DD225061B5

DD225061B5 - Steuerung der Profilumformung auf Biegemaschinen mit schrittweisem Arbeitsablauf

Info

Publication number: DD225061B5
Application number: DD26434584A
Authority: DD
Inventors: Karl Bartuschka
Original assignee: Ingenieurtechnik Und Maschinen
Priority date: 1984-06-21
Filing date: 1984-06-21
Publication date: 1996-01-11
Also published as: DD225061A1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung findet insbesondere in der schiffbaulichen Profilumformung Anwendung, bei der automatisch gesteuerte Profilbiegemaschinen mit schrittweisem Arbeitsablauf zum Einsatz gelangen

Es sind mehrere Verfahren zur Steuerung der Profilumformung bekannt, bei denen das Prinzip der Endpunktkontrolle am Profil wahrend des Biegeprozesses angewandt wird Gemäß DE-AS 1 552 991 wird die Sollform des Profils durch die Lage des Profilpunktes in einem Koordinatensystem definiert Dabei werden die jedem Biegeschritt zugeordneten Koordinaten des Endpunktes des Profils mit den Soll-Koordinaten verglichen und, wenn erforderlich, Korrekturbiegung durchgeführt Die Koordinaten des Endpunktes können jedoch nur dann richtig bestimmt werden, wenn die am Biegepunkt angelegte Tangente mit der x-Achse des Koordinatensystems in Deckung gebracht wird Bei dem angewendeten Maschinentyp, der über verschiebbare Außenstempel und einen festen Mittelstempel verfugt, erfolgt dieses durch unterschiedliche Beaufschlagung der beiden Außenstempel, d h die Biegekraft zwischen den beiden Außenstempeln der Dreipunkt-Biegemaschine wird in solcher Weise verteilt, daß das Profil in die Stellung gebracht wird, in welcher die Tangente im Biegepunkt mit der x-Achse übereinstimmt Diese Korrektur findet nach Durchfuhrung jedes Biegevorganges statt

In seiner vorrichtungsgemaßen Ausfuhrung weist dieses Verfahren jedoch einen wesentlichen Mangel auf Der Profilendpunkt wird durch einen Koordinatenwagen aufgenommen, er bewegt sich somit in einem feststehenden Koordinatensystem Die Biegemaschine muß deshalb über ein inneres Meßsystem zur Erfassung der Lage der Tangente verfugen Dieses Meßsystem steuert die beiden verschiebbaren Außenstempel bis die notwendige Bedingung erfüllt ist Das beschriebene Verfahren ist somit nur durch einen Maschinentyp realisierbar, der über verschiebbare Außenstempel und einen feststehenden Mittelstempel verfugt Diese Art der Endpunktkontrolle stellt sich als ein zusätzlicher Arbeitsgang dar, der nach der Durchfuhrung des jeweiligen Biegevorganges notwendig ist und deshalb eine Verlängerung des gesamten Profilumformungsvorganges bewirkt Gemäß DD-WP 51 760 ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei dem die Ist-Kontur des verformten Profils nach jedem Biegeschritt mit einer verkleinert vorliegenden Kurvenform anhand einer Zeichnung oder eines Rißplanes verglichen wird Ein Meßsystem legt dabei die Beziehung eines durch Biegung zu erreichenden Punktes zum Anfangspunkt der Kurve und zu einem auf dem bereits fertig gebogenen Teilstuck der Kurve befindlichen Punkt fest Es arbeitet nach dem Winkelvergleich, den die drei Meßpunkte auf der Kurve einschließen Dieses Verfahren ist hinsichtlich der Soll-Wert-Ermittlung aufwendig, weil eine verkleinerte Soll-Kontur zusatzlich erarbeitet werden muß und umständlich in der Handhabung des Meßsystems Die zur Realisierung des Meßvorganges entwickelte Hilfskonstruktion ermöglicht keine präzise Darstellung des Kurvenverlaufes, da der zur exakten Meßwerterfassung erforderliche Bezugspunkt im Biegepunkt liegt, der hier jedoch zwischen den von dem Meßsystem vorgegebenen Meßpunkten angeordnet ist Darüber hinaus bildet die direkte schwer realisierbare Verbindung zwischen der Winkelmeßeinrichtung und dem Profilende eine Fehlerquelle, die insbesondere bei großen Abstanden, wie sie bei Schiffbauprofilen gegeben sind, die Meßgenauigkeit beeinträchtigt

Bekannt ist weiterhin eine in der DE-OS 2 000 021 beschriebene Einrichtung zur Messung der Lage und der Winkelwerte der Biegung eines Werkstucks Danach wird der Winkel den die Schenkel eines Stabes nach der Biegung einschließen sowie der Abstand zur vorausgehenden Biegung gemessen

Diese Einrichtung weist folgende Nachteile auf So sind wesentliche Komponenten dieser Einrichtung fur Biegungen nach dem Dreipunktprinzip (mittige Durchbiegung bei feststehenden äußeren Widerlagern) nicht anwendbar Ihr Anwendungsbereich ist nur auf das Rohrbiegen beschrankt Fur die Herstellung von Kurven mit strakendem Verlauf, d h bei Überschneidung benachbarter Biegebereiche, ist die Einrichtung nicht einsetzbar, da eine genaue Abstandsmessung dann nicht möglich ist Außerdem beinhaltet die Einrichtung nicht die auf den Kurvenendpunkt bezogenen Winkelwerte und gestattet somit nicht die automatische Kompensation von vorangegangenen Biegefehlern

Ziel der Erfindung

Der nützliche Effekt, der bei Anwendung der Erfindung im Vergleich zu den bereits bekannten technischen Losungen erreicht wird, bsteht in der Schaffung einer Steuerung, die unabhängig vom Biegemaschinentyp einsetzbar ist und einen effektiven Soll-Ist-Wert-Vergleich zulaßt

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht dann, die Profilumformung auf Biegemaschinen mit schrittweisem Arbeitsabiauf unter Einbeziehung der Endpunktkontrolle so zu steuern, daß eine Profilkontur mit hinreichender Genauigkeit entsteht Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß sich der Soll-Ist-Vergleich beim Herstellen der Profilkrummung auf den Winkel erstreckt, den die Tangente im Kurvenendpunkt mit der Tangente im Biegepunkt einschließt, wobei die einzelnen Biegepunkte zum Kurvenendpunkt definierte Abstande aufweisen Somit wird die Profilkontur durch diesen jeweils auf den Biegepunkt bezogenen Winkel und den Abstand Biegepunkt - Kurvenendpunkt bestimmt Da dieser Winkel meßtechnisch jedoch kaum zu erfassen ist, macht sich dessen Zerlegung in zwei Teilwinkel durch Einfuhrung einer Bezugslinie erforderlich Durch Parallelverschiebung zu dieser Bezugslinie wird ein Teilwinkel dem Kurvenendpunkt, der andere Teilwinkel dem Biegepunkt zugeordnet Dadurch wird ermöglicht, den Gesamtwinkel durch zwei räumlich voneinander getrennte, konkret auf das Profil Bezug nehmende Winkelmeßsysteme durch Addition der Teilwinkel zu erfassen und mit dem Soll-Wert des Winkels zu vergleichen Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Bezugslinie eine beliebige Lage einnehmen kann Als vorteilhafte Losung bietet sich fur die Bezugslinie die Achse der Biegemaschine an

Die dem Kurvenendpunkt zugeordnete Bezugslinie wird durch eine verfahrbare Einrichtung bestimmt, die das Profilende aufnimmt und auf der der Kurvenendpunkt in einer zur Biegemaschinenachse parallelen Richtung gefuhrt wird Eine erfindungsgemaße Ausfuhrung sieht vor, die Verdrehung der Profilstabilisierungseinrichtungen wahrend des Biegevorganges durch eine Winkelmeßeinrichtung zu erfassen und auf diese Weise den auf den Biegepunkt bezogenen Teilwinkel zu ermitteln Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, den einen Teilwinkel auf den Kurvenendpunkt zu beziehen und den anderen Teilwinkel Punkten zuzuordnen, die sich im Bereich der bereits fertiggestellten Profilkrummung befinden Damit ergibt sich die Möglichkeit, den gesamten Kurvenverlauf meßtechnisch zu erfassen

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert werden Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig 1 die Profilkontur als Funktion der Winkel α, . α_η

Fig 2 die Zerlegung des Winkels Ct₁ in die Teilwinkel α,, und α, ₂

Fig 3 das Schema der erfindungsgemaßen Vorrichtung

Wie aus Fig 1 ersichtlich, wird die Profilkontur durch die Winkel α, bis a_n, die die Tangente 4 im Kurvenendpunkt A₀ mit weiteren Tangenten 5 der Kurve bilden und durch die Abstande der jeweiligen Tangentenanlagepunkte, A₁ bis A₂, die den Biegepunkten entsprechen, vom Kurvenendpunkt A₀ definiert DieTangentenanlagenpunkteA, bis A₂ werden durch Abrollen einer Meßrolle auf der Mallkante des Profils ermittelt Sie können aber auch als Vorgabe fur die Lange des Profilvorschubes zwischen den einzelnen Biegeschritten verwendet werden

Die Winkel 1 der Tangenten 4, 5 werden, zugeordnet zu den jeweiligen Abstanden bzw Biegeschritten, als Soll-Wert fur den Biegevorgang vorgegeben

In Fig 2 ist der Winkel 1 gezeigt, der sich aus dem dargestellten Biegeschritt ergibt Da die meßtechnische Erfassung des Winkels 1 mit einem sehr großen Aufwand verbunden ware, erfolgt die Zerlegung des Winkels 1 durch eine Bezugslinie 8 in zwei Teilwinkel 2, 3

Diese Teilwinkel 2, 3 lassen sich durch Parallelverschiebung zur Bezugslinie 8 direkt dem Profil 9 zuordnen und ermöglichen auf diese Weise eine Meßwerterfassung am konkreten Werkstuck Gemäß Fig 3 ist der Teilwinkel 2 in den Kurvenendpunkt 6 verschoben, wahrend der Teilwinkel 3 dem Biegepunkt 7 zugeordnet ist Im Ausfuhrungsbeispiel wird die dem Biegepunkt 7 zugeordnete Bezugslinie 8 durch die Biegemaschinenachse 10 gebildet Diese Bezugslinie 8 wird durch eine fahrbare Einrichtung 11 auf den Kurvenendpunkt 6 übertragen Die fahrbare Einrichtung 11 nimmt das Profilende auf und stutzt es wahrend des gesamten Biegeprozesses ab

Fur jeden Biegeschritt wird durch das Winkelmeßsystem 12 derTeilwinkel 2 am Kurvenendpunkt 5 und durch das Winkelmeßsystem 13 derTeilwinkel 3 am Biegepunkt 7 erfaßt Durch Addition beider Teilwinkel 2,3 erhalt man den Winkel 1, der mit dem Soll Wert des Winkels 1 verglichen wird

Die Ruckfederung kann von beiden Winkelmeßsystemen 12,13 als Winkelwert fur den jeweiligen Biegeschritt erfaßt und als Zuschlag zum Soll-Wert des nachfolgenden Biegeschrittes berücksichtigt werden Wird nach dem Ausfedern des Profils 9 der Soll-Ist-Wert der Winkel α, bis α_η noch einmal durchgeführt, so beinhaltet diese Kontrolle auch die Richtigkeit der Ruckfederungszugabe

Dadurch daß durch die Winkel α, α_η fur jeden Tangentenanlagepunkt eine Beziehung zum Profilanfang hergestellt wird, tritt keine Fehlersummierung mehr auf Eventuelle Fehlbedienungen ζ B durch eine fehlerhafte Ist-Wert-Erfassung werden durch den nächsten Biegeschritt hinreichend korrigiert

Claims

1. Steuerung der Profilumformung auf Biegemaschinen mit schrittweisem Arbeitsablauf durch eine auf den jeweiligen Biegepunkt bezogene Kurvenendpunktkontrolle, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Soll-Ist-Vergleich auf einen von der Tangente (4) im Kurvenendpunkt (6) und der Tangente (5) im Biegepunkt (7) eingeschlossenen Winkel (1) bezieht, der durch eine Bezugslinie (8) in zwei Teilwinkel (2,3) zerlegbar ist, deren Zuordnung zum Kurvenendpunkt (6) einerseits und zum Biegepunkt (7) andererseits durch Parallelverschiebung zur Bezugslinie (8) erfolgt, wobei sowohl dem Kurvenendpunkt (6) als auch dem Biegepunkt (7) je ein Winkelmeßsystem (12, 13) zur Ermittlung der Ist-Werte der Teilwinkel (2,3) zugeordnet ist, die durch Addition mit dem Soll-Wert des Winkels (1) vergleichbar sind und die einzelnen Biegepunkte (7) zum Kurvenendpunkt (6) definierte Abstande aufweisen.

2. Vorrichtung zur Steuerung der Profilumformung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

dem Biegepunkt (7) zugeordnete Bezugslinie (8) durch die im Biegezentrum verlaufende Biegemaschinenachse (10) gebildet wird, wahrend sich die dem Kurvenendpunkt (6) zugeordnete Bezugslinie (8) als eine verfahrbare Einrichtung (11) mit parallel zur Biegemaschinenachse (10) verlaufender Kurvenendpunktfuhrung (14) darstellt.

3. Vorrichtung zur Steuerung der Profilumformung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung der Profilstabilisierungseinrichtungen zur Ermittlung des auf den Biegepunkt (7) bezogenen Teilwinkels (3) meßtechnisch erfaßbar ist.

4. Vorrichtung zur Steuerung der Profilumformung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Teilwinkel (2,3) einerseits zum Kurvenendpunkt (6), andererseits zu Punkten der bereits fertiggestellten Profilkrummung erfolgt.