DE19830962A1

DE19830962A1 - Bending device for rod-shaped workpieces

Info

Publication number: DE19830962A1
Application number: DE1998130962
Authority: DE
Inventors: Michael Schwaar; Franz Garreis; Hans Braeunlich
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: DE19830962B4

Abstract

The bending device has a stationary workpiece chuck for holding a first section of the rod-shaped workpiece and a relatively displaced bending organ (4) for securing a second section of the workpiece. The bending organ has 3 translatory and 3 rotary degrees of movement, e.g. using 6 variable length struts (5) between the bending organ and the machine frame (6). An Independent claim for a rod-shaped workpiece bending method is also included.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen stangenartiger Werkstücke, die ei ne feststehende Werkstückaufnahme zum Erfassen eines ersten Werkstückabschnit tes und ein relativ dazu bewegbares Biegeorgan zum Erfassen eines weiteren Werk stückabschnittes aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Biegen stangenartiger Werkstücke.The invention relates to a device for bending rod-like workpieces, the egg ne fixed workpiece holder to capture a first workpiece section tes and a relatively movable bending element for grasping another work has section. The invention further relates to a method for bending rod-like workpieces.

Derartige Vorrichtungen bzw. Verfahren eignen sich zum Biegen von hohlen oder vollen stangenartigen Halbzeugen, beispielsweise von Stäben oder Rohren.Such devices or methods are suitable for bending hollow or full rod-like semi-finished products, such as rods or tubes.

Insbesondere im Anlagenbau und Automobilbau finden komplexe, dreidimensionale Verrohrungen Anwendung, die mit Hilfe von CAD-Systemen entworfen werden. Die Werkstückgeometriedaten der einzelnen Teile der Verrohrung oder einer Profilgestal tung liegen bereits in der Entwurfsphase vor. Eine direkte Umsetzung der Werkstück geometriedaten in einer einzigen Biegemaschine scheitert bisher an der geringen Fer tigungsflexibilität bekannter Biegemaschinen.In plant engineering and automotive engineering in particular, complex, three-dimensional can be found Piping application designed using CAD systems. The Workpiece geometry data of the individual parts of the piping or a profile shape are already in the design phase. A direct implementation of the workpiece Geometry data in a single bending machine has so far failed due to the low distance flexibility of known bending machines.

Aus der EP 0 446 819 A2 ist eine Biegevorrichtung der eingangs genannten Art be kannt, bei der das Biegen mit Hilfe von Biegeschablonen erfolgt, zwischen die ein Rohr während des Biegevorganges eingespannt ist. Damit ist nur eine eingeschränkte Anzahl von Biegeradien biegbar. Je nach Werkstückgeometrie müssen die Biege schablonen ausgetauscht werden. Die Fertigungsflexibilität ist dementsprechend ge ring. Komplexe Werkstückformen in variierender Gestalt sind damit nicht herstellbar.From EP 0 446 819 A2 a bending device of the type mentioned be knows, where the bending is done with the help of bending templates, between the one Tube is clamped during the bending process. This is only a limited one Number of bending radii bendable. Depending on the workpiece geometry, the bending stencils can be replaced. The manufacturing flexibility is accordingly ge ring. This means that complex workpiece shapes in varying shapes cannot be produced.

Weiterhin ist aus der EP 0 362 698 A2 eine Maschine zum automatischen Biegen von Rohren in einem kontinuierlichen Verfahren bekannt. Der eigentliche Biegevorgang erfolgt hierbei durch Biegerollen, die quer zur Vorschubrichtung an das Rohr gedrückt werden können, um unterschiedliche Biegeradien zu erzielen. Zudem kann das Rohr während des Biegens gedreht werden. Das Spannungsverhalten in den Rohrwandun gen folgt dabei jedoch zwangsläufig aus dem gewählten Biegeradius. Querschnitts veränderungen an dem Rohr sind mit dieser bekannten Maschine nicht möglich.Furthermore, EP 0 362 698 A2 describes a machine for the automatic bending of Pipes known in a continuous process. The actual bending process takes place here by bending rollers, which are pressed transversely to the feed direction on the pipe can be used to achieve different bending radii. In addition, the pipe be turned during bending. The stress behavior in the pipe walls However, gene necessarily follows from the selected bending radius. Cross-section Changes to the pipe are not possible with this known machine.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere eine Biegevorrichtung der eingangs genann ten Art zu schaffen, die eine hohe Fertigungsflexibilität und -vielfalt bei effizienter Ar beitsweise gewährleistet, sowie ein entsprechendes Verfahren hierfür anzugeben.The invention is therefore based on the object, the disadvantages of the prior art Avoid technology and in particular a bending device called the beginning ten kind to create, which a high manufacturing flexibility and variety with efficient Ar guaranteed, and to specify a corresponding procedure for this.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Biegeorgan in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden bewegbar gelagert ist. Hierdurch sind Umformvorgänge ohne räumliche Einschrän kungen ausführbar. Insbesondere können Biegungen um eine Raumachse zusätzlich zu translatorischen Verschiebungen des Biegeorgans überlagert werden. Damit läßt sich das Spannungsverhalten innerhalb des Werkstückes gezielt beeinflussen. Insbe sondere können die Umformgrenzen gezielt ausgelastet werden, womit eine Erweite rung der Fertigungsvielfalt hinsichtlich herstellbarer Werkstückgeometrien infolge Spannungsoptimierung erzielt werden kann.This object is achieved in a device of the type mentioned at the outset by that the bending organ in three translational and three rotational degrees of freedom is movably mounted. As a result, forming processes are without spatial restrictions executable. In particular, bends around a spatial axis can additionally overlap to translational displacements of the bending member. So that leaves the tension behavior within the workpiece can be influenced in a targeted manner. In particular in particular, the forming limits can be utilized in a targeted manner, which extends them as a result of the variety of manufacturing processes with regard to producible workpiece geometries Voltage optimization can be achieved.

Aufgrund der hohen Beweglichkeit des Biegeorgans können auch räumlich komplizier te Werkstückgeometrien mit ein und demselben Biegeorgan hergestellt werden, so daß eine hohe Fertigungsflexibilität bei gleichzeitig effizienter Arbeitsweise erzielt wird.Due to the high mobility of the bending organ can also be spatially complicated te workpiece geometries are produced with one and the same bending element, so that a high degree of manufacturing flexibility is achieved while working efficiently.

Es lassen sich stangenartige Werkstücke in bis zu acht Freiheitsgraden verformen.Rod-like workpieces can be shaped in up to eight degrees of freedom.

Durch gezielte Bewegungen des Biegeorgans können auch definierte Querschnitts änderungen am Werkstück über dessen gesamte Länge oder auch in Teilbereichen desselben verwirklicht werden.Through specific movements of the bending element, a defined cross-section can also be created Changes to the workpiece over its entire length or in some areas the same can be realized.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Biegeorgan über sechs längenverstellbare Streben an einem Maschinenrahmen gelagert, wobei jede Strebe an dem Biegeorgan wie an dem Maschinenrahmen angelenkt ist. Hierdurch läßt sich eine besonders steife und lageunabhängige Abstützung des Bewegungsorgans ver wirklichen, so daß der Einfluß der Nachgiebigkeit der Maschinenstruktur auf die Bie gegenauigkeit vernachlässigbar ist.According to an advantageous development of the invention, the bending member is over six adjustable struts mounted on a machine frame, each strut is articulated on the bending element as on the machine frame. This allows a particularly rigid and position-independent support of the movement organ real, so that the influence of the compliance of the machine structure on the Bie accuracy is negligible.

Vorteilhafterweise weist das Biegeorgan eine Erfassungsöffnung auf, die sich durch dieses hindurch erstreckt, zum Führen des Werkstückes, wobei die Erfassungsöff nung einen profilierten Querschnitt zur Begrenzung der Drehung des Werkstückes in der Erfassungsöffnung aufweist. Damit kann das Werkstück auch während des Biege vorganges in dem Biegeorgan gleiten, so daß ein Biegen bei gleichzeitigem Vorschie ben des Werkstückes möglich ist. Der profilierte Querschnitt stellt dabei sicher, daß das Werkstück trotz seiner gleitbeweglichen Aufnahme in der Erfassungsöffnung von dem Biegeorgan zum Zweck der Durchführung der Biegebewegung mitgenommen wird.The bending member advantageously has a detection opening that passes through this extends through for guiding the workpiece, the detection opening a profiled cross section to limit the rotation of the workpiece in the detection opening. This means that the workpiece can also be used during bending operation slide in the bending member, so that bending with simultaneous advance ben of the workpiece is possible. The profiled cross section ensures that the workpiece despite its slidable mounting in the detection opening of the bending element for the purpose of performing the bending movement becomes.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Schwingungserzeuger zur Beaufschlagung des Biegeorgans und/oder der feststehenden Werkstückaufnah me mit Vibrationen bzw. Schwingungen vorgesehen. Hierdurch wird das Vorschieben des Werkstückes während des Biegevorganges unterstützt. Auch wirkt sich dies posi tiv auf die Spannungsverteilung in der Biegestelle aus. Durch die Schwingungen bzw. Vibrationen werden somit die Umformbedingungen und auch die Eigenschaften des tribologischen Systems Werkstück/Biegeorgan verbessert, so daß insgesamt kleinere Biegeradien hergestellt werden können. Zudem können aus den durch die Schwin gungen erzeugten Bewegungen, Kräften und/oder Momenten an dem Werkstück so wie an dem Biegeorgan selbst Rückschlüsse auf das elastische Verhalten des Werk stückes, insbesondere dessen Rückfedervermögen, gezogen und während des Bie gevorganges berücksichtigt werden.According to an advantageous development of the invention is a vibration generator for loading the bending element and / or the fixed workpiece holder me provided with vibrations or vibrations. This will advance of the workpiece during the bending process. This also has a positive effect tiv on the stress distribution in the bending point. Due to the vibrations or Vibrations are thus the forming conditions and also the properties of the tribological system workpiece / bending element improved so that overall smaller Bending radii can be produced. In addition, from the Schwin movements, forces and / or moments on the workpiece as on the bending element itself, conclusions about the elastic behavior of the work piece, especially its resilience, pulled and during the Bie process are taken into account.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuervorrich tung vorgesehen, die Ausgangssignale zur Veränderung der Länge der längenver stellbaren Streben erzeugt. Dabei werden die Werkstückformdaten der herzustellen den Werkstückgeometrie sowie Werkstück-Halbzeugeigenschaftsdaten, die den noch unverformten Werkstückrohling betreffen, berücksichtigt. Diese Daten können bei spielsweise direkt aus einem CAD-System heruntergeladen werden und ermöglichen dann eine Integration von Werkstückentwurf und Herstellung in einem durchgehend automatisierten Prozeß.According to a further advantageous development of the invention, a control device is device provided, the output signals for changing the length of the length ver adjustable struts. The workpiece shape data is used to manufacture the the workpiece geometry and workpiece semi-finished product property data, which still affect undeformed workpiece blank. This data can be used at can be downloaded and enabled directly from a CAD system, for example then an integration of workpiece design and production in one go automated process.

Vorzugsweise ist ein Aufnehmer zur Erfassung der Schwingungen des Werkstückes und/oder der auf das Biegeorgan wirkenden Kräfte und/oder der auf das Biegeorgan wirkenden Momente vorgesehen, der mindestens ein Signal erzeugt, das die Rückfe derungsneigung des Werkstückes repräsentiert. Somit kann die sich mit der Verfor mung des Werkstückes verändernde Rückfederungsneigung desselben an jeder be liebigen Stelle festgestellt werden, so daß das Auffinden von Biegefehlern erleichtert wird. Vorzugsweise werden die Rückfederungssignale auf die Steuervorrichtung auf geschaltet und während des Biegevorganges zur Kompensation der Rückfederung des Werkstückes bei der Erzeugung der Ausgangssteuersignale für die Bewegung der Streben bzw. den Vorschub des Werkstückes berücksichtigt.A pickup is preferably used to record the vibrations of the workpiece and / or the forces acting on the bending element and / or the forces on the bending element acting moments provided that generates at least one signal that the Rückfe change tendency of the workpiece. Thus, the Verfor The resilience of the workpiece changes on each workpiece arbitrary point can be determined so that the detection of bending errors easier becomes. The springback signals are preferably applied to the control device switched and during the bending process to compensate for the springback of the workpiece in the generation of the output control signals for the movement of the Striving or the feed of the workpiece is taken into account.

Vorzugsweise ist eine Meßeinrichtung außerhalb der Einflußzone einer Wirk- bzw. Biegestelle vorgesehen, um Formabweichungen des gebogenen Werkstückes von ei ner Sollform zu erfassen und in Zusammenwirkung mit der Steuervorrichtung ein Kor rektursignal zu erzeugen, das bei der Erzeugung der Ausgangssteuersignale verwer tet wird. Damit läßt sich sicherstellen, daß während des Biegevorganges bereits ent standene Formabweichungen des Werkstückes im Hinblick auf die Anschlußmaße des Werkstückes, d. h. die relative Lage von Anfangspunkt und Endpunkt des Werk stückes korrigiert werden, so daß bei geringfügigen Formabweichungen ein beispiels weise so erzeugtes Rohrteil in ein vorgegebenes Rohrleitungssystem eingebaut wer den kann und das Werkstück nicht nochmals,dann entsprechend korrigiert, herge stellt werden muß.A measuring device is preferably outside the zone of influence of an active or Bending point provided to shape deviations of the bent workpiece from egg ner target shape and in cooperation with the control device a Kor generate rectifier signal, which is used in the generation of the output control signals is tested. This makes it possible to ensure that ent already during the bending process existing shape deviations of the workpiece with regard to the connection dimensions of the workpiece, d. H. the relative position of the starting point and ending point of the work Pieces are corrected so that an example with minor shape deviations wise pipe part so generated installed in a given piping system the can and the workpiece not again, then corrected accordingly must be put.

Die eingangs genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Biegen stangenartiger Werkstücke, bei dem das zu biegende Werkstück an einem ersten Werkstückabschnitt durch eine feststehende Werkstückaufnahme und an einem wei teren Werkstückabschnitt durch ein bewegbares Biegeorgan erfaßt wird und bei dem in Abhängigkeit einer vorgegebenen Soll-Werkstückform das Werkstück durch Bewe gungen des bewegbaren Biegeorgans in den drei translatorischen und drei rotatori schen Freiheitsgraden gebogen wird. Somit sind auch komplexe dreidimensionale Biegewerkstücke schnell und einfach herstellbar.The object mentioned at the outset is also achieved by a method for bending rod-like workpieces, in which the workpiece to be bent is at a first Workpiece section through a fixed workpiece holder and on a white tere workpiece section is detected by a movable bending member and in the depending on a specified target workpiece shape, the workpiece by moving movements of the movable bending element in the three translatory and three rotatori degrees of freedom is bent. Thus are also complex three-dimensional Bending workpieces can be manufactured quickly and easily.

Vorzugsweise werden in Abhängigkeit des Vorschubes Markierungen auf dem noch unverformten Werkstück aufgebracht, die nach erfolgter Umformung des Werkstückes von einer Meßvorrichtung erfaßt werden. Hierdurch kann die Erfassung von Formab weichungen vereinfacht und bereits während des weiteren Biegeverfahrens mit be rücksichtigt werden.Depending on the feed, markings are preferably made on the still Undeformed workpiece applied after the workpiece has been formed be detected by a measuring device. This allows the detection of form softening simplified and already during the further bending process with be be taken into account.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei hohlen Werkstücken dieses mit einem flexiblen Medium befüllt. Durch eine gezielte Auswahl des Befül lungsmediums ist es möglich, den Spannungszustand in dem Werkstück gezielt ein zustellen.According to an advantageous development of the invention, hollow workpieces this is filled with a flexible medium. Through a targeted selection of the filling medium, it is possible to selectively set the state of tension in the workpiece to deliver.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent nehmen.Further advantageous developments of the invention can be found in the subclaims to take.

Im folgenden wird nun die Erfindung anhand eines in den Figuren gezeigten Ausfüh rungsbeispiels erläutert.In the following, the invention is now based on an embodiment shown in the figures example explained.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht der Biegevorrichtung nach dem Ausführungs beispiel, Fig. 1 shows an overall view of the bending device after the execution example,

Fig. 2 zeigt ein Biegeorgan einschließlich seiner Aufhängung an einem Ma schinenrahmen. Fig. 2 shows a bending member including its suspension on a machine frame Ma.

Die in Fig. 1 gezeigte Biegevorrichtung weist eine feststehende Werkstückaufnahme 3 und ein relativ dazu bewegbares Biegeorgan 4 auf. Beide sind jeweils mit Gleitführun gen versehen, entlang derer ein stangenartiges Werkstück 1 vorwärts bewegt werden kann. Hierzu ist vor der feststehenden Werkstückaufnahme 3 eine Vorschubvorrich tung 2 angeordnet, die den noch unverformten Teil des Werkstückes schrittweise oder auch kontinuierlich in Richtung des hinter dem feststehenden Träger 3 angeordneten Biegeorgans 4 vorschiebt. Die Vorschubvorrichtung besitzt dabei einen einachsigen Vorschubantrieb, dessen Arbeitsrichtung zu der profiliert ausgebildeten Gleitführung der feststehenden Werkstückaufnahme 3 ausgerichtet ist.The bending device shown in FIG. 1 has a fixed workpiece holder 3 and a bending element 4 which can be moved relative thereto. Both are each provided with Gleitführungsun conditions along which a rod-like workpiece 1 can be moved forward. This, the stationary workpiece holder 3 is arranged a Vorschubvorrich device 2, the gradual the still unformed portion of the workpiece or even continuously advances in the direction of the arranged behind the fixed support 3 flexion member. 4 The feed device has a uniaxial feed drive, the working direction of which is aligned with the profiled sliding guide of the fixed workpiece holder 3 .

Das Biegeorgan 4 ist, wie insbesondere in Fig. 2 erkennbar ist, innerhalb eines dieses umgebenden Maschinenrahmens 6 über sechs Streben 5 in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden bewegbar gelagert bzw. aufgehängt. Das Bewe gungsorgan 4 selbst ist dabei hülsenartig ausgebildet und weist eine profilierte Erfas sungsöffnung auf, mit der ein weiterer Werkstückabschnitt erfaßt wird. Die Profilierung der Erfassungsöffnung ist dem zu biegenden Halbzeugmaterial angepaßt und derart profiliert, daß gebogene Bereiche des Werkstückes 1 problemlos während des Vor schiebens durch die Erfassungsöffnung gleiten können, andererseits aber Drehungen des Werkstückes in der Erfassungsöffnung begrenzt werden, so daß ein Mitnehmen des Werkstückes, durch das die eigentliche Biegung erfolgt, gewährleistet bleibt.The bending element 4 , as can be seen in particular in FIG. 2, is movably mounted or suspended within a machine frame 6 surrounding it via six struts 5 in three translational and three rotational degrees of freedom. The movement organ 4 itself is sleeve-shaped and has a profiled detection opening with which a further workpiece section is detected. The profiling of the detection opening is adapted to the semi-finished material to be bent and profiled in such a way that curved regions of the workpiece 1 can slide easily through the detection opening during the pushing, but on the other hand, rotations of the workpiece in the detection opening are limited, so that the workpiece can be taken along that the actual bending takes place, remains guaranteed.

Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, erfolgt die Aufhängung des Biegeorgans 4 über sechs Streben, die jeweils an dem Biegeorgan und an dem Maschinenrahmen 6 angelenkt sind. Dabei sind drei Streben in einem ersten Endbereich des hülsenartig ausgebilde ten Biegeorgans 4 und drei weitere Streben in einem gegenüberliegenden Endbereich angelenkt, so daß sich eine gleichmäßige Abstützung des Biegeorgans innerhalb des Maschinenrahmens und damit eine im wesentlichen ortsunabhängige Nachgiebigkeit der Aufhängung des Biegeorgans 4 ergibt. Jede der Streben 5 ist in ihrer Länge ver änderbar. Vorzugsweise sind die Streben 5 als Hydraulikzylinder ausgebildet. Durch diese Hexapodaufhängung läßt sich das Biegeorgan 4 gleichzeitig in allen sechs Frei heitsgraden, d. h. drei räumlichen und drei translatorischen Freiheitsgraden, ohne jede räumliche Einschränkungen relativ zu der feststehenden Werkstückaufnahme 3 be wegen, so daß auch räumlich komplizierte Werkstücke in einfacher Weise ohne Aus tausch des Biegeorgans herstellbar sind.As can be seen in FIG. 2, the bending member 4 is suspended via six struts, each of which is articulated on the bending member and on the machine frame 6 . There are three struts articulated in a first end region of the sleeve-like bending member 4 and three further struts in an opposite end region, so that there is a uniform support of the bending member within the machine frame and thus an essentially location-independent flexibility of the suspension of the bending member 4 . Each of the struts 5 can be changed in length. The struts 5 are preferably designed as hydraulic cylinders. With this hexapod suspension, the bending element 4 can be used simultaneously in all six degrees of freedom, ie three spatial and three translational degrees of freedom, without any spatial restrictions relative to the fixed workpiece holder 3 , so that even spatially complicated workpieces can be exchanged in a simple manner without having to replace the bending element are producible.

Das Umformen eines Werkstückes erfolgt prozeßabhängig durch eine beliebige Kombination von Querbewegungen und Drehbewegungen des Bewegungsorgans 4 wie auch durch Vorschubbewegungen des Werkstückes bei ausgelenktem Bewe gungsorgan 4. Alle Bewegungen können einzeln oder synchron ausgeführt werden. Durch Heranführen oder Entfernen des Biegeorgans 4 von der feststehenden Werk stückaufnahme 3 können die Hebelverhältnisse während des Biegevorganges variiert werden.The shaping of a workpiece takes place depending on the process by any combination of transverse movements and rotary movements of the movement member 4 as well as by feed movements of the workpiece with the movement organ 4 deflected. All movements can be carried out individually or synchronously. By moving or removing the bending element 4 from the fixed workpiece holder 3 , the lever ratios can be varied during the bending process.

Das innen profilierte Biegeorgan 4 kann so geführt werden, daß keine Verkantungen mit dem bereits umgeformten Werkstück entstehen. Dadurch sind größere Verfor mungen mit höherem Umformgrad und Torsionsbiegungen möglich. The internally profiled bending element 4 can be guided in such a way that no canting occurs with the workpiece that has already been formed. This allows larger deformations with a higher degree of deformation and torsional bends.

Die Bewegungen der einzelnen Streben sowie der Vorschubvorrichtung werden durch Ausgangssteuersignale einer Steuervorrichtung 8 gesteuert. Diese werden in Abhän gigkeit vorgegebener Werkstückformdaten und Werkstück-Halbzeugeigenschafts daten, beispielsweise Materialkennwerte und Halbzeugmaßen, in der Steuervorrich tung 8 erzeugt und definieren die Bewegungen der Streben bzw. Vorschubeinrichtung.The movements of the individual struts and of the feed device are controlled by output control signals from a control device 8 . These are generated as a function of predetermined workpiece shape data and workpiece semi-finished property data, for example material parameters and semi-finished product dimensions, in the control device 8 and define the movements of the struts or feed device.

In einer alternativen Ausführungsform weist die Biegevorrichtung zusätzlich einen Schwingungserzeuger zur Beaufschlagung des Biegeorgans 4 mit mechanischen Schwingungen (Vibrationen) auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel übernehmen die längenverstellbaren Streben 5 die Funktion der Schwingungserzeugung, indem diese durch entsprechend in der Steuervorrichtung generierte Signale zu Schwingun gen angeregt werden. Diese mechanischen Schwingungen werden den Bewegungen der Streben 5 überlagert. Sie beeinflussen nicht nur den inneren Biegevorgang in dem Werkstück im Sinne einer Vergleichmäßigung der Spannungsverteilung, sondern un terstützen gleichzeitig auch das Gleiten des Werkstückes 1 in den Gleitführungsab schnitten der feststehenden Werkstückaufnahme 3 sowie des Biegeorgans 4, so daß auch enge Biegeradien sowie nur geringfügige Umformungen mit großer Genauigkeit verwirklicht werden können.In an alternative embodiment, the bending device additionally has a vibration generator for applying mechanical vibrations to the bending member 4 . In the exemplary embodiment shown, the length-adjustable struts 5 take on the function of generating vibrations by stimulating them to vibrate by signals generated in the control device. These mechanical vibrations are superimposed on the movements of the struts 5 . They not only influence the inner bending process in the workpiece in the sense of an equalization of the stress distribution, but also support the sliding of the workpiece 1 in the sliding guide section of the fixed workpiece holder 3 and the bending member 4 , so that even tight bending radii and only slight deformations can be realized with great accuracy.

Weiterhin weist die Biegevorrichtung einen Aufnehmer (nicht abgebildet) zur Erfas sung der Schwingungen des Werkstückes sowie der auf das Biegeorgan wirkenden Kräfte und Momente auf. Hieraus wird in Kenntnis der aufgebrachten mechanischen Schwingungen ein Signal generiert, das einen Kennwert für die Rückfederungsnei gung des Werkstückes 1 darstellt. Dieses Rückfederungssignal wird auf die Steuer vorrichtung 8 aufgeschaltet und bei der Erzeugung der Ausgangssteuersignale für die Streben sowie die Vorschubeinrichtung mit verwertet, um die Rückfederung des Werkstückes 1 bereits während des Biegevorganges zu kompensieren.Furthermore, the bending device has a transducer (not shown) for detecting the vibrations of the workpiece and the forces and moments acting on the bending member. Knowing the applied mechanical vibrations, a signal is generated from this, which represents a characteristic value for the springback tendency of the workpiece 1 . This springback signal is applied to the control device 8 and used in the generation of the output control signals for the struts and the feed device to compensate for the springback of the workpiece 1 already during the bending process.

Weiterhin weist die Biegevorrichtung eine Meßeinrichtung zur Erfassung von Formabweichungen des gebogenen Werkstückes von einer Sollform auf. Diese Meßeinrichtung 7 ist hinter dem Biegeorgan 4 außerhalb des eigentlichen Arbeitsbe reiches des Biegeorgans angeordnet. Die Meßeinrichtung 7 erfaßt die Lage von Mar kierungen, die von einer Markierungsvorrichtung 10 auf das noch unverformte Werk stück aufgebracht wurden. Die Aufbringung der Markierungen erfolgt dabei vorzugs weise proportional zu dem Vorschubweg des Werkstückes 1. Die Lage der erfaßten Markierungspunkte wird mit der Soll-Lage dieser Punkte, die aus der Soll-Form des Werkstückes ermittelt wird, verglichen. Aus den dabei festgestellten Abweichungen wird ein Korrektursignal generiert, das bei der Erzeugung der Ausgangssteuersignale mitverwertet wird. Die Kompensation der festgestellten Abweichungen erfolgt dabei im Hinblick auf die Soll-Lage der Endpunkte des zu biegenden Werkstückes, so daß trotz während des Biegeverfahrens auftretender Abweichungen der Anfang und das Ende des umgeformten stangenförmigen Werkstückes die gewünschte Lage zueinander aufweisen.Furthermore, the bending device has a measuring device for detecting deviations in shape of the bent workpiece from a desired shape. This measuring device 7 is arranged behind the bending member 4 outside the actual working area of the bending member. The measuring device 7 detects the position of markings that have been applied by a marking device 10 to the still undeformed workpiece. The application of the markings is preferably proportional to the feed path of the workpiece 1 . The position of the detected marking points is compared with the target position of these points, which is determined from the target shape of the workpiece. A correction signal is generated from the deviations found, which is also used in the generation of the output control signals. The compensation of the determined deviations takes place with regard to the target position of the end points of the workpiece to be bent, so that despite deviations occurring during the bending process, the beginning and the end of the deformed rod-shaped workpiece have the desired position relative to one another.

Zur Erzielung eines definierten Spannungszustandes können hohle Werkstücke mit einem flexiblen Medium befüllt werden. Hierfür eignen sich insbesondere niedrig schmelzende Legierungen wie Cerrotror und Zamak oder auch Metallschäume oder flüssige, pastöse oder körnige Medien. Letztere werden vor der Biegung des Werk stückes mit Druck beaufschlagt. In das Biegeverfahren können weitere Umformvor gänge, beispielsweise ein Prägen des Werkstückes oder auch Trennvorgänge wie Schneiden oder Lochen oder Fügevorgänge integriert werden.Hollow workpieces can be used to achieve a defined state of tension be filled in a flexible medium. Low are particularly suitable for this melting alloys such as cerotror and zamak or metal foams or liquid, pasty or granular media. The latter are before the bend of the plant piece pressurized. Further forming can be carried out in the bending process gears, for example embossing the workpiece or cutting processes such as Cutting or punching or joining processes can be integrated.

Alternativ zu der optischen Auswertung der Ist-Form des umgeformten Werkstückes mit der Meßeinrichtung 7 kann auch eine Abtastung des Werkstückes erfolgen. Die Korrektur der Formabweichungen in einem vermessenen Segment wird vorzugsweise bereits durch Korrekturwerte im zu biegenden Folgesegment korrigiert. Mit dieser adaptiven Biegestrategie lassen sich Lagefehler zwischen den Anfangs- und End punkt des herzustellenden Werkstücks minimieren.As an alternative to the optical evaluation of the actual shape of the formed workpiece with the measuring device 7 , the workpiece can also be scanned. The correction of the shape deviations in a measured segment is preferably already corrected by means of correction values in the subsequent segment to be bent. With this adaptive bending strategy, position errors between the start and end point of the workpiece to be manufactured can be minimized.

Claims

1. Device for bending rod-like workpieces ( 1 ), which comprises:
a fixed workpiece holder ( 3 ) for detecting a first workpiece section, and
a bending element ( 4 ) movable relative to it for gripping a further workpiece section,
characterized in that the bending member is movably mounted in three translational and three rotational degrees of freedom.

2. Bending device according to claim 1, characterized in that the bending georgan ( 4 ) on six length-adjustable struts ( 5 ) on a machine frame ( 6 ) is mounted, each strut ( 5 ) being articulated on the bending member and on the machine frame.

3. Bending device according to claim 1 or 2, characterized in that the bending member ( 4 ) has a detection opening for guiding the workpiece, which extends through the bending member, the detection opening ei NEN profiled cross-section to limit the rotation of the workpiece in the Er has opening.

4. Bending device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fixed workpiece holder ( 3 ) and / or the bending member ( 4 ) are designed as a sliding guide holder.

5. Bending device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a vibration generator for acting on the bending member ( 4 ) and / or the fixed workpiece holder ( 3 ) is provided with vibrations.

6. Bending device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a control device ( 8 ) is provided which generates output control signals for changing the length of the length-adjustable struts ( 5 ), depending on predeterminable workpiece shape data and workpiece semi-finished property data.

7. Bending device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a sensor for detecting the vibrations of the workpiece and / or the forces acting on the bending element ( 4 ) and / or the bending element ( 4 ) we provided moments is that generates at least one signal that represents the tendency of the workpiece ( 1 ) to return.

8. Bending device according to claim 6 or 7, characterized in that the struts ( 5 ) serve as vibrators (?).

9. Bending device according to claim 7 or 8, characterized in that the or the springback signals are applied to the control device ( 8 ) to compensate for the springback of the workpiece in the generation of the output control signals.

10. Bending device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a feed device ( 2 ) for moving the workpiece ( 1 ) is provided along its longitudinal direction, the movement of the feed device being effected by output control signals from the control device ( 8 ).

11. Bending device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a measuring device ( 7 ) is provided outside the zone of influence of a knitting or bending point for detecting shape deviations of the bent work piece from a target shape and for generation, in cooperation with the control device, a correction signal, which is utilized in the generation of the output control signals.

12. A method for bending rod-like workpieces, in which the workpiece to be bent ( 1 ) on a first workpiece section by a fixed workpiece holder ( 3 ) and on a further workpiece section by a movable bending member ( 4 ) is detected and in which a predetermined Target workpiece shape the workpiece ( 1 ) is bent by movements of the movable bending element ( 4 ) in the three translational and three rotational degrees of freedom.

13. Bending method according to claim 12, characterized in that the workpiece ( 1 ) is moved forward in the direction of its undeformed longitudinal axis during the bending movement of the bending member designed as a sliding guide receptacle ( 4 ).

14. Bending method according to one of claims 12 or 13, characterized records that the bending and / or feed movements mechanical vibration be overlaid.

15. Bending method according to one of claims 12 to 14, characterized in that depending on the feed marks are applied to the still undeformed workpiece, which are detected by a measuring device ( 7 ) for detecting shape deviations after the workpiece has been formed.

16. Bending method according to one of claims 12 to 15, characterized in net that already formed sections of the workpiece during the bending process total measured, deviations in shape determined and identified deviations in shape be taken into account during the further bending process so that a compen sation of the deviations in the further bending and / or feed movements taking into account the target position of the end point of the workpiece to be bent he follows.

17. Bending method according to one of claims 12 to 16, characterized in that the forces and / or moments resulting from the vibrations applied to the bending member ( 4 ) and / or the workpiece are detected to determine the springback tendency of the workpiece, and that therefrom one or more correction values are formed and taken into account when specifying bending and / or feed movements to compensate for springback.

18. Bending method according to one of claims 12 to 17, characterized in net that with hollow workpieces, depending on a desired chip be filled in the workpiece with a flexible medium.