Biegemaschinen

Aus IndustryArena
Wechseln zu: Navigation, Suche


Biegemaschinen sind gemäß DIN 8586 umformende Werkzeugmaschinen. Sie dienen der geometrischen Formgebung von Blechen, Profilen oder Rohren. Es werden verschiedene Bauformen dieser Maschinengattung je nach Anwendungsgebiet und Kinematik unterschieden. Die Umformung kann durch lineare oder rotierende Bewegungen realisiert werden.

Biegemaschinen Arten

Gesenkbiegemaschinen / Gesenkbiegepressen

Gesenkbiegepressen ,oder auch Abkantpressen genannt, dienen der Umformung von Blechteilen. Die Maschine führt ausschließlich geradlinige Bewegungen aus. Die Umformbewegung wird durch die Oberwange realisiert. Diese führt den Pressstempel. Das Werkstück wird über dem Gesenk auf dem Tisch / der Blechauflage geführt und horizontal über einen Anschlag positioniert. Auf einer Gesenkbiegepresse werden Biegeteile mit den Methoden Freibiegen, Prägebiegen sowie Falzen und Zudrücken gefertigt. Bei allen Verfahren ist der Prozessablauf identisch. Die Maschine liefert den Biegehub. Das Werkzeug bestimmt die Art der Biegung Ein Stempel drückt das Werkstück in das Gesenk der Matrize. Deshalb heißen die Biegemaschinen, an denen die oben genannten Methoden ausgeführt werden, Gesenkbiegepressen. Die Werkzeugbewegung erfolgt mittels hydraulischem oder elektromechanischem Antrieb. Die Achsbewegung ist NC-gesteuert. Bei einfachen Gesenkbiegemaschinen für die Kleinserie und den Werkstattbetrieb wird das Blechteil in der Regel manuell im Prozess geführt. Diese Maschinen sind durch einfache Stecksysteme von Pressstempel und Matrize schnell auf die jeweilige Bearbeitungsaufgabe umrüstbar.

Biegeautomat / automatische Biegezelle

Zur Steigerung der Produktivität werden Gesenkbiegepressen durch die Automatisierung der Biegeteilzufuhr, der Führung des Biegeteils im Prozess sowie der Steuerung und Überwachung des Biegeprozesses automatisiert . Hierdurch ist eine flexible, automatisierte Fertigung von Biegeteilen möglich. Die Biegeteilzufuhr sowie die Führung des Biegeteils in den verschiedenen Prozessschritten wir durch einen Roboter realisiert. Das Werkstück kann hierbei durch integrierte Sensorik identifiziert und lagegerecht positioniert werden. Die Prozessabläufe und die Roboterbewegung sind mittels CNC-Steuerung synchronisiert. Die Bearbeitungsgenauigkeit erfolgt in der Regel durch eine Online-Messung. Hierdurch wird in einem ersten Schritt die Rückfederung des Materials bei dem jeweiligen Prozess bestimmt. Hierdurch kann dann eine Hubkorrektur über das Werkzeug vorgenommen werden. Im Prozess wird der Blechbiegewinkel automatisch erfasst. Treten im Prozessverlauf Abweichungen auf, kann durch einen weiteren Kontrollschritt automatisch eine Anpassung über die Steuerung umgesetzt werden. In den Biegeprismen mit elektronischer Winkelmessung verdrehen sich beim Biegen zwei abgeflachte Bolzen. Die Messgenauigkeit beträgt 0,1°. Aus den Messwerten berechnet dann der Computer die erforderliche Nachbiegung. Unabhängig vom Material wird die Rückfederung so kompensiert. Die hohe Winkelgenauigkeit von ±0,2° wird schon beim 1. Werkstück ohne Nacharbeit erreicht. Dort, wo sich Biegeprismen mit integrierter Winkelmessung aufgrund ihrer Größe nicht einsetzen lassen, z. B. bei zu geringem Abstand zwischen zwei Biegungen, können auch Biegeprismen ohne Winkelmessung eingesetzt werden. Hierzu lässt sich die Steuerung von Winkelmessung auf Hubmessung umschalten. Bei diesem Verfahren kann der Hub des Biegestößels in Millimeter und damit die Eintauchtiefe des Stempels in das Prisma vorgewählt werden. Die Einstellungsgenauigkeit beträgt 0,1 mm. Der Hub für die Nachbiegung entfällt dann. Die Weiterentwicklung des Hubsystems erlaubt es auch einen Winkel vorzugeben, der mit Hilfe einer hinterlegten Hubkurve in einen Hub umgerechnet wird. Die Biegegenauigkeit hängt in diesem Fall von verschiedenen Faktoren wie Materialdicke, Härte etc. ab, die von Werkstück zu Werkstück unterschiedlich sein können und in der Steuerung hinterlegt werden können.

Schwenkbiegemaschinen

Bei Schwenkbiegemaschinen wird die Umformung durch eine Rotationsbewegung des Werkzeuges Beim Schwenkbiegen wird das Werkblech zwischen zwei Klemmbacken, die sogenannte Ober- und Unterwange, geklemmt, und eine schwenkbar gelagerte Biegewange, die in Ruheposition senkrecht nach unten steht, schwenkt nach oben und führt den Biegevorgang aus. Mit geeigneten Niederhalter- und Biegeschienen können scharfe Abkantungen in verschiedenen Biegeradien hergestellt werden. NC-gesteuerte Schwenkbiegemaschinen stellen sich vor Prozessstart automatisch auf die zu verarbeitende Blechdicke und den gewünschten Biegeradius ein. Bei dünnen Blechen (bis ca. 2 mm) wird meist nur die Höhe der Biegewange zum Drehpunkt eingestellt, wodurch sich die Maschine auf die Blechdicke einstellt. Oberhalb 2 mm ist eine Einstellung der Biegewange und der Unterwange (Verschieben des Radius-Mittelpunkts) erforderlich, um exakte Biegeergebnisse zu erzielen. Zur Verbesserung der Produktivität und Flexibilität sind Biegemaschinen mit automatischen Werkzeug-Spannsystemen zur Klemmung der Werkzeuge der Ober- und Biegewange ausgestattet. Hierdurch kann der Werkzeugwechsel in kurzer Zeit realisiert werden. Der Bediener wird hierbei in der Regel auch durch eine graphische Rüstanleitung unterstützt. Bei größeren Blechdicken bewirkt die hohe Prozesskraft eine Verformung der Biegewange. Dies kann durch den Einsatz von Bombiersystemen ausgeglichen werden. Durch lange, gegeneinander verschiebbare Keile kann die Mitte des Biegewerkzeuges leicht Erhöht werden. Unter Last ist das Werkzeug durch die auftretende Verformung dann gerade. Diese Bombierung kann mechanisch durch den Bediener oder automatisch über die NC-Steuerung realisiert werden.

Rundbiegemaschinen / Ringbiegemaschinen

Rundbiegemaschinen dienen der Herstellung rotatorischer Bauteile aus Blechen oder Blechstreifen wie Rohre, Ringe, Behälter oder Spiralen. Einfache, in der Regel handbediente, konventionelle Rundbiegemaschinen sind basieren auf dem 3-Walzen-Prinzip. Hierbei ist bei einfachen Maschinen nur die Oberwalze angetrieben. Die Verstellung zur Realisierung der Umformkraft kann hydraulisch oder elektromotorisch erfolgen. Die Zustellung kann nur über die Oberwalze oder ergänzend auch über die beiden Seitenwalzen erfolgen. Für die Serienfertigung werden Maschinen mit 4 Walzen konzipiert. Dies ermöglicht eine wiederholgenau Zufuhr und Anrunden des Bleches zur Einleitung des folgenden automatischen und kontinuierlichen Biegprozesses. Der Ablauf ist in Bild xxx dargestellt. (Bild von Fasti besorgen). Es ist erkennbar, dass bei diesem Aufbau das Blech zwischen der Oberwalze und der Unterwalze gespannt und transportiert wird. Die Umformkraft und der Radius werden durch Zustellung der beiden Seitenwalzen erzeugt.

Biegewerkzeuge

Sicherheit von Biegemaschinen

Gesenkbiegepressen werden, abgesehen von einigen Ausnahmen, hydraulisch angetrieben und fallen damit in Deutschland unter den Geltungsbereich der BG-Regel "Betreiben von Arbeitsmitteln" (BGR 500) sowie unter die BG 604. Diese Darstellungen richten sich in erster Linie an den Betrieb der Biegemaschinen und die Arbeitssicherheit am Arbeitsplatz. Nähere Angaben zur konstruktiven Konzeption der Sicherheit von Biegemaschinen finden sich in den Europäischen Produktnormen DIN EN 12622 / 2014 (Gesenkbiegepressen) (2) und DIN EN 693 (Hydraulische Pressen). Gesenkbiegepressen zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass der Bediener sehr häufig dicht an der Biegelinie arbeiten muss. Bei Werkstücken mit kleineren Dimension können Hilfsmaßnahmen, wie beispielsweise Auflagen, nicht angewandt werden. Der Bediener muss während des gesamten Biegevorgangs das Werkstück führen. Somit befindet er sich mit Hand oder Fingern sehr dicht an der Biegelinie, einer der Hauptgefahrenstellen an einer Gesenkbiegepresse

Hersteller von Biegemaschinen

Adira, Amada, Bariola, Baykal, BBM, Boschert, Cidan Machinery, Darley, EHT, Ermaksan, GWF Mengele, Haco, Hera, Hezinger Maschinenbau GmbH, Jorns AG, LVD, Schechte Maschinenbau GmbH, Trumpf, Weinbrenner

Forschung zu Biegemaschinen

1. Technische Universität Darmstadt, Lehrstuhl für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PTU)

- Entwicklung einer selbstlernenden Drei-Rollen-Biegemaschine für das adaptive Biegen von Profilen mit variablen Querschnitten und Konturen (ZIM Projekt – BMWI Förderung)

2. Technische Universität München, Lehrstul für Umformtechnik und Gießereiwesen (UTG)

- Einfluss der Umformgeschwindigkeit auf die Rückfederung und die gestreckte Länge von Biegebauteilen – OptiBend

3. Universität Siegen, Lehrstuhl für Umformtechnik (UTS)

- Analytisch-plastomechanische Berechnung der Biegelinie beim Freiformbiegen

- Entwicklung eines Industriestandards für die Biegetechnik

- Effizienzkriterien zur Bewertung unterschiedlicher Biegeverfahren

- Cyberrüsten 4.0 - Cyber-physische Unterstützung des Menschen beim Rüstvorgang am Beispiel eines Biegeprozesses zur Kleinserienfertigung auf Basis eines Wissenstransferansatzes

Literatur und Links zu Biegemaschinen

(1) Sicherheit von Werkzeugmaschinen - Hydraulische Gesenkbiegepressen; Deutsche Fassung EN 12622:2009+A1:2013 (2) BG1 604 „Sicherheit bei der Blechverarbeitung


Weiterführende Informationen auf IndustryArena.com