Vorrichtung zur Erfassung eines Ringbiegewinkels, sowie ein Verfahren zur Regelung einer Biegemaschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Richtungswinkels, insbesondere eines Biegewinkels, eines in einer Vorschubrichtung transportierbaren Werkstücks, insbesondere eines Biegeteils (B), das in einer Biegemaschine (1) der Einwirkung eines in einer zur Vorschubrichtung unterschiedlichen Biegerichtung wirkenden Biegewerkzeugs (2) unterworfen wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Vorrichtung (1) mindestens eine Winkelmeßeinrichtung (10b) aufweist, die in Vorschubrichtung des Biegeteils (B) nach dem Biegewerkzeug (2) der Biegemaschine (1) angeordnet ist, daß die mindestens eine Winkelmeßeinrichtung (10b) einen Meßwertgeber (11) aufweist, der ein Meßelement (15) besitzt, das in eine Meßanlage an das Biegeteil (B) bringbar ist, daß zumindest die eine Winkelmeßeinrichtung (10b) um eine zur Biegeebene des Biegeteils (B) im wesentlichen orthogonalen Achse verschwenkbar ist, und daß ein von der oder den jeweils in Meßanlage an das Biegeteil (B) befindlichen Winkelmeßeinrichtungen (10a, 10b) erzeugten Meßsignale zu einer Steuer-/Auswerteeinrichtung der Biegemaschine (1) leitbar sind.

Beschreibung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Ringbiegewinkels, insbesondere eines Biegewinkels, eines in einer Vorschubrichtung transportierbaren Werkstücks, insbesondere eines Biegeteils, das in einer Biegemaschine der Einwirkung eines in einer zur Vorschubrichtung unterschiedlichen Biegerichtung wirkenden Biegewerkzeugs unterworfen wird, sowie ein Verfahren zur Regelung einer Biegemaschine.

[0002] Beim Biegen von werkzeugunabhängigen Biegeradien, z. B. beim Drei- oder Vier-Walzenbiegen, oder beim Freiformbiegen oder Segmentbiegen, tritt bis jetzt das Problem auf, daß der Biegewinkel des Biegeteils nicht während des Biegevorgangs gemessen werden kann.

[0003] Vielmehr erlauben es die bekannten Verfahren zur Erfassung eines Richtungswinkels in nachteiliger Art und Weise nur den Biegeradius nach einer gewissen Walzstrecke, die je nach Biegegeometrie und der Rollenanordnung der Biegemaschine bis zu 600 mm lang sein kann, zu bestimmen. Bei unbekanntem Materialverhalten des zu biegenden Werkstücks besteht somit die Gefahr, daß das Werkstück nach dieser zur Bestimmung des Biegeradius erforderlichen Walzstrecke mit einem falschen Biegeradius gebogen wurde und schon (vorzeitig) den gewünschten Biegewinkel erreicht hat, oder daß nur eine kleine Walzstrecke verbleibt, die nach der Erfassung des Biegeradiuses mit dem korrekten Radius gebogen werden kann. Ein zielgenaues Biegen von Werkstücken mit unbekanntem Materialverhalten ist somit mit den bekannten Verfahren in nachteiliger Art und Weise nicht auf Anhieb möglich. Dies ist besonders problematisch bei kleinen Biegeradien, deren Abwicklung kleiner als die zur Bestimmung des Biegeradiuses erforderliche Meßstrecke ist. Aus diesem Umstand resultiert bei den bekannten Verfahren in nachteiliger Art und Weise ein hoher Materialverbrauch, da zuerst das Materialverhalten des Werkstücks bestimmt werden muß, um dann das Werkstück korrekt biegen zu können.

[0004] Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Verfahren besteht nun darin, daß keine oder nur eine bedingte Reaktion auf Störungen während des Biegevorgangs möglich ist.

[0005] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der Biegewinkel des Werkstücks, insbesondere eines Biegeteils, insbesondere während des Biegeprozesses leicht erfaßbar ist.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mindestens eine Winkelmeßeinrichtung aufweist, die in Vorschubrichtung des Biegeteils nach dem Biegewerkzeug der Biegemaschine angeordnet ist, daß die mindestens eine Winkelmeßeinrichtung einen Meßwertgeber aufweist, der ein Meßelement besitzt, das in eine Meßanlage an das Biegeteil bringbar ist, daß die zumindest eine Winkelmeßeinrichtung um eine zur Biegeebene des Biegeteils im wesentlichen orthogonalen Achse verschwenkbar ist, und daß ein von der oder den jeweils in Meßanlage an dem Biegeteil befindlichen Winkelmeßeinrichtungen erzeugten Meßsignale zu einer Steuer-/Auswerteeinrichtung der Biegemaschine leitbar sind.

[0007] Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine Vorrichtung zur Erfassung des Biegewinkels des Werkstücks, insbesondere des Biegeteils geschaffen, welche sich dadurch auszeichnet, daß der Biegewinkel während des Biegevorgangs kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder zu bestimmten Zeitabständen in einfacher Art und Weise erfaßbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt somit in vorteilhafter Art und Weise eine Inprozeß-Messung des Biegewinkels, welche gewährleistet, daß Abweichungen des Biegewinkels des Biegeteils von einem vorgegebenen Soll-Wert unmittelbar erfaßt und der Biegevorgang entsprechend korrigiert werden kann.

[0008] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in vorteilhafter Art und Weise als Meßgerät zur einfachen und direkten Erfassung des relativen und absoluten Winkels zweier Geraden des Werkstücks zueinander, die auf der gleichen Ebene liegen, verwendet werden, wobei die Messung des Richtungswinkels einer Geraden innerhalb des Meßbereichs der Winkelmeßvorrichtung an der zu messenden Geraden einfach und schnell vorgenommen werden kann. Ein Vorteil ist hier außerdem, daß der Winkel zwischen den beiden Geraden auch dann noch gemessen werden kann, wenn sich die Lage und die Richtung der beiden Geraden oder der Winkel zwischen diesen beiden Geraden verändert. Dies ermöglicht insbesondere die kontrollierte Inprozeß-Messung beim Biegen, Messung von vorgebogenen Biegeteilen, die einen oder mehrere Bögen aufweisen, die Winkelmessung von Geraden, die durch ein U-förmiges Gebilde verbunden sind, sowie das kontrollierte Nachbiegen und/oder Aufbiegen der vorgenannten Gebilde.

[0009] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß beim Eichen der mindestens einen Winkelmeßeinrichtung die zu messenden Geraden an beliebigen Orten innerhalb des Meßbereichs liegen können.

[0010] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß sie einfach in ihrer Handhabung ist, da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine komplizierten Null-Abgleiche durchgeführt werden müssen. Vielmehr ist es zur Erfassung des Biegewinkels des Biegeteils in vorteilhafter Art und Weise lediglich erforderlich, daß vor dem Biegevorgang die beiden Meßwertgeber der beiden Biegeeinrichtungen in Anlage an das gerade, also nicht gebogene Biegeteil gebracht werden und die dann vorliegende Position der beiden Meßwertgeber als die Null-Position festgelegt wird.

[0011] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie sich zur Inprozeß-Messung von Biegewinkeln für nahezu beliebige Biegeradien eignet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich daher also durch ihre hohe Flexibilität aus.

[0012] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mindestens eine der Winkelmeßeinrichtungen an einem Meßarm angeordnet ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch in einfacher Art und Weise die Winkelmeßeinrichtungen leicht unterschiedlichen Krümmungen des Biegeteils nachgeführt werden können, um damit die Meßwertgeber der Winkelmeßeinrichtungen in Anlage am Biegeteil zu halten.

[0013] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Meßarm als ein Gelenk-Parallelogramm ausgeführt ist, dessen erstes Ende vorzugsweise an der Biegemaschine befestigt ist und dessen zweites Ende eine Winkelmeßeinrichtung trägt. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch in einfacher Art und Weise eine besonders geeignetes Führungselement für die Winkelmeßeinrichtung ausgebildet wird. Ein weiterer Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß hierdurch die Funktion der Biegemaschine, insbesondere einer Drei- oder Vier-Walzen-Biegemaschine, nicht durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eingeschränkt bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Meßprozeß nicht durch den Aufbau der Biegemaschine in ihrem Meßbereich eingeschränkt ist.

[0014] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mindestens eine Winkelmeßeinrichtung drehbar an der Biegemaschine angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung dient insbesondere zur Verwendung als einlaufseitige, vor dem Biegewerkzeug der Biegemaschine angeordnete Winkelmeßeinrichtung, da in diesem Bereich das Biegeteil noch seinen geraden, nicht-gebogenen Verlauf besitzt.

[0015] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Meßwertgeber der Winkelmeßeinrichtung als ein Drehgeber ausgebildet ist, an dessen Achse das Meßelement angeordnet ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch in einfacher Art und Weise eine hinreichend genaue Meßanlage des Meßwertgebers an das Biegeteil erreichbar ist.

[0016] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das an der Drehachse des Drehgebers angeordnete Meßelement eine Greifereinheit aufweist, durch die das Meßelement am Biegeteil festlegbar ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch in einfacher Art und Weise eine gute Meßanlage des Meßelements am Biegeteil erzielbar ist.

[0017] Das erfindungsgemäß Verfahren zur Steuerung einer ein Biegewerkzeug aufweisenden Biegemaschine, in der das Biegeteil der Einwirkung eines in einer zu einer Vorschubrichtung des Biegeteils unterschiedlichen Biegerichtung wirkenden Biegewerkzeugs unterworfen wird, sieht erfindungsgemäß vor, daß durch eine Steuer- und Auswerteeinrichtung der Biegemaschine eine zur Erzielung eines vorgegebenen Biegewinkels und eines vorgegebenen Biegeradiuses des Biegeteils erforderliche Soll-Abwicklung des Biegeteils in dessen Vorschubrichtung bestimmt und das Biegewerkzeug der Biegemaschine in seiner Biegerichtung entsprechend dieser Soll-Abwicklung eingestellt wird, daß das Biegeteil in der Vorschubrichtung um eine Biegestrecke vorgeschoben und vom Biegewerkzeug der Biegemaschine gebogen wird, daß die Biegestrecke des Biegeteils erfaßt und die Differenz der Biegewinkel zu Beginn und am Ende dieser Biegestrecke von einer Vorrichtung zur Erfassung eines Biegewinkels bestimmt wird, daß aus dem Verhältnis der Biegestrecke und der Differenz der Biegewinkel eine Ist-Abwicklung bestimmt wird, daß die Steuer- und Auswerteeinrichtung die Soll-Abwicklung mit der Ist-Abwicklung vergleicht und aus diesem Vergleich eine die Differenz zwischen Soll-Abwicklung und Ist-Abwicklung kompensierende Änderung der Einstellung des Biegewerkzeugs durchführt.

[0018] Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung eines Richtungswinkels, insbesondere eines Biegewinkels.

[0019] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0020] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im folgenden anhand der Figuren beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1

eine schematische Darstellung einer Biegemaschine mit einem er-sten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Erfassung des Bie-gewinkels eines Biegeteils,

Figur 2

eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der Figur 1,

Figur 3

eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Winkelmeßeinrichtung,

Figur 4

eine Draufsicht auf die Winkelmeßeinrichtung der Figur 3,

Figur 5

eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel,

Figur 6

eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Meßelements,

Figur 7

eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform des Meßelements,

Figur 8

eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels, und

Figur 9

eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels.

[0021] In Figur 1 ist nun eine Biegemaschine 1 dargestellt, welche ein Biegewerkzeug 2, das im hier gezeigten Fall aus drei Biegerollen 2a-2c besteht, aufweist. Das Biegewerkzeug 2 dient dazu, ein Biegeteil B in einer Biegerichtung zu biegen. Die Biegerollen 2a-2c bewirken desweiteren einen Vorschub des Biegeteils B in einer Vorschubrichtung, die - wie aus Figur 1 ersichtlich ist - unterschiedlich zur Biegerichtung des Biegewerkzeugs 2 ist. Eine derartige zum Biegen des Biegeteils B (siehe Figur 2) dienende Biegemaschine 1 ist an und für sich bekannt und muß daher nicht mehr näher beschrieben werden.

[0022] An der Biegemaschine 1 sind nun zwei Winkelmeßeinrichtungen 10a und 10b angeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Figur 1 nur die auslaufseitig angeordnete, zweite Winkelmeßeinrichtung 10b dargestellt. Die - bei einer angenommenen Vorschubrichtung des Biegeteils B von links nach rechts - einlaufseitige, erste Winkelmeßeinrichtung 10a ist entsprechend der zweiten Winkelmeßeinrichtung 10b aufgebaut.

[0023] Jede der beiden Winkelmeßeinrichtungen 10a, 10b des ersten Ausfühsungsbeispiels weist somit einen Meßwertgeber 11 auf, der auf einem Meßarm 12 angeordnet ist, der mit seinem ersten Ende 12' an der Biegemaschine 1, angelenkt ist und an seinem zweiten Ende 12" den Meßwertgeber 11 trägt. Im hier gezeigten Fall ist der Meßarm 12 als ein Gelenk-Parallelogramm 13 ausgebildet. Dies besitzt den Vorteil der besonders einfachen mechanischen Ausführung des Meßarms 12.

[0024] Jeder Meßwertgeber 11 weist - im hier gezeigten Fall - einen Drehgeber 14 auf, der eine Achse A besitzt, die im wesentlichen orthogonal zur Biegeebene des Biegeteils B verläuft. An der Achse A ist ein Meßelement 15 angeordnet. Das Meβelement 15 besitzt im hier gezeigten Fall eine Greifereinheit 16 mit einem U-förmigen Grundkörper 16', in dessen durch die beiden Schenkel 16a, 16b begrenzten Innenraum das Biegeteil B aufnehmbar und mittels eines Zustellelements 17 an der Innenseite des Schenkels 16a des Grundkörpers 16 arretierbar ist, so daß gewährleistet ist, daß eine feste Verbindung zwischen dem Meßelement 15 und dem Biegeteil B gegeben ist.

[0025] Die Funktionsweise der Vorrichtung zur Erfassung des Biegewinkels des Biegeteils B wird nun anhand der Figur 2 erläutert. Diese zeigt wiederum die Biegemaschine 1 zusammen mit der Vorrichtung 10 zur Erfassung des Biegewinkels des Biegeteils B, wobei aber in Figur 2 - wie bereits oben erläutert - beide Winkelmeßeinrichtungen 10a und 10b dargestellt sind.

[0026] Das Biegeteil B wird nun in die Biegemaschine eingelegt und die erste Winkelmeßeinrichtung 10a wird derart in Anlage an das Biegeteil B gebracht, so daß das Meßelement 15 am Biegeteil B anliegt. Dies wird dadurch erreicht, daß das Biegeteil B in den U-förmigen Grundkörper 16' der Greifereinheit 16 des Meßelements 15 eingeführt und das Meßelement 15 in Meßanlage am Biegeteil B fixiert wird, indem das Zustellelement 17 zugestellt wird. Die hierdurch bewirkte Stellung des Drehgebers 14 wird nun als die Null-Stellung der ersten Winkelmeßeinrichtung 10a festgelegt.

[0027] In entsprechender Art und Weise wird dann die zweite Winkelmeßeinrichtung 10b in Meßanlage an das Biegeteil B gebracht. Das Meßelement 15 des Drehgebers 14 der zweiten Winkelmeßeinrichtung 10b ist dann in Meßanlage am Biegeteil B. Die dadurch bewirkte Stellung des Drehgebers 14 der zweiten Winkelmeßeinrichtung 10b wird dann als dessen Null-Stellung festgelegt. Die von den beiden Drehgebern 14 erzeugten Ausgangssignale werden über nicht gezeigte Signalleitungen zu einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (ebenfalls nicht gezeigt) der Biegemaschine 1 geleitet, welche die Signale der beiden Winkelmeßeinrichtungen 10a, 10b auswertet und die Zustellung der Biegerolle 2c regelt.

[0028] Wird nun das Biegeteil B durch die Einwirkung des in Biegerichtung wirkenden Biegewerkzeugs 2 - wie aus Figur 2 ersichtlich - gekrümmt, so bewirkt dies, daß das Meßelement 15 des Drehgebers 14 der ersten und der zweiten Winkelmeßeinrichtung 10a, 10b jeweils aus seiner vorher definierten Null-Stellung ausgelenkt wird, wobei diese Auslenkung der beiden Meßelemente 15 der beiden Winkelmeßeinrichtungen 10a, 10b - wie aus Figur 2 ersichtlich - zu der durch den Biegevorgang bewirkten Auslenkung des Biegeteils um die Winkel α1 und α2 aus ihrer Ausgangslage korreliert ist. Diese Auslenkung der Meßelemente 15 wird jeweils über die Achse A des Drehgebers 14 auf diese übertragen und die Drehgeber 14 erzeugen jeweils ein entsprechendes Meßsignal, das zur Auswerte- und Steuereinrichtung der Biegemaschine 1 geleitet wird. Diese vergleicht nun den durch die Meßsignale der Drehgeber 14 repräsentierten Ist-Wert des Biegewinkels mit dem zu erreichenden Soll-Wert und erzeugt ein Steuersignal, welches die Zustellung der Biegerolle 2a entsprechend nachführt. Aus der gemessenen Rückfederung des Biegeteils B wird dann der richtige Überbiegewinkel ermittelt, um den das Biegeteil B noch während des Biegeprozesses automatisch überbogen wird, um den gewünschten Soll-Biegewert zu erzielen.

[0029] In Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Erfassung des Biegewinkels des Biegeteils B dargestellt, welches sich von der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtung 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß einlaufseitig der Meßarm 12 für den Meßwertgeber 11 nun nicht mehr als Gelenk-Parallelogramm 13 ausgeführt ist, sondern daß die Winkelmeßeinrichtung 10a direkt an der Biegemaschine 1 drehbar angeordnet ist. Hierbei wird bevorzugt, daß die erste Winkelmeßeinrichtung 10a nicht nur an der Biegemaschine 1 drehbar angeordnet ist, sondern in einer als Meßarm fungierenden Schiene 20 linear verschiebbar ist.

[0030] Die Drehbarkeit der ersten Winkelmeßeinrichtung 10a ist aber für eine Vielzahl von Anwendungsfällen ausreichend, da ja - wie bereits erwähnt - das gerade Biegeteil B in diesem Bereich keiner Beaufschlagung durch das Biegewerkzeug 2 unterworfen ist, so daß nur die Ausweichbewegung des Biegeteils B, welches durch die Beaufschlagung durch das Biegewerkzeug 2 bewirkt wird, ausgeglichen werden muß.

[0031] Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen ist die unterschiedliche Ausgestaltung des Meßelements 15, wobei es natürlich auch möglich ist, daß beim ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 5 das Meßelement 15 gemäß der in den Figuren 6 und 7 dargestellten zweiten Ausführungsform verwendet wird. Im hier gezeigten Fall ist das um die Achse A des Drehgebers 14 drehbare Meßelement 15 als eine Meßplatte 18 ausgebildet, an der Meßstifte 19 angeordnet sind, die dann in Meßanlage an das Biegeteil B gebracht werden.

[0032] In der Figur 8 ist nun eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt, wobei gleiche oder einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen werden und nicht mehr näher beschrieben werden. Der wesentliche Unterschied zwischen der Meßvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 5 und dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 ist nun, daß als Meßarm 12 für die zweite Winkelmeßeinrichtung 10a nicht ein Gelenk-Parallelogramm 13, sondern zwei Linearführungen 23a, 23b verwendet werden, wobei die zweite Linearführung 23b drehbar in einem entlang der ersten Linearführung 23a verschiebbaren Schlitten 24 gelagert ist. Die erste Winkelmeßeinrichtung 10a ist wiederum - wie beim zweiten Ausführungsbeispiel - in einer Schiene 20 verschiebbar und auf einer orthogonal zur Biegeebene des Biegeteils B verlaufenden Ebene drehbar angeordnet.

[0033] In Figur 9 ist nun schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel dargestellt, welches seinem prinzipiellen Aufbau nach dem dritten Ausführungsbeispiel der Figur 8 gleicht. Der wesentliche Unterschied zwischen dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel ist nun, daß die erste Winkelmeßeinrichtung 10a nun nicht mehr in der Schiene 20 der Biegemaschine 1 angeordnet ist, sondern ebenfalls auf einer Linearführung 23b', die auf einem entlang der Linearführung 23 verschiebbar gelagerten Schlitten 24' drehbar angeordnet ist.

[0034] Bei der obigen Beschreibung wird davon ausgegangen, daß stets zwei Winkelmeßeinrichtungen 10a, 10b erforderlich sind. Bei einer Reihe von Anwendungsfällen, z. B. bei einem Vier-Wälzen-Biegen, erfährt aber das Biegeteil B einlaufseitig beim Biegevorgang keine Lageveränderung, es bleibt also stets in einer definierten Lage. Die erste Winkelmeßeinrichtung 10a ist daher in diesem Fall nicht erforderlich.

[0035] Um nun das Biegeteil B zielgenau zu biegen, ist vorgesehen, daß vor dem Biegevorgang in die Steuer- und Auswerteeinrichtung der Biegemaschine 1 der gewünschte Biegeradius des Biegeteils B sowie der zu erzielende Biegewinkel eingegeben wird. Aus dem Biegeradius und gegebenenfalls aus dem Durchmesser des Biegeteils B wird dann eine Soll-Abwicklung Q_soll gebildet, welche die Abwicklung des Biegeteils B pro Biegegrad für den Biegeradius errechnet. Diese Soll-Abwicklung Q_soll = Wegstrecke/Biegewinkel stellt dann die Regelgröße für den von der Biegemaschine 1 zu erzeugenden Biegeradius des Biegeteils B dar. Die Biegerolle 2a des Biegewerkzeugs 2 wird dann entsprechend zugestellt und das Biegeteil B angebogen. Die Winkelmeßeinrichtungen 10a und 10b bestimmen kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder zu diskreten Zeitpunkten den Biegewinkel des Biegeteils B. Die Biegestrecke, also der Vorschub des Biegeteils B, wird entsprechend gemessen. Aus dem Verhältnis der Biegestrecke des Biegeteils B und der Änderung des Biegewinkels wird eine Ist-Abwicklung Q_ist bestimmt. Dann erfolgt ein Soll-lst-Vergleich von Q_ist und Q_soll,und aus diesem Vergleich wird dann die erforderliche Einstellung (Zustellung) des Biegewerkzeugs 2 errechnet, welche erforderlich ist, damit Q_ist an Q_soll angeglichen werden kann. Ist Q_ist größer als Q_soll,so wird die Zustellung der Biegerolle 2a des Biegewerkzeugs 2 vergrößert, damit der Biegeradius und somit Q_istkleiner wird, und zwar solange, bis Q_istund Q_soll sich auf eine vorgegebene Toleranz annähern. Wenn Q_ist kleiner als Q_soll ist, so wird die Zustellung des Biegewerkzeugs 2 reduziert, damit Q_istund der Biegeradius größer wird, und zwar solange, bis sich wieder Q_ist und Q_sollauf eine vorgegebene Toleranz annähern.

[0036] Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß es in vorteilhafter Art und Weise möglich ist, nach kürzesten Biegestrecken, also nach einem nur geringen Vorschub des Biegeteils B in seiner Vorschubrichtung, den Biegeradius des Biegeteils B zu bestimmen, zu kontrollieren und zu regeln. Dieses Verfahren erlaubt es daher, schnell auf Störungen und Veränderungen während und vor dem Biegeprozeß zu reagieren und die dadurch hervorgerufenen Auswirkungen zu kompensieren. Die Störungen und Veränderungen können beispielsweise durch Änderungen der biegerelevanten Materialeigenschaften des Biegeteils B, durch Veränderung der Maße des Biegeteils B (z. B. Streuung des Durchmessers und Streuung der Außenmaße), durch Veränderung der Biegewerkzeuge 2, die durch Zunderaufbau an den Biegerollen, Abnutzung, oder thermische Einflüsse, etc., entstehen, durch Veränderung der Maschineneinstellwerte der Biegemaschine 1, z. B. der Maschinenposition und der Biegeprozeßgeschwindigkeit, oder durch falsche Bedienereingaben.

[0037] In vorteilhafter Art und Weise kann beim beschriebenen Verfahren optional vorgesehen sein, daß das Biegeteil B zur Kompensation der Rückfederung überbogen wird. Hierbei wird derart vorgegangen, daß eine bestimmte Gradzahl vor Erreichen des gewünschten Biegewinkels oder bei Erreichen des Soll-Winkels der Biegeprozeß unterbrochen wird und der Ist-Biegewinkel, die lst-Position der Biegerollen 2a-2c des Biegewerkzeugs 2 und der Vorschub des Biegeteils B gemessen wird. Dann wird eine sogenannte Zwischen-Ausbiegung durchgeführt, wobei diese Zwischen-Ausbiegung möglichst exakt der programmierten endgültigen Ausbiegung nach Erreichen des Soll-Biegewinkels unter Berücksichtigung des Ausbiegeeffekts entsprechen soll.

[0038] Nach diesem Zwischen-Ausbiegen wird wiederum der Biegewinkel gemessen und aus der Differenz der beiden gemessenen Biegewinkel wird der Ausbiegeeffekt errechnet. Die Biegemaschine 1 kehrt dann die Biegerichtung um, d. h., daß das Biegeteil B in einer der vorherigen Vorschubrichtung entgegengesetzten Transportrichtung bewegt wird. Hierbei wird das Biegeteil B durch die Biegemaschine 1 wieder angebogen, so daß die Biegemaschine 1 wieder auf der Ausgangsposition vor dem Zwischenausbiegen zurückgesetzt wird. Dann erfolgt ein Biegevorgang in der ursprünglichen Vorschubrichtung, wobei die Biegewerkzeuge 2 entsprechend einem Biegewinkel, der dem Soll-Biegewinkel plus dem wie vorstehend bestimmten Ausbiegeeffekt entspricht, eingestellt wird.

[0039] Durch diese Vorgangsweise wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, daß nach diesem Biegevorgang der Biegewinkel des Biegeteils B mit dem gewünschten Biegewinkel innerhalb von vorgegebenen Toleranzen übereinstimmt.

[0040] Das beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere für das Biegen von Biegeteilen B mit unbekanntem Materialverhalten, da bei diesen die Rückfederung nur derart empirisch kompensiert werden kann.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Erfassung eines Richtungswinkels, insbesondere eines Biegewinkels, eines in einer Vorschubrichtung transportierbaren Werkstücks, insbesondere eines Biegeteils (B), das in einer Biegemaschine (1) der Einwirkung eines in einer zur Vorschubrichtung unterschiedlichen Biegerichtung wirkenden Biegewerkzeugs (2) unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) mindestens eine Winkelmeßeinrichtung (10b) aufweist, die in Vorschubrichtung des Biegeteils (B) nach dem Biegewerkzeug (2) der Biegemaschine (1) angeordnet ist, daß die mindestens eine Winkelmeßeinrichtung (10b) einen Meßwertgeber (11) aufweist, der ein Meßelement (15) besitzt, das in eine Meßanlage an das Biegeteil (B) bringbar ist, daß zumindest die eine Winkelmeßeinrichtung (10b) um eine zur Biegeebene des Biegeteils (B) im wesentlichen orthogonalen Achse verschwenkbar ist, und daß ein von der oder den jeweils in Meßanlage an das Biegeteil (B) befindlichen Winkelmeßeinrichtungen (10a, 10b) erzeugten Meßsignale zu einer Steuer-/Auswerteeinrichtung der Biegemaschine (1) leitbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine weitere Winkelmeßeinrichtung (10a) aufweist, die in Vorschubrichtung des Biegeteils (B) vor dem Biegewerkzeug (2) der Biegemaschine (1) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Winkelmeßeinrichtung (10a, 10b) einen Meßwertgeber (11) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Winkelmeßeinrichtung (10a, 10b) einen Drehgeber (14) besitzt, an dessen Achse (A) ein in Meßanlage an das Biegeteil (B) bringbares Meßelement (15) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement (15) eine Greifereinheit (16) aufweist, in der das Biegeteil (B) arretierbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifereinheit (16) einen U-förmigen Grundkörper (16') aufweist, in dessen Innenraum das Biegeteil (B) durch ein Zustellelement (17) lagefixierbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement (15) eine Platte (18) aufweist, an der mindestens ein Meßstift (19) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Winkelmeßeinrichtung (10a, 10b) einen vorzugsweise als ein Gelenk-Parallelogramm ausgebildeten Meßarm (12) aufweist, dessen erstes Ende (12') vorzugsweise mit der Biegemaschine (1) beweglich verbunden ist und der an seinem zweiten Ende (12") den Meßwertgeber (11) trägt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Winkelmeßeinrichtung (10a, 10b) einen Meßarm (12) aufweist, der zwei Linearführungen (23a, 23b; 23a, 23b') besitzt, wobei eine Linearführung (23b, 23b') an ihrem Ende den Meßwertgeber (11) trägt, und wobei diese eine Linearführung (23b, 23b') auf einem Schlitten (24, 24') drehbar gelagert ist, wobei der Schlitten (24, 24') verschiebbar auf der anderen Linearführung (23a) gelagert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßarm (12) als eine Schiene (20) in der Arbeitsfläche der Biegemaschine (1) ausgebildet ist.

11. Biegemaschine, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10.

12. Verfahren zur Steuerung einer ein Biegewerkzeug (2) aufweisenden Biegemaschine (1), in der das Biegeteil (B) der Einwirkung eines in einer zu einer Vorschubrichtung des Biegeteils (B) unterschiedlichen Biegerichtung wirkenden Biegewerkzeugs (5) unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Steuer- und Auswerteeinrichtung der Biegemaschine (1) eine zur Erzielung eines vorgegebenen Biegewinkels und eines vorgegebenen Biegeradiuses des Biegeteils (B) erforderliche Soll-Abwicklung des Biegeteils (B) in dessen Vorschubrichtung bestimmt und das Biegewerkzeug (2) der Biegemaschine (1) in seiner Biegerichtung entsprechend dieser Soll-Abwicklung eingestellt wird, daß das Biegeteil (B) in der Vorschubrichtung um eine Biegestrecke vorgeschoben und vom Biegewerkzeug (2) der Biegemaschine (1) gebogen wird, daß die Biegestrecke des Biegeteils (B) erfaßt und die Differenz der Biegewinkel zu Beginn und am Ende dieser Biegestrecke von einer Vorrichtung (1) zur Erfassung eines Biegewinkels bestimmt wird, daß aus dem Verhältnis der Biegestrecke und der Differenz der Biegewinkel eine Ist-Abwicklung bestimmt wird, daß die Steuer- und Auswerteeinrichtung die Soll-Abwicklung mit der Ist-Abwicklung vergleicht und aus diesem Vergleich eine die Differenz zwischen Soll-Abwicklung und Ist-Abwicklung kompensierende Änderung der Einstellung des Biegewerkzeugs (2) durchführt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung zur Erfassung des Biegewinkels eine Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1-11 verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zustellung des Biegewerkzeugs (2) vergrößert wird, wenn der Wert der Ist-Abweichung größer als der Wert der Soll-Abweichung ist, oder daß die Zustellung des Biegewerkzeugs (2) verkleinert wird, wenn der Wert der Ist-Abweichung kleiner als der Wert der Soll-Abweichung ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegevorgang eine bestimmte Gradzahl vor Erreichen des gewünschten Biegewinkels des Biegeteils (B) oder bei Erreichen des, Soll-Winkels unterbrochen wird, daß der Ist-Biegewinkel und die Ist-Einstellung des Biegewerkzeugs (2) sowie die Vorschubposition des Biegeteils (B) gemessen wird, daß dann eine Zwischen-Ausbiegung durchgeführt wird, daß nach dieser Zwischen-Ausbiegung wiederum der Biegewinkel des Biegeteils (B) gemessen und aus der Differenz dieser beiden Biegewinkel ein Ausbiegeeffekt errechnet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bestimmung des Ausbiegeeffekts die Biegemaschine (1) ihre Vorschubrichtung umkehrt und das Biegeteil (B) und die Biegemaschine (1) in ihre Ausgangsposition vor dem Zwischen-Ausbiegen zurückgebracht werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegevorgang durch die Biegemaschine (1) mit einem um den Ausbiegeeffekt korrigierten Biegewinkel durchgeführt wird.

Zeichnung