用于弯曲机的、测量板材的臂之间弯曲角度的电子角度测量装置

摘要

本发明涉及一种用于弯曲机的、测量板材(5)的臂(4)之间弯曲角度的电子角度测量装置，其具有无接触地向具有微处理器和存储器单元的、与数字显示器(10)相连的信号处理设备(9)提供与角度等效的信号的传感器元件(7)。为了提供简单的测量条件，建议传感器元件(7)、信号处理设备(9)和显示器(10)构成可固定在所述弯曲机的上部工具(1)上的和可用作手持测量设备的角度测量设备(6)，所述角度测量设备(6)具有连接在信号处理设备(9)上的、检测上部工具(1)的下降运动和/或上升运动的运动传感器(11)以触发测量过程。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于弯曲机的、测量板材的臂之间弯曲角度的电子角度测量装置，其带有传感器元件，所述传感器元件无接触地将与角度等效的信号提供给具有微处理器和存储器单元的、与数字显示器相连的信号处理设备。

背景技术

板材弯曲期间的弯曲角度测量是非常重要的，因为工件在弯曲过程之后会根据材料、根据板材厚度、根据辊压方向而回弹。因此，通过使用高效的测量装置可以在机器中就检查弯曲结果或者说可以通过手动或自动的再弯曲过程校正或者说改善弯曲结果，而不必将板材从机器中取出。这意味着，应当根据上部工具的下降和升起运动进行角度测量，其前提是测量装置的控制适配于弯曲机的控制。然而，这种已知测量装置集成到弯曲机中和其与机器相关的控制需要通过特殊结构对弯曲机进行昂贵繁琐的调整。

为了非接触地测量在弯曲机中待弯曲的板材的臂之间的弯曲角度而已知多种测量装置(专利文献DE 43 12 565 C2)，其基于光切割方法。还已知(专利文献JP2002-59217A)应用这种测量装置，其中利用了当激光射线垂直入射在板材臂上时，在板材的臂上反射的、沿发射方向被接收的激光射线的辐射强度最大这一情况。为此目的，在弯曲机的上部工具的区域中配设镜片，所述镜片围绕相对于弯曲角度的顶点轴线平行的轴线转动，并且相对于所述转动轴线倾斜小于45°，从而当激光射线垂直于相应的臂时，沿转动轴线方向入射到镜片上的激光射线在垂直于转动轴线的平面内向待弯曲的板材的臂偏转并且被臂反射，确切地讲沿发射方向被反射。然后可以通过用于镜片的驱动电机的对应的旋转位置在信号处理设备中确定两个臂之间相应的角度。然而为使用这种测量装置而必须在结构上调整弯曲机的缺点依然存在。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种简单的结构上的条件，以便弯曲机能补充装配用于测量板材的臂之间的弯曲角度的电子角度测量设备，而不必在弯曲机上进行耗费的改装。

上述技术问题按照本发明通过权利要求1的特征解决。

因为所述测量装置构造为角度测量设备，所述角度测量设备包括对于角度测量所需的设备，即传感器元件，所述传感器元件无接触地将与角度等效的信号提供给具有微处理器和存储器单元的、与数字显示器相连的、同样布置在角度测量设备中的信号处理设备，所述角度测量设备只需要被固定在弯曲机的上部工具上，这不需要对弯曲机的耗费繁琐的结构上的改装。弯曲机的上部工具通常由多个单个的冲模段构成，所述冲模段与底模式的下部工具共同作用。因此，对于向待弯曲的板材的两个臂上的测量透射仅需要在两个冲模段之间留出测量间隙并且把角度测量设备相对于所述测量间隙定向。

因为角度测量设备具有连接在信号处理设备上的、检测上部工具的下降运动和/或升起运动以触发测量过程的运动传感器，所以角度测量设备可以与机器控制装置无关联地运行。通过所述运动传感器，上部工具的运动被角度测量设备本身检测，使得角度测量可以自动地与弯曲机的工作循环同步地执行，而在弯曲机上不必为此采取特殊的预备措施，例如为交换同步信号配设至机器控制器的线缆铺设或者接口。这既对于把角度测量设备用作机器测量设备适用，也对于把角度测量设备用作手持测量设备适用。

若运动传感器构造为多轴加速传感器，就得到特别有利的结构特性，因为在这种情况中，借助多轴加速传感器可以实现角度测量设备相对于弯曲角度的顶点轴线的便捷对准，而所述顶点轴线则通常是水平地延伸的。此外，基于通过信号处理设备对加速度信号的评估的重力方向的检测也可以有助于斜度检测和倾角的显示。

通过多轴加速传感器对重力加速度的检测还可以实现以与重力加速度相关的信号分量修正加速传感器的信号，从而仅仅检测角度测量设备的和因此上部工具的运动变化。因而可以通过修正过的无偏移的加速度值针对测量过程的开始和结束测算上部工具的速度和路径。

因此，与直接评估加速传感器的与加速度成正比的信号不同，使用速度的或者经过的路径的由此导出的值是有利的，因为在仅考虑加速度时，由于(在工业的弯曲机上会发生的)剧烈振动会出现误触发。相反地，例如在电驱动的弯曲机中发生具有极小加速度的运动，就根本不会超过仅针对加速度确定的阈值并且因而也不会触发测量过程。然而在弯曲机中，至少在上部工具从基本位置向工作位置的起动时和在弯曲过程后向基本位置复位时出现足够高的速度，以便测量过程和弯曲过程能可靠地同步。在此确定的是，若弯曲过程结束或者近似结束时、即在上部工具的升起运动开始前或者开始时实施角度测量是有利的。

加速传感器的信号也可以用于将角度测量设备的重要部件、尤其传感器元件、显示器和/或微处理器激活，或者说从节能的休息模式切换为被激活的工作模式。以此把能量消耗的时间基本降至上部工具的短暂的运动阶段，在该运动阶段中能够对弯曲角度进行实质上的测量，以此可以降低所需的蓄电池容量或者说蓄电器容量，并且与之相关地降低角度测量设备的结构尺寸。

借助加速传感器也可以使角度测量设备在机器应用和手持应用之间切换。角度测量设备在上部工具上不变地固定的位置可以借助加速传感器方便地区分于在手动导引情况下的使用。通过自动的切换简化了操作并且降低误操作的危险。

为了不需要在弯曲机上采取额外的、用于固定角度测量设备的措施，设备壳体可以在设备壳体的后壁中具有用于固定在上部工具上的永磁体，这不仅提供有利的安装条件，而且还可以实现角度测量设备相对于弯曲角度的顶点轴线和测量间隙的简单的再校准。

若信号处理设备具有无线电接口，则取消所有线缆，以能读取角度测量设备的数据和例如继续传给机器控制器，或者从外部控制地对角度测量设备存取。在此就不特别强调为避免电缆连接而使用蓄电池或者蓄电器供电。

若信号处理设备把超出或者低于待测角度的可编程的公差极限信号化，则可以以有利的方式介入弯曲过程，以确保维持公差极限。

为了改善测量值准确度，尤其可以在上部工具上升运动期间把测量值存储在存储器单元中，从而能够为提高测量值准确度而通过信号处理设备根据数学方法评估所述测量值。以此尤其可以检测减幅振荡过程(Nachschwingungsvorgang)和消除与其过对应的测量值。此外，评估多个测量值还实现测量结果的可信度测试和对显示的测量值的品质或者说可靠性的评价。

通过下述方式实现角度测量设备的比较简单的构造，即传感器元件具有用于把激光射线向板材的两个臂偏转的、转动的镜片并且从沿发射方向被接收的反射射线构成测量值。为此，角度测量设备具有用于激光射线的激光发射器；布置在板材的两个臂之间的相对于弯曲角度的顶点轴线轴线平行的且连续地环绕的镜片，所述镜片带有相对于转动轴线垂直的、用于激光射线的发射方向；用于沿发射方向在臂上反射的激光射线的接收器；连接在接收器上的信号处理设备。在此，垂直于镜片的转动轴线向板材的臂上偏转的激光射线穿过上部工具的测量间隙。这不仅带来简单的结构条件，而且使得测量与角度测量设备在上部工具上的位置无关。

附图说明

本发明的内容例如在附图中示出。附图中：

图1以局部剖开的侧视图示出具有根据本发明的数字角度测量设备的弯曲机

图2以示意性垂直剖切视图示出所述弯曲机

图3以简化框图示出根据本发明的电子角度测量设备。

具体实施方式

所示的弯曲机具有可下降和上升的上部工具1，所述上部工具1与底模形式的下部工具2共同作用，并且所述上部工具由相邻排列的冲模段3构成。为了测量待弯曲的板材5的臂4之间的弯曲角度，在上部工具1上固定有数字测量装置6，数字测量装置6包括带有镜片的传感器元件7，所述镜片围绕与板材的两臂4之间的弯曲角度的顶点轴线平行的转动轴线转动，并且在垂直于顶点轴线的平面内使激光射线偏转至两个臂4。在此，所述激光射线穿过两个冲模段3之间的测量间隙8。因为传感器元件7具备用于沿发射方向在臂4上反射的激光射线的接收器，并且当激光射线垂直于臂4时反射的激光射线的强度最大，所以针对垂直于板材5的臂4的激光射线给出了镜片的旋转位置，如图2所示。因而可以通过镜片的这些旋转位置推导出两个臂4之间的相应的弯曲角度。

为此，根据图3，传感器元件7连接在信号处理设备9上，所述信号处理设备9评估由传感器元件7接收的测量信号，并将测得的弯曲角度向显示器10输出。该显示器10不仅对于把角度测量设备用作手持式设备是必要的，而且在用作机器测量设备时也可以实现读取弯曲角度和其它显示的数据，而不需将视线明显从本来位于视野中的板材5移开。

因为角度测量设备6具备连接在信号处理设备9上的运动传感器11，所以可以通过检测上部工具1的运动把角度测量与上部工具1的运动同步，而不必访问机器控制器。当在板材5的两个臂4上实现传感器元件7的测量投射时(这在上部工具1通常由多个冲模段3构成的情况下能够以简单的方式得到保证)，电子角度测量设备6因而可以无需耗费的改装工作地应用在现有的弯曲机中。角度测量设备6仅需相应地固定在上部工具1上。为此建议，在角度测量设备6的壳体后壁的区域中设置至少一个永磁体12。

若运动传感器11构造为多轴加速传感器，则借助该多轴加速传感器针对重力加速度的信号能够使角度测量设备6以简单的方式相对于通过底模和冲模段3预定的、两个臂4之间的弯曲角度的水平的顶点轴线对准。另外，可以评估在重力加速度方面修正的测量信号，使得可以仅使用角度测量设备6的加速度确定上部工具1的运动。

对于构成准确的测量结果特别有利的是，存储在上部工具1的升起运动期间的测量值。通过在弯曲过程后板材5的回弹过程中的测量可以通过信号处理设备9借助合适的数学方法去除减幅振荡过程并且改进最终结果。所述测量过程优选地通过微处理器完成，所述微处理器基于测量值群的分析计算弯曲过程的终结。备选地也可以在经历过确定的时间段后或者在上部工具驶过确定的由运动传感器的信号测算的路径后结束测量过程。

若角度测量设备6具有无线电接口13，则不仅可以无线地从角度测量设备6向外传输数据，而且也可以从外部向角度测量设备6传输数据。为了能为角度测量设备6设置不同的运行模式，角度测量设备还可以配设输入装置14。为了避免线缆连接，角度测量设备6优选地配备蓄电池或者蓄电器15用于供电。