ist. Diese beleuchtet das eingespannte Werkstück
W von seiner Rückseite so, dass die Werkstückkanten K1, K2 des Werkstücks W im aufgenommenen
Messbild mit starkem Kontrast gegenüber der hellen Hintergrundbeleuchtung erscheinen
(vgl. Fig. 3).
[0033] Die Rotationseinheit zur Drehung der Spannvorrichtung 110 um die Drehachse 112 sowie
die Vorschubeinheit, welche die Spannvorrichtung axial parallel zur Drehachse 112
vor- und zurückschieben kann, werden vom automatischen Ausrichtsystem als funktionale
Bestandteile genutzt, z.B. um das Werkstück relativ zu dem ortsfest montierten Kamerasystem
so zu positionieren, dass der interessierende Abschnitt A des Werkstücks mit der Markierung
M im Erfassungsbereich der Kamera 165 liegt.
[0034] Ein Biegeprozess mithilfe der Biegemaschine 100 kann beispielsweise wie folgt ablaufen.
Zunächst greift ein Bediener ein noch nicht gebogenes Werkstück und führt dieses per
Hand in die geöffnete Spannvorrichtung bzw. den Spannkopf 114 von vorne ein, bis die
eingeführte Stirnseite an einem inneren Anschlag anschlägt. Der Abschnitt A mit der
durch ein Loch gebildeten Markierung M sollte dabei am freien Endbereich des Werkstücks
liegen. Dann wird die Spannvorrichtung pneumatisch geschlossen. Je nach Länge des
einzuführenden Werkstücks kann die Spannvorrichtung für diese Einspannoperation mehr
oder weniger weit in Axialrichtung (parallel zur Drehachse 112) in Richtung Biegekopf
130 vorgeschoben sein, gegebenenfalls so weit, dass der Spannkopf 114 sich im Bereich
der Komponenten des Kamerasystems befindet (vgl. Fig. 1). Der Bediener muss dabei
nicht darauf achten, wie das eingeführte Werkstück bezüglich seiner Drehlage orientiert
ist, so dass in der Regel das eingeführte Werkstück noch nicht die für die erste Biegeoperation
erforderliche Soll-Drehlage einnimmt.
[0035] Dann wird die automatische Ausrichtoperation entweder selbsttätig (z.B. ausgelöst
durch Schließen der Spannvorrichtung) oder über eine gesonderte Bedieneraktion eingeleitet.
Sofern sich der mit der Markierung versehene Abschnitt A des Werkstücks noch nicht
im Erfassungsbereich E der Kamera 165 befindet, wird das Werkstück durch axiales Verfahren
der Spannvorrichtung in Axialrichtung (parallel zur Drehachse 112) so positioniert,
dass der mit Markierung versehene Abschnitt A in den Erfassungsbereich gelangt. Der
hierzu erforderliche Verfahrweg kann vorprogrammiert sein, da bei einer Serie gleichartiger
Teile der Abstand zwischen der Stirnseite am Einspannabschnitt und der axialen Position
der Markierung M (beispielsweise Loch) bekannt ist und vorab eingegeben werden kann.
[0036] Der weitere Verfahrensablauf ist davon abhängig, ob nach Ende dieser axialen Positionierbewegung
die Kamera die Markierung bzw. wenigstens einen auswertbaren Teil der Markierung erkennen
kann oder nicht.
[0037] Sofern im Messbild ein auswertbarer Teil erkannt wird, wird aus dem Messbild eine
Drehlageninformation ermittelt, die die aktuelle Ist-Drehlage des Werkstücks repräsentiert.
Die Steuerung errechnet dann z.B. anhand einfacher Winkelbeziehungen einen sogenannten
Ausricht-Drehwinkel AW, d.h. einen Drehwinkel, um den das Werkstück W gedreht werden
muss, um in die Soll-Drehlage zu gelangen (vgl. Fig. 4). Liegt dieser Drehwinkel innerhalb
der Toleranzen, so ist die Ausrichtoperation abgeschlossen. Zur Kontrolle kann eine
zusätzliche abschließende Messung durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass sich
die Position der Markierung innerhalb der erlaubten Toleranzen befindet. Wir die richtige
Drehlage bestätigt, wird das Werkstück durch eine lineare Vorschubbewegung der Spannvorrichtung
so weit in Richtung Biegekopf 130 vorgeschoben, bis der erste zu biegende Abschnitt
im Eingriffsbereich des Biegekopfs liegt. Dann wird die erste Biegeoperation ausgeführt.
[0038] Wird beim Auswerten des Messbilds festgestellt, dass kein auswertbarer Teil der Markierung
M im Messbild liegt, wenn also die Kamera beispielsweise kein Loch erkennen kann,
so wird ein entsprechendes Signal ("ohne Messwert") an die Steuerung übermittelt.
Diese ist nun so programmiert, dass die Spanneinrichtung das Werkstück in einem Suchlauf
relativ schnell um einen vorgegebenen Drehwinkel, beispielsweise im Bereich zwischen
60° und 80°, dreht und dann anhält. Ist nach dieser ersten Drehung noch immer kein
auswertbarer Teil einer Markierung im Messbild der Kamera, so wird das Werkstück erneut
um einen vorgegebenen Drehwinkel, beispielsweise zwischen 60° und 80°, gedreht. Sofern
sich in dem beobachteten axialen Abschnitt A des Werkstücks eine erkennbare Markierung
befindet, führt der Suchlauf schnell zu einer Drehlage, in welcher die Markierung
(bzw. ein auswertbarer Teil der Markierung) im Erfassungsbereich E der Kamera des
Kamerasystems liegt. Dann kann die Auswertung und die darauf basierende Drehung des
Werkstücks in die Soll-Drehlage wie beschrieben eingeleitet werden. Wird auch nach
mehrfacher Teildrehung des Werkstücks kein Messbild erfasst, das wenigstens einen
auswertbaren Teil einer Markierung zeigt, so zeigt dies an, dass das Werkstück keine
Markierung enthält. In diesem Fall wird ein entsprechendes Signal abgegeben.
[0039] Eine mögliche Auswertung der in dem Messbild enthaltenen Bildinformationen wird anhand
von Fig. 3 und Fig. 4 erläutert. Fig. 3 zeigt schematisch den rechteckförmigen Erfassungsbereich
E des Kamerasystems, in welchem der axiale Ausschnitt A des Werkstücks W erscheint,
der die Markierung M enthält. Die Markierung M wird hier durch ein kreisrundes radiales
Durchgangsloch im Rohr gebildet. Ist das Rohr so gedreht, dass sich das Loch an der
für die Kamera nicht sichtbaren Rückseite befindet, so erfolgt im Suchlauf die oben
beschriebene Korrekturdrehung, bis sich die Markierung teilweise oder vollständig
im Erfassungsbereich der Kamera befindet. In der Regel wird dabei die Korrekturdrehung
nicht dazu führen, dass die Korrekturdrehung das Werkstück direkt in die Soll-Drehlage
überführt. Vielmehr ist im Beispielsfall dann die Situation I erreicht, in welcher
das perspektivisch verzerrt erscheinende Loch (Markierung M) in der Nähe der Kante
K2 erscheint. Um den zugehörigen Ist-Drehwinkel zu ermitteln, wird aus dem Abstand
D zwischen dem mittels Bildverarbeitung berechneten geometrischen Schwerpunkt S des
Lochs und der Kante K2 ein Abstandsmaß ermittelt, welches über bekannte Winkelbeziehungen
in die dazugehörige Ist-Drehlage umgerechnet wird. Die gewünschte Soll-Drehlage sei
im Beispielsfall dann erreicht, wenn die Markierung genau an der der Kamera zugewandten
Oberseite des Werkstücks mittig zwischen den Seitenkanten K1, K2 liegt, also in der
gestrichelten Position II. Das Bildverarbeitungssystem errechnet den zugehörigen Ausricht-Drehwinkel
AW, der erforderlich ist, um das Werkstück in die gewünschte Drehposition zu bringen
(vgl. Fig. 4). Auf Basis dieser Drehlageninformation wird der Rotationsantrieb mittels
der Steuereinheit so angesteuert, dass das Werkstück um den Ausricht-Drehwinkel AW
gedreht wird. Damit ist die automatische Ausrichtoperation abgeschlossen und es wird
ein Freigabesignal zur Einleitung der nächsten Maschinenoperation abgegeben, die in
einem Vorschieben des ausgerichteten Werkstücks in Richtung des Biegekopfs besteht.
1. Verfahren zur Herstellung eines zwei- oder dreidimensional gebogenen Biegeteils aus
einem abgelängten rohr- oder stabförmigen Werkstück (W) mittels einer numerisch gesteuerten
Biegemaschine (100), wobei das Werkstück vor einer Biegeoperation mithilfe einer Markierung
(M) an der Umfangsfläche in eine Soll-Drehlage bezüglich seiner Längsmittelachse gebracht
und anschließend gebogen wird, mit:
Einspannen eines Endabschnitts des Werkstücks in eine Spannvorrichtung (110) der Biegemaschine,
wobei die Spannvorrichtung mittels einer Rotationseinheit um eine Drehachse (112)
drehbar und parallel zur Drehachse verfahrbar ist;
gekennzeichnet durch
eine automatische Ausrichtoperation mit folgenden Schritten:
Erfassen der Markierung (M) mittels eines Kamerasystems (160);
Ermitteln von Drehlageninformation aus mindestens einem Messbild des Kamerasystems
(160); und
Steuern der Rotationseinheit in Abhängigkeit von der ermittelten Drehlageninformation
zur Drehung des eingespannten Werkstücks (W) mittels der Spannvorrichtung (110) in
die Soll-Drehlage, wenn sich das Werkstück nach dem Einspannen nicht in der Soll-Drehlage
befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Positionieren eines die Markierung enthaltenden Abschnitts (A) des Werkstücks
in einen Erfassungsbereich (E) des Kamerasystems (160) ausschließlich durch axiales
Verfahren und/oder Drehen der Spannvorrichtung (110) derart, dass durch das Kamerasystem
mindestens ein Messbild erfassbar ist, das wenigstens einen auswertbaren Teil der
Markierung enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn ein Messbild nicht wenigstens einen auswertbaren Teil der Markierung enthält,
die Spannvorrichtung (110) in einem Suchlauf so lange gedreht wird, bis wenigstens
ein auswertbarer Teil der Markierung in den Erfassungsbereich (E) gelangt, wobei vorzugsweise
bei Abwesenheit der Markierung im Messbild die Spannvorrichtung um ein vorbestimmtes
Winkelmaß, insbesondere im Bereich zwischen 45° und 90°, gedreht und dann angehalten
wird, bevor ein nächstes Messbild aufgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal an die Steuereinheit gesendet wird, wenn nach einem vordefinierten Suchlauf
nicht wenigstens ein Teil einer Markierung in den Erfassungsbereich (E) gelangt ist
oder wenn beim Suchlauf nur eine falsche oder nicht auswertbare Markierung in den
Erfassungsbereich (E) gelangt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch die Schritte:
Aufnehmen eines Messbildes, das wenigstens einen auswertbaren Teil der Markierung
enthält;
Auswerten des Messbildes mit Bestimmen einer Ist-Drehlage des Werkstücks aus der Position
der Markierung innerhalb des Messbildes sowie eines Ausricht-Drehwinkels, um den das
Werkstück zur Einstellung der Soll-Drehlage gedreht werden muss;
Einstellung der Soll-Drehlage durch Drehen des Werkstücks um den Ausricht-Drehwinkel;
Durchführen einer ersten Biegeoperation.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem so angeordnet wird, dass der Erfassungsbereich (E) des Kamerasystems
einen axialen Abschnitt (A) des Werkstücks (W) mit den durch das Kamerasystem sichtbaren
Werkstückkanten (K1, K2) enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der im Erfassungsbereich (E) des Kamerasystems liegende Abschnitt (A) des Werkstücks
mittels eines Beleuchtungssystems beleuchtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (A) mittels Auflichtbeleuchtung beleuchtet wird, vorzugsweise mit schräger
Beleuchtung und/oder aus mindestens zwei unterschiedlichen Richtungen, und/oder dass
der Abschnitt (A) mittels Hintergrundbeleuchtung beleuchtet wird.
9. Biegemaschine (100) zur Herstellung eines zwei- oder dreidimensional gebogenen Biegeteils
aus einem abgelängten rohr- oder stabförmigen Werkstück (W) mit:
einer Spannvorrichtung (110) zum stirnseitigen Einspannen eines Endabschnitts des
Werkstücks, wobei die Spannvorrichtung mittels einer Rotationseinheit um eine Drehachse
(112) drehbar und mittels einer Vorschubeinheit parallel zur Drehachse (112) verfahrbar
ist;
einem Biegekopf (130) mit Einrichtungen zum Erzeugen mindestens einer ebenen Biegung
an einem durch die Spannvorrichtung (110) gehaltenen Werkstück (W);
gekennzeichnet durch
ein automatisches Ausrichtsystem zum Drehen des eingespannten Werkstücks (W) in eine
vorgebbare Soll-Drehlage vor Beginn einer Biegeoperation, wobei
das Ausrichtsystem ein Kamerasystem (160) zum optischen Erfassen einer Markierung
(M) an der Umfangsfläche des Werkstücks (W) und eine Auswerteeinrichtung zum Ermitteln
von Drehlageninformation aus Messbildern des Kamerasystems aufweist; und
eine Steuereinrichtung der Biegemaschine konfiguriert ist, in einem Ausrichtmodus
die Rotationseinheit in Abhängigkeit von der ermittelten Drehlageninformation so zu
steuern, dass das Werkstück (W) mittels der Spannvorrichtung (110) in die Soll-Drehlage
gedreht wird, wenn sich das Werkstück nach dem Einspannen nicht in der Soll-Drehlage
befindet.
10. Biegemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem fest an der Biegemaschine installiert ist.
11. Biegemaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem so angeordnet ist, dass der Erfassungsbereich (E) des Kamerasystems
einen axialen Abschnitt (A) des Werkstücks (W) mit den durch das Kamerasystem sichtbaren
Werkstückkanten (K1, K2) enthält.
12. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten des durch das Kamerasystem erfassbaren Abschnitts
(A) des Werkstücks (W).
13. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem mindestens eine Auflicht-Beleuchtungsquelle (172-1, 172-2)
aufweist, wobei vorzugsweise zwei Auflicht-Beleuchtungsquellen (172-1, 172-2) vorgesehen
sind, die im Betrieb den Abschnitt (A) aus unterschiedlichen Richtungen und/oder unter
unterschiedlichen Winkeln beleuchten und/oder dass das Beleuchtungssystem eine Hintergrundbeleuchtungsquelle
(175) aufweist.
14. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 konfiguriert
ist.
1. Method for producing a two-dimensionally or three-dimensionally curved bent component
from a cut-to-length tubular or rod-shaped workpiece (W) by means of a numerically
controlled bending machine (100), wherein the workpiece, prior to a bending operation,
is transferred into a required rotational position in relation to its longitudinal
central axis with the aid of a marking (M) on the peripheral surface and subsequently
is bent, comprising:
clamping an end portion of the workpiece in a clamping device (110) of the bending
machine, wherein the clamping device is rotatable by means of a rotation unit about
a rotational axis (112) and displaceable in parallel to the rotational axis;
characterized by
an automated orientation operation comprising the following steps:
detecting the marking (M) using a camera system (160);
obtaining rotational position information from at least one photographical image of
the camera system (160); and
controlling the rotation unit depending on the obtained rotational position information
for rotating the clamped workpiece (W) by means of the clamping device (110) to the
required rotational position if the workpiece after clamping is not located in the
required rotational position.
2. Method according to claim 1, characterized by positioning a portion (A) of the workpiece including the marking in a detection zone
(E) of the camera system (160) exclusively by axial displacing and/or rotating the
clamping device (110) such that at least one photographical image is detectable by
the camera system, which image includes at least an evaluable part of the marking.
3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that, in case that a photographical image does not include at least an evaluable part
of the marking, the clamping device (110) is rotated in a search run for a period
until at least an evaluable part of the marking comes into the detection zone (E),
wherein preferably, in the absence of the marking in the photographical image, the
clamping device is rotated through a predetermined angular dimension, in particular
in a range between 45° and 90°, and then stopped, before a next photographical image
is recorded.
4. Method according to claim 3, characterized in that a signal is sent to the control unit in case that, after a predefined search run,
not at least a part of a marking has come into the detection zone (E), or in case
that, during the search run, only an incorrect or not evaluable marking has come into
the detection zone (E).
5. Method according to any of the preceding claims,
characterized by the steps:
recording a photographical image which includes at least an evaluable part of the
marking;
evaluating the photographical image by determining an actual rotational position of
the workpiece from the position of the marking within the photographical image and
an orientation rotation angle, through which angle the workpiece has to be rotated
for setting the required rotational position;
setting the required rotational position by rotating the workpiece through the orientation
rotation angle;
performing a first bending operation.
6. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the camera system is arranged such that the detection zone (E) of the camera system
includes an axial portion (A) of the workpiece (W) with the workpiece edges (K1, K2)
visible through the camera system.
7. Method according to any of the claims 2 to 6, characterized in that the portion (A) of the workpiece located in the detection zone (E) of the camera
system is illuminated by an illumination system.
8. Method according to claim 7, characterized in that the portion (A) is illuminated by means of front illumination, preferably by angular
illumination and/or from at least two different directions, and/or in that the portion (A) is illuminated by means of backlight illumination.
9. Bending machine (100) for producing a two-dimensionally or three-dimensionally curved
bent component from a cut-to-length tubular or rod-shaped workpiece (W), comprising:
a clamping device (110) for clamping an end portion of the workpiece on the face side,
wherein the clamping device is rotatable by means of a rotation unit about a rotational
axis (112) and displaceable in parallel to the rotational axis by means of a feeding
unit;
a bending head (130) having devices for producing at least one planar bending on a
workpiece (W) held by the clamping device (110);
characterized by
an automated orientation system for rotating the clamped workpiece (W) to a predefinable
required rotational position prior to a bending operation, wherein
the orientation system includes a camera system (160) for optical detecting of a marking
(M) on the peripheral surface of the workpiece (W) and an evaluation unit for obtaining
rotational position information from photographical images of the camera system; and
a control unit of the bending machine is configured, in an orientation mode, to control
the rotation unit depending on the obtained rotational position information such that
the workpiece (W) is rotated by means of the clamping device (110) to the required
rotational position if the workpiece after clamping is not located in the required
rotational position.
10. Bending machine according to claim 9, characterized in that the camera system is installed fixedly on the bending machine.
11. Bending machine according to claim 9 or 10, characterized in that the camera system is arranged such that the detection zone (E) of the camera system
includes an axial portion (A) of the workpiece (W) with the workpiece edges (K1, K2)
visible through the camera system.
12. Bending machine according to any of the claims 9 to 11, characterized by an illumination system for illuminating the portion (A) of the workpiece (W) which
is detectable by the camera system.
13. Bending machine according to any of the claims 9 to 12, characterized in that the illumination system includes at least one front illumination source (172-1, 172-2),
wherein preferably two front illumination sources (172-1, 172-2) are provided, which
during operation illuminate the portion (A) from different directions and/or under
different angles, and/or in that the illumination system includes a backlight illumination source (175).
14. Bending machine according to any of the claims 9 to 13, characterized in that the machine is configured for performing the method according to any of the claims
1 to 8.
1. Procédé de fabrication d'un élément plié, qui a été plié en deux ou trois dimensions,
à partir d'une pièce tronçonnée (W) en forme de tube ou de barre à l'aide d'une plieuse
à commande numérique (100), la pièce étant amenée dans une position de rotation de
consigne par rapport à son axe central longitudinal avant une opération de pliage
à l'aide d'un repère (M) sur la surface périphérique, et puis pliée, le procédé comprenant
:
serrer une portion d'extrémité de la pièce dans un dispositif de serrage (110) de
la plieuse, le dispositif de serrage pouvant être déplacé en rotation sur un axe de
rotation (112) au moyen d'une unité de rotation et parallèlement à l'axe de rotation
;
caractérisé par
une opération d'orientation automatique comprenant les étapes suivantes :
détecter le repère (M) à l'aide d'un système de caméras (160) ;
déterminer une information de position de rotation à partir d'au moins une image de
mesure du système de caméras (160) ; et
commander l'unité de rotation en fonction de l'information de position de rotation
déterminée de manière à faire tourner la pièce serrée (W), à l'aide du dispositif
de serrage (110), jusque dans la position de rotation de consigne si la pièce n'est
pas dans la position de rotation de consigne après le serrage.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le positionnement d'une portion (A) de la pièce, contenant le repère, dans une zone
de détection (E) du système de caméras (160) exclusivement par déplacement axial et/ou
rotation du dispositif de serrage (110) de telle sorte qu'au moins une image de mesure,
qui contient au moins une partie évaluable du repère, puisse être acquise par le système
de caméras.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, si une image de mesure ne contient pas au moins une partie évaluable du repère,
le dispositif de serrage (110) est mis en rotation dans un processus de repérage jusqu'à
ce qu'au moins une partie évaluable du repère arrive dans la zone de détection (E),
le dispositif de serrage étant mis en rotation, de préférence en l'absence du repère
dans l'image de mesure, d'un angle prédéterminé, en particulier dans la gamme comprise
entre 45° et 90°, puis étant arrêté seulement avant d'acquérir une image de mesure
suivante.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un signal est envoyé à l'unité de commande si, après un processus de repérage prédéfini,
au moins une partie d'un repère n'a pas atteint la zone de détection (E) ou si pendant
le processus de repérage seulement un repère incorrect ou non évaluable atteint la
zone de détection (E).
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par les étapes suivantes :
acquérir une image de mesure qui contient au moins une partie évaluable du repère
;
évaluer l'image de mesure par détermination d'une position de rotation réelle de la
pièce à partir de la position du repère dans l'image de mesure et d'un angle de rotation
d'orientation avec lequel la pièce doit être tournée pour définir la position de rotation
de consigne ;
régler la position de rotation de consigne par rotation de la pièce de l'angle de
rotation d'orientation ;
effectuer une première opération de pliage.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de caméras est disposé de telle sorte que la zone de détection (E) du
système de caméras contient une portion axiale (A) de la pièce (W) dont les bords
de pièce (K1, K2) sont visibles par le système de caméras.
7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la portion (A) de la pièce qui se trouve dans la zone de détection (E) du système
de caméras est éclairée à l'aide d'un système d'éclairage.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la portion (A) est éclairée à l'aide d'un éclairage incident, de préférence d'un
éclairage oblique et/ou à partir d'au moins deux directions différentes, et/ou en ce que la portion (A) est éclairée à l'aide d'un rétro-éclairage.
9. Plieuse (100) destinée à fabriquer une pièce pliée, qui a été pliée en deux ou trois
dimensions, à partir d'une pièce tronçonnée (W) en forme de tube ou de barre, ladite
plieuse comprenant :
un dispositif de serrage (110) destiné à serrer du côté frontal une portion d'extrémité
de la pièce, le dispositif de serrage pouvant tourner sur un axe de rotation (112)
à l'aide d'une unité de rotation et pouvant être déplacé parallèlement à l'axe de
rotation (112) à l'aide d'une unité d'avancement ;
une tête de pliage (130) comprenant des moyens de réalisation d'au moins un pliage
plan sur une pièce (W) maintenue par le dispositif de serrage (110) ;
caractérisé par
un système d'orientation automatique destiné à faire tourner la pièce serrée (W) dans
une position de rotation de consigne spécifiable avant le début d'une opération de
pliage,
le système d'orientation comportant un système de caméras (160) destiné à détecter
optiquement un repère (M) sur la surface périphérique de la pièce (W) et un dispositif
d'évaluation destiné à déterminer une information de position de rotation à partir
d'images de mesure du système de caméras ; et
un moyen de commande de la plieuse étant conçu, dans un mode d'orientation, pour commander
l'unité de rotation en fonction de l'information de position de rotation déterminée
de façon à faire tourner la pièce (W) dans la position de rotation de consigne à l'aide
du dispositif de serrage (110) si la pièce ne se trouve pas dans la position de rotation
de consigne après le serrage.
10. Plieuse selon la revendication 9, caractérisée en ce que le système de caméras est installé de manière fixe sur la plieuse.
11. Plieuse selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que le système de caméras est disposé de telle sorte que la zone de détection (E) du
système de caméras contient une portion axiale (A) de la pièce (W) dont les bords
de pièce (K1, K2) sont visibles par le système de caméras.
12. Plieuse selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisée par un système d'éclairage destiné à éclairer la portion (A) de la pièce (W) qui peut
être détectée par le système de caméras.
13. Plieuse selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que le système d'éclairage comporte au moins une source d'éclairage à lumière incidente
(172-1, 172-2), deux sources d'éclairage à lumière incidente (172-1, 172-2) étant
de préférence prévues qui éclairent la portion (A) depuis différentes directions et/ou
avec différents angles pendant le fonctionnement et/ou en ce que le système d'éclairage comporte une source de rétro-éclairage (175).
14. Plieuse selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisée en ce qu'elle est conçue pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à
8.