DE2064485A1 - Method for making a copy of a tubular or rod-shaped model! - Google Patents
Method for making a copy of a tubular or rod-shaped model!Info
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
- B21D7/12—Bending rods, profiles, or tubes with programme control
Description
20$448S$ 20 448S
Pcrfenfanwtflf·
Dr. Ing. H. Negendenk Pcrfenfanwtflf ·
Dr. Ing.H. Negendenk
Dipl. Ing. H. Häüdc
Dipl. Phys. W. SchmifxDipl. Ing. H. Häüdc
Dipl. Phys. W. Schmifx
•MVnche« 15,Mosartstr,23• MVnche «15, Mosartstrasse, 23
W. SU0C86W. SU0C86
ROLLS-ROYCE LIMITED 31, Dezember 1970ROLLS-ROYCE LIMITED December 31 , 1970
Moor LaneMoor Lane
Anwaltsakte M-1442Attorney File M-1442
Verfahren zum Herstellen einer Kopie von einem rohr- oder stangenförmigen ModellMethod of making a copy from a tubular or rod-shaped model
In einem .Flugzeugtriebwerk sind verschiedene, kompliziert geformte Rohre vorhanden. Bei der Herstellung mehrer gleicher Flugzeugtriebwerke ist es erforderlich, eine entsprechende Anzahl von Rohren der gleichen komplizierten Form anfertigen zu können. Ein ähnliches Erfordernis kann auch bei anderen Einrichtungen oder Anlagen auftreten. In der Praxis wurde festgestellt, daß kompliziert geformte Rohre aus abwechselnd geradlinigen und umgebogenen Abschnitten zusammengesetzt werden können, wobei ,jeder umgebogene Abschnitt einen gleichförmigen Krümmungsradius besitzt. Bei dem einfachsten Verfahren haben sämtliche umgebogenen Abschnitte den gleichen Radius; die Radii können jedoch auch verschieden sein. In jedem Fall geht man in der Weise vor, daß zunächst ein Modell von Hand hergestellt, an diesemIn an aircraft engine there are different, complicated shaped tubes available. When producing several identical aircraft engines, it is necessary to have a corresponding To be able to manufacture number of tubes of the same complicated shape. A similar requirement can also be occur in other facilities or systems. In practice it has been found that pipes of complex shape can be composed of alternating rectilinear and bent sections, each bent section has a uniform radius of curvature. In the simplest method, all of the have bent sections the same radius; however, the radii can also be different. In each case one proceeds in the way that first made a model by hand on this
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■ Modell Messungen durchgeführt-und diese Messungen zur Herstellung identischer Rohre verwendet werden.■ Model measurements carried out-and these measurements for manufacture identical pipes can be used.
Das gleiche Verfahren kann auch zur Herstellung kompliziert geformter Stangen verwendet werden.The same process can also be used to produce intricately shaped rods.
Durch die Erfindung soll ein Verfahren zum Herstellen einer ) Kopie von einem rohr- oder stangenförmigen Modell angegeben werden, bei dem Messungen an einem Modell durchgeführt und die dabei erhaltenen Meßwerte von einem Rechner zu Informationen für eine Biegemaschine umgewandelt werden» Insbesondere soll ein Verfahren angegeben werden, bei dem möglichst wenig Messungen erforderlich sind. Dies wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The invention is intended to provide a method for producing a ) Copy of a tubular or rod-shaped model indicated are carried out in which measurements on a model and the measured values obtained are converted by a computer into information for a bending machine »In particular a method is to be specified in which as few measurements as possible are required. This is made possible by the im Claim 1 specified features achieved. Advantageous refinements of the invention are specified in the subclaims.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden somit an dem Modell Messungen in einem Raumkoordinatensystem durchgeführt, wobei die bei den Messungen erhaltenen Meßwerte für jeden geradlinigen Abschnitt eine Mittellinie festlegen«,When the method according to the invention is carried out, measurements are thus made on the model in a spatial coordinate system carried out, the measured values obtained in the measurements having a center line for each rectilinear section determine",
Das Ziel ist dann, Daten bezüglich der länge eines jeden geradlinigen Abschnitts und der Winkelbeziehungen benach-The goal then is to get data on the length of each rectilinear section and the angular relationships
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"barter geradliniger Abschnitte zu "berechnen, wobei diese Daten als Information für eine Biegemaschine verwendet werden sollen. Messungen, mit denen lediglich eine Mittellinie für jeden geradlinigen Abschnitt definiert wird, sind sehr viel schneller und genauer durchzuführen als unmittelbare Messungen der Länge und der WinkeIbeZiehungen der geradlinigen Abschnitte. Bei der Berechnung der gewünschten Daten aus den Meßwerten, die die Mittellinien festlegen, tritt jedoch folgende Schwierigkeit auf.Calculate "barter rectilinear sections", taking these Data are to be used as information for a bending machine. Measurements that only have a center line defined for each rectilinear section can be performed much faster and more accurately than immediate ones Measurements of the length and angular relationships of the rectilinear Sections. When calculating the desired data from the measured values that define the center lines, however, the following problem arises.
In der Praxis zeigt sich, daß zwei auf diese Weise ermittelte aufeinanderfolgende Mittellinien sich aufgrund von unvermeidbaren Toleranzen im allgemeinen nicht exakt schneiden, sondern in einem Näherungsbereich aneinander vorbeigehen. Die Berechnung von idealisierten - gedachten - Mittellinien ist zweckmäßiger als die Meßgenauigkeit zu erhöhen. Eine höhere Meßgenauigkeit hat nämlich zur Folge, daß die Messungen von kleinen Unregelmäßigkeiten erheblich beeinflußt werden, die entweder nicht beabsichtigt oder irrelevant sind, beispielsweise aufgrund einer leichten Krümmung der als geradlinig angesehenen Abschnitte des Modells oder aufgrund von örtlichen Erhöhungen oder Vertiefungen in der Oberfläche des Modells. Um diese Ungleichmäßigkeiten richtig erfassen zu können, wäre eine größere Anzahl von Messungen erforderlich. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sindIn practice it turns out that two successive center lines determined in this way differ due to unavoidable Generally, tolerances do not cut exactly, but rather pass one another in an approximation area. The calculation of idealized - imaginary - center lines is more useful than increasing the measurement accuracy. One This is because higher measurement accuracy has the consequence that the measurements are considerably influenced by small irregularities that are either not intended or irrelevant, e.g. due to a slight curvature of the sections of the model regarded as straight or due to local elevations or depressions in the Surface of the model. In order to be able to correctly record these irregularities, a larger number of measurements would be required necessary. In the method according to the invention are
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jedoch die Messungen, die viel Zeit erfordern, auf ein Minimum "beschränkt, und die Schwierigkeit der Ungleichmäßigkeiten wird durch die Annahme behoben, daß sämtliche Ungleichmäßigkeiten durch eine besondere Art von Fehler bedingt sind, und zwar durch den Fehler, daß die Achsen der beiden Enden eines jeden umgebogenen Abschnitts nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen. Diese angenommene Art von Fehler wird dann dadurch ausgeschaltet, daß Daten für ™ ein idealisiertes Modell abgeleitet werden. Dieses idealisierte Modell entspricht dem tatsächlichen Modell innerhalb der Genauigkeitsgrenzen, in denen das Modell in der Praxis hergestellt werden kann«. Somit ist in diesem 'Verfahrensstadium kein Verlust an potentioneller Genauigkeit hinzunehmen.however, the measurements that require a lot of time on one Minimum "restricted, and the difficulty of the irregularities is corrected by the assumption that all irregularities are due to a special type of defect due to the error that the axes of the two ends of each bent portion are not lie in a common plane. This assumed type of error is then eliminated by storing data for ™ an idealized model can be derived. This idealized Model corresponds to the actual model within the accuracy limits in which the model is in the Practice can be established «. It is thus at this stage of the procedure to accept no loss of potential accuracy.
Die Messungen im Raumkoordinatensystem können in verschiedener Form durchgeführt werden. Vorzugsweise wird für jeden ^ geradlinigen Abschnitt die Lage zweier Punkte in kartesischen Koordinaten gemessen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, für jeden geradlinigen Abschnitt die Lage eines einzigen Punktes in kartesischen Koordinaten sowie die Steigung des geradlinigen Abschnittes in diesem Punkt bezüglich der kartesischen Koordinaten zu messen. Zum Durchführen dieser Messungen wird das Modell in einer festen Stellung gehalten, ' während ein Meßfühler mit dem Modell abwechselnd an den verschiedenen Punkten in Berührung gebracht wird,The measurements in the spatial coordinate system can be carried out in various forms. Preferably is for everyone ^ rectilinear section the location of two points in Cartesian Coordinates measured. Another possibility is to have a single one for each straight section Point in Cartesian coordinates and the slope of the straight line section in this point with respect to the Measure Cartesian coordinates. To carry out these measurements, the model is held in a fixed position, '' while a probe is brought into contact with the model alternately at the various points,
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Die Stellen eines jeden geradlinigen Abschnitts, an denen die Messungen durchgeführt werden, können beliebig gewählt werden. Der Meßfühler kann derart ausgebildet sein, daß die Lage des extremen Endes jedes der beiden Endabschnitte des Modells unmittelbar gemessen wird. Diese Endabschnitte sollten geradlinig verlaufende Abschnitte sein. Für diese Abschnitte wird die tatsächliche Lage des Endes dazu benutzt, die entsprechenden Mittellinien des idealisierten Modells zu ermitteln.The places of each straight line section where the measurements are carried out can be selected at will. The sensor can be designed such that the Position of the extreme end of each of the two end sections of the model is measured directly. These end sections should be straight sections. For these sections the actual position of the end is used to determine the corresponding center lines of the idealized model.
Vorzugsweise ist jeder gedachte bzw. idealisierte Schnittpunkt der Mittelpunkt der Geraden, die auf den beiden durch die Messungen festgelegten Mittellinien senkrecht steht und durch den entsprechenden Näherungsbereich verläuft. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß als idealisierter Schnittpunkt der eine Endpunkt der auf den beiden Mittellinien senkrecht stehenden Geraden gewählt wird.Each imaginary or idealized point of intersection is preferably the center point of the straight line that runs through the two the center lines defined by the measurements are perpendicular and runs through the corresponding approximation area. One Another possibility is that, as an idealized point of intersection, one end point is on the two center lines perpendicular straight line is selected.
Anhand der Zeichnungen werden praktische Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Es zeigen:Practical embodiments of the method according to the invention are explained in more detail with the aid of the drawings. Show it:
Figur 1 eine Seitenansicht einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Meßvorrichtung, gesehen in Blickrichtung des Pfeils I in Fig.2,FIG. 1 shows a side view of a measuring device which can be used in the method according to the invention, seen in the direction of the arrow I in Figure 2,
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Figur 2 eine Endansicht der gleichen Meßvorrichtung,Figure 2 is an end view of the same measuring device,
gesehen in Blickrichtung des Pfeils II in Fig.1,seen in the direction of the arrow II in Figure 1,
Figur 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Messungen,Figure 3 shows a diagram to illustrate the measurements,
Figur 4 eine Endansicht einer anderen Ausführungsform einer Meßvorrichtung,Figure 4 is an end view of another embodiment a measuring device,
Figur 5 eine Detailansicht eines Teils der Fig.4,FIG. 5 shows a detailed view of part of FIG.
Figur 6 eine Detailansicht in Blickrichtung des Pfeils VI in Fig.5, und zwar in noch größerem Maßstab,FIG. 6 shows a detailed view in the direction of the arrow VI in FIG. 5, on an even larger scale,
Figur 7 eine schematische perspektivische Ansicht einer Biegemaschine,FIG. 7 a schematic perspective view of a bending machine,
^ Figuren perspektivische Detailansichten der in Fig.7 8 und 9^ Figures perspective detailed views of the in Fig.7 8 and 9
gezeigten Biegemaschine zur Veranschaulichungbending machine shown for illustration
verschiedener Biegevorgänge,various bending processes,
Figur 10 eine perspektivische Ansicht eines Rohrs, dasFigure 10 is a perspective view of a tube which
gemäß dem in den Fign. 7» 8 und 9 dargestellten Verfahren gebogen worden ist,according to the in FIGS. 7 »8 and 9 shown Procedure has been bent,
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Figuren schematische Darstellungen des in Fig.10Figures are schematic representations of the in Fig.10
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gezeigten Rohrs zur Erläuterung des Rechenprogramms, mit dem die Einstellwerte der Biegemaschine aus den Messungen des Modells ermittelt werden.shown tube to explain the computer program with which the setting values of the bending machine can be determined from the measurements of the model.
Die in den Fign. 1 und 2 gezeigte Meßvorrichtung weist einen starren Rahmen 2 auf, an dem eine horizontal verlaufende, mit einer Skala versehene Stange 4 befestigt ist. Auf dieser Stange gleitet ein Schlitten 6, an dem eine zweite horizontal verlaufende, mit einer Skala versehene Stange 8 befestigt ist) die Stange 8, die rechtwinklig zu der Stange 4 verläuft, trägt einen weiteren Schlitten 10, durch den eine vertikal verlaufende, mit einer Skala versehene Stange 12 bewegbar ist. Am unteren Ende der Stange 12 ist ein Meßfühler 14 angebracht.The in FIGS. 1 and 2 shown measuring device has a rigid frame 2 on which a horizontally extending, provided with a scale rod 4 is attached. A carriage 6 slides on this rod, on which one second horizontally extending, graduated rod 8 is attached) the rod 8, which is perpendicular to the rod 4 runs, carries a further slide 10, through which a vertically extending, provided with a scale Rod 12 is movable. A sensor 14 is attached to the lower end of the rod 12.
Der Meßfühler besteht aus einem Joch 16, innerhalb dem ein Meßsattel 17 drehbar gelagert ist. Der Meßsattel 17 weist zwei ebene Meßflächen 18 auf, die jeweils unter einem Winkel von 45° zur Drehachse 20 verlaufen.The sensor consists of a yoke 16 within which a measuring saddle 17 is rotatably mounted. The measuring saddle 17 has two flat measuring surfaces 18 which each extend at an angle of 45 ° to the axis of rotation 20.
Das Joch 16 ist mittels eines Zapfens 24 an der Stange 12 um eine vertikale Achse 22 drehbar gelagert (Fig.1). Die Meßflächen 18 sind an ein Rohr 26 eines speziellen Durch-The yoke 16 is rotatably mounted on the rod 12 about a vertical axis 22 by means of a pin 24 (FIG. 1). the Measuring surfaces 18 are attached to a pipe 26 of a special diameter
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messers anlegbar. Die Lage der Meßflächen in dem Sattel 17 ist derart, daß beide Achsen 22 und 20 die Mittellinie des Rohrs 26 schneiden, wenn der Meßsattel an dem Rohr anliegt. Die durchgeführte Messung bezieht sich auf den Schnittpunkt der Achsen 20 und 22, der in der.Mitte der Länge des Meßsattels 17 liegt.knife attachable. The position of the measuring surfaces in the saddle 17 is such that both axes 22 and 20 are the center line of the Cut the pipe 26 when the measuring saddle rests against the pipe. The measurement carried out relates to the point of intersection of the axes 20 and 22, which lies in the middle of the length of the measuring saddle 17.
Ein als Modell dienendes Rohr 26 ist durch Endlager 27 und Zwischenlager 28, von denen soviele wie erforderlich vorgesehen werden können,fest bezüglich des Rahmens 2 angeordnet. Der Meßfühler 14 wird dann dazu benutzt, eine Reihe von Messungen an bestimmten Stellen des Modells durchzuführen. Wie in Pig,1 gezeigt, besteht das Modell aus geradlinigen Abschnitten S1, S2, S3, die mit umgebogenen Abschnitten B1, B2 abwechseln. Die umgebogenen Abschnitte haben sämtlich den gleichen Krümmungsradius, können sich jedoch bezüglich des eingeschlossenen Winkels unterscheiden. Ferner kann zwischen der Ebene, die den umgebogenen Abschnitt am einen Ende eines geraden Abschnitts enthält, und der Ebene, die den umgebogenen Abschnitt an dem anderen Ende eines geraden Abschnitts enthält, ein Winkel vorhanden sein. Mit anderen Worten: Die beiden umgebogenen Abschnitte sind relativ zueinander verwunden. Die Ebenen zweier aufeinanderfolgender umgebogener Abschnitte sind durch die Schraffüren bei P1 und P2 in Fig.3 schematisch angedeutet. Die geradlinigen Abschnitte können von unterschiedlicher Länge sein. -9-A pipe 26 serving as a model is through end bearings 27 and Intermediate bearings 28, of which as many as required can be provided, fixedly arranged with respect to the frame 2. The probe 14 is then used to take a series of measurements at specific locations on the model. As shown in Pig, 1, the model consists of rectilinear sections S1, S2, S3, those with bent sections Alternate B1, B2. The bent-over sections all have the same radius of curvature, they can move however, differ in terms of the included angle. Furthermore, between the plane containing the bent section at one end contains a straight section, and the plane that contains the bent section at the other End of a straight section contains an angle. In other words: the two bent sections are twisted relative to each other. The planes of two consecutive bent sections are through the Hatched doors at P1 and P2 are indicated schematically in FIG. The straight sections can be of different lengths. -9-
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Die Messungen werden jeweils an zwei verschiedenen Stellen eines jeden geradlinigen Abschnitts durchgeführt. Beispielsweise sind die Stellen des geradlinigen Abschnitts S2 durch gestrichelte Linien bei 14a und 14b angedeutet. Diese Stellen sollten einen größtmöglichen Abstand von einander haben, wobei jedoch der Meßsattel 17 vollständig auf dem geradlinigen Abschnitt und nicht auf dem angrenzenden umgebogenen Abschnitt aufliegen soll.The measurements are taken at two different locations on each straight section. For example the locations of the straight section S2 are indicated by dashed lines at 14a and 14b. These points should have the greatest possible distance from one another, but with the measuring saddle 17 completely open should rest on the straight section and not on the adjacent bent section.
An jeder Meßstelle werden Meßwerte an jeder der drei mit Skalen versehenen Stangen 4, 8 und 12 abgelesen.At each measuring point, measured values are read on each of the three bars 4, 8 and 12 provided with scales.
Die Fign, 4, 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform einer Meßvorrichtung, die geeignet ist, Messungen an einem als Modell dienenden Rohr, das an einem Flugzeugtriebwerk befestigt ist, durchzuführen. Die Meßvorrichtung weist eine Grundplatte 30 mit zwei senkrecht stehenden Trägern 32 auf, von denen der eine in Pig.4 von dem anderen verdeckt ist und zwischen denen das Triebwerk bei 34 gelagert ist. Um Zugang zu dem an beliebiger Stelle des Triebwerks montierten Rohres zu haben, ist das Triebwerk um seine Achse 36 drehbar, und es ist eine Einrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen, mit der das Triebwerk in verschiedenen Stellungen fixiert und der Winkel zwischen den fixierten Stellungen ermittelt werden kann,Figures 4, 5 and 6 show another embodiment a measuring device which is suitable for taking measurements on a pipe serving as a model, which is on an aircraft engine is attached to perform. The measuring device has a Base plate 30 with two vertical supports 32, one of which is covered by the other in Pig.4 and between which the engine is mounted at 34. To have access to the mounted anywhere on the engine To have a pipe, the engine is rotatable about its axis 36, and a device (not shown) is provided, with which the engine is fixed in different positions and the angle between the fixed positions can be determined
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. Die Grundplatte 30 trägt einen Schlitten 38, der senkrecht zu der Zeichenebene der Fig.4 bewegbar ist. Die Stellung des Schlittens 38 kann an einer Skala (nicht gezeigt), die an der Grundplatte vorgesehen ist, abgelesen werden.. The base plate 30 carries a slide 38 which can be moved perpendicular to the plane of the drawing in FIG. The position of the carriage 38 can be read off on a scale (not shown) which is provided on the base plate.
Eine vertikale Stange 40 ist an dem Schlitten 38 befestigt. Ein Schlitten 42 ist längs der Stange 40 verschiebbar, und k eine weitere Stange 44 ist horizontal durch den Schlitten 42 bewegbar.A vertical rod 40 is attached to the carriage 38. One slide 42 is slidable along the rod 40 and another rod 44 is horizontal through the slide 42 movable.
Am einen Ende der Stange 44 ist ein Meßfühler 46 gelagert, der aus einem an das Rohr anlegbaren Meßsattel 48 und einem Bügel 50 besteht. Der Meßsattel ist an dem Bügel 50 um eine Achse 52 drehbar gelagert, und der Bügel ist an einem Ansatz 60 befestigt, der an der Stange 44 um eine horizontale Achse 54 drehbar angebracht ist.At one end of the rod 44, a measuring sensor 46 is mounted, which consists of a measuring saddle 48 which can be placed against the pipe and a measuring saddle Bracket 50 is made. The measuring saddle is rotatably mounted on the bracket 50 about an axis 52, and the bracket is on a shoulder 60 attached, which is attached to the rod 44 rotatably about a horizontal axis 54.
^ Der Meßsattel 48 weist zwei ebene Meßflächen 56 (Fig.5) auf, die an einem Rohr 58 anliegen. Die Meßflächen 56 sind derart angeordnet, daß die Achsen 52 und 54 beide die Mittellinie des Rohres 58 schneiden. V/enn ein Rohr mit einem anderen Durchmesser benutzt wird, wird die Lage des Meßsattels bezüglich der Achse 54 durch die zwischen dem Bügel 50 und dem Ansatz 60 vorgesehene Langlochverbindung 58 eingestellt (Fig.5).^ The measuring saddle 48 has two flat measuring surfaces 56 (Fig. 5), which rest on a tube 58. The measuring surfaces 56 are arranged such that the axes 52 and 54 are both the center line of the pipe 58 cut. If a pipe with a different diameter is used, the position of the measuring saddle becomes set with respect to the axis 54 by the elongated hole connection 58 provided between the bracket 50 and the extension 60 (Fig. 5).
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Wie in Pig.6 gezeigt, befindet sich das eine Ende des Meßsattels in einer Ebene, die die Achsen 52 und 54 enthält» Dies ermöglicht es, Messungen in der Nähe der Verbindungsstelle eines geradlinigen Abschnitts mit einem umgebogenen Abschnitt durchzuführen. Der Bremssattel kann gegebenenfalls um 180° relativ zur Achse 52 verschwenkt werden.As shown in Pig. 6, there is one end of the measuring saddle in a plane containing axes 52 and 54 »This allows measurements to be taken near the junction of a straight section with a bent section. The caliper can optionally be pivoted by 180 ° relative to the axis 52.
Die in Pig«7 gezeigte Biegemaschine weist ein Maschinenbett 50 auf, das eine Führung 52 für einen Schlitten 54- enthält. Der Schlitten 54 trägt ein Spannfutter 56, mit dem sich ein Stück geradlinigen Rohrmaterials 58 einspannen läßt. Das Spannfutter ist drehbar und seine jeweilige Stellung wird durch eine Teilvorrichtung 60 festgelegt, von der lediglich das Gehäuse dargestellt ist. Das Rohrmaterial 58 erstreckt sich durch einen Schraubstock 61, der Teil einer Biegeeinheit 62 bildet. Die Biegeeinheit 62 ist um eine vertikale Achse drehbar und weist einen Dorn 64 auf, der konzentrisch zur Achse verläuft und um den das Rohrmaterial gebogen wird, wenn die Biegeeinheit mittels eines Hebels 66 gedreht wird. Das Ausmaß der Drehung der Biegeeinheit wird durch eine Teilvorrichtung 68 festgelegt, von der lediglich das Gehäuse dargestellt ist. Der Schlitten 54 kann längs der Führung 52 durch eine lineare Teilvorrichtung 70 positioniert werden. Solche Maschinen sind an sich bekannt«The bending machine shown in Pig «7 has a machine bed 50, which contains a guide 52 for a carriage 54-. The carriage 54 carries a chuck 56 with which a Piece of straight pipe material 58 can be clamped. The chuck is rotatable and its respective position is determined by a partial device 60, of which only the housing is shown. The tubing 58 extends through a vice 61, which forms part of a bending unit 62. The bending unit 62 is about a vertical one Axis rotatable and has a mandrel 64 which is concentric to the axis and around which the pipe material is bent, when the bending unit is rotated by means of a lever 66. The amount of rotation of the bending unit is determined by a Partial device 68 set, of which only the housing is shown. The carriage 54 can run along the guide 52 be positioned by a linear dividing device 70. Such machines are known per se «
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Im Betriet) wird das Rohrmaterial 58 von dem Spannfutter 56 erfaßt und durch die Bewegung des Schlittens zwischen die Backen des Schraubstocks 62 eingeführt, und zwar bis zu einer Stelle, die durch die Teilvorrichtung 70 festgelegt wird; die Teilvorrichtung 70 ist entsprechend der gewünschten Länge des geradlinigen Abschnitts S1 eingestellt. Der Schraubstock wird dann geschlossen, und die erste Biegung B1 fc wird dann hergestellt, indem die Biegeeinheit um den Winkel OC(der durch die Teilvorrichtung 68 festgelegt wird^ gedreht wird. Während des Biegevorgangs wird der Schlitten 54 von dem Rohrmaterial längs der Führung verschoben, da die Teilvorrichtung 70 aus ihrer vorherigen Einstellung gelöst worden ist. Nach Beendigung des Biegevorgangs wird der Schraubstock geöffnet, und die Biegeeinheit wird (durch nicht gezeigte Mittel) abgesenkt, und zwar soweit, daß sie das Rohr freigibt und die Biegeeinheit wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt werden kann. Der Schlitten 54In operation) the pipe material 58 is gripped by the chuck 56 and by the movement of the carriage between the jaws of the vice 62 are inserted up to a point defined by the dividing device 70 will; the dividing device 70 is set according to the desired length of the rectilinear section S1. Of the Vice is then closed, and the first bend B1 fc is then made by turning the bending unit around the angle OC (determined by dividing device 68 ^ rotated will. During the bending process, the carriage 54 is displaced by the pipe material along the guide, as the Partial device 70 has been released from its previous setting. After the bending process is finished, the Vice opened and the bending unit is lowered (by means not shown) to the extent that it releases the tube and the bending unit can be moved back into its starting position. The carriage 54
wird dann um eine Strecke verschoben, die der erforderlichen Länge des zweiten geradlinigen Abschnitts S2 (festgelegt durch die Teilvorrichtung 70) entspricht, und das Rohr wird dann mit Hilfe der Teilvorrichtung 60 um den Verwindungswinkel θ gedreht.is then shifted by a distance that corresponds to the required length of the second rectilinear section S2 (fixed by the dividing device 70) corresponds, and the pipe is then with the help of the dividing device 60 by the twist angle θ rotated.
Anschließend wird die Biegeeinheit naeh oben gefahren, und der Schraubstock 61 wird wieder geschlossen, worauf derThen the bending unit is moved close up, and the vice 61 is closed again, whereupon the
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zweite umgebogene Abschnitt B2 mit dem Winkel ß hergestellt wird. Diese Arbeitsschritte werden sooft wie erforderlich, entsprechend der Anzahl der geradlinigen Abschnitte, wiederholt. In Pig,10 ist beispielshalber eine Kopie dargestellt, die lediglich drei geradlinige Abschnitte aufweist.second bent section B2 made with the angle ß will. These steps are repeated as often as necessary, according to the number of straight sections. In Pig, 10 a copy is shown by way of example, which has only three straight sections.
Die Meßwerte, die mit Hilfe der in den Fign. 1 und 2 gezeigten Meßvorrichtung oder mit Hilfe der in den Fign, 4 bis 6 gezeigten Meßvorrichtung abgelesen werden, werden in Digitaloder Analogform in einen Rechner eingegeben, der derart programmiert ist, daß er bestimmte mathematische Operationen durchführt und Instruktionen für die Biegemaschine ermittelt.The measured values obtained with the aid of the in FIGS. 1 and 2 shown Measuring device or with the aid of the measuring device shown in FIGS. 4 to 6 are read in digital or Analog form entered into a computer programmed to perform certain mathematical operations carries out and determines instructions for the bending machine.
Das Ziel des Programmes ist es, die Längen der geradlinigen Abschnitte S1, S2, S3, die Biegewinkel °L, ß zwischen benachbarten geradlinigen Abschnitten und den Verwindungswinkel θ zwischen der Ebene des ersten und zweiten geradlinigen Abschnitts einerseits und des zweiten und dritten geradlinigen Abschnitts andererseits zu berechnen; all diese Werte werden zum Einstellen einer Biegemaschine benötigt. Bei der Beschreibung des Programms wird auf das AusfUhrungsbeispiel der Fig.10 Bezug genommen.The aim of the program is to determine the lengths of the straight sections S1, S2, S3, the bending angles ° L, ß between adjacent straight sections and the twisting angle θ between the plane of the first and second straight section on the one hand and the second and third straight section on the other to calculate; all of these values are required for setting up a bending machine. In the description of the program, reference is made to the exemplary embodiment in FIG.
Die für das Programm erforderlichen Eingangsdaten in Bezug auf jeden geradlinigen Abschnitt sind die KoordinatenThe input data required for the program in relation to on each straight line section are the coordinates
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zweier mit Abstand zueinander angeordneter Stellen des geradlinigen Abschnitts. Die Koordinaten werden natürlich durch eine der oben beschriebenen Meßvorrichtungen erhalten, und sie werden in dem Rechner gespeichert.two spaced apart locations of the straight line Section. The coordinates are of course obtained by one of the measuring devices described above, and they are stored in the computer.
Fig.11 zeigt Linien durch Punkte A,B; F1G; L,M, bei denen es sich um Punkte handelt, an denen die Messungen mit Hilfe k der Meßvorrichtung durchgeführt worden sind. Eine Linie CE, deren Mittelpunkt E ist, ist die Gerade, die auf den beiden durch die Punkte A,B und F,G- gehenden Linien senkrecht steht. Eine Linie H,K, die den Mittelpunkt I besitzt, ist die Gerade, die auf den beiden durch die Punkte F,G und L,M gehenden Linien senkrecht steht. Me korrigierte bzw. idealisierte Mittellinie wird durch die Linien definiert, die die Punkte A, D, I, M verbinden.Figure 11 shows lines through points A, B; F 1 G; L, M, which are points at which measurements have been carried out with the aid of k of the measuring device. A line CE, the center of which is E, is the straight line which is perpendicular to the two lines passing through the points A, B and F, G-. A line H, K, which has the center point I, is the straight line which is perpendicular to the two lines passing through the points F, G and L, M. Me corrected or idealized center line is defined by the lines connecting points A, D, I, M.
Jeder Punkt P hat die Raumlage P(x;y;z) = Px;Py;Pz. Unter * Verwendung dieser Abkürzungen enthält das Rechenprogramm folgende Algorithmen.Each point P has the spatial position P (x; y; z) = Px; Py; Pz. Under * Using these abbreviations, the computer program includes the following algorithms.
Gedachte Schnittpunkte der Mittellinien (Fig.11) Imaginary intersections of the center lines (Fig. 11)
Zum Ermitteln von D(x;y;x) sind die Werte a bis f in der folgenden Weise zu bilden:To find D (x; y; x) the values a through f are in the in the following way:
109830/0220109830/0220
:"ΐ'"":>' !!Pll 1!|!Ι||ΙΙ'|Ι!Ηι1 -κ lip ..,ng ||i|[| : "ΐ '"":>' !! Pll 1! |! Ι || ΙΙ '| Ι! Ηι1 -κ lip .., ng || i | [|
- 15 -- 15 -
a = (Bx-Ax)2 + (By-Ay)2 + (Bz-Az)2;a = (Bx-Ax) 2 + (By-Ay) 2 + (Bz-Az) 2 ;
Id = (Bx-Ax)(Fx-Gx) + (By-Ay)(Fy-Gy) + (Bz-Az) (Fz-Gz) jId = (Bx-Ax) (Fx-Gx) + (By-Ay) (Fy-Gy) + (Bz-Az) (Fz-Gz) j
c s (Ax-Gx)(Bx-Ax) + (Ay-Gy)(By-Ay) + (Az-Gz)(Bz-Az);c s (Ax-Gx) (Bx-Ax) + (Ay-Gy) (By-Ay) + (Az-Gz) (Bz-Az);
d = (Bx-Ax)(Fx-Gx) + (By-Ay)(Fy-Gy) + (Bz-Az)(Fz-Gz);d = (Bx-Ax) (Fx-Gx) + (By-Ay) (Fy-Gy) + (Bz-Az) (Fz-Gz);
e = (Fx-Gx)2 + (Fy-Gy)2 + (Fz-Gz)2;e = (Fx-Gx) 2 + (Fy-Gy) 2 + (Fz-Gz) 2 ;
f = (Ax-Gx)(Fx-Gx) + (Ay-Gy)(Fy-Gy) + (Az-Gz)(Fz-Gz);f = (Ax-Gx) (Fx-Gx) + (Ay-Gy) (Fy-Gy) + (Az-Gz) (Fz-Gz);
Die Werte a bis f sind in den folgenden Beziehungen einzusetzen: The values a to f are to be used in the following relationships:
ra - sb + c = Ora - sb + c = O
rd - se + f = 0rd - se + f = 0
worin r und s Faktoren sind, mit denen die Abstände A B "bzw, G F multipliziert werden müssen, um die Abstände A D bzw. G E zu erhalten.where r and s are factors with which the distances A B "or G F must be multiplied in order to obtain the distances A D and G E, respectively.
r und s sind einzusetzen in:r and s are to be used in:
C(x;y;z) = Ax + (Bx-Ax)r; Ay + (By-Ay)r; Az + (Bz-Az)r; E(x;y;z) = Fx + (Gx-Fx)s; Fy + (Gy-Fy)s; Fz + (Gz-Fz)s;C (x; y; z) = Ax + (Bx-Ax) r; Ay + (By-Ay) r; Az + (Bz-Az) r; E (x; y; z) = Fx + (Gx-Fx) s; Fy + (Gy-Fy) s; Fz + (Gz-Fz) s;
Die Koordinaten des Mittelpunktes D ergeben sich aus:The coordinates of the center point D result from:
+.B*. Cy + Ey. Oz + Ez. + .B * . Cy + Ey . Oz + Ez .
-16--16-
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Dasselbe ist für I (xjy;z;) durchzuführen, wobei die Daten der Punkte i1 ,G und L,M zu verwenden sind,Do the same for I (xjy; z;), using the data of points i 1 , G and L, M,
Biegewinkel (Fige12) Bending angle (FIG e 12)
Der Biegewinkelot errechnet sich aus der Beziehung:The bending angle is calculated from the relationship:
Cos(180 " Cos (180 "
(Ax-Dx)(Hx-Dx) + (Ay-Dy)(Hy-Dy) + (Az-Dz)(Hz-Dz)(Ax-Dx) (Hx-Dx) + (Ay-Dy) (Hy-Dy) + (Az-Dz) (Hz-Dz)
/(Ax-Dx)2+(Ay-Dy)2+(Az-Dz)2 χ /(Hx-Dx)2+(Hy-Dy)2+(Hz-Dz)2 / (Ax-Dx) 2 + (Ay-Dy) 2 + (Az-Dz) 2 χ / (Hx-Dx) 2 + (Hy-Dy) 2 + (Hz-Dz) 2
Das gleiche ist für den Winkel ß durchzuführen, wobei D,H9M anstelle von A,D,H zu verwenden ist.The same is to be done for the angle ß, whereby D, H 9 M is to be used instead of A, D, H.
Länge der geradlinigen Abschnitte (Fig»13) Length of the straight sections (Fig »13)
k Die Längen der geradlinigen Abschnitte S1, S2, S3 werden durch die Abstände AT, UV und WM festgelegt. Die Radii R der Biegeabschnitte B1, B2 sind vorgegeben, und zwar im allgemeinen als Mehrfaches des Rohrdurchmessers. Die Längen der geradlinigen Abschnitte sind gegeben durch:k The lengths of the rectilinear sections S1, S2, S3 become determined by the distances AT, UV and WM. The Radii R the bending sections B1, B2 are specified, in general as a multiple of the pipe diameter. The lengths of the straight sections are given by:
AT =/(Dx-Ax) + (Dy-Ay)2 + (Dz-Az)2 - R(tanoC)/2;AT = / (Dx-Ax) + (Dy-Ay) 2 + (Dz-Az) 2 - R (tanoC) / 2;
UV =/(Ix-Dx)2 + (Iy-Dy)2 + (Iz-Dz)2 - R(tanoC)2-R(tan ß)/2;UV = / (Ix-Dx) 2 + (Iy-Dy) 2 + (Iz-Dz) 2 - R (tanoC) 2-R (tan β) / 2;
WM =/(Mx-Ix)2 + (My-Iy)2 + (Mz-Iz)2 - R(tan ß)/2jWM = / (Mx-Ix) 2 + (My-Iy) 2 + (Mz-Iz) 2 - R (tan ß) / 2j
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In diesen Formeln bedeuten R(tano£)/2 = TD = UD und entsprechend R(tan ß)/2 = VI = IW.In these formulas, R (tano £) / 2 = TD = UD and correspondingly R (tan ß) / 2 = VI = IW.
Verwindungswinkel (Pig.12) Twist angle (Pig.12)
Der Verwindungswinkel θ ist der Winkel zwischen der Ebene ADI und der Ebene DIM, der Winkel also, den man sieht, wenn man in Richtung der Linie ID schaut.The twist angle θ is the angle between the plane ADI and the plane DIM, i.e. the angle that you see when looking in the direction of the line ID.
Die Biegemaschine verlangt, daß die Bewegung der Maschine, die zum Einstellen der Verwindungswinkel erforderlich ist, immer in der gleichen Richtung erfolgt, und zwar immer im Uhrzeigersinn, wenn man entlang dem unverformten Rohrmaterial in Blickrichtung auf die Biegeeinheit schaut. Aus programmtechnischen Gründen muß dementsprechend immer eine Vereinbarung eingehalten werden, derart, daß beispielsweise jeder Winkel θ immer derjenige Winkel ist, den man sieht, wenn man von dem einen Biegeabschnitt B2 in Richtung dee nächsten Biegeabschnitts B1 schaut und der im Uhrzeigersinn von der Ebene ADI um die G-ejrade DI zu zählen ist. An diese Vereinbarung hält sich die Figur 12.The bending machine requires that the movement of the machine required to adjust the twist angle, always takes place in the same direction, always clockwise as you go along the undeformed pipe material looks in the direction of view of the bending unit. For programming reasons, accordingly must always an agreement must be adhered to such that, for example, every angle θ is always that angle which one can be seen if one looks from one bending section B2 in the direction of the next bending section B1 and that in a clockwise direction from the ADI level to count the G-ejrade DI. At Figure 12 adheres to this agreement.
Um diese ^Uhrzeiger8innw-Vereinbarung zu erfüllen, wird der Winkel θ |n zwei Winkel «f und ψ unterteilt, von denen of der Winkel zwischen einem auf der Ebene ADI senkrecht stehendenTo this ^ w Uhrzeiger8inn meet-agreement, the angle θ | n two angles "f and ψ divided from those of the angle at the level of FDI upright between a
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Vektor g und einem auf der Ebene DIM senkrecht stehenden Vektor h und ψ der Winkel zwischen den Vektoren g und 1 ist (siehe unten). Zwischen diesen drei Winkeln besteht die folgende Beziehung:Vector g and a vector h and ψ perpendicular to the plane DIM, the angle between vectors g and 1 is (see below). The relationship between these three angles is as follows:
θ =<f, falls ψ <90°θ = <f, if ψ <90 °
θ = 360 - <f, falls ψ y 90°θ = 360 - <f, if ψ y 90 °
Die Winkel werden zweclanäßigerweise unter Verwendung von Vektoralgebra berechnet:The angles are conveniently made using Vector algebra computed:
V(gx +gy +gz ) (Mx-Ix)2+(My-Iy)2+(Mz-Iz)2)' worin V (gx + gy + gz ) (Mx-Ix) 2 + (My-Iy) 2 + (Mz-Iz) 2 ) 'where
gy* gz= Vektor g;gy * gz = vector g;
hx, hy, hz = Vektor h;hx, hy, hz = vector h;
Die Vektoren g, h ihrerseits errechnen sich in bekannter
Weise aus den Vektorprodukten!
g a i χ k;
h = k χ IjThe vectors g, h for their part are calculated in a known manner from the vector products!
gai χ k;
h = k χ Ij
worin i der von D nach A zeigende Vektor, k der von D nach I zeigende Vektor und 1 der von I nach M zeigende Vektor ist.where i is the vector pointing from D to A, k is the vector pointing from D to I. and 1 is the vector pointing from I to M.
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ÖRI01NÄL !SUSPECTEDÖRI01NÄL! SUSPECTED
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Cited By (3)
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| DE4000019A1 (en) * | 1988-12-30 | 1990-07-05 | Usui Kokusai Sangyo Kk | METHOD FOR PRODUCING A GUIDE TEMPLATE FOR BENDED PIPES |
| DE3900990A1 (en) * | 1989-01-12 | 1990-08-02 | Bundy Gmbh | Method for computer-supported mapping of the layout of, and device for manufacturing spatially bent, small-calibre pipelines, in particular fuel lines or brake lines in the car industry |
| WO1991013706A1 (en) * | 1990-03-07 | 1991-09-19 | Johannes Tokola | Method for bending pipes |
Families Citing this family (5)
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| US4122607A (en) * | 1976-12-22 | 1978-10-31 | Teledyne Industries, Inc. | Instrument for measuring preformed tubes |
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- 1970-12-30 DE DE19702064485 patent/DE2064485A1/en not_active Ceased
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| FR2072145B1 (en) | 1975-03-21 |
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| GB1329708A (en) | 1973-09-12 |
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