DE19830962B4

DE19830962B4 - Apparatus and method for bending rod-like workpieces

Info

Publication number: DE19830962B4
Application number: DE1998130962
Authority: DE
Inventors: Michael Schwaar; Franz Garreis; Hans Bräunlich
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: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: DE19830962A1

Abstract

Vorrichtung zum Biegen stangenartiger Werkstücke (1), mit:
einer feststehenden Werkstückaufnahme (3) zum Erfassen eines ersten Werkstückabschnittes, und
einem relativ zu der feststehenden Werkstückaufnahme (3) bewegbaren Biegeorgan (4) zum Erfassen eines weiteren Werkstückabschnittes,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Biegeorgan (4) über eine Mehrzahl längenverstellbarer Streben (5) an einem Maschinenrahmen (6) gelagert ist, wobei jede Strebe (5) an dem Biegeorgan (4) und an dem Maschinenrahmen (6) angelenkt ist und das Biegeorgan (4) in der Anzahl der Streben entsprechenden Freiheitsgraden bewegbar ist.Device for bending rod-like workpieces (1), comprising:
a fixed workpiece holder (3) for detecting a first workpiece portion, and
a relative to the stationary workpiece holder (3) movable bending member (4) for detecting a further workpiece section,
characterized in that
the bending member (4) is mounted on a machine frame (6) via a plurality of length-adjustable struts (5), each strut (5) being articulated to the bending member (4) and the machine frame (6), and the bending member (4) to the number of struts corresponding degrees of freedom is movable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen stangenartiger Werkstücke gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, die eine feststehende Werkstückaufnahme zum Erfassen eines ersten Werkstückabschnittes und ein relativ dazu bewegbares Biegeorgan zum Erfassen eines weiteren Werkstückabschnittes aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Biegen stangenartiger Werkstücke.The The invention relates to a device for bending rod-like workpieces according to the preamble of claim 1, which has a fixed workpiece holder for detecting a first workpiece section and a relatively movable bending member for detecting a further workpiece portion having. Furthermore, the invention 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 bars 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 Profilgestaltung liegen bereits in der Entwurfsphase vor. Eine direkte Umsetzung der Werkstückgeometriedaten in einer einzigen Biegemaschine scheitert bisher an der geringen Fertigungsflexibilität bekannter Biegemaschinen.Especially in plant construction and automotive engineering find complex, three-dimensional Piping application designed with the help of CAD systems become. The workpiece geometry data of individual parts of the piping or a profile design lie already in the design phase. A direct implementation of the workpiece geometry data in a single bending machine fails so far at the low manufacturing flexibility known bending machines.

Aus der EP 0 446 819 A2 ist eine Biegevorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, 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 Biegeschablonen ausgetauscht werden. Die Fertigungsflexibilität ist dementsprechend gering. Komplexe Werkstückformen in variierender Gestalt sind damit nicht herstellbar.From the EP 0 446 819 A2 a bending device of the aforementioned type is known in which the bending takes place with the aid of bending templates, between which a tube is clamped during the bending process. Thus, only a limited number of bending radii is bendable. Depending on the workpiece geometry, the bending templates must be replaced. The manufacturing flexibility is correspondingly low. Complex workpiece shapes in varying shape are thus not 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 Rohrwandungen folgt dabei jedoch zwangsläufig aus dem gewählten Biegeradius. Querschnittsveränderungen an dem Rohr sind mit dieser bekannten Maschine nicht möglich.Furthermore, from the EP 0 362 698 A2 a machine for automatically bending pipes in a continuous process known. The actual bending process takes place here by bending rollers that can be pressed transversely to the feed direction of the tube to achieve different bending radii. In addition, the tube can be rotated while bending. The voltage behavior in the pipe walls, however, necessarily follows from the selected bending radius. Cross-sectional 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 genannten Art zu schaffen, die eine hohe Fertigungsflexibilität und -vielfalt bei effizienter Arbeitsweise gewährleistet, sowie ein entsprechendes Verfahren hierfür anzugeben.Of the Invention is therefore the object of the disadvantages of the prior art avoid the technique and in particular a bending device of the to create the aforementioned type, the high production flexibility and variety Ensures efficient operation, and a corresponding procedure for this.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Biegeorgan über eine Mehrzahl längenverstellbarer Streben an einem Maschinenrahmen gelagert ist, wobei jede Strebe an dem Biegeorgan und an dem Maschinenrahmen angelenkt ist und das Biegeorgan in der Anzahl der Streben entsprechenden Freiheitsgraden bewegbar ist. Hierdurch sind Umformvorgänge ohne räumliche Einschränkungen 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. Insbesondere können die Umformgrenzen gezielt ausgelastet werden, womit eine Erweiterung der Fertigungsvielfalt hinsichtlich herstellbarer Werkstückgeometrien infolge Spannungsoptimierung erzielt werden kann.These The object is achieved in a device of the type mentioned in the present invention that the bending element over a plurality of length-adjustable Struts are mounted on a machine frame, with each strut is hinged to the bending member and the machine frame and the Bending member in the number of struts corresponding degrees of freedom is movable. As a result, forming operations without spatial restrictions executable. In particular, you can Bends around a spatial axis in addition superimposed on translational displacements of the bending element become. Leave it to specifically influence the stress behavior within the workpiece. In particular, you can the forming limits are deliberately utilized, which is an extension the production variety regarding manufacturable workpiece geometries can be achieved due to voltage optimization.

Aufgrund der hohen Beweglichkeit des Biegeorgans können auch räumlich komplizierte Werkstückgeometrien mit ein und demselben Biegeorgan hergestellt werden, so dass eine hohe Fertigungsflexibilität bei gleichzeitig effizienter Arbeitsweise erzielt wird.by virtue of The high mobility of the bending element can also spatially complicated workpiece geometries be made with one and the same bending member, so that a high production flexibility achieved at the same time efficient operation.

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

Durch gezielte Bewegungen des Biegeorgans können auch definierte Querschnittsänderungen am Werkstück über dessen gesamte Länge oder auch in Teilbereichen desselben verwirklicht werden.By Targeted movements of the bending element can also defined cross-sectional changes on the workpiece over its whole length or in some areas of the same be realized.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Biegeorgan in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden und 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 verwirklichen, so dass der Einfluss der Nachgiebigkeit der Maschinenstruktur auf die Biegegenauigkeit vernachlässigbar ist.According to one advantageous development of the invention is the bending member in three translatory and three rotational degrees of freedom and over six adjustable length Struts are mounted on a machine frame, with each strut attached the bending member is articulated as on the machine frame. hereby let yourself to realize a particularly rigid and position-independent support of the movement organ, so that the influence of the compliance of the machine structure on the bending accuracy is negligible is.

Vorteilhafterweise weist das Biegeorgan eine Erfassungsöffnung auf, die sich durch dieses hindurch erstreckt, zum Führen des Werkstückes, wobei die Erfassungsöffnung einen profilierten Querschnitt zur Begrenzung der Drehung des Werkstückes in der Erfassungsöffnung aufweist. Damit kann das Werkstück auch während des Biegevorganges in dem Biegeorgan gleiten, so dass ein Biegen bei gleichzeitigem Vorschieben 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.Advantageously, the bending member has a detection opening extending therethrough for guiding the workpiece, the detection opening having a profiled cross-section for limiting the rotation of the workpiece in the detection opening. Thus, the workpiece can also slide during the bending process in the bending member, so that a bending while simultaneously advancing the workpiece is possible. Of the profiled cross section ensures that the workpiece is taken in spite of its slidable recording in the detection opening of the bending member for the purpose of performing the bending movement.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Schwingungserzeuger zur Beaufschlagung des Biegeorgans und/oder der feststehenden Werkstückaufnahme mit Vibrationen bzw. Schwingungen vorgesehen. Hierdurch wird das Vorschieben des Werkstückes während des Biegevorganges unterstützt. Auch wirkt sich dies positiv 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 Schwingungen erzeugten Bewegungen, Kräften und/oder Momenten an dem Werkstück sowie an dem Biegeorgan selbst Rückschlüsse auf das elastische Verhalten des Werkstückes, insbesondere dessen Rückfedervermögen, gezogen und während des Biegevorganges berücksichtigt werden.According to one advantageous development of the invention is a vibration generator for acting on the bending member and / or the fixed workpiece holder provided with vibrations or vibrations. This will be the Advance of the workpiece while supported the bending process. Also, this has a positive effect on the stress distribution in the Bending point. By the vibrations or vibrations thus become the forming conditions and also the properties of the tribological Systems workpiece / bending element improved, so that overall smaller bending radii are produced can. In addition, out can the movements, forces and / or generated by the vibrations Moments on the workpiece and on the bending element itself conclusions the elastic behavior of the workpiece, in particular its resilience, pulled and while considered the bending process become.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die Ausgangssignale zur Veränderung der Länge der längenverstellbaren Streben erzeugt. Dabei werden die Werkstückformdaten der herzustellenden Werkstückgeometrie sowie Werkstück-Halbzeugeigenschaftsdaten, die den noch unverformten Werkstückrohling betreffen, berücksichtigt. Diese Daten können beispielsweise direkt aus einem CAD-System heruntergeladen werden und ermöglichen dann eine Integration von Werkstückentwurf und Herstellung in einem durchgehend automatisierten Prozeß.According to one Another advantageous embodiment of the invention is a control device provided, the output signals for changing the length of adjustable length Struts generated. In this case, the workpiece shape data to be produced Workpiece geometry and workpiece semi-product characteristics data, the still undeformed workpiece blank considered. This data can for example, downloaded directly from a CAD system and allow then an integration of workpiece design and Production in a continuously 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 Rückfederungsneigung des Werkstückes repräsentiert. Somit kann die sich mit der Verformung des Werkstückes verändernde Rückfederungsneigung desselben an jeder beliebigen Stelle festgestellt werden, so dass das Auffinden von Biegefehlern erleichtert wird. Vorzugsweise werden die Rückfederungssignale auf die Steuervorrichtung aufgeschaltet 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.Preferably is a transducer for detecting the vibrations of the workpiece and / or the forces acting on the bending member and / or provided on the bending member moments, the generates at least one signal representing the springback tendency of the workpiece. Thus, the changing with the deformation of the workpiece Springback tendency of the same be found at any point, so finding that is facilitated by bending errors. Preferably, the springback signals switched on the control device and during the bending process for Compensation of springback of the workpiece in the generation of the output control signals for the movement of the struts or the feed of the workpiece considered.

Vorzugsweise ist eine Meßeinrichtung außerhalb der Einflußzone einer Wirk- bzw. Biegestelle vorgesehen, um Formabweichungen des gebogenen Werkstückes von einer Sollform zu erfassen und in Zusammenwirkung mit der Steuervorrichtung ein Korrektursignal zu erzeugen, das bei der Erzeugung der Ausgangssteuersignale verwertet wird. Damit lässt sich sicherstellen, dass während des Biegevorganges bereits entstandene Formabweichungen des Werkstückes im Hinblick auf die Anschlussmaße des Werkstückes, d. h. die relative Lage von Anfangspunkt und Endpunkt des Werkstückes korrigiert werden, so dass bei geringfügigen Formabweichungen ein beispielsweise so erzeugtes Rohrteil in ein vorgegebenes Rohrleitungssystem einge baut werden kann und das Werkstück nicht nochmals, dann entsprechend korrigiert, hergestellt werden muss.Preferably is a measuring device outside the influence zone a knitting or bending point provided to form deviations of the bent workpiece from a desired shape and in cooperation with the control device to generate a correction signal that is used in the generation of the output control signals is recycled. Leave it make sure that while the bending process already formed form deviations of the workpiece in Regard to the connection dimensions of the workpiece, d. H. corrected the relative position of the starting point and end point of the workpiece be so minor Deviations in shape, for example, so produced pipe part in a specified piping system can be built and the workpiece is not again, then corrected accordingly, must be made.

Die eingangs genannte Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß 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 weiteren Werkstückabschnitt durch ein bewegbares Biegeorgan erfasst wird und bei dem in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Soll-Werkstückform das Werkstück gebogen wird durch zumindest eine Bewegung des bewegbaren Biegeorgans in zumindest einem der drei translatorischen und/oder zumindest einem der drei rotatorischen Freiheitsgrade und wobei den Biege- und/oder Vorschubbewegungen mechanische Schwingungen überlagert werden. Somit sind auch komplexe dreidimensionale Biegewerkstücke schnell und einfach herstellbar.The The object mentioned above is further achieved by the invention a method for bending rod-like workpieces, wherein the to be bent workpiece on a first workpiece section by a fixed workpiece holder and at a further workpiece section is detected by a movable bending member and in dependence bent from a predetermined target workpiece shape the workpiece is characterized by at least one movement of the movable bending member in at least one of the three translational and / or at least one the three rotational degrees of freedom and the bending and / or Feed movements mechanical vibrations are superimposed. Thus are Even complex three-dimensional bending workpieces quickly and easily produced.

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 Formabweichungen vereinfacht und bereits während des weiteren Biegeverfahrens mit berücksichtigt werden.Preferably become dependent the feed marks applied to the still undeformed workpiece, after the forming of the workpiece by a measuring device be recorded. This allows the detection of form deviations simplified and already during the taken into account further bending process become.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei hohlen Werkstücken dieses mit einem flexiblen Medium befüllt. Durch eine gezielte Auswahl des Befüllungsmediums ist es möglich, den Spannungszustand in dem Werkstück gezielt einzustellen.According to one advantageous development of the invention is in hollow workpieces this filled with a flexible medium. Through a specific selection of the filling medium, it is possible to determine the state of stress in the workpiece targeted.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous developments of the invention are the dependent claims remove.

Im folgenden wird nun die Erfindung anhand eines in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert.in the Following, the invention will now be described with reference to one of the figures Embodiment explained.

1 zeigt eine Gesamtansicht der Biegevorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel, 1 shows an overall view of the bend Device according to the embodiment,

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

Die in den 1 und 2 gezeigte Biegevorrichtung weist eine feststehende Werkstückaufnahme oder Träger 3 und ein relativ dazu bewegbares Biegeorgan 4 auf. Beide sind jeweils mit Gleitführungen versehen, entlang derer ein stangenartiges Werkstück 1 vorwärts bewegt werden kann. Hierzu ist vor der feststehenden Werkstückaufnahme 3 eine Vorschubvorrichtung 2 angeordnet, die den noch unverformten Teil des Werkstückes 1 schrittweise oder auch kontinuierlich in Richtung des hinter dem feststehenden Träger 3 angeordneten Biegeorgans 4 vorschiebt. Die Vorschubvorrichtung 2 besitzt dabei einen einachsigen Vorschubantrieb, dessen Arbeitsrichtung zu der profiliert ausgebildeten Gleitführung der feststehenden Werkstückaufnahme 3 ausgerichtet ist.The in the 1 and 2 shown bending device has a fixed workpiece holder or carrier 3 and a relatively movable bending member 4 on. Both are each provided with sliding guides, along which a rod-like workpiece 1 can be moved forward. This is in front of the stationary workpiece holder 3 a feed device 2 arranged, which is the still undeformed part of the workpiece 1 gradually or continuously in the direction of the behind the fixed support 3 arranged bending element 4 advances. The feed device 2 has a single-axis feed drive whose working direction to the profiled trained sliding guide the stationary workpiece holder 3 is aligned.

Das Biegeorgan 4 ist, wie insbesondere in 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 Biegeorgan 4 selbst ist dabei hülsenartig ausgebildet und weist eine profilierte Erfassungsöffnung 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 Vorschiebens durch die Erfassungsöffnung gleiten können, andererseits aber Drehungen des Werkstückes 1 in der Erfassungsöftnung begrenzt werden, so dass ein Mitnehmen des Werkstückes 1, durch das die eigentliche Biegung erfolgt, gewährleistet bleibt.The bending element 4 is, in particular in 2 within a surrounding machine frame 6 over six struts 5 movably mounted or suspended in three translational and three rotational degrees of freedom. The bending element 4 itself is sleeve-like 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 bent portions of the workpiece 1 can smoothly slide during the advancement through the detection port, on the other hand, however, rotations of the workpiece 1 be limited in the detection opening, allowing a take away of the workpiece 1 , through which the actual bending takes place, is ensured.

Wie 2 zu entnehmen ist, erfolgt die Aufhängung des Biegeorgans 4 über sechs Streben 5, die jeweils an dem Biegeorgan 4 und an dem Maschinenrahmen 6 angelenkt sind. Dabei sind drei Streben 5 in einem ersten Endbereich des hülsenartig ausgebildeten Biegeorgans 4 und drei weitere Streben 5 in einem gegenüberliegenden Endbereich angelenkt, so dass sich eine gleichmäßige Abstützung des Biegeorgans 4 innerhalb des Maschinenrahmens 6 und damit eine im wesentlichen ortsunabhängige Nachgiebigkeit der Aufhängung des Biegeorgans 4 ergibt. Jede der Streben 5 ist in ihrer Länge veränderbar. Vorzugsweise sind die Streben 5 als Hydraulikzylinder ausgebildet. Durch diese Hexapodaufhängung läßt sich das Biegeorgan 4 gleichzeitig in allen sechs Freiheitsgraden, d. h. drei räumlichen und drei translatorischen Freiheitsgraden, ohne jede räumliche Einschränkungen relativ zu der feststehenden Werkstückaufnahme 3 bewegen, so dass auch räumlich komplizierte Werkstücke 1 in einfacher Weise ohne Austausch des Biegeorgans 4 herstellbar sind.As 2 it can be seen, the suspension of the bending member takes place 4 over six struts 5 , each at the bending member 4 and on the machine frame 6 are articulated. There are three struts 5 in a first end region of the sleeve-like bending member 4 and three more struts 5 hinged in an opposite end region, so that a uniform support of the bending member 4 within the machine frame 6 and thus a substantially location-independent compliance of the suspension of the bending member 4 results. Each of the struts 5 is variable in length. Preferably, the struts 5 designed as a hydraulic cylinder. By this hexapod suspension can be the bending member 4 simultaneously in all six degrees of freedom, ie three spatial and three translatory degrees of freedom, without any spatial restrictions relative to the fixed workpiece holder 3 move so that even spatially complicated workpieces 1 in a simple manner without replacement of the bending element 4 can be produced.

Das Umformen eines Werkstückes 1 erfolgt prozeßabhängig durch eine beliebige Kombination von Querbewegungen und Drehbewegungen des Biegeorgans 4 wie auch durch Vorschubbewegungen des Werkstückes 1 bei ausgelenktem Biegeorgan 4. Alle Bewegungen können einzeln oder synchron ausgeführt werden. Durch Heranführen oder Entfernen des Biegeorgans 4 von der feststehenden Werkstückaufnahme 3 können die Hebelverhältnisse während des Biegevorganges variiert werden.The forming of a workpiece 1 is process-dependent by any combination of transverse movements and rotational movements of the bending member 4 as well as by feed movements of the workpiece 1 with deflected bending member 4 , All movements can be performed individually or synchronously. By bringing or removing the bending element 4 from the stationary workpiece holder 3 The leverage 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 1 entstehen. Dadurch sind größere Verformungen mit höherem Umformgrad und Torsionsbiegungen möglich.The internally profiled bending element 4 can be guided so that no tilting with the already formed workpiece 1 arise. As a result, larger deformations with higher degree of deformation and torsional bends are possible.

Die Bewegungen der einzelnen Streben 5 sowie der Vorschubvorrichtung 2 werden durch Ausgangssteuersignale einer Steuervorrichtung 8 gesteuert. Diese werden in Abhängigkeit vorgegebener Werkstückformdaten und Werkstück-Halbzeugeigenschaftsdaten, beispielsweise Materialkennwerte und Halbzeugmaßen, in der Steuervorrichtung 8 erzeugt und definieren die Bewegungen der Streben 5 bzw. Vorschubeinrichtung 2.The movements of the individual struts 5 and the feed device 2 are controlled by output control signals of a control device 8th controlled. These are produced in dependence on predetermined workpiece shape data and workpiece semi-finished product property data, for example material properties and semifinished product dimensions, in the control device 8th creates and defines the movements of the struts 5 or feed device 2 ,

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 8 generierte Signale zu Schwingungen angeregt werden. Diese mechanischen Schwingungen werden den Bewegungen der Streben 5 überlagert. Sie beeinflussen nicht nur den inneren Biegevorgang in dem Werkstück 1 im Sinne einer Vergleichmäßigung der Spannungsverteilung, sondern unterstützen gleichzeitig auch das Gleiten des Werkstückes 1 in den Gleitführungsabschnitten 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 acting on the bending element 4 with mechanical vibrations. In the embodiment shown, the length-adjustable struts take over 5 the function of vibration generation by these by appropriately in the control device 8th generated signals are excited to vibrate. These mechanical vibrations are the movements of the struts 5 superimposed. They not only influence the internal bending process in the workpiece 1 in the sense of equalizing the stress distribution, but also support the sliding of the workpiece at the same time 1 in the Gleitführungsabschnitten the fixed workpiece holder 3 and the bending member 4 , so that even tight bending radii and only minor transformations can be realized with great accuracy.

Weiterhin weist die Biegevorrichtung einen Aufnehmer (nicht abgebildet) zur Erfassung der Schwingungen des Werkstückes 1 sowie der auf das Biegeorgan 4 wirkenden Kräfte und Momente auf. Hieraus wird in Kenntnis der aufgebrachten mechanischen Schwingungen ein Signal generiert, das einen Kennwert für die Rückfederungsneigung des Werkstückes 1 darstellt. Dieses Rückfederungssignal wird auf die Steuervorrichtung 8 aufgeschaltet und bei der Erzeugung der Ausgangssteuersignale für die Streben 5 sowie die Vorschubvorrichtung 2 mit verwertet, um die Rückfederung des Werkstückes 1 bereits während des Biegevorganges zu kompensieren.Furthermore, the bending device has a pickup (not shown) for detecting the vibrations of the workpiece 1 as well as on the bending member 4 acting forces and moments. From this, a signal is generated in knowledge of the applied mechanical vibrations, which gives a characteristic value for the springback tendency of the workpiece 1 represents. This springback signal is applied to the control device 8th switched on and in the generation of the output control signals for the struts 5 as well as the feed device 2 with recycled, about the springback of the workpiece 1 to compensate already during the bending process.

Weiterhin weist die Biegevorrichtung eine Meßeinrichtung 7 zur Erfassung von Formabweichungen des gebogenen Werkstückes 1 von einer Sollform auf. Diese Meßeinrichtung 7 ist hinter dem Biegeorgan 4 außerhalb des eigentlichen Arbeitsbereiches des Biegeorgans 4 angeordnet. Die Meßeinrichtung 7 erfasst die Lage von Markierungen, die von einer Markierungsvorrichtung 10 auf das noch unverformte Werkstück 1 aufgebracht wurden. Die Aufbringung der Markierungen erfolgt dabei vorzugsweise 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 1 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 1, so dass trotz während des Biegeverfahrens auftretender Abweichungen der Anfang und das Ende des umgeformten stangenförmigen Werkstückes 1 die gewünschte Lage zueinander aufweisen.Furthermore, the bending device has a measuring device 7 for detecting form deviations of the bent workpiece 1 from a nominal shape. This measuring device 7 is behind the bending element 4 outside the actual work area of the bending element 4 arranged. The measuring device 7 captures the location of markings by a marking device 10 on the still undeformed workpiece 1 were applied. The application of the markers is preferably carried out in proportion to the feed path of the workpiece 1 , The position of the detected marking points is determined by the desired position of these points, which is the desired shape of the workpiece 1 is determined compared. From the deviations determined in this case, a correction signal is generated, which is used in the generation of the output control signals. The compensation of the detected deviations takes place in view of the desired position of the end points of the workpiece to be bent 1 in that, in spite of deviations occurring during the bending process, the beginning and the end of the deformed bar-shaped workpiece 1 have the desired position to each other.

Zur Erzielung eines definierten Spannungszustandes können hohle Werkstücke 1 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 Werkstückes 1 mit Druck beaufschlagt. In das Biegeverfahren können weitere Umformvorgänge, beispielsweise ein Prägen des Werkstückes 1 oder auch Trennvorgänge wie Schneiden oder Lochen oder Fügevorgänge integriert werden.To achieve a defined state of stress can hollow workpieces 1 be filled with a flexible medium. For this purpose, in particular low melting alloys such as Cerrotror and Zamak or metal foams or liquid, pasty or granular media are. The latter are made before the bending of the workpiece 1 pressurized. In the bending process can further forming operations, such as embossing of the workpiece 1 or separating operations such as cutting or punching or joining operations are integrated.

Alternativ zu der optischen Auswertung der Ist-Form des umgeformten Werkstückes 1 mit der Meßeinrichtung 7 kann auch eine Abtastung des Werkstückes 1 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 Endpunkt des herzustellenden Werkstücks 1 minimieren.Alternatively to the optical evaluation of the actual shape of the formed workpiece 1 with the measuring device 7 can also scan the workpiece 1 respectively. The correction of the shape deviations in a measured segment is preferably already corrected by correction values in the following segment to be bent. With this adaptive bending strategy can be position errors between the start and end of the workpiece to be produced 1 minimize.

Claims

Device for bending rod-like workpieces ( 1 ), with: a fixed workpiece holder ( 3 ) for detecting a first workpiece portion, and a relative to the stationary workpiece holder ( 3 ) movable bending member ( 4 ) for detecting a further workpiece portion, characterized in that the bending member ( 4 ) over a plurality of length-adjustable struts ( 5 ) on a machine frame ( 6 ), each strut ( 5 ) on the bending member ( 4 ) and on the machine frame ( 6 ) is articulated and the bending member ( 4 ) is movable in the number of degrees of freedom corresponding degrees.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the bending member ( 4 ) is movably mounted in three translational and three rotational degrees of freedom.

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

Bending device according to at least one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the bending member ( 4 ) a detection opening for guiding the workpiece ( 1 ) which extends through the bending member ( 4 ), wherein the detection opening has a profiled cross section for limiting the rotation of the workpiece ( 1 ) in the detection opening.

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

Bending device according to at least one of the preceding claims 1 to 5, characterized by a vibration generator for acting upon the bending member ( 4 ) and / or fixed workpieces ( 3 ) with vibrations.

Bending device according to at least one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that a control device ( 8th ), the output control signals for changing the length of the length-adjustable struts ( 5 ) as a function of predefinable workpiece shape data and workpiece semi-product properties data.

Bending device according to at least one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that a transducer for detecting the vibrations of the workpiece ( 1 ) and / or on the bending member ( 4 ) acting forces and / or on the bending member ( 4 ) Acting moments is provided, which generates at least one signal, the springback tendency of the workpiece ( 1 ).

Bending device according to claim 7 or 8, characterized in that the struts ( 5 ) are designed simultaneously as a vibration generator.

Bending device according to claim 8 or 9, characterized in that the at least one of the springback tendency of the Werkstückers ( 1 ) representing the control device ( 8th ) shown below is to compensate for the springback of the workpiece ( 1 ) in the generation of the output control signals.

Bending device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a feed device ( 2 ) for moving the workpiece ( 1 ) is provided along its longitudinal direction, wherein the movement of the Vorschubvorrich device ( 2 ) by output control signals of the control device ( 8th ) he follows.

Bending device according to at least one of the preceding claims 1 to 11, characterized in that a measuring device ( 7 ) is provided outside the zone of influence of a kneading or bending point for detecting deviations in shape of the bent workpiece ( 12 ) of a desired shape and for generation, in cooperation with the control device ( 8th ), a correction signal which is utilized in the generation of the output control signals.

Method for bending rod-like workpieces, in which the workpiece to be bent ( 1 ) on a first workpiece section by a stationary workpiece holder ( 3 ) and at a further workpiece section by a movable bending member ( 4 ) is detected and in which, depending on a predetermined target workpiece shape, the workpiece ( 1 ) is bent by at least one movement of the movable bending member ( 4 ) in at least one of the three translational and / or at least one of the three rotational degrees of freedom and wherein the bending and / or advancing movements are superimposed on mechanical vibrations.

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

Bending method according to claim 13 or 14, characterized in that depending on the feed marks on the still undeformed workpiece are applied, which after the forming of the workpiece by a measuring device ( 7 ) are detected for the detection of form deviations.

Bending method according to at least one of the preceding claims 13 to 15, characterized in that already formed sections of the workpiece while measured the bending process, found shape deviations and detected form deviations during the further bending process are taken into account so that a compensation the deviations in the further bending and / or advancing movements considering the desired position of the end point of the workpiece to be bent takes place.

Bending method according to at least one of the preceding claims 13 to 16, characterized in that from the applied vibrations on the bending member ( 4 ) and / or the workpiece resulting forces and / or moments are detected to determine the springback tendency of the workpiece, and that from this one or more correction variables are formed and taken into account in the specification of bending and / or feed movement to compensate for the springback.

Bending method according to at least one of the preceding claims 13 to 17, characterized in that at hollow workpieces this dependent on a desired one Stress condition in the workpiece filled with a flexible medium become.