Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von länglichen Werkstücken, insbesondere von Hohlprofilen, Stangen oder Rohren, mittels einer Biegeeinrichtung, deren Funktionsweise von einer Kontrolleinrichtung kontrolliert wird.

Stand der Technik

Das Biegen von länglichen Werkstücken, insbesondere Rohren ist immer noch relativ aufwändig. Obwohl bereits einzelne Schritte automatisiert sind, ist immer wieder ein manuelles Eingreifen eines Bedieners notwendig. Als besonders heikle Punkte gelten die Eingabe der Soll-Rohrgeometrie, die Eingabe der Abmessungen des Rohteils, die Erstellung des Biegeprogramms, die Berechnung der Biegekräfte und die Auswahl geeigneter Biegewerkzeuge.

BESTATIGUNGSKOPIE Ebenfalls sehr aufwändig und fehleranfällig ist die Durchführung einer Qualitätskontrolle und das Einarbeiten der Ergebnisse dieser Qualitätskontrolle als Korrekturwerte in den Fertigungsprozess bspw. bei einer Serienfertigung.

Aufgabe

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Biegen von länglichen Werkstücken mittels einer Biegeeinrichtung zu schaffen, das die genannten Nachteile beseitigt und mit dem ein Biegeprozess möglichst schnell und kostengünstig, vor allem mit geringem Einricht- und Programmieraufwand ausgeführt werden kann.

Lösung der Aufgabe

Zur Lösung der Aufgabe führt ein Verfahren mit den Schritten:

- Einlesen einer Formvorgabe für das Werkstück,

- Generieren eines Befehlsdatensatzes für die Biegeeinrichtung in Abhängigkeit von der Formvorgabe, wobei der Befehlsdatensatz Befehle für die Biegeeinrichtung umfasst.

Das Verb „kontrollieren" wird in der vorliegenden Anmeldung im Sinne von regeln oder steuern verwendet.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird zweckmässigerweise in einem ersten Verfahrensschritt eine Formvorgabe für das Werkstück an die

Kontrolleinrichtung übermittelt. Dabei kann diese Kontrolleinrichtung als PC,

Steuerung od. dgl. ausgebildet sein. Zum Einlesen der Formvorgabe bieten sich unterschiedliche Verfahren wie bspw. die Eingabe über einen graphischen

Editor, die Eingabe von XYZ-Koordinaten, die Eingabe von LRW-Werten (Länge, Rotation, Winkel), der Import von XYZ- oder LRW-Dateien an.

Ausserdem können auch CNC-Biegeprogramme anderer Biegemaschinen importiert werden und in der Kontrolleinrichtung erfolgt daraus eine Rückrechnung auf die gewünschte Rohrgeometrie. Es ist ebenfalls möglich, zur Geometrieerfassung ein Musterstück an einem externen oder internen Messplatz auszumessen. Die Messergebnisse werden dann der Kontrolleinrichtung zugeführt. Weiter können Formvorgaben auch mittels einer Schweissnahtdarstellung, Darstellungen von Sonderend- oder Zwischenstücken, Zeichnungen oder einem 3D-Ausdruck zu einer Biegewinkelbewertung ohne Messplatz, an die Kontrolleinrichtung übermittelt werden.

Parallel oder anschliessend erhält die Kontrolleinrichtung vorzugsweise mindestens eine Information zu Werkstoffeigenschaften des Werkstücks, wie E-Modul, Streckgrenze, Verfestigungsverhalten, Dichte, Temperatur, Ausdehnungskoeffizient, Gewicht und/oder Informationen die die Biegeeinrichtung, wie maximale Biegekräfte und die Grosse des Arbeitsraums, betreffen. Diese Informationen bezieht die Kontrolleinrichtung vorzugsweise aus einer Datenbank, die der Kontrolleinrichtung zugeordnet ist. Diese Informationen können auch manuell über eine Eingabevorrichtung der Kontrolleinrichtung mitgeteilt werden. Ebenfalls bietet sich das Einlesen von Information aus externen Dateien an.

Vorzugsweise wird auf Grundlage der eingelesen Soll-Geometrie, evtl. unter Einbeziehung einer oder mehrerer der o. g. Informationen von der Kontrolleinrichtung ermittelt, ob die eingelesene Formvorgabe überhaupt biegbar ist. Sollte ein Werkstück nicht entsprechend der Formvorgabe biegbar sein, stoppt der Prozess und/oder es wird eine Meldung an einen Bediener ausgegeben bzw. eine neue Formvorgabe angefordert.

Erweist sich das Werkstück als nach der Formvorgabe biegbar, wird zweckmässigerweise für eine angeschlossene Biegevorrichtung eine Simulation des Biegeablaufs oder vorzugsweise eine Kollisionsbetrachtung durchgeführt. In diese Simulation können zusätzlich zu den o. g. Informationen noch weitere Informationen, bspw. über die Biegevorrichtung, wie maximale -A-

Biegekraft oder die Abmessung des Bearbeitungsraums, einbezogen werden. An die Kontrolleinrichtung ist vorzugsweise nicht nur eine Biegevorrichtung, sondern sind mehrere Biegevorrichtungen angeschlossen. Deshalb wird die oben beschriebene Simulation- und Kollisionsbetrachtung vorzugsweise für alle der Kontrolleinrichtung zugeordneten Biegevorrichtungen durchgeführt. Aus den betrachteten Biegevorrichtungen wird dann eine bestimmte Biegevorrichtung ausgewählt. Dazu kann sich die Kontrolleinrichtung an verschiedenen Kriterien, wie die ermittelte Bearbeitungszeit, dem Maschinenstundensatz oder dem Energie- oder Hilfsstoffverbrauch orientieren.

Die bestimmte Biegevorrichtung wird mit dem Befehlsdatensatz angesteuert.

Der bestimmten Biegevorrichtung werden vorzugsweise Biegewerkzeuge zugeordnet. Beispiele für verschiedene Biegewerkzeuge, die standardmässig zur Auswahl stehen können, sind Fingerbieger, Gabelbieger, Rollbieger.

Neben der Auswahl von Biegewerkzeugen, die standardmässig der Biegevorrichtung zugeordnet sind, können auch zweckmässigerweise Sonderwerkzeuge, die erst angefertigt oder zumindest bearbeitet werden müssen, ausgewählt werden. Diese Bearbeitungsmassnahmen bzw. Zeichnungen oder CAD-Dateien zur Anfertigung der Sonderwerkzeuge werden vorzugsweise von der Kontrolleinrichtung generiert.

Nach der Entscheidung für eine Biegevorrichtung oder die geeigneten Biegewerkzeuge wird von der Kontrolleinrichtung ein Befehlsdatensatz, vorzugsweise ein Biegeprogramm, bspw. ein CNC-Programm für die ausgewählte Biegevorrichtung erstellt. Neben wichtigen Daten, wie

Biegekräften und Rückfederwerten kann die Kontrolleinrichtung zur CNC-

Programmerstellung auch noch weitere Informationen über das Werkstück, wie E-Modul, Streckgrenze, Verfestigungsverhalten, Dichte,

Temperaturausdehnungskoeffizient, Abmessung, Durchmesser, Gewicht, und/oder zumindest eine der folgenden Maschinendaten der Biegevorrichtung wie maximale Biegekraft, Grösse des Bearbeitungsraums oder Anzahl der Achsen aus der angegliederten Datenbank entnehmen. Vom Erfindungsgedanken ist auch umfasst, dass das Biegeprogramm aus einer externen Datei importiert werden kann. Bei der Biegeprogrammerstellung soll vom Erfindungsgedanken umfasst sein, dass für verschiedene Maschinentypen, insbesondere Rosenberger automatisch ein CNC-Programm erstellt wird. Die Kontrolleinrichtung kann in der Lage sein, Biegeprogramme, in die Programmiersprachen für unterschiedliche Maschinentypen und Steuerungen zu übersetzen.

Anschliessend gibt die Kontrolleinrichtung zweckmässigerweise einen Rüstplan bspw. für den Einrichter aus. Dieser kann Taktzeiten, Biegewerkzeuge usw. enthalten. Es kann auch die bereits angesprochene und beschriebene Ausgabe von Daten zur Bearbeitung oder Herstellung von Sonderwerkzeugen in die Ausgabe des Rüstplans integriert werden. Dabei kann der Rüstplan in Papierform oder auf einer Ausgabevorrichtung bspw. einem Desktop angezeigt werden.

Entsprechend dem Rüstplan wird die Biegeeinrichtung mit den benötigten Biegewerkzeugen bestückt, das Biegeprogramm läuft ab und das Werkstück wird entsprechend der Formvorgabe gebogen.

Vorzugsweise wird das fertig gebogene Werkstück einer Qualitätskontrolle unterzogen. Dazu kann die Geometrie vermessen werden. Dies erfolgt vorzugsweise auf einem 3D-Messplatz bzw. Messplatz, der in die Biegevorrichtung integriert ist. Auch vom Erfindungsgedanken umfasst, ist eine Messhardware, bestehend aus einem Messarm oder einer 3D-Messgabel, die direkt an die Maschinensteuerung angeschlossen ist. Das hat den Vorteil, dass die Sollgeometrie bereits bekannt ist und keine Musterstücke eingelesen werden müssen. Wenn die Ergebnisse der Qualitätskontrolle nicht oder nicht ausreichend mit der Formvorgabe bzw. der Sollgeometrie übereinstimmen, werden vorzugsweise Korrekturwerte ermittelt, die, sofern es sich um eine Serienfertigung, also eine Wiederholung des Biegerozesses handelt, über die Kontrolleinrichtung direkt in die Biegeprogrammerstellung eingehen. Auch ist es möglich, diese Korrekturwerte in der Datenbank zu hinterlegen, bzw. mittels der Korrekturwerte die Informationen in der Datenbank zu verbessern. Das nächste Werkstück für diese Formvorgabe wird dann unter Einbeziehung der Korrekturwerte gefertigt. Diese Realwertrückführung zu kontinuierlichen Verbesserung des Biegeprozesses ist vor allem für die Werte Rückfederung, Biegekräfte und die Verformung wichtig. Vom Erfindungsgedanken ist natürlich auch umfasst, eine manuelle Programmkorrektur anhand der Korrekturwerte vorzunehmen. Zudem können die Korrekturwerte, sofern die Qualitätskontrolle nicht direkt in der Biegevorrichtung durchgeführt wird, aus einer Datei, die am externen Messplatz erstellt wird, importiert werden.

Figurenbeschreibung

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ausführung eines erfindungsgemässen Verfahrens;

Figur 2 einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemässen Verfahrens.

Gemäss Figur 1 weist eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemässen Verfahrens eine Einlesestation 1 zur Übermittlung der Soll-Rohrgeometrie an eine Kontrolleinrichtung 2 auf. Zudem können der Kontrolleinrichtung 2 weitere Daten bzw. Informationen über eine Eingabevorrichtung 3 und oder eine Datenbank 4 zugeführt werden.

Des Weiteren ist die Kontrolleinrichtung 2 mit vier Biegeeinrichtungen 5.1 bis 5.4 verbunden. Dabei ist diese Verbindung so ausgestaltet, dass die Kontrolleinrichtung 2 Informationen, Befehle und/oder Datensätze an die Biegeeinrichtungen 5.1 bis 5.4 senden kann und auch Informationen von diesen Biegeneinrichtungen 5.1 bis 5.4 empfangen kann.

Als weiteres Element enthält die Vorrichtung V eine Qualitätskontrolle 6. Diese ist den Biegeeinrichtungen 5.1 bis 5.4 zugeordnet. Auch kann die Qualitätskontrolle 6 direkt Informationen an die Kontrolleinrichtung 2 senden bzw. auf diese, evtl. mittels Korrekturwerten, einwirken. Zudem ist ein beidseitiger Informationsaustausch zwischen Qualitätskontrolle 6 und Datenbank 4 möglich.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende: Figur 2 zeigt einen schematischen Ablauf eines Verfahrens, da mittels der Vorrichtung V aus Figur 1 ausgeführt werden kann. Dazu wird in einem Verfahrensschritt 7 eine Soll-Rohrgeometrie mittels der Einlesestation 1 der Vorrichtung V eingelesen.

In einem anschliessenden Verfahrensschritt 8 werden der Kontrolleinrichtung 2, vorzugsweise über die Eingabevorrichtung 3 oder durch Rückgriff auf die Datenbank 4, Werkstoffeigenschaften eines Werkstücks übermittelt.

In einem Verfahrensschritt 9 entscheidet die Kontrolleinrichtung 2, ob die im Verfahrensschritt 7 eingelesene Soll-Rohrgeometrie überhaupt biegbar ist oder ob Kollisionen, z. Bsp. durch hohe Rückfederwerte, im Werkstück selbst auftreten können. Bei nicht biegbaren Soll-Rohrgeometrien wird eine entsprechende Meldung 17 ausgegeben.

Wenn die eingelesene Soll-Rohrgeometrie als biegbar betrachtet wird, erfolgt in einem Verfahrensschritt 10 eine Maschinenauswahl. Dazu wird für jede der Biegeeinrichtung 5.1 bis 5.4 eine Simulation 10.1 durchgeführt. Für diesen Verfahrensschritt 10.1 werden der Kontrolleinrichtung 2 Informationen über Biegekräfte, Rückfederwerte, unterschiedliche Werkzeuge bzw. Werkzeugköpfe zugeführt. Auf Grundlage der Simulation im Verfahrensschritt 10.1 wird im Verfahrensschritt 10.2 eine Kollisionsbetrachtung durchgeführt. Diese Schritte werden für alle Biegeeinrichtungen 5.1. bis 5.4 durchgeführt.

Entsprechend der Ergebnisse für die Verfahrensschritte 10.1 und 10.2 bei der Betrachtung der unterschiedlichen Biegeeinrichtungen 5.1 bis 5.4 die optimale Maschine, auch hinsichtlich wirtschaftlicher Kriterien wie Maschinenstundensatz und Taktzeit, ausgewählt.

Für die im Verfahrensschritt 10 ausgewählte Biegeeinrichtung 5.4 wird in einem Verfahrensschritt 11 ein CNC-Programm zum Biegen der Soll-Rohrgeometrie, entsprechend der Simulation 10.1 , erstellt. Anschliessend wird in einem Verfahrensschritt 12 ein Rüstplan, der auch für den Einrichter dienen kann, erstellt. Auf Grundlage des CNC-Programms aus Verfahrensschritt 11 und der Rüstplanerstellung aus Verfahrensschritt 12 wird in einem Verfahrensschritt 13 das Werkstück gebogen.

Am fertig gebogenen Werkstück wird in einem Verfahrensschritt 14 die Qualitätskontrolle 6 durchgeführt. Entsprechend einem Ergebnis einer Entscheidung 15 erfolgt bei ausreichender Übereinstimmung mit der SoII- Rohrgeometrie die Bearbeitung eines neuen Rohteils entsprechend dem Verfahrensschritt 13. Stimmen die Ergebnisse der Qualitätskontrolle 6 nicht oder nicht ausreichend mit der Soll-Rohrgeometrie überein, werden in einem Verfahrensschritt 16 Korrekturwerte ermittelt. Diese werden in der Datenbank 4 abgespeichert und gehen als Korrekturwerte im Verfahrensschritt 11 in die CNC-Programmierung ein.

Bezugszeichenliste