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Title:
MEASURING DEVICE FOR DETERMINING THE BENDING ANGLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/206479
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bending device (1) for forming a workpiece (4), having two pressure beams and bending tools (2, 3) mounted thereon, having a measuring device (9, 10) for determining a bending angle (7, 8) for the workpiece (4) with respect to a bending axis (6), said measuring device comprising a lighting device (15) for generating a light line (17) on the workpiece (4) and a camera (21) for capturing an image of the light line (17). The camera (21) and a first exit opening (14) of the lighting device (15) are spaced from one another in the direction parallel to the bending axis (6). The bending angle (7, 8) can be determined using an image recognition program, from a change in the image of the light line (17) in images from the camera (21). The lighting device (15) comprises a second exit opening (19) for producing a second light line, wherein the first exit opening (14) and the second exit opening (19) of the lighting device (15) are spaced from one another in the direction parallel to the bending axis (6), and the camera (21) is arranged between the first exit opening (14) and the second exit opening (19).

Inventors:
SPERRER GERHARD (AT)
Application Number:
PCT/AT2020/060145
Publication Date:
October 15, 2020
Filing Date:
April 10, 2020
Export Citation:
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Assignee:
TRUMPF MASCHINEN AUSTRIA GMBH & CO KG (AT)
International Classes:
B21D5/00; B21D5/02; G01B11/26
Domestic Patent References:
WO2016058020A12016-04-21
WO2016058020A12016-04-21
Foreign References:
JPS59197813A1984-11-09
US5531087A1996-07-02
US4564765A1986-01-14
JP2013116480A2013-06-13
JP2017225983A2017-12-28
Attorney, Agent or Firm:
ANWÄLTE BURGER UND PARTNER RECHTSANWALT GMBH (AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Biegevorrichtung (1) zur Herstellung eines Bauteils durch Umformung eines Werkstücks (4) aus Blech mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Pressbalken und daran befestigten Biegewerkzeugen (2, 3), mit einer Steuervorrichtung (23) und mit einer Messvor richtung (9, 10) zur Bestimmung eines Biegewinkels (7, 8) des Werkstücks (4) bezüglich ei ner Biegeachse (6), wobei die Messvorrichtung (9, 10) eine Beleuchtungsvorrichtung (15) zur Erzeugung einer Lichtlinie (17) auf dem Werkstück (4) und eine Kamera (21) zum Aufzeich nen eines Bildes der Lichtlinie (17) umfasst, und wobei die Kamera (21) und eine erste Aus trittsöffnung (14) der Beleuchtungsvorrichtung (15) in Richtung parallel bezüglich der Bie geachse (6) voneinander distanziert angeordnet sind, und wobei die Steuervorrichtung mit ei nem Bilderkennungsprogramm ausgebildet ist, sodass aus einer Änderung des Bildes der Lichtlinie (17) in Bildern der Kamera (21) ein Wert des Biegewinkels (7, 8) bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (15) eine zweite Austrittsöffnung (19) zur Erzeugung einer zweiten Lichtlinie auf dem Werkstück (4) umfasst, wobei die erste Austrittsöffnung (14) und die zweite Austrittsöffnung (19) der Beleuchtungsvorrichtung (15) in Richtung parallel bezüglich der Biegeachse (6) voneinander distanziert angeordnet sind, und wobei die Kamera (21) zwischen der ersten Austrittsöffnung (14) und der zweiten Aus trittsöffnung (19) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (9, 10) ein Fenster (20) für die Kamera (21) umfasst, wobei die erste Austrittsöffnung (14) und die zweite Austrittsöffnung (19) symmetrisch bezüglich des Fensters (20) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Austrittsöffnung (14, 19) der Beleuchtungsvorrichtung (15) und die Lichtlinie (17) eine Ebene (25) bestimmt ist, die senkrecht bezüglich der Biegeachse (6) ausgerichtet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (15) eine Lichtquelle (16) und eine Umlenkvorrichtung (28) für Licht der Lichtquelle (16) umfasst, wobei die Umlenkvorrichtung (28) dazu ausgebil- det ist, das Licht der Lichtquelle (16) wahlweise durch einen ersten Beleuchtungs-Strahlen gang (26) und die erste Austrittsöffnung (14) oder durch einen zweiten Beleuchtungs-Strah lengang (27) und die zweite Austrittsöffnung (19) zu führen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (9, 10) einen Drehrahmen (29) umfasst, wobei die Umlenkvorrichtung (28) für das Licht der

Lichtquelle (16) an dem Drehrahmen (29) befestigt und mit diesem um eine Achse (30) ver- schwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenk vorrichtung (28) einen Planspiegel umfasst. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenk vorrichtung (28) ein Prisma umfasst.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (21) an dem Drehrahmen (29) befestigt und mit diesem um die Achse (30) verschwenkbar ist, wobei die Achse (30) senkrecht bezüglich der Biegeachse (6) ausgerichtet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umlenkprisma (31) zur Umlenkung des Strahlengangs (32) der Kamera (21) an dem Drehrahmen (29) befestigt ist, wobei die Kamera (21) koaxial zu der Achse (30) des Drehrah mens (29) ausgerichtet ist. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Richtung eines Strahlengangs (32) der Kamera (21) und die Ebene (25) der Lichtli nie (17) einen spitzen Winkel (33) einschließen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (21) ein Weitwinkelobjektiv umfasst und feststehend angeordnet ist, wobei eine Richtung eines Strahlengangs (32) der Kamera (21) parallel zu der Ebene (25) der Licht linie (17) ausgerichtet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geradführung (12, 13) umfasst ist und die Messvorrichtung (9, 10) für den Biege winkel (7, 8) an der Geradführung (12, 13) in einer Richtung parallel zu der Biegeachse ver stellbar ist.

Description:
MESSVORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG DES BIEGEWINKELS

Die Erfindung betrifft eine Biegevorrichtung zur Herstellung eines Bauteils durch Umfor mung eines Werkstücks aus Blech mit einer Messvorrichtung zur Bestimmung eines Biege winkels des Werkstücks.

Zur optischen Messung eines Biegewinkels an einem Werkstück während dessen Verformung in einer Biegemaschine sind Messverfahren bzw. Messvorrichtungen bekannt, bei denen ein Lichtmuster auf das umzuformende Blech gelenkt wird und dieses Lichtmuster von einer Bil derfassungsvorrichtung bzw. einer Kamera aufgezeichnet wird. Eine solche Messvorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2016/058020 Al bekannt. Die Beleuchtungsvorrichtung und die Kamera sind dabei in Richtung der Biegeachse voneinander distanziert angeordnet, sodass sich zwischen den auf das Werkstück einfallenden Lichtstrahlen und der Haupterfassungsrich tung bzw. der optischen Achse der Kamera ein Winkel ergibt. Die Beleuchtungsvorrichtung bzw. das Lichtmuster ist derart ausgebildet, dass durch das auf das Werkstück einfallende Licht eine Lichtlinie auf der Werkstückoberfläche erscheint. Durch das Gegeneinanderpressen der Biegewerkzeuge wird an dem Werkstück eine Biegekante ausgebildet und ändert sich da bei dementsprechend auch die räumliche Lage der an die Biegekante anschließenden Teile des Werkstücks. Damit ändert sich gleichzeitig auch die räumliche Lage der auf den Werk stücksteilen erscheinenden Lichtlinien. Und dementsprechend ergibt sich auch eine Änderung der Lage der Lichtlinie in dem Sehfeld der Kamera und in den von der Kamera aufgezeichne ten Bildern. Die Verformung des Werkstücks geht also mit einer Änderung der Richtung der Lichtlinie in den Bildern bzw. in dem Sehfeld der Kamera einher. Mit einem entsprechenden Analyse- bzw. Auswerteprogramm der Steuervorrichtung der Biegemaschine können aus die sen Änderungen der Ausrichtung der Lichtlinie in den Bildern der Kamera die Winkelände rungen des entsprechenden Werkstückschenkels bzw. insgesamt der gesamte Biegewinkel an der Biegekante berechnet werden.

Bei der bekannten Biegemaschine ist außerdem eine Geradführung zur Befestigung der Bie- gewinkel-Messvorrichtung an dem Pressentisch der Biegemaschine vorgesehen. Diese Gerad führung ist parallel zur Längserstreckung des Pressentisches bzw. parallel zu der Biegeachse ausgerichtet und kann die Biegewinkelmessvorrichtung damit an unterschiedliche Stellen des Presstisches bzw. des zu biegenden Werkstücks verschoben werden. Nachteilig an der be kannten Lösung ist, dass es im Falle der Bearbeitung von Werkstücken mit einer komplexen Struktur bei manchen Biegevorgängen zu einer Abschattung des Sehfelds der Kamera durch Werkstückteile kommen kann, derart, dass die Laserlinie von der Kamera nicht mehr erfasst werden kann.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Biegewinkel-Messvorrichtung zu schaffen, die in un terschiedlichen Fällen der Biegebearbeitung von Werkstücken an Biegevorrichtungen flexibel und mit höherer Zuverlässigkeit eingesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch eine Biegevorrichtung zur Herstellung ei nes Bauteils durch Umformung eines Werkstücks aus Blech mit zwei parallel zueinander aus gerichteten Pressbalken und daran befestigten Biegewerkzeugen, mit einer Steuervorrichtung und mit einer Messvorrichtung zur Bestimmung eines Biegewinkels des Werkstücks bezüg lich einer Biegeachse, wobei die Messvorrichtung eine Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeu gung einer Lichtlinie auf dem Werkstück und eine Kamera zum Aufzeichnen eines Bildes der Lichtlinie umfasst. Die Kamera und eine erste Austrittsöffnung der Beleuchtungsvorrichtung sind in Richtung parallel bezüglich der Biegeachse voneinander distanziert angeordnet und die Steuervorrichtung ist mit einem Bilderkennungsprogramm ausgebildet, sodass aus einer Änderung des Bildes der Lichtlinie in Bildern der Kamera ein Wert des Biegewinkels be stimmbar ist. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine zweite Austrittsöffnung zur Erzeu gung einer zweiten Lichtlinie auf dem Werkstück, wobei die erste Austrittsöffnung und die zweite Austrittsöffnung der Beleuchtungsvorrichtung in Richtung parallel bezüglich der Bie geachse voneinander distanziert angeordnet sind, und wobei die Kamera zwischen der ersten Austrittsöffnung und der zweiten Austrittsöffnung angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass mit einer solchen Messvorrichtung auch bei komplexen Bauteilen, bei denen an Werkstücken mehrere Umformvorgänge ausgeführt werden müssen, Messungen entweder unter Verwen dung der ersten Austrittsöffnung oder unter Verwendung der zweiten Austrittsöffnung durch geführt werden können.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführung, wobei die Messvorrichtung ein Fenster für die Kamera umfasst, wobei die erste Austrittsöffnung und die zweite Austrittsöffnung symmetrisch be züglich des Fensters angeordnet sind. Die räumliche Geometrie der Anordnung der Lichtlinie auf dem Werkstück und der Richtung des Sehfelds der Kamera kann somit spiegelsymmet risch gestaltet werden, womit vorteilhafterweise die gleichen Algorithmen zur Bestimmung der Biegewinkel anwendbar sind.

Die Weiterbildung, wonach durch die Austrittsöffnung der Beleuchtungsvorrichtung und die Lichtlinie eine Ebene bestimmt ist, die senkrecht bezüglich der Biegeachse ausgerichtet ist, hat den Vorteil einer einfacheren Auswertung zur Bestimmung der Verformungswinkel.

Von Vorteil ist auch, wenn die Beleuchtungsvorrichtung eine Lichtquelle und eine Umlenk vorrichtung für Licht der Lichtquelle umfasst, wobei die Umlenkvorrichtung dazu ausgebildet ist, das Licht der Lichtquelle wahlweise durch einen ersten Beleuchtungs-Strahlengang und die erste Austrittsöffnung oder durch einen zweiten Beleuchtungs-Strahlengang und die zweite Austrittsöffnung zu führen. Auf diese Weise kann die Messvorrichtung mit einer gerin geren Anzahl von Bauteilen aufgebaut werden.

Durch die Weiterbildung, wonach die Messvorrichtung einen Drehrahmen umfasst, wobei die Umlenkvorrichtung für das Licht der Lichtquelle an dem Drehrahmen befestigt und mit die sem um eine Achse verschwenkbar ist, hat den Vorteil, dass damit eine ausreichend hohe Messgenauigkeit bei der Bestimmung der Biegewinkel erreicht werden kann.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführung, wobei die Umlenkvorrichtung einen Planspiegel um fasst oder, wenn die Umlenkvorrichtung ein Prisma umfasst.

Die Ausbildung der Vorrichtung, wonach die Kamera an dem Drehrahmen befestigt und mit diesem um die Achse verschwenkbar ist, wobei die Achse senkrecht bezüglich der Biegeachse ausgerichtet ist, hat den Vorteil, dass zum Wechsel der Messfelder beide Wechsel, d.h. der Wechsel der Ausrichtung der Kamera und der Wechsel zwischen den Beleuchtungsstrahlen gängen zu der ersten oder der zweiten Austrittsöffnung, gemeinsam nur durch Betätigen des Drehrahmens durchgeführt werden kann.

Die Weiterbildung der Vorrichtung, wonach ein Umlenkprisma zur Umlenkung des Strahlen gangs der Kamera an dem Drehrahmen befestigt ist und die Kamera koaxial zu der Achse des Drehrahmens ausgerichtet ist, hat den Vorteil, dass ein Wechsel zwischen den beiden zur Ver fügung stehenden Messfeldern vor den beiden Austrittsöffnungen für die Lichtlinie durch Be tätigen eines einzigen Bauteils, nämlich des Drehrahmens, durchgeführt werden kann. Die Ausbildung, wonach eine Richtung eines Strahlengangs der Kamera und die Ebene der Lichtlinie einen spitzen Winkel einschließen, hat den Vorteil, dass damit eine ausreichend hohe Messempfmdlichkeit erreicht werden kann.

Der Vorteil der Weiterbildung, wobei die Kamera ein Weitwinkelobjektiv umfasst und fest stehend angeordnet ist, wobei eine Richtung eines Strahlengangs der Kamera parallel zu der Ebene der Lichtlinie ausgerichtet ist, besteht darin, dass eine geringere Fehleranfälligkeit bei der Ausrichtung der Kamera gegeben ist.

Vorteilhaft ist auch die Ausbildung der Biegevorrichtung, wobei eine Geradführung umfasst ist und die Messvorrichtung für den Biegewinkel an der Geradführung in einer Richtung pa rallel zu der Biegeachse verstellbar ist. Damit sind unter Verwendung ein und derselben Messvorrichtung Messungen an unterschiedlichsten Stellen der Längserstreckung des Tisch balkens und bei unterschiedlichen Biegeumformungen durchführbar.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Teil einer Biegevorrichtung in einer Seitenansicht;

Fig. 2 die Biegevorrichtung gemäß Fig. 1, perspektivisch dargestellt;

Fig. 3 die Biegevorrichtung bei Ausführung einer Biegeumformung in einem alternati ven Anwendungsfall, perspektivisch dargestellt;

Fig. 4 einen Querschnitt der Biegewinkelmessvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 5 ein alternatives Ausführungsbeispiel der Biegewinkelmessvorrichtung der Biege vorrichtung, dargestellt als Querschnitt;

Fig. 6 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Biegewinkelmessvorrichtung.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei- che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

Die Fig. 1 zeigt einen Teil einer Biegevorrichtung 1 anhand einer Seitenansicht auf eine An ordnung von Biegewerkzeugen mit einer Matrize 2 und einem Stempel 3 zum Freibiegen ei nes zwischen den Biegewerkzeugen eingelegten Werkstücks 4. Die Matrize 2 ist dazu an ei nem unteren Pressbalken bzw. einem feststehenden Tischbalken 5 befestigt. Durch Andrü cken des Stempels 3 gegen das Werkstück 4 wird an diesem eine Biegeumformung bewirkt. Zu beiden Seiten der durch die Matrize 2 und den Stempel 3 gebildeten Biegewerkzeuganord nung steht jeweils ein Schenkel des Werkstücks 4 seitlich ab und werden diese Schenkel unter Ausbildung einer Biegekante 6 um einen Winkel 7, 8 nach oben verschwenkt, wie an dem in Fig. 1 strichliert eingezeichneten Werkstück 4 zu erkennen ist. Zur Bestimmung von Werten der Biegewinkel 7, 8 bezüglich einer der Biegekante 6 entsprechenden Biegeachse der ent sprechenden Schenkel des Werkstücks 4 sind zu beiden Seiten des Tischbalkens 5 jeweils eine Biegewinkel -Messvorrichtung 9, 10 an dem Tischbalken 5 befestigt. Mit den Biegewin kel -Messvorrichtungen 9, 10 können die Verformungswinkel 7, 8 berührungslos und auf Grundlage optischer bzw. geometrischer Gesetzmäßigkeiten bestimmt werden.

Nur der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Anordnung jeweils ei ner Biegewinkel-Messvorrichtung 9, 10 zu beiden Seiten des Tischbalkens 5 alleine der Tat sache geschuldet ist, das es sich bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Biegevor richtung 1 um eine solche zum Freibiegen handelt, bei dem die Schenkel des Werkstücks 4 während der Umformung auch zu beiden Seiten in ihrer räumlichen Lage und Ausrichtung verändert werden. Im Falle einer Ausbildung der Biegevorrichtung 1 beispielsweise durch eine Vorrichtung zum Schwenkbiegen, bei der ein Schenkel des Werkstücks 4 in seiner räum lichen Lage festgehalten wird, ist selbstverständlich die Anordnung einer einzigen Biegewin kel-Messvorrichtung 9, 10 ausreichend. Im Übrigen kann auch vorgesehen sein, dass die Bie gewinkel-Messvorrichtung 9, 10 in Richtung parallel zur Längserstreckung 11 des Tischbal kens 5 bzw. parallel zu der Anordnung der Biegewerkzeuge verschiebbar ist. Dazu ist an dem Tischbalkens 5 eine Geradführung 12, 13 angeordnet, an der die Biegewinkel-Messvorrich tung 9, 10 an unterschiedlichen Stellen entlang der Längserstreckung 11 fixiert werden kann

(Fig- 2). Die Fig. 2 zeigt die Biegevorrichtung 1 gemäß Fig. 1 perspektivisch dargestellt. Die - gemäß Darstellung linksseitig - am Tischbalken 5 befestigte Biegewinkel-Messvorrichtung 9 weist an einer dem Werkstück 4 bzw. der Anordnung der Biegewerkzeuge zugewandten Seite eine erste Austrittsöffnung 14 einer Beleuchtungsvorrichtung 15 (Fig. 4) auf. Durch diese erste Austrittsöffnung 14 kann Licht einer Lichtquelle 16 (Fig. 4) der Beleuchtungsvorrichtung 15 auf die Unterseite des linken Schenkels des Werkstücks 4 gerichtet werden, dass auf diesem eine Lichtlinie 17 erscheint. Die Biegewinkel-Messvorrichtung 9 weist außerdem noch eine zweite Austrittsöffnung 19 der Beleuchtungsvorrichtung 15 auf, die in Richtung parallel zu der Längserstreckung 11 des Tischbalkens 5 um einen Abstand 18 gegenüber der ersten Aus trittsöffnung 14 versetzt ist. Schließlich ist zwischen der ersten Austrittsöffnung 14 und der zweiten Austrittsöffnung 19 der Biegewinkel-Messvorrichtung 9 ein Fenster 20 einer Kamera 21 ausgebildet. Die Kamera 21 bzw. ein Sehfeld 22 der Kamera 21 ist dabei derart ausgerich tet, dass die auf dem Werkstück 4 erscheinende Lichtlinie 17 erfasst werden kann. Die erste und die zweite Austrittsöffnung 14, 19 der Beleuchtungsvorrichtung 15 sind somit symmet risch bezüglich dem Fenster 20 der Kamera 21 angeordnet. Zur Messung des Biegewinkels 7 des linken Schenkels des Werkstücks 4 können die erste Austrittsöffnung 14 und die zweite Austrittsöffnung 19 zur Erzeugung der Lichtlinie 17 bzw. einer in Längsrichtung versetzten alternativen Lichtlinie (nicht dargestellt) wahlweise benutzt werden.

Entsprechend der Versetzung der beiden Austrittsöffnungen 14, 19 relativ zu dem Fenster 20 der Kamera 21 schließen die auf die Lichtlinie 17 gerichteten Lichtstrahlen und eine optische Achse 24 des Sehfelds 22 bzw. der Kamera 21 einen spitzen Winkel relativ zueinander ein. Wird nun eine Biegeumformung an dem Werkstück 4 durch Zusammendrücken des Stempels 3 und der Matrize 2 ausgeführt, so ändert sich wegen des dabei erfolgenden Verschwenkens des entsprechenden Schenkels des Werkstücks 4 auch die räumliche Lage der Lichtlinie 17. In von der Kamera 21 aufgezeichneten Bildern erscheint diese räumliche Änderung der Lichtli nie 17 als eine Veränderung der Lage und Ausrichtung des Bildes der Lichtlinie 17. Auf der Grundalge dieser Veränderungen des Bildes der Lichtlinie 17 kann schließlich der Biegewin kel 7 bestimmt werden. Die Biegewinkel-Messvorrichtung 9 umfasst vorzugsweise auch eine Steuervorrichtung 23, in der eine Auswerteeinheit für die von der Kamera 21 aufgezeichneten Bilder ausgebildet ist. In der Auswerteeinheit der Steuervorrichtung 23 wird, vorzugsweise unter Verwendung einer Bilderkennungssoftware, die Lage- und Richtungsänderung des Bil des der Lichtlinie 17 bestimmt und wird daraus der Biegewinkel 7 berechnet. Die aus der ersten Austrittsöffnung 14 auf das Werkstück 4 hin ausgesandten Lichtstrahlen sind als fächerartiges, schmales Lichtbündel geformt, sodass durch dieses eine Ebene 25 be stimmt ist, die vorzugsweise senkrecht relativ zu der Längserstreckung 11 des Tischbalkens 5 bzw. der Biegeachse des Werkstücks 4 gerichtet ist (Fig. 4).

In dem Anwendungsfall einer Biegeumformung, wie sie anhand des Werkstücks 4 in Fig. 2 dargestellt ist, kann mit der erfindungsgemäßen Biegewinkel-Messvorrichtung 9 an zwei von einander unterschiedlichen Stellen des Werkstücks 4 eine Messung des Biegewinkels 7 durch geführt werden. Dazu wird der Biegewinkel 7 unter Verwendung der ersten Austrittsöffnung 14 oder unter Verwendung der zweiten Austrittsöffnung 19 gemessen. Bei der Biegeumfor mung des Werkstücks 4, wie in Fig. 2 dargestellt, bei der eine sich über die gesamte Breite (in Richtung der Längsrichtung 11 des Tischbalkens 5) erstreckende Biegekante 6 gebildet wird, sind die Messungen unter Verwendung der ersten Austrittsöffnung 14 oder der zweiten Aus trittsöffnung 19 in gleicher Weise durchführbar, ohne dass die Biegewinkel-Messvorrichtung 9 dazu verschoben werden muss.

Als besonders vorteilhaft erweist sich die Biegewinkel-Messvorrichtung 9 im Falle von Bie geumformungen des Werkstücks 4, bei denen nur abschnittsweise, das heißt nur über Teilbe reiche der Längsrichtung 11, eine Biegekante 6 erzeugt wird.

Die Fig. 3 zeigt die Biegevorrichtung 1 bei der Ausführung der Biegeumformung in einem al ternativen Anwendungsfall, perspektivisch dargestellt. Die dargestellte Situation zeigt eine Biegeumformung an einem Werkstück 4, an dem in einem vorangegangenen Bearbeitungs schritt bereits ein von einem Rand zur Mitte hin gerichteter Schnitt ausgeführt worden ist. Das Werkstück 4 ist derart zwischen Matrize 2 und Stempel 3 eingelegt, dass nun eine sich nur über einen Teilbereich erstreckende Biegekante 6 erzeugt wird, während ein sich über die Länge der Biegekante 6 hinaus erstreckender Teil des Werkstücks 4 seine unverformte, ebene Gestalt behält. Der - in der Darstellung - hinter dem Stempel 3 befindliche Schenkel des Werkstücks 4 wird durch den Biegevorgang zur Gänze nach oben hin verschwenkt, während dies bei dem vor der Biegewerkzeuganordnung befindlichen Schenkel des Werkstücks 4 nur für den vorderen (im Bildvordergrund der Fig. 3 befindlichen), von der Biegekante 6 abste henden Teil des Werkstücks 4 zutrifft. Zwar könnte die Lichtlinie 17 auch unter Verwendung der zweiten Austrittsöffnung 19 erzeugt werden, es zeigt sich aber, dass dazu die Messvor richtung 9 an der Geradführung 12 des Tischbalkens 5 in eine Position verschoben werden müsste, in der das Fenster 20 der Kamera 21 von dem nach unten verschwenkten Teilbereich des Werkstücks 4 verdeckt werden würde. Die Lichtlinie 17 könnte in einer solchen Situation nicht mehr in dem Sehfeld 22 der Kamera 21 erfasst werden. In diesem Anwendungsfall einer Biegeumformung ist es daher von Vorteil, dass wahlweise zwischen der Verwendung der ers ten Austrittsöffnung 14 und der zweiten Austrittsöffnung 19 zur Erzeugung der Lichtlinie 17 gewechselt werden kann. Bei der dargestellten Positionierung der Biegewinkelmessvorrich tung 9 kann die Messung des Biegewinkels 7 durch die erste Austrittsöffnung 14 und die Ka mera 21 ungehindert erfolgen.

Die Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der Biegewinkelmessvorrichtung 9 gemäß Fig. 1. Die zur Erzeugung der Lichtlinie 17 (Fig. 2, 3) vorgesehenen Austrittsöffnungen 14, 19 sind um den Abstand 18 in Richtung parallel zu der Längserstreckung 11 des Tischbalkens 5 versetzt ange ordnet. Das Licht der Lichtquelle 16 der Beleuchtungsvorrichtung 15 kann wahlweise über einen ersten Beleuchtungsstrahlengang 26 durch die erste Austrittsöffnung 14 oder über einen zweiten Beleuchtungsstrahlengang 27 durch die zweite Austrittsöffnung 19 auf das Werk stück 4 gerichtet werden. Das heißt, die Beleuchtungsvorrichtung 15 weist eine schaltbare Strahlführung auf, wodurch zwischen einem ersten, vor der ersten Austrittsöffnung 14 liegen den Messfeld und einem zweiten, vor der zweiten Austrittsöffnung 19 liegenden Messfeld umgeschaltet werden kann. Dazu umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 15 ein schwenkbar ge lagertes Umlenkprisma 28, mit dem das von der Lichtquelle 16 kommende Licht wahlweise in einen der werkstückseitigen Strahlengangabschnitte, d.h. entweder in den ersten, werk stückseitigen Beleuchtungsstrahlengang 26 oder in den zweiten Beleuchtungsstrahlengang 27, umgelenkt werden kann. In der in Fig. 4 dargestellten Situation wird das Licht der Lichtquelle 16 über den zweiten Beleuchtungsstrahlengang 27 durch die zweite Austrittsöffnung 19 hin durch (gemäß der Darstellung durch die rechte der beiden Austrittsöffnungen 14, 19) auf das Werkstück 4 abgestrahlt. Dementsprechend wird auch die Kamera 21 mit ihrer optischen Achse 24 auf den entsprechenden, räumlichen Bereich der Lichtlinie 17 hin ausgerichtet (ge mäß der Darstellung nach rechts).

Als Lichtquelle 16 wird vorzugsweise ein Laser verwendet. Ein solcher eignet sich besonders, um damit ein fächerartiges, schmales Lichtbündel zu bilden, das - auf die Oberfläche des Werkstücks 4 gerichtet - die gewünschte Lichtlinie 17 erzeugt. Das durch eine der beiden Austrittsöffnungen 14, 19 auf das Werkstück 4 gerichtete schmale Lichtbündel entspricht an nähernd der Ebene 25. Dieses schmale Lichtbündel bzw. die diesem entsprechende Ebene 25 ist senkrecht bezüglich der Biegeachse bzw. senkrecht bezüglich der Längserstreckung 11 des Tischbalkens 5 ausgerichtet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind das Umlenkprisma 28 und die Kamera 21 an einem ge meinsamen Drehrahmen 29 befestigt. Dieser Drehrahmen 29 ist bezüglich einer zu der Längserstreckung 11 des Tischbalkens 5 senkrechten Achse 30 verschwenkbar gelagert. Das Ändern der Ausrichtung des Umlenkprismas 28 als auch der Kamera 21 kann somit gleichzei tig durch Verschwenken des Drehrahmen 29 um 180° erfolgen. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 wird damit von der zweiten Austrittsöffnung 19 der Beleuchtungsvorrichtung 15 zu der ersten Austrittsöffnung 14 gewechselt und die Ausrichtung der Kamera 21 auf das zweite Messfeld hin zur Ausrichtung auf das erste Messfeld hin geändert.

Ein Verschwenken des Drehrahmens 29 um 180° ändert also die Lage und Ausrichtung der Kamera 21 in die durch strichlierte Linien dargestellte Lage und leitet das von der Lichtquelle 16 kommende Licht in den ersten, werkstückseitigen Beleuchtungsstrahlengang 26, hin zu der ersten Austrittsöffnung 14.

In der Fig. 5 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Biegewinkelmessvorrichtung 9 bzw. der Biegevorrichtung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 4 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die de taillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis 4 hingewiesen bzw. Bezug genom men.

Die Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Biegewinkelmessvorrichtung 9 der Biegevorrichtung 1, ebenfalls dargestellt als Querschnitt, wie in Fig. 1 angezeigt. Die Kamera 21 ist dabei koaxial zu der Achse 30 des Drehrahmens 29 ausgerichtet und feststehend mon tiert. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist an dem Drehrahmen 29 auch ein zweites Um lenkprisma 31 angeordnet. Das zweite Umlenkprisma 31 ist der Kamera 21 vorgesetzt und ist so positioniert, dass ein Strahlengang 32 der Kamera 21 bzw. das Sehfeld 22 um einen Win kel 33 gegenüber der Achse 30 geneigt ist. Durch Verschwenken des Drehrahmens 29 um 180° kann nun ebenfalls zwischen der Verwendung der ersten Austrittsöffnung 14 und Ver wendung der zweiten Austrittsöffnung 19, d.h. zwischen einer Messung unter Verwendung des ersten oder des zweiten Messfeldes gewechselt werden. Die Fig. 6 zeigt noch ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Biegewinkelmessvor richtung 9. Dabei ist die Kamera 21 unter dem Fenster 20 feststehend angeordnet, wobei ihre optische Achse 24 fluchtend zu der Achse 30 ausgerichtet ist. Die Kamera 21 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst ein Weitwinkelobjektiv, sodass ihr Sehfeld 22 die Lichtlinie 17 in beiden Messsituationen, das heißt bei Verwendung der Austrittsöffnung 14 als auch bei Verwendung der Austrittsöffnung 19 zur Erzeugung der Lichtlinie 17, erfassen kann. Bei die sem Ausführungsbeispiel der Biegewinkelmessvorrichtung 9 braucht nur das Umlenkprisma 28 an dem Drehrahmen 29 befestigt und mit diesem verschwenkbar zu sein.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh rungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmals kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8, 1, oder 5,5 bis 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert darge stellt wurden. Bezugszeichenaufstellung Biegevorrichtung 31 Umlenkprisma Matrize 32 Strahlengang Stempel 33 Winkel

Werkstück

Tischbalken

Biegekante

Winkel

Winkel

Biegewinkel -Messvorrichtung

Biegewinkel -Messvorrichtung

Längsrichtung

Geradführung

Geradführung

Austrittsöffnung

B el euchtungsvorri chtung

Lichtquelle

Lichtlinie

Abstand

Austrittsöffnung

Fenster

Kamera

Sehfeld

Steuervorri chtung

optische Achse

Ebene

Beleuchtungsstrahlengang

Beleuchtungsstrahlengang

Umlenkprisma

Drehrahmen

Achse