用于旋转弯曲机的弯曲梁的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于旋转弯曲机的弯曲梁以及一种根据权利要求11的前序部分所述的用于在旋转弯曲机中测量工件上的弯曲角度的方法。

本发明的主题在下面称为弯曲梁，其中备选地也包括被称为旋转弯边机(kantschwinge)或梁式弯曲机(biegewange)的主题。

背景技术：

为了在旋转弯曲机中满足对于在弯曲的工件中实现的弯曲角度的越来越高的精度要求，已经存在具有角度测量系统的实施形式，利用所述角度测量系统能够定量地检测工件的成形特性、特别是回弹，并且将其计入下面的弯曲过程中。例如由jph07275952a1已知一种旋转弯曲机，在这种旋转弯曲机中，弯曲梁中集成有触觉式工作的角度测量系统。

此外，由wo2004/108318a1已知一种具有非接触式地工作的角度测量系统的旋转弯曲机，所述角度测量系统集成在具有c形的梁横截面的弯曲梁中。

但现有的解决方案仅限于简单的工件几何形状并且对于总体上提高弯曲精度可用性受到限制。

技术实现要素：

本发明的目的是，克服现有技术的缺点并提供一种装置和一种方法，借助于所述装置和方法使用者能够在不同的应用场合下在旋转弯曲机上执行精确的弯曲角度测量。

所述目的通过根据权利要求的装置和方法来实现。

根据本发明的装置在于用于旋转弯曲机的弯曲梁，其中长形的所述弯曲梁具有大致c形的梁横截面和两个关于优选水平的中平面彼此相对置并且相互朝向的沿弯曲梁的纵向延伸的弯曲工具，工件的要弯曲的工件部段能导入所述弯曲工具之间。这里，在弯曲梁的由所述c形的梁横截面包围的内部中设置用于非接触式地测量弯曲角度的角度测量系统，利用所述角度测量系统能在由一个所述弯曲工具弯曲的工件部段上测量关于基准平面的弯曲角度。这里特征在于，所述角度测量系统包括第一角度测量单元，所述第一角度测量单元设置在所述中平面的下方并具有第一测量范围，所述第一测量范围的大部分位于中平面的上方，所述角度测量系统还包括第二角度测量单元，所述第二角度测量单元设置在所述中平面的上方并具有第二测量范围，所述第二测量范围的大部分位于中平面的下方

通过将角度测量系统的可能的测量范围分成至少两个测量范围，能够将弯曲角度测量的可用性扩展到各种不同的工件几何形状并且以此为基础能够实现所形成的弯曲角度的更好的精度。由此能更好地利用弯曲梁内部的自由空间或者在相对于角度测量单元定位要测量的工件部段时得到更大的灵活性。

为了简化弯曲梁连同角度测量系统相对于要测量的工件部段的定位或者使对此必要的调节路程最小化，有利的是，第一测量范围和第二测量范围都包含弯曲工具之间的中平面。由此形成一个连贯的总测量范围，在中平面的区域中存在测量范围的重叠区并且根据当前的工件几何形状可以使用对于弯曲角度测量更为适当的角度测量单元。

当各角度测量单元分别包括带有线激光器的光截面传感器和与所述光截面传感器隔开距离的图像检测单元时，在实现较大的可检测测量范围的同时实现可靠的角度测量。在弯曲机中采用光截面传感器是已经得到验证的，特别是由于其与触觉式系统相比较少的定位工作。

当各角度测量单元之间的净距离相当于弯曲工具之间存在的工具间距的至少75％时，对于已弯曲的应在其上进行弯曲角度测量的工件，实现了特别大的自由空间。

此外对于实际应用有利的是，各角度测量单元能通过导向装置沿弯曲梁的纵向调节、特别是能调节到超出弯曲工具的端部之外。由此对于长的工件实现了这样的可能性，即沿着工件在工件上在多个不同的位置处执行多个测量，由此可以实现最佳地确定再弯曲过程，以便实现精确的弯曲角度。此外可以通过使角度测量系统侧向移出，可以进一步扩大弯曲自由空间，这里，可以不再测量伸入这个附加的自由空间中的工件。

当各角度测量单元固定在共同的滑架上，则可以对于两个测量单元采用共同的驱动装置和共同的能量和数据线路。由此可以保持结构上的耗费较低。

为了确保以较高的测量精度较为稳定地引导滑架，所述滑架可以在弯曲梁的与弯曲工具隔开距离的底边上的两个彼此隔开距离的导轨上被引导。

一个有利的实施形式可能在于，在下部的弯曲工具的高度上，在所述滑架上构成与中平面垂直定向的止挡面。所述止挡面可以用作用于工件的基准止挡，由此例如实现了用于修正工件操纵机的抓持误差的可能性。

基于所测得的弯曲角度进一步提高弯曲角度精度的可能性在于，在弯曲梁上构成用于影响弯曲工具的沿纵向的弯曲的凸起装置。由此可以至少部分地修正工件保持装置以及弯曲梁的可能的变型，已经在弯边压力机中应用的那样。

本发明还涉及一种由现有技术已知的旋转弯曲机，包括：机架；与机架连接的工件保持单元，所述工件保持单元具有第一夹具和能与第一夹具配合作用的可调的第二夹具，用于将工件固定在一个特别是水平的工作平面中，使得要弯曲的工件部段相对于工件保持单元突出；以及能调节地支承在机架上并与调节驱动装置连接的弯曲梁，用于弯曲所述工件部段，其中，所述弯曲梁根据权利要求1至9之一构成。

此外，本发明还涉及一种用于在带有长形弯曲梁的旋转弯曲机中测量工件上的弯曲角的方法，所述弯曲梁具有大致c形的梁横截面和两个关于优选水平的中平面彼此相对置并且相互朝向的沿弯曲梁的纵向延伸的弯曲工具，将工件的要弯曲的工件部段导入所述弯曲工具之间，并通过设置在弯曲梁的由所述c形的梁横截面包围的内部中的角度测量系统在要弯曲的工件部段上测量关于基准平面的弯曲角度，其中，特别是在通过角度测量系统的可编程的控制装置自动地确认之后，通过设置在所述中平面的下方的第一角度测量单元或者通过设置在所述中平面的上方的第二角度测量单元或者通过第一角度测量单元和第二角度测量单元测量工件部段的弯曲角度。由此能实现的有利的效果已经在根据本发明的弯曲梁中进行了说明。

为了进一步提高角度测量精度，可以附加地这样来补充所述方法，在将弯曲工具从工件上移开并且接着撤销或降低工件保持装置的工价夹紧作用之后，进行弯曲角度的测量。由此在角度测量中，工件基本上不受变形力和夹紧力作用并且可以具有完全回弹的状态。

角度测量单元的测量范围的大小使得，可以选地在通过两个或更多个在先的弯曲过程中在工件上形成的工件部段进行弯曲角度的测量。因此，角度测量不仅限于直接在先弯曲的工件部段，而是也可以使角度测量的分析评估专门针对存在最高的精度要求的工件部段。对于由多个前后依次执行的部分弯曲组成的圆角弯曲/半径弯曲(radiusbiegung)中，可以在工件始端平直的分段上进行弯曲角度测量。

对于具有较长弯曲棱边的较大工件中，有利的是，在一个弯曲过程之后，在已弯曲的工件部段上在多个沿弯曲梁的纵向相互隔开距离的位置处测量所述弯曲角度。由此可以检测并在必要时修正在弯曲梁的纵向上弯曲角度的可能的波动。

如果基于在前面一个弯曲过程之后的测量，适配调整后面一个弯曲过程，特别是在所述后面一个弯曲过程之前或期间例如通过凸起装置主动影响弯曲工具沿其纵向的弯曲，则即使可能要考虑到旋转弯曲机出现可能的变形，也可以实现非常精确的弯曲角度。

附图说明

为了更好地理解本发明，参考附图来详细说明本发明。

分别以非常简化的示意图示出：

图1示出带有非接触式弯曲角度测量系统的旋转弯曲机的弯曲梁的剖视图；

图2示出弯曲梁沿图1的方向ii的视图；

图3示出根据本发明的弯曲梁的另一个实施形式的剖视图；

图4示出弯曲梁沿图3中线iv-iv的剖视图；

图5示出根据本发明的弯曲梁的应用图示；以及

图6示出根据本发明的弯曲梁的其他应用。

具体实施方式

首先应确定，在不同地说明的实施形式中，相同的部件具有相同附图标记或相同构件名称，其中包含在整个说明书中的公开内容能够合理地转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件。同样在说明书中选用的位置说明，如例上、下、侧等涉及当前说明的以及示出的附图，并且在位置变化时这些位置说明能合理地转用到新的位置。

图1示出了一个未详细示出的、如由现有技术已知的旋转弯曲机的弯曲梁1的剖视图。弯曲梁1是与图平面垂直的长形的并且这里具有大致为c形的梁横截面3，所述梁横截面基本上由沿大致竖直的方向延伸的底边3和两个另外的在端部沿水平方向邻接的侧边4和5组成。在两个侧边4和5的自由端上固定下部的第一弯曲工具6和上部的第二弯曲工具7，所述第一和第二弯曲工具关于弯曲梁1的中平面8彼此相对并朝向彼此。弯曲工具6、7可以具有相同的横截面，或者也可以如图1所示那样具有不同的横截面。为了执行弯曲过程，可以将工件9导入弯曲梁1的由c形的梁横截面2包围的内部10中并将工件9留在c形的梁横截面之外的部分通过工件保持装置(见图3)固定。

从工件保持装置中伸出的要弯曲的工件部段11通过第一弯曲工具6向上弯曲或者通过第二弯曲工具7向下弯曲，由此关于基准平面12在工件9上实现了确定的弯曲角度13。如果通过在第一弯曲工具6上构成的第一工作棱边14向上弯曲工件部段11，则这种情况也可以称为正弯曲，而在通过第二弯曲工具7上的第二工作棱边15向下弯曲时，这种情况称为负弯曲。

通过调节驱动装置16来实现弯曲梁1的执行弯曲过程所需的相对于旋转弯曲机固定的机架的运动，这里调节运动可以沿竖直的y方向实施、也可以沿水平的x方向实施，并且也可以实施组合式的运动。调节运动有利地通过旋转弯曲机的可编程的控制装置来控制，由此可以实现弯曲过程高度的重复精度。但由于在工件部段11上所实现的弯曲角度13不仅取决于弯曲梁1所执行的调节运动，而且也取决于工件特性，如例如工件厚度和工件强度，通过弯曲过程可以实现的弯曲角度13总是会发生一定波动。因此，在对所实现的弯曲角度的精度要求高时，存在使用两阶段的弯曲方法的现有技术，所述两阶段弯曲方法由预弯曲和再弯曲或者说精弯曲组成。这里，在预弯曲时，将工件部段11弯曲到一个预弯曲角度，该预弯曲角度小于希望的最终弯曲角度，并且在执行预弯曲之后对工件9的成形特性进行评判，并且在精弯曲中，在考虑到所述成形特性的情况下将弯曲部段弯曲到最终弯曲角度。

这里，对于弯曲角度精度最重要的因素是工件部段11在弯曲过程之后卸荷时发生的独特的回弹。如果例如在预弯曲到80°的角度时确定，在不受载的工件9中发生了到77°的弯曲角度的回弹，则在后续的在弯曲过程或精弯曲过程中这样对这个3°的回弹加以考虑，即，当希望在不受载的状态下有90°的最终弯曲角度时，在再弯曲中采用93°的角度，以便补偿3°的预期回弹。

为了能够采用这种两阶段的弯曲方法，弯曲梁在内部10中具有角度测量系统17。在根据本发明的弯曲梁1中，非接触式工作的角度测量系统17包括第一角度测量单元18和另一个第二角度测量单元19，第一角度测量单元设置在中平面8下方并向上定向，而第二角度测量单元设置在中平面8上方并向下定向。能由第一角度测量单元18检测的第一测量范围20在图1中用虚线示出并且大部分位于中平面8的上方。能由第二角度测量单元19检测的第二测量范围21在图1中用点划线示出并且大部分位于中平面8的下方。

在角度测量单元18、19的这种布置结构中，在正弯曲中向上弯曲的工件部段11主要由设置在中平面8下方的向上定向的第一角度测量单元18测量，而在负弯曲中，向下弯曲的工件部段11主要由设置在中平面8上方的向下定向的第二角度测量单元19测量。

能由角度测量系统17检测的整个测量范围这里由第一测量范围20和第二测量范围21组成并且由此总体上能够在测量技术上检测弯曲梁1的内部10的较大部分。

这里有利的是，第一测量范围20和第二测量范围21在弯曲工具6、7之间的中平面8的区域中相重叠，就是说，这两个测量范围20、21也包含弯曲工具6、7之间的中平面8。通过角度测量单元18、19的根据本发明的布置结构，在要测量的工件部段11的位置方面存在很大的灵活性，由此即使对于具有多个弯曲棱边的复杂的工件几何形状也能对弯曲角度13进行精确的测量。

弯曲单元18、19可以有利地分别构造成光截面传感器，所述光截面传感器包括线激光器22或其他能发出光扇面的光源，并且此外还包括与所述光源隔开距离的图像检测单元23，例如具有适当光学器件和有足够分辨率的图像传感器的影像设备。但备选于此，也可以使用其他非接触式工作的角度测量系统，如例如激光扫描仪或time-of-flight相机。

在采用光截面传感器时，线激光器22优选在一个平面内发出激光，所述平面与要制成的弯曲棱边成直角设置，由此在要测量的工件部段11上形成清晰可见的激光段。与线激光器22隔开距离的图像检测单元23从侧面观察所述激光段并可以由此通过三角测量法由所检测到的激光段的图像计算出相对于基准平面的相应弯曲角度。这种激光截面传感器的测量范围由线激光器的平面与图像检测单元23的成像光学器件和图像传感器确定的检测区域的相交面得出。因此在图1中简化地用矩形示出的测量范围20、21也可以具有与此不同的形状。

图2示出弯曲梁1的另一个可能的实施形式沿根据图1的方向ii的视图。在这个实施形式中，梁横截面2的底边3沿z方向、即沿弯曲梁1的纵向24具有大于弯曲工具6、7的长度，并且角度测量单元18和19可以通过导向装置25沿弯曲梁1的纵向24调节。由此，对于沿弯曲棱边可能出现弯曲角度波动的长工件9，也可以在多个位置处执行弯曲角度12的测量。在图2中，角度测量单元18和19支承在导轨26上并且可以通过没有详细示出的调节驱动装置沿弯曲梁1的z方向由角度测量系统17的可编程控制装置定位在不同的位置处。

在图2中用虚线示出在对向下弯曲的工件部段11进行弯曲角度测量期间第二角度测量单元19的一个中间位置，此时，线激光器22的测量平面和相对于线激光器侧向设置的图像检测单元23的检测区域同样用虚线示出。

由于角度测量单元18、19在弯曲梁1的内部10构成可能妨碍确定工件几何形状的加工的干扰轮廓，可能有利的是，角度测量单元18、19能够通过导向装置25朝侧面调整到弯曲工具6、7的端侧端部之外，因为由此就在弯曲梁11的内部10中提供了更大的弯曲自由空间。如在图2中用实现示出的那样，第一角度测量单元18和第二角度测量单元19此时可以相互独立地调节，但也可以如在图2中用虚线示出的那样，将角度测量单元18、19固定在共同的滑架27上。在这种情况下为了调节两个角度测量单元18、19采用一个用于所述共同的滑架27的共同的调节驱动装置就足够了。这种滑架27可以在单一的导轨26上、但有利地在两个导轨26上被引导，由此可以实现滑架27的并由此实现角度测量单元18、19的高机械稳定性。

由于角度测量系统17的位置需求也限制了适于进行弯曲角度测量的工件的最大尺寸，有利的是，如图1所示，两个角度测量单元18和19之间的净距离28至少相当于工具间距29的75％，并且由此工件部段11在弯曲过程之前也可以一直伸入到角度测量单元18和19之间。

图3示出弯曲梁1的另一个实施形式的剖视图以及示出弯曲测量的执行。在弯曲梁1的左边简化示出工件保持装置30，利用所述工件保持装置为了执行弯曲过程而固定工件9，使得能通过第一弯曲工具6向上或通过第二弯曲工具7向下弯曲相对于工件保持装置30伸出的工件部段11。旋转弯曲机的工件保持装置30为此包括第一夹具31和与第一夹具配合作用的可调的第二夹具32，工件9可以夹紧在第一夹具和第二夹具之间。通常，下部的第一夹具11设计成固定的，并且其上侧夹紧面构成静止的工作平面，所述工作平面可以为了测量弯曲角度13用作基准面12。

现在用以下方式由角度测量系统17测量在图3中示出的并且在前面的弯曲过程中向上弯曲的工件部段11。弯曲梁1通过其调节驱动装置16(见图1)移动到这样的位置中，在该位置，要测量的工件部段11处于第一角度测量单元18的第一测量范围20的内部。接着，角度测量单元18沿弯曲梁1的纵向、即沿z轴的方向移动到通过线激光器22的平面限定的希望的测量位置中。由线激光器22照射的物体形成激光段的排列结构，这些激光段由沿z方向隔开距离的图像检测单元23检测。通过由现有技术已知的图像分析方法，现在识别在要测量的工件部段11上形成的激光段并通过三角测量法由其在检测到的图像中的角度定向推算出在空间中的实际角度定向，并且由此还推算出所实现的弯曲角度。在图3中，这里用阴影线示出对于角度测量重要的分析区域33。

相应确定的弯曲角度13现在可以用于，在相同的工件9上这样执行后续的弯曲过程，使得对工件9的成形特性、特别是回弹加以考虑，并由此实现更为精确的弯曲角度13。此外，可以在前面说明的两阶段的弯曲方法中将所测得的弯曲角度用于精弯曲相同的弯曲棱边，或者也可以将在第一个工件9上确定的成形特性转用到其他等同的工件9上，而不必为了对该工件执行自己的角度测量。

如已经参考图2说明的那样，角度测量单元18和19固定在共同的滑架27上，所述滑架能沿弯曲梁1的纵向24调节地在两个导轨26上被引导。

在所述滑架27上可选地可以构成止挡元件，所述止挡元件形成与中平面8成直角定向的止挡面34。所述止挡面34可以通过调节弯曲梁1被带到第一夹紧元件31的接触面的高度上并由此在置入工件9时形成工件9的用于下面的定位运动的确定的初始位置，所述定位运动例如通过能编程的操作机来执行。

图4示出沿图3中的线iv-iv剖切的弯曲梁1的简化俯视图。

第一角度测量单元18这里关于弯曲梁1的纵向34大致在中间的位置中示出并且通过虚线示出从线激光器22出发的测量范围20或21，在所述测量范围中进行弯曲角度13的测量。在其左边和右边在工件9上通过虚线示出其他可能的测量位置，由此，能够确定弯曲角度13沿弯曲棱边的波动。这特别可能是这样出现的，在工件保持装置30或者也在弯曲梁1上由于所出现的成形力会出现与直线的理想形状的偏差。在图4中与虚线示出工件保持装置30的这种弯曲35。由于在工件保持装置30有这样的弯曲时沿弯曲棱边会形成不同的弯曲角度，有利的是，通过弯曲梁1上在相应的弯曲工具6或7处的凸起装置可以实现同向的弯曲36，如同样以夸大的图示通过虚线在弯曲工具6上示出的那样。这种可选的凸起装置37在图3中在下部的第一弯曲工具6上示出。这种凸起装置37可以例如在中间区域中向外实现弯曲工具6的主动变形，或者备选或附加地也可以提高在弯曲工具6的端部处的挠度，由此同样可以实现弯曲工具6的凹形形状。这种凸起装置37例如以使用能移动的楔面结构为基础并且特别是由弯边压力机领域已知的，并且与此相关的情况可以参考这种凸起装置37的由现有技术已知的实施形式。备选或附加地，也可以给上部的第二弯曲工具7设置这种凸起装置37。这里在图4中示出在x-z平面中的弯曲，但备选或附加地也可以修正在y-z平面中的弯曲。

图4还示出，可以可选地设置第二滑架38，在所述第二滑架上通过适当的止挡元件可以构成附加的用于工件9的止挡面。

在图5中用另一个实施形式示出根据本发明的弯曲梁1的角度测量系统17的灵活性。通常，向上弯曲的工件部段11利用向上定向的角度测量单元18测量，而向下弯曲的用虚线示出的工件部段11用上部的第二角度测量单元19测量。但通过沿y方向向上适当地调节弯曲梁1，第二测量单元19的测量范围21可以向上偏移，由此可以将向上弯曲的工件部段11带入抬高的测量范围21(用虚线示出)。这种能选择是用从下向上定向的第一角度测量单元18还是用从上详细定向的第二角度测量单元19完成弯曲角度测量的可能性允许在工件可能的、可测量的几何形状方面实现附加的自由度。

为了执行弯曲角度测量，选择相应要使用的角度测量单元18、19或适当地定位弯曲梁1和/或工件9也可以有利地通过旋转弯曲机的可编程控制装置来进行。

在图6中示意性示出根据本发明的弯曲梁的角度测量系统17的另一种可能的应用。这里，用虚线示出位于测量范围20(见图1和图3)内部的并且在角度测量系统17的图像分析时选择的分析区域33，所述分析区域指向由直接在先的弯曲过程形成的工件部段11。但也可以式分析区域33对准通过两个或更多个在先的弯曲过程在工件9上形成的工件部段11。这种分析区域33在图6中用点虚线示出，并且在这种情况下，由第一角度测量单元18测量竖直向上伸出的弯曲侧边的弯曲角度。由此通过适当地选择相应的分析区域33可以专门地在具有最高角度精度要求的区域内优化弯曲精度。如果例如弯曲侧边的以一定曲率半径连接在工件9的其余部分上的直的端部段应具有精确的弯曲角度13，则可以专门针对这个工件部段使用前面描述的分阶段的预弯曲和后续的精弯曲，其方式是，将分析区域33置于该工件部段39上。

在图像分析评估的过程中，可以作为整体检测一系列多个所检测激光段并将由此得到的工件的实际轮廓与理论轮廓进行比较，例如以便检查由大量单个弯曲组成的半径弯曲。

为了精确地执行弯曲角度测量，此外可能有利的是，在执行角度测量之前，至少部分地或完全撤销对工件9的夹紧，由此不仅由于移走弯曲工具6、7而撤销成形力而导致生效的回弹，而且由于回弹也可以消除在工件保持装置中存在的角度变化，这种角度变化可以能使所测得的弯曲角度13失真。

弯曲角度测量上面所述的方法步骤以及在弯曲过程中的其他过程步骤有利地也可以由旋转弯曲机的可编程的控制装置自动地执行或触发。

各实施例示出可能的实施改型方案，其中在这里应指出的是，本发明不限于具体示出的实施改型方案本身，而是各个实施改型方案彼此间不同的组合也是可能的并且这种改型方案可能性基于通过本发明对技术手段的教导是本领域技术人员能够理解的。

保护范围通过权利要求确定。但说明书和附图可以用于解释权利要求。所示和所述的不同的实施例的各个特征或特征组合也可以构成本身独立的、创造性的解决方案。这些作为独立的创造性的解决方案基础的目的可以由说明书得出。

在具体的说明中的全部关于数值范围的说明应这样理解，即其同时包括其中任意的和所有的部分范围，例如说明1至10应这样理解，即，同时包括从下限1和上限10出发的全部部分范围，就是说，以1或更大的下限开始以及以10或更小的上限结束的全部部分范围，例如1至1.7、或3.2至8.1、或5.5至10。

为了符合规定，最后还应指出，为了更好地理解构造，元件是部分地不是符合比例地和/或是放大和/或缩小地示出的。

附图标记列表

1弯曲梁

2梁横截面

3底边

4侧边

5侧边

6第一弯曲工具

7第二弯曲工具

8中平面

9工件

10内部

11工件部段

12基准平面

13弯曲角度

14第一工作棱边

15第二工作棱边

16调节驱动装置

17角度测量系统

18第一角度测量单元

19第二角度测量单元

20第一测量范围

21第二测量范围

22线激光器

23图像检测单元

24纵向

25导向装置

26导轨

27滑架

28净距离

29工具间距

30工件保持装置

31第一夹具

32第二夹具

33分析区域

34止挡面

35弯曲

36弯曲

37凸起装置

38滑架

39工件部段