DE1627472A1 - Selbsttaetige Steuerung fuer ein angetriebenes Werkzeug zum kaltverformenden Biegen oder Bichten eines aus Metall,insbesondere aus Stahl bestehenden Werkstueckes - Google Patents

Description

• "Jelbsttätige bteuerüng für ein angetriebenes Werkzeug zum

  kaltverformenden Biegen oder Richten eines-aus Me-Lall, ins-

  beaondere aus Stahl bestehenden yerkstückes"

  Die hrfindung betrifft eine selbsttätige Steuerurig für ein angetriebenes Werkzeug zum kaltverformenden Siegen oder Richten eines aus Me'tall, insbesondere aus Stahl bestehenden Werk-. stvickes. ._ Die Kaltverformung findet im plastischen Bereich cies metalli= sehen ;Merkstoffes statt, aus dem das Werkstück besteht. IGur Erzielung einer definierten Verformung des Werkstückes muß der Dinfluß des elastischen Werkstoffbe'reiches ausgeschaltet werden, der das Werkstück am Ende des-Biegevorganges zurückfedern läßto Erschwerend wirken sich dabei die Unterschiede in ,den -Festgkeiten verschiedener, kalt zu verformender Werkstücke aus, die aus den nicht zu vermeidenden Differenzen beim Abküh-

  len,, dalzen oder -ilderen l-;inflüss-en ci:@@:teneri, -,:eil diese sie

  tröße der iiüekfederung ver@:ndern.

  3s ist bekannt,- die nach hbschluß der L_, 1 tverforrnung .Ä@ :f er-- -

  tückes auftretende Rückfederung zu i.ieijsen und einen :=:@teren

  Tierformun:sgang anzuechlie2en, desaari @.zar von dem 1'@:ei_@=ai:is

  bestismit Wird. Die Liessung kann dabei in analogen :xrc.cer_ erfol-

  gen, indem die. ienge an durch die verdi -r.,, te:-

  1--ydrauli'Z@:öl bestimmt wird. Die AusiVhrung der t"-a.ltverforr"url:J

  in zwei _rbeitsgcin@en ist: jeaoch, än,, r .x tisc__.

  @s ist ferner bekannt, an den der beIv:.-rschten gerzort;iung ent-

  sprechenden Jeg des -';icgewerkzeuse;, unLii-itelbar eine wei. tere

  Strecke zum Ausgleich der elastischen Pc__ckfederung anzuschlies-

  sen. Diese Strecke wird für eine Iüerrzarl von Vierkstüc'=en je-

  weils berechnet und fest eingestellt. Die hiermit erzii-lbaren

  Ergebnisse sind wegen der von '@Terk@ eck zu -@rerksfick fe;@-tzu-

  stellenden Untersebiede im Biegewiderstand nicht -enüu genug.

  Die Erfindung hat sich die Auf, abees gellt, eine selbstt:.tige

  Steuerung zu schaffen, die es erlaubt, unter Ausschaltung der

  genannten Nachteile und Schvrerg.,i-.eiten eine jedem fierkstück -

  angegaßte Verförmung am.Werkzeug einzuhalten.

  Die Lösung; dieser Aufgabe. erfolgt erfindungsgemäß prinzipiell

  durch eine@die Reaktionskraft des mit konstanter Verfotmun,gs-

  gescbwindigkeit angetriebenen Biegewerkzeuges fortlaufend

  feststellende Leßvorrichtung,eine die von der Ivleßvorrichtung

  gewonnene Funktion ableitende Differentialtonseinrichturig, die

  bei brreychen der Streckgrenze des Werketückes ein Einleitungs-

  si'--nül gbgibt, das ; eine Einrichtung auslöst, die den weiteren

  vo_n 3ie@ewerkzeuizurückgelegten feg feststellt und mit dessen

  Soalwer-t in %b-@renstimfuung bringt, der der gewünschten. Ver-

  .or-ut°g des :r erksi-uoxes entspricht und danach den Antrieb

  des Biegewerkzeuges. schaltet

  Diese Steuerung erlaubt die Durehf'ührun,g-der Kaltverformung in

  einem Arbeitsgang und mit praktisch beliebiger Genauigkeit,

  weil bei ;zedem Werkstück 'die Bastizitätegrenze rieu gestimmt

  wird. Wäarend nämlich die hon der Me'ßvorrichtung -geleerten-

  'werte nicht nur die im Werkstück enthaltenden -Lin-terscliedc

  sonderi= auch die mechanischen Toleranzen der Bie;genaschine, -

  a'Q ii. ihr Lagerspiel, Gelenkspiel o. dglö und auch dein Anteil

  der elastischen Rückfederung der kaschine selbst enthalten:,,

  ergibt die Ableitung der von den keßwerten gebildeten Funktion,-

  den -Verlauf der Steigung dieser Kurve und damit eine von den

  absoluten Größen unabhängige folge von Werten. Nach einem die-

  ser Werte, vier vorher "bestimmt ist und. der die ,1'3astizitäte-

  -grenze bei Stahl unmittelbar, bei. anderen-Metallen mt nicht

  so- Busgeprägter Eiastiztätsgrenze= hinreichend genau. wi:e.der-

  gibt, wird eine am Sollwert der Kaltverformung orientierte

  Regelung des Biegeweges, längs dessen sich das Biegewerkzeug

  mit konstanter Geschwindigkeit:.bewegt, eingeschaltet. Das Er-

  gebnis ist eine von den Unterschieden des Einzelfallee unabhän-

  gige gleichmäßige Verformung der, so bearbeiteten Ifferkstüeke.

  Es ist nicht zwingend, 4aber doch zweckmäßig, die Steuerung

  elektrisch zu betreiben. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ei-

  ne keßvorrichtung vor, die die Reaktionskraft des Biegewerkzeu-

  ges in einelektrisches Analogsignal verwandelts das als Span-

  nungsgröße abgebildet wird. Im Falle von Stahl und Werkstoffen

  mit vergleibhbaren Streckgrenzen wird die beschriebene Regelung

  bem.Spannungswert Null des differenzierten Signale eingeschal-

  tet, während bei anderen Werkstoffen ein vorher festgelegter

  Vert- (z. B.5 ' in der-Differentialkurve zur Einschaltung des

  ,

  Reglers verwendet Wirdä

  Nachfolgend wird-die Erfindung anhand eines @Ausführungsbeisgie-

  nee näher -erläutert; f

  ea zeigen

  Fig. 1 schematisch eine Biegemaschine mit Teilen der erfin-

  dungegemäßen selbst+ntigen Steuerung und .

  fig. 2 ein schematisches Diagrzur Wiedergabe der Einzel®

  elemente , die zusammen die eriindun,saemäße . selbs-ff:-

  tige Steuerung bildet.
• Ein @Yerkstück 1 aus Stahl wird zwischen zwei Auflagern 2 von einem Biegestempel 3 kaltverformt und nehmen nach-der Verformung die gestrichelt gezeichnete Form an.
• Die Durehbiegung folgt. dem bekannten Hookeschen Gesetz. Ein dieses Gesetz schematisch wiedergebendes Diagramm ist rechts in Fig. 1 gezeichnet. Bis zur btreckgrenze: G" S ist die erreichte Dehnung der Dehnungskraft proportional. Jenseits der Streckgrenze erfolgt eine bleibende- Verformung des Werkstückes. In dem Diagramm ist auf der Ordinate die Zeit eingetragen, wobei davon ausgegangen wird, daß das Werkzeug 3 sich, mit konstanter Verformungsgeschwindigkeit bewegt. Auf der Abszisse ist dagegen das Maß der. erreichten Die Kurve IVI ist` die Abbildung der Funktion. D .= f(t) Der Kurvenverlauf 1V1 wird durch kontn'aerliche Messung mit einer 1Vleßvorrichtung: 4 (vergl. Fig.-2) ermittelt, welche die Größe der Reaktionskraft des: Biegewerkzeuges feststellt.
• Bei -dem in Figo i dargestellten Ausführungebeispiel-st zu diesem Zweck eine Druckmeßdose 4 mit Dehnuugamaßetreifen an sich bekannter Konstruktion angebracht.
• Pie Meßvorrichtunö 4 liefert hiernach ein Spannungssignal 1J1 in einer Leitung 5 _zu einem Kondensator C. In einer Zweigleitung liegt ein Widerstand R, während die Zeitung 5 an der Eingangsleite eines Verstärkers T endet. Die Eingangsseite des Verstärkers trägt eine weitere Zeitung 6a, die bei 7 an masse gelegt ist. Die Ausgangsseite des Verstärkers V führt auf der Leitung 8 die Spannung.U2: Die beschriebene Einrichtung dient zur Differentiation der Spannung U1 nach der,.Formel

  wobei . ,

  'R . C -

  Die Abfolge der Werte U2 ergibt das Bild der ersten Ableitung

  cfier Kurve k und ist mit Iri' in dem Diagramm nach .rigo 1 be-

  zeichnet. _

  Wird vorausgesetzt,; daß es sich bei dem Werkstück 1 um ein

  Werkstück aus Stahl oder "einem Werkstoff mit vergleichbarem

  Dehnungsverhalten handelt, so ist bei

  _ .U1, G 's (proportional.)

  U2 _ 0.

  emäß der in Figo. 2 wiedergegebenen Schaltung erscheint U2 am

  Eingang eines riggers g. Der firigger empfängt ein Analogsig-

  nal und gibt auf der yetung 10 ein digitales. Einletungseig-

  nal. zunäcisi an. eine :Torsteuerung 11: ab. Ein zweiter Eingaang

  12 der Torsteuerung 11 kommt von einem Impulsgeber 13s des en

  .mpu@scharakteristik in Fig: 2 gezeichnet ist. Die impuLZzahl

  des Gebers iet proportional dem Weg des Verformungswerkzeuges-g .

  .iie 2oxsteuerung 11 ist' über 14 einem Istwert-Zähler 1 5 vorge-

  sehaI tet .

  Der lstwert-Zätiler bestimmt im Falle von

  U2 @ 0

  uem weiteren, _d. 1.Q nach Erreichen von, r" S vom-Biegewerkzeug

  zurückgeleg, te'n VegQ Einer. Vergleichseinrichtüng ß &ä ist außer

  dem Istwert-Zähler eine Zollwertangabe 1 6 vorgeschaltet. Wenn -

  der Istwert mit dem Sollwert übereinstimmt, entsteht am Aus-

  gang 18 der Vergleichseinrichtung ein Abschaltsi:guslt das-den.

  Antrieb des Biegewerkzeuges 3 stillsetzt und dadurch; den Biege-.-

  = - - .

  weg begrenzt,

  Statt den Wert -

  U'2 = f. -

  Als lriggersignal zu verwenden, lassen mich auch-andere-Werte

  von U2 benutzene die hinreichend genau die ::Streckgrenze wie-

  dergehen.

  Wie ersichtlich,, arbeitet die Biegemaschine mit der beschrie-

  benen Steuerung -so-, d2:ß das -Tiliegewerlizeug -3 über G.en vorgege-

  benen Sollwert bei 27 hinausläuft. Dieser zuswtzliche wieg v.ird

  vcn der Steuerung für jedes: einzelne°erlst@cl@ gesondert be,--

  ;tir_!i:t.. -"ach-erftolgter ;r_tla;stung des @lerl@stL_cl@cs ist eine

  m-2haltz.ge:- werfermung erref-oht, de: das- 'Verlistüch um den :;etzag

  der :#ilastizität zuxvc:fe.de°t.;

Claims (1)

1. P a @. e -n -t a ts p r ü e @h e 1. Selbsttätige Steuerung für ein anget:rieb.enes: ierkzeub .zum kaltver:ormenden Wiegen oder Richten .eine aus Metall, ins- beeondere Stahl bestehenden.. Vxerkstüakes g e k --e n n z e i c h n e t d u r -e h: eine die Reaktionshaft des mit konstanter Vexfo-rmungsgeseh@#ndiGkeit angetriebenen Biegewerkzeuges (3) fortlaufend feststellende l%eßvflrriei1-tung. (¢ 5, eine die von der Meßvorrichtung gewonnene 2unhtion (.'X) ableitende lifferentiatzonseiririehtung- die bei Brrei-: orten :der Streckgrenze des Werkstückes (1) ein Einleitungs- si,#nal abgibt, das eine Einrichtung auslöst, die- .den weit e= ren, vom Biegewerkzeug zurückgelegten Weg feststellt und mit-dem Sollwert in Übereinstimmung bringt, der der ge- =vrischten Verformung des Werkstückes- entspricht und danach denntrieb des Biegewerkzeuges schaltet. - 2Selbsttätige Steuerung- nach- alnsaruoh.1 d a. - d u r c. h g e:- k A n -n z e i c h n e t , daß die lyeßvorricrtung: de Realtxcinskraft des -allgetriebenen Biegewerkzeuges Mit eiilem elektrischen Analogeignal(IT@ )als -spännungsgräie ä"bildet: und diDiffe2entiationgeinriohturig heim Spannungswert (U2) T:Üll -öder einex Änderung der Steigung der Mc2Wertkurve (lY das Binleltungseignal a'üelöat@.. . - - . -