BR112017000907B1

BR112017000907B1 - estação de corte a laser e medição combinados, máquina de corte de tubo e método para medir uma peça de tubo cortado

Info

Publication number: BR112017000907B1
Application number: BR112017000907-2A
Authority: BR
Inventors: Andrew Honegger; Andrew Phillip; Onik Bhattacharyya; Kyle Stacy; Grzegorz Nowobilski; Kamil Szczepanik
Original assignee: Microlution Inc
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2021-05-18
Also published as: BR112017000907A2; PL3169480T3; CA2954929A1; WO2016011289A2; CN106715037B; KR102293817B1; WO2016011289A3; EP3169480B1; EP3169480A2; KR20170041208A; US9835437B2; CA2954929C; JP2017525569A; CN106715037A; US20160016273A1

Abstract

ESTAÇÃO DE CORTE A LASER E MEDIÇÃO COMBINADOS, MÁQUINA DE CORTE DE TUBO E MÉTODO PARA MEDIR UMA PEÇA DE TUBO CORTADO. Uma máquina de corte de tubo a laser é revelada. A máquina de corte de tubo pode incluir uma estação de processamento onde matéria-prima entra na máquina, uma estação de retenção e posicionamento configurada para reter e posicionar a matéria-prima, pelo menos uma estação de corte a laser e medição combinados incluindo um laser e pelo menos um sensor configurado para medir vários aspectos do tubo tanto antes quanto depois do corte, e uma estação de processamento de fluxo de saída onde material cortado sai da máquina.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDO RELACIONADO

[001] O presente pedido é um pedido não provisório reivindicando prioridade para o pedido provisório US tendo número serial 62/025.181 e depositado em 16 de julho de 2014, cujo conteúdo total está incorporado a este documento pela referência.

ANTECEDENTES

[002] Máquinas operatrizes são usadas para fabricar partes por meio de um processo de corte usando uma variedade de implementos tais como ferramentas de corte, eletrodos ou lasers. Máquinas operatrizes podem ser operadas manualmente, automatizadas mecanicamente ou automatizadas digitalmente por meio de controle numérico computadorizado (CNC). Um tipo de máquina operatriz é uma máquina de corte de tubo para cortar tubos longos e finos em uma escala pequena.

[003] Produção de tubos para aplicações biomédicas tais como aplicações de banda marcadora e de stent exige qualidade de processo rigorosa, incluindo qualidade de material de entrada, tal como diâmetro de tubo bruto, espessura de parede de tubo bruto, etc., e dimensões de parte acabada, tais como diâmetro de tubo cortado, espessura de parede de tubo cortado e comprimento de tubo cortado, por exemplo.

[004] De uma maneira geral, o tubo bruto é frágil (já que sua forma tipicamente é longa e fina) e pode ser danificado durante o processo de manuseio ao carregar o tubo na máquina de corte, assim como no mecanismo de alimentação dentro da máquina de corte. Como um resultado, medir a qualidade dos tubos brutos antes de serem carregados na máquina não é suficiente para assegurar qualidade total. A qualidade de tubo bruto tipicamente é desejada para ser validada imediatamente antes do processo de corte para assegurar que nenhum dano não ocorreu a montante do processo de corte. Entretanto, se a qualidade de tubo bruto não puder ser medida deste modo, então as partes acabadas devem ser medidas a jusante do processo de corte.

[005] Além do mais, as partes acabadas (cortadas) de uma maneira geral são pequenas (por exemplo, com diâmetros tipicamente entre 0,010” (0,254 mm) e 0,250” (6,350 mm) e razões de comprimento para diâmetro de aproximadamente 1:1) e por esta razão estas partes tendem a ser difíceis de manusear. Como um resultado, validar a qualidade de parte acabada ao medir após o processo de corte ter acontecido é desafiador.

[006] Gerações mais antigas de lasers usados em sistemas de corte de tubo produziam uma borda de corte grosseira, tornando a inspeção durante ou imediatamente após o corte impraticável. Em vez disto, as peças de corte primeiro tinham que ser limpadas (rebarbadas, tamboradas, lavadas, etc.) antes de medições poderem ser feitas. A geração mais recente de lasers usados em sistemas de corte de tubo produz uma borda de corte limpa, possibilitando inspeção durante ou imediatamente após a prática de corte.

SUMÁRIO

[007] São reveladas neste documento modalidades de um sistema que inclui uma máquina para executar aplicações de corte de tubo de pequena escala. A máquina é uma máquina única integrada que executa múltiplas etapas para cortar e medir tubos pequenos. A máquina fornece capacidade de alta produtividade e alta precisão para criar e medir tubos pequenos.

[008] Em uma modalidade, uma estação de corte a laser e medição combinados é revelada. Esta estação pode incluir um laser configurado para cortar um tubo, um primeiro sensor configurado para efetuar uma primeira medição do tubo na estação de corte e medição em i) imediatamente antes, ii) durante ou iii) imediatamente após o tubo ser cortado, um segundo sensor configurado para efetuar uma segunda medição do tubo na estação de corte e medição em i) imediatamente antes, ii) durante ou iii) imediatamente após o tubo ser cortado, e um terceiro sensor configurado para obter uma terceira medição do tubo na estação de corte e medição em i) imediatamente antes, ii) durante ou iii) imediatamente após o tubo ser cortado.

[009] Em uma outra modalidade, uma máquina de corte de tubo é revelada. A máquina pode incluir uma estação de processamento onde matéria-prima entra na máquina. Esta estação de processamento pode incluir um sistema robótico para carregar a matéria-prima na máquina. A máquina pode incluir ainda uma estação de retenção e posicionamento configurada para reter e posicionar a matéria-prima, pelo menos uma estação de corte a laser e medição combinados incluindo um laser e pelo menos um sensor configurado para efetuar pelo menos uma medição do tubo imediatamente antes, durante e imediatamente após corte, e uma estação de processamento de fluxo de saída onde material cortado sai da máquina.

[010] Em uma outra modalidade, um método é revelado. O método pode incluir determinar uma localização de uma extremidade não de corte de um tubo bruto exatamente antes de um processo de corte (M1), determinar uma localização de uma extremidade de corte do tubo bruto exatamente após o processo de corte (M2), e calcular M1 menos M2 menos uma largura de corte de serra para determinar um comprimento de corte de uma peça de tubo.

[011] Estes assim como outros aspectos, vantagens e alternativas se tornarão aparentes para as pessoas de conhecimento comum na técnica ao ler a descrição detalhada a seguir, com referência para os desenhos anexos onde apropriado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[012] Modalidades exemplares da invenção são descritas neste documento com referência para os desenhos, nos quais: A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma máquina de corte de tubo de exemplo dentro de um envoltório, de acordo com uma modalidade. A figura 2 é uma vista frontal de uma máquina de corte de tubo de exemplo dentro de um envoltório, de acordo com uma modalidade. A figura 3 é uma vista superior de uma máquina de corte de tubo de exemplo dentro de um envoltório, de acordo com uma modalidade. A figura 4A é uma vista em perspectiva de várias partes de uma máquina de corte de tubo, de acordo com uma modalidade. A figura 4B é uma vista ampliada em perspectiva de várias partes de uma máquina de corte de tubo, de acordo com uma modalidade. A figura 4C é uma vista ampliada em perspectiva adicional de várias partes de uma máquina de corte de tubo, de acordo com uma modalidade. A figura 5A é uma outra vista em perspectiva de várias partes de uma máquina de corte de tubo, de acordo com uma modalidade. A figura 5B é uma vista ampliada em perspectiva de várias partes de uma máquina de corte de tubo, de acordo com uma modalidade. A figura 5C é uma vista ampliada em perspectiva adicional de várias partes de uma máquina de corte de tubo, de acordo com uma modalidade. A figura 6 é um diagrama de blocos de um dispositivo de computação de acordo com uma modalidade. A figura 7 representa um fluxograma de um método de exemplo, de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[013] Na descrição detalhada a seguir, é feita referência para as figuras anexas, as quais formam uma parte deste documento. Nas figuras, símbolos similares tipicamente identificam componentes similares, a não ser que o contexto dite de outro modo. As implementações ilustrativas expostas na descrição detalhada, figuras e nas reivindicações não são pretendidas para serem limitantes. Outras implementações podem ser utilizadas, e outras mudanças podem ser feitas, sem divergir do escopo da matéria em questão apresentada neste documento. Será prontamente entendido que os aspectos da presente revelação, tais como descritos de uma maneira geral neste documento, e ilustrados nas figuras, podem ser arranjados, substituídos, combinados, separados e projetados em uma grande variedade de configurações diferentes, todas as quais estão explicitamente consideradas neste documento.

[014] O presente pedido diz respeito de uma maneira geral a máquinas operatrizes, e mais particularmente a uma máquina operatriz configurada para executar operações de trabalho a máquina de alta precisão e pequena escala. Em uma modalidade do presente pedido, a máquina operatriz é uma máquina de corte de tubo que é configurada para cortar tubo com precisão, seja em seções curtas ou em uma forma particular. Uma máquina como esta pode ser projetada para executar operações de corte de tubo para diversas aplicações diferentes tais como, por exemplo, para tamanhos de tubo de cerca de 0,010 polegada (0,254 milímetro) de diâmetro a cerca de 0,250 polegada (6,350 milímetros) de diâmetro, aplicações de corte de tubo onde medição dimensional e validação são exigidas para as partes acabadas, e aplicações de corte de tubo onde qualidade de corte muito fino (qualidade de borda, acabamento de superfície, cilindricidade de tubo após o corte, etc.) é exigida. Um exemplo de aplicações em que a máquina do presente pedido pode ser usada está em aplicações biomédicas, tais como para cortar bandas marcadoras de cateter cardíaco e stents cardíacos. Entretanto, deve ser entendido que a máquina do presente pedido também pode ser usada para tamanhos de tubo adicionais e para outras aplicações além dessas descritas neste documento.

[015] A figura 1 representa uma vista em perspectiva de uma máquina de corte de tubo de exemplo 100 dentro de um envoltório; a figura 2 representa uma vista frontal da máquina de corte de tubo de exemplo 100; e a figura 3 representa uma vista superior da máquina de corte de tubo de exemplo 100. Tal como representado nestas figuras, a máquina pode incluir um sistema de corte a laser e medição de parte combinados 104, um dispositivo de interface de usuário 102 para facilitar operação e controle do sistema de corte a laser e medição de parte, e uma área de componentes de máquina 106 para alojar vários sistemas que operam e ajudam o sistema de corte a laser e medição de parte, tais como sistemas de energia, sistemas de coleta de partes, sistemas de resfriamento de componentes, assim como outros. Um sistema de fluxo de entrada ou alimentador também pode ser preso à máquina. O alimentador pode incluir uma ou mais estações de processamento 401 onde matérias-primas (por exemplo, tubos brutos não cortados) entram na máquina.

[016] Tal como representado, o dispositivo de interface de usuário 102 pode ser montado em um suporte, o qual pode incluir vários componentes de interface de usuário que facilitam operação e controle do sistema de corte a laser e medição de parte. Tais componentes de interface de usuário (descritos ainda neste documento com relação à figura 6) podem incluir um ou mais dispositivos de computação (tais como um microcontrolador ou processador de uso especial), interfaces gráficas de usuário, computadores pessoais e/ou tablets. Estes dispositivos de computação podem ser configurados para executar instruções de programação que fazem com que vários componentes do sistema de corte a laser e medição de parte operem em um modo tal como a fim de executar um processamento de material e operações de corte desejadas. Os dispositivos de computação também podem ser configurados para coletar e armazenar dados de medição coletados por vários sensores, e usar os dados para influenciar o comportamento dos outros dispositivos no sistema.

[017] Por exemplo, o dispositivo de interface de usuário 102 pode ser configurado para receber uma entrada de um usuário, e controlar os vários componentes do sistema de corte a laser e medição de parte combinados 104 em resposta a esta entrada. E os componentes dentro do sistema de corte a laser e medição de parte combinados podem receber sinais de controle baseados na entrada fornecida na interface de usuário. Entretanto, outros modos para operar e controlar o sistema de corte a laser e medição de parte combinados 104 também são possíveis.

[018] A máquina pode incluir um envoltório/cobertura externo. O envoltório pode ser feito de metal, por exemplo, contudo deve ser entendido que outros materiais adequados podem ser usados. O envoltório pode ajudar a impedir que objetos estranhos entrem nos mecanismos e partes móveis e a proteger o operador de máquina contra ferimento. No caso de sistemas de laser, o envoltório também é usado para assegurar que a luz de laser não escapa e potencialmente danifique qualquer coisa fora da máquina.

[019] As figuras 4A-4C e 5A-5C representam vistas em perspectiva de um sistema de corte a laser e medição de parte de exemplo 104 da máquina de corte de tubo de exemplo 100. Referência adicional para o sistema de corte a laser e medição de parte 104 será feita com relação a estas figuras. Tal como representado por todas estas figuras, o sistema de corte a laser e medição de parte pode ser disposto sobre uma base de granito. Tal como mencionado, os tubos brutos podem ter entre cerca de 0,010 polegada (0,254 milímetro) de diâmetro e cerca de 0,250 polegada (6,350 milímetros) de diâmetro, e entre cerca de 2 pés (60,96 centímetros) e cerca de 6 pés (182,88 centímetros) de comprimento. Os tubos podem ser feitos de liga de platina, por exemplo. Em outras modalidades, os tubos podem ser feitos de uma liga de níquel e titânio. Entretanto, estes são somente materiais de exemplo e uma variedade de outros materiais pode ser usada.

[020] O alimentador também pode incluir uma fila de matéria-prima para reter uma quantidade de tubos brutos (não cortados). A fila pode ser capaz de reter um número de tubos tal como 100 tubos. Entretanto, em outras modalidades a fila pode ser capaz de reter uma quantidade diferente de tubos. Adicionalmente, um sistema robótico pode ser usado para carregar as matérias-primas da fila no sistema de retenção e posicionamento de parte. Este sistema robótico pode incluir um par de pegadores ou dedos que podem pegar um tubo individual da fila e fornecê-lo para o sistema de retenção e posicionamento de parte.

[021] A máquina de corte de tubo também pode incluir um sistema de retenção e posicionamento de parte. O sistema de retenção e posicionamento de parte também pode ser preso à base e pode incluir um eixo para girar a parte, e um ou mais eixos lineares para posicionar o tubo sob uma cabeça de corte a laser. O eixo é configurado para reter e girar uma peça de tubo.

[022] Em operação, um operador coloca tubo bruto na fila de alimentador no sistema de fluxo de entrada de material 401 da máquina. O sistema de fluxo de entrada de material pega roboticamente um tubo bruto da fila e entrega o tubo para o sistema de retenção e posicionamento de parte. O sistema de retenção e posicionamento de parte aceita o tubo bruto do sistema de fluxo de entrada e desloca o tubo bruto para a zona de corte e medição combinados, a qual está representada mais totalmente nas figuras 4B-4C e nas figuras 5B-5C. Voltando agora às figuras 4B e 4C, estas figuras representam vistas ampliadas do sistema de corte a laser e medição de parte combinados 104. O sistema de corte a laser e medição de parte combinados 104 pode incluir um eixo 404, o qual está representado como retendo um tubo 402. O sistema 104 pode incluir ainda uma cabeça de corte a laser 406, e um ou mais sensores 409 que pode efetuam uma variedade de medições. Tais medições incluem, mas não estão limitadas a isto, o diâmetro externo de tubo, espessura de parede, diâmetro interno e comprimento de corte. O laser pode ser um dispositivo de pulso ultracurto, tal como um laser de pulso de femtosegundo, contudo outros lasers podem ser usados. A cabeça de laser 406 pode ser acoplada a um suporte Z 408, o qual desloca verticalmente com relação aos outros sensores. Uma zona de corte a laser é criada na área debaixo da cabeça de laser 406, tal como representado nas figuras 4B-4C e 5B- 5C. Os sensores são posicionados de tal maneira que eles medem o tubo 402 na zona de corte a laser, o que habilita capacidade de medição in situ. Uma variedade de sensores pode ser usada incluindo, por exemplo, sensores de micrômetro a laser, câmeras, sensores de deslocamento a laser, etc. Em uma modalidade, três sensores são usados, tais como dois micrômetros a laser e uma câmera. Entretanto, em uma outra modalidade, um total de dois sensores é usado, isto é, um micrômetro a laser e uma câmera, com o sensor de micrômetro a laser incorporando duas medições de sensor individual.

[023] O sistema de retenção e posicionamento de parte e a zona de corte e medição são configurados de tal maneira que os processos de corte e medição apropriados podem ser alcançados. Como tal, o tubo 402 é carregado no eixo 404 que pode girar o tubo em volta do eixo geométrico longitudinal do tubo. O eixo 404 é montado em um suporte de posicionamento linear 405 que pode deslocar o eixo (que retém o tubo) ao longo do eixo geométrico do eixo. Este suporte de posicionamento linear pode ser referido como o suporte X. Outros suportes de posicionamento podem estar presentes para fornecer outras capacidades de movimento. O eixo 404 e o suporte X 405 são capazes de deslocar o tubo para a zona de medição e corte ao longo do eixo geométrico do tubo, assim como girar o tubo dentro da zona de medição e corte. A cabeça de corte a laser 406 pode ser montada em um outro suporte de posicionamento linear 408 que pode deslocar o laser em uma direção que é tanto ao longo do feixe de laser quanto radial ao tubo (perpendicular ao eixo geométrico do tubo). Este segundo suporte de posicionamento linear 408 pode ser referido como o suporte Z. Assim, o suporte Z é capaz de deslocar o ponto focal de laser do laser em relação à linha de centro do eixo e tubo. Isto permite que o ponto focal do laser seja ajustado e colocado sobre a superfície externa do tubo dependendo do diâmetro do tubo.

[024] Os dispositivos de medição dentro da zona de medição e corte podem ser montados em um modo de tal maneira que eles ficam estacionários em relação aos suportes X, Z e a quaisquer outros suportes ou de tal maneira que eles são fixados aos suportes e por esta razão deslocam com eles. Por exemplo, tal como mostrado nas figuras 4B-4C e 5B-5C, uma câmera 410, a qual pode ser usada para medir a espessura de parede do tubo, pode ser montada em uma plataforma 412. Deste modo, a câmera seria posicionada de maneira que a câmera pudesse ver a espessura de parede do tubo dependendo do diâmetro do tubo. De modo similar, os sensores de medição de comprimento e diâmetro externo de tubo podem ser montados na base de máquina e não se deslocam com qualquer um dos suportes. Deste modo, esses sensores não seriam afetados pelo movimento dos suportes X ou Z.

[025] Um sistema de fluxo de saída também pode ser preso à base, e o sistema de fluxo de saída pode incluir uma ou mais estações de processamento onde peças acabadas (tubos cortados) saem do sistema. A estação de processamento pode incluir um pegador e classificador de partes robótico, por exemplo, para classificar partes cortadas utilizando dados de medição. As partes acabadas podem ser classificadas imediatamente após corte, utilizando os dados de medição. Por exemplo, os dados de medição podem ser utilizados para classificar partes em duas categorias, cada uma com sua própria caixa ou bandeja. O pegador e classificador de partes robótico pode entregar automaticamente os tubos cortados para a caixa ou bandeja apropriada dependendo de sinais que ele recebe dos sensores de medição.

[026] A máquina pode incluir ainda um sistema de gerenciamento de fragmentos (material de resíduo), o qual remove os fragmentos de corte e mantém os sensores de medição limpos na zona de corte. Em uma modalidade, o sistema de remoção de fragmentos inclui um anteparo de fragmentos especialmente projetado 413 que cria uma proteção em volta da zona de corte para impedir que fragmentos se desloquem para fora da zona de corte. O anteparo 413 pode ser feito de metal, plástico ou de algum outro material. O anteparo 413 também pode incluir um número mínimo de aberturas ou fendas que possibilitam para a cabeça de corte a laser e para os sensores de medição os acessos que eles exigem para executar suas respectivas tarefas, mas bloqueia todas as outras áreas em volta da zona de corte.

[027] Em uma modalidade, o sistema de gerenciamento de fragmentos também pode incluir uma conexão de vácuo 414 configurada para transportar os fragmentos para fora do sistema de gerenciamento de fragmentos e para algum sistema de coleta apropriado. O vácuo 414 é conectado ao anteparo de fragmentos 413 e também pode fornecer fluxo de ar que tende a se deslocar de fora do anteparo para o interior do anteparo através das aberturas no anteparo 413. Nesta modalidade, o vácuo 414 e fluxo de ar associado impedirão que os sensores de medição fiquem sujos com fragmentos porque somente ar de ambiente livre de fragmentos estará fluindo para além dos sensores, em seu caminho na direção das aberturas no anteparo de fragmentos e eventualmente para a conexão de vácuo e o sistema de coleta. Em outras modalidades, o anteparo de fragmentos também pode ter outras configurações.

[028] A máquina também pode incluir outros dispositivos, tais como uma faca de ar, para proteger os sensores de medição contra fragmentos. Em uma modalidade, o sistema de gerenciamento de fragmentos pode incluir uma faca de ar para fornecer uma barreira de ar na frente da lente de câmera. Em uma modalidade, uma luz de anel de LED pode estar presente para fornecer luz para a câmera para obter imagens. Outros dispositivos também podem estar presentes.

[029] A figura 6 é um diagrama de blocos de um dispositivo de computação 600 de acordo com uma modalidade de exemplo. Por exemplo, o dispositivo de computação 600 pode incluir uma interface de usuário. O dispositivo de computação 600 pode incluir um módulo de interface de usuário 601, um módulo de interface de comunicação 602, um ou mais processadores 603 e um armazenamento de dados 604, todos os quais podem ser ligados conjuntamente por meio de um barramento de sistema, rede ou outro mecanismo de conexão 605.

[030] O módulo de interface de usuário 601 pode ser operável para enviar dados e/ou receber dados de dispositivos externos de entrada/saída de usuário. Por exemplo, o módulo de interface de usuário 601 pode ser configurado para enviar/receber dados para/de dispositivos de entrada de usuário tais como um teclado, um miniteclado, uma tela sensível ao toque, um mouse de computador, um mouse estacionário, um joystick e/ou outros dispositivos similares, conhecidos agora ou desenvolvidos mais tarde. O módulo de interface de usuário 601 também pode ser configurado para fornecer saída para dispositivos de exibição de usuário, tais como um ou mais tubos de raios catódicos (CRT), telas de cristal líquido (LCD), diodos emissores de luz (LEDs), mostradores usando tecnologia de processamento de luz digital (DLP), impressoras, bulbos de luz e/ou outros dispositivos similares, conhecidos agora ou desenvolvidos mais tarde. O módulo de interface de usuário 601 também pode ser configurado para gerar saída(s) audível(s), tais como um alto-falante, tomada de alto- falante, porta de saída de áudio, dispositivo de saída de áudio, fones de ouvido e/ou outros dispositivos similares, conhecidos agora ou desenvolvidos mais tarde. O módulo de interface de usuário 601 pode ser usado para introduzir dados para uso com os métodos e sistemas revelados neste documento.

[031] O módulo de interface de comunicações de rede 602 pode incluir uma ou mais interfaces sem fio 606 e/ou interfaces com fio 608 que são configuráveis para se comunicar por meio de uma rede. As interfaces sem fio 606 podem incluir um ou mais transceptores sem fio, tais como um transceptor Bluetooth, um transceptor Wi-Fi ou outro transceptor sem fio. As interfaces com fio 608 podem incluir um ou mais transceptores com fio, tais como um transceptor de Ethernet, um transceptor de Barramento Serial Universal (USB), ou transceptor similar configurável para se comunicar por meio de um fio, um par trançado de fios, um cabo coaxial, um enlace ótico, um enlace de fibra ótica ou outra conexão física para uma rede com fio.

[032] O um ou mais processadores 603 podem incluir um ou mais processadores de uso geral e/ou um ou mais processadores de uso especial (por exemplo, processadores de sinais digitais, circuitos integrados de aplicação específica, etc.). O um ou mais processadores 603 podem ser configurados para executar as instruções de programa legíveis por computador 610 que são contidas no armazenamento de dados 604 e/ou outras instruções tais como descritas neste documento.

[033] O armazenamento de dados 604 pode incluir uma ou mais mídias de armazenamento legíveis por computador que podem ser lidas ou acessadas por pelo menos um dos processadores 603. A uma ou mais mídias de armazenamento legíveis por computador podem incluir componentes de armazenamento volátil e/ou não volátil, tais como óticos, magnéticos, orgânicos ou outra memória ou armazenamento de disco, os quais podem ser integrados inteiramente ou parcialmente com pelo menos um dos um ou mais processadores 603. Em algumas modalidades, o armazenamento de dados 604 pode ser implementado usando um único dispositivo físico (por exemplo, um dispositivo ótico, magnético, orgânico ou outra memória ou unidade de armazenamento de disco), enquanto que em outras modalidades o armazenamento de dados 604 pode ser implementado usando dois ou mais dispositivos físicos.

[034] Mídias de armazenamento legíveis por computador associadas com o armazenamento de dados 604 e/ou outras mídias legíveis por computador descritas neste documento também podem incluir mídias legíveis por computador não transitórias tais como mídias legíveis por computador que armazenam dados durante períodos curtos de tempo tais como memória de registrador, cache de processador e memória de acesso aleatório (RAM). Mídias de armazenamento legíveis por computador associadas com o armazenamento de dados 604 e/ou outras mídias legíveis por computador descritas neste documento também podem incluir mídias legíveis por computador não transitórias que armazenam código de programa e/ou dados durante períodos mais longos de tempo, tais como armazenamento de longo prazo secundário ou permanente, como memória somente de leitura (ROM), discos óticos ou magnéticos, memória somente de leitura de disco compacto (CD-ROM), por exemplo. Mídias de armazenamento legíveis por computador associadas com o armazenamento de dados 604 e/ou outras mídias legíveis por computador descritas neste documento também podem ser quaisquer outros sistemas de armazenamento volátil ou não volátil. Mídias de armazenamento legíveis por computador associadas com o armazenamento de dados 604 e/ou outras mídias legíveis por computador descritas neste documento podem ser consideradas mídias de armazenamento legíveis por computador, por exemplo, ou um dispositivo de armazenamento tangível.

[035] O armazenamento de dados 604 pode incluir as instruções de programa legíveis por computador 610 e possivelmente dados adicionais. Em algumas modalidades, o armazenamento de dados 604 pode incluir ainda armazenamento exigido para executar pelo menos parte das técnicas e métodos descritos neste documento e/ou pelo menos parte da funcionalidade dos dispositivos e redes descritos neste documento.

[036] Voltando a uma operação de exemplo da máquina de corte de tubo, de acordo com uma modalidade, um tubo bruto entra na zona de corte e medição e medições do diâmetro de tubo, espessura de parede, posição de extremidade de tubo e/ou outras medições são efetuadas pelos sensores 409. As medições podem ser efetuadas imediatamente, ou dentro de cerca de três (ou menos) segundos, antes do corte. O processo de corte então começa. O corte a laser trabalha de comum acordo com o sistema de retenção e posicionamento de parte para executar a operação de corte desejada, e para gerar a geometria de corte desejada. Durante o processo de corte, o sistema de gerenciamento de fragmentos opera para remover o material de resíduo da zona de corte e medição e para proteger os sensores de medição contra ficar sujo por fragmentos.

[037] Várias medições podem ser efetuadas durante e imediatamente após (por exemplo, dentro de 3 segundos) o processo de corte para capturar dados adicionais. Medições do diâmetro de tubo, espessura de parede, posição de extremidade de tubo, comprimento de tubo e outras medições são efetuadas pelos sensores 409.

[038] Em um exemplo, os sensores incluem uma função de medição para determinar o comprimento de corte das peças de tubo. Primeiro, um sensor, tal como um micrômetro a laser ou outro sensor tal como pode ser apropriado para esta tarefa, determina a localização da extremidade não de corte do tubo bruto exatamente antes, ou dentro, por exemplo, de três segundos antes, do processo de corte (M1). A seguir, o processo de corte acontece e a peça cortada de tubo cai para longe da zona de corte. A seguir, o sensor determina a localização da extremidade de corte do tubo bruto exatamente/imediatamente após o processo de corte (ou dentro de 3 segundos após a peça de tubo cair para longe) (M2). O comprimento de corte da peça de tubo é igual à primeira medição (referida como M1) menos a segunda medição (referida como M2) menos a largura de “corte de serra”. O “corte de serra” é um termo de técnica e é a largura do material que é removido pelo processo de corte, equivalente à “largura da lâmina de serra”. O valor da largura de corte de serra pode ser determinado exatamente e é um valor que pode ser repetido, assim este processo pode determinar o comprimento de corte da peça de tubo com alta precisão.

[039] A peça acabada cai no sistema de fluxo de saída de material. O sistema de fluxo de saída de material utiliza dados dos sensores de medição para determinar se a peça é aceitável. A peça é classificada em várias caixas ou recipientes.

[040] O sistema de retenção e posicionamento de parte é então restabelecido, e o processo começa de novo com uma outra parte do tubo bruto, repetindo até que todo o tubo tenha sido processado. Após o tubo total ter sido processado, a sequência é reiniciada com um novo tubo bruto. Isto se repete até que a fila fique vazia e a sequência é reiniciada quando o operador carrega mais tubos brutos na área de fila.

[041] Para ilustrar ainda a funcionalidade de exemplo descrita anteriormente, a figura 7 representa um fluxograma de um método de exemplo 700 que descreve a funcionalidade de exemplo de uma máquina de corte de tubo de acordo com uma modalidade de exemplo da presente revelação. O método de exemplo 700 pode incluir uma ou mais operações, funções ou ações, tais como representadas por um ou mais dos blocos 701, 702 e/ou 703, cada uma das quais pode ser executada por qualquer um dos sistemas descritos por meio das figuras 1, 2, 3, 4A-4C, 5A-5C e 6; entretanto, outras configurações podem ser usadas.

[042] Além disso, os versados na técnica entenderão que o fluxograma descrito neste documento ilustra funcionalidade e operação de certas implementações da presente revelação. Neste aspecto, cada bloco do fluxograma pode representar um módulo, um segmento ou uma parte de código de programa, o qual inclui uma ou mais instruções executáveis por um processador (por exemplo, o um ou mais processadores 603 do dispositivo de computação 600) para implementar funções lógicas ou etapas específicas no processo. O código de programa pode ser armazenado em qualquer tipo de mídia legível por computador tal como, por exemplo, um dispositivo de armazenamento incluindo um disco ou unidade rígida (por exemplo, o armazenamento de dados 604). Além do mais, cada bloco pode representar conjunto de circuitos que é ligado para executar as funções lógicas específicas no processo. Implementações alternativas estão incluídas no escopo das implementações de exemplo do presente pedido nas quais funções podem ser executadas fora de ordem dessa mostrada ou discutida, incluindo substancialmente concorrentes ou em ordem inversa, dependendo da funcionalidade envolvida, tal como seria entendido por pessoas razoavelmente versadas na técnica.

[043] Método 700 começa no bloco 701 onde um sensor (tal como um micrômetro a laser) determina a localização de uma extremidade não de corte de um tubo bruto exatamente antes do processo de corte. Esta localização pode ser referida como “M1”. Continuando no bloco 702, um sensor determina a localização de uma extremidade de corte do tubo bruto exatamente após o processo de corte. Em uma implementação, este sensor é o mesmo sensor que executou a determinação no bloco 701; entretanto, em uma outra modalidade este sensor é um sensor diferente. Em qualquer caso, esta localização pode ser referida como “M2”. E continuando no bloco 703, um dispositivo de computação calcula o comprimento de corte do tubo ao calcular M1 menos M2 menos uma largura de corte de serra conhecida. A largura de corte de serra é determinada por meio de medição (por exemplo, um dos sensores mede a largura de corte de serra) ou é introduzida em um dispositivo de computação.

[044] A presente revelação não é para ficar limitada às implementações particulares descritas neste pedido, as quais são pretendidas como ilustrações de vários aspectos. Muitas modificações e variações podem ser feitas sem divergir de seu espírito e escopo, tal como estará aparente para os versados na técnica. Métodos e aparelhos funcionalmente equivalentes dentro do escopo da revelação, além desses enumerados neste documento, estarão aparentes para os versados na técnica a partir das descrições anteriores. Tais modificações e variações são pretendidas para estar incluídas no escopo das reivindicações anexas.

[045] A descrição detalhada anterior descreve vários recursos e funções dos sistemas, dispositivos e métodos revelados com referência para as figuras anexas. Nas figuras, símbolos similares tipicamente identificam componentes similares, a não ser que o contexto dite de outro modo. As implementações de exemplo descritas neste documento e nas figuras não são pretendidas para serem limitantes. Outras implementações podem ser utilizadas, e outras mudanças podem ser feitas, sem divergir do espírito ou escopo da matéria em questão apresentada neste documento. Será prontamente entendido que os aspectos da presente revelação, tais como descritos de uma maneira geral neste documento, e ilustrados nas figuras, podem ser arranjados, substituídos, combinados, separados e projetados em uma grande variedade de configurações diferentes, todas as quais estão explicitamente consideradas neste documento.

[046] Os arranjos particulares mostrados nas figuras não devem ser vistos como limitantes. Deve ser entendido que outras implementações podem incluir mais ou menos de cada elemento mostrado em uma dada figura. Adicionalmente, alguns dos elementos ilustrados podem ser combinados ou omitidos. Também ainda, uma implementação de exemplo pode incluir elementos que não estão ilustrados nas figuras.

Claims

1. Estação de corte a laser e medição combinados, caracterizada pelo fato de que compreende: um laser configurado para cortar um tubo; um primeiro sensor configurado para efetuar uma primeira medição do tubo na estação de corte e medição em i) imediatamente antes, ii) durante, ou, iii) imediatamente após o tubo ser cortado; um segundo sensor configurado para efetuar uma segunda medição do tubo na estação de corte e medição em i) imediatamente antes, ii) durante, ou, iii) imediatamente após o tubo ser cortado; e um terceiro sensor configurado para obter uma terceira medição do tubo na estação de corte e medição em i) imediatamente antes, ii) durante, ou, iii) imediatamente após o tubo ser cortado, em que a primeira medição é um comprimento do tudo, a segunda medição é um diâmetro externo do tubo e a terceira medição é uma espessura de parede do tubo.

2. Estação de corte a laser e medição combinados, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os primeiro e segundo sensores são sensores de micrômetro a laser e o terceiro sensor é uma câmera.

3. Estação de corte a laser e medição combinados, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um sistema de gerenciamento de fragmentos configurado para manter a limpeza dos sensores e remover fragmentos de corte da estação.

4. Estação de corte a laser e medição combinados, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o sistema de gerenciamento de fragmentos inclui uma conexão de vácuo.

5. Estação de corte a laser e medição combinados, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o sistema de gerenciamento de fragmentos compreende ainda um sistema de controle de fragmentos de lente de câmera.

6. Estação de corte a laser e medição combinados, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o laser é um laser de pulso ultracurto ou de femtosegundo.

7. Estação de corte a laser e medição combinados, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de computação em comunicação com a estação de corte a laser e medição, o dispositivo de computação sendo configurado para coletar e armazenar dados de medição coletados pelos primeiro, segundo e terceiro sensores.

8. Estação de corte a laser e medição combinados, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a estação é conectada a um pegador de partes configurado para pegar e classificar partes cortadas utilizando os dados de medição.

9. Estação de corte a laser e medição combinados, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro sensor e o terceiro sensor são o mesmo sensor.

10. Máquina de corte de tubo, caracterizada pelo fato de que compreende: uma estação de processamento onde matéria-prima entra na máquina, a estação de processamento incluindo um sistema robótico para carregar a matéria-prima na máquina; uma estação de retenção e posicionamento configurada para reter e posicionar a matéria-prima; pelo menos uma estação de corte a laser e medição combinados incluindo um laser, um primeiro sensor configurado para medir um comprimento da matéria prima imediatamente antes, durante e imediatamente após o corte, um segundo sensor configurado para medir um diâmetro externo da matéria prima, e um terceiro sensor configurado para medir uma espessura da matéria prima; e uma estação de processamento de fluxo de saída onde material cortado sai da máquina.

11. Máquina de corte de tubo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a matéria- prima compreende tubo não cortado e o material cortado compreende tubo cortado.

12. Máquina de corte de tubo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de computação em comunicação com a máquina, o dispositivo de computação sendo configurado para coletar e armazenar dados de medição coletados pelo o pelo menos um sensor.

13. Máquina de corte de tubo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a estação de retenção e posicionamento inclui um eixo sendo configurado para reter e girar o tubo.

14. Máquina de corte de tubo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um envoltório circundando a máquina.

15. Método para medir uma peça de tubo cortado, o método caracterizado pelo fato de que compreende: determinar por meio de um sensor uma localização de uma extremidade não de corte de um tubo bruto exatamente antes de um processo de corte (M1); determinar por meio do sensor, uma localização de uma extremidade de corte do tubo bruto exatamente após o processo de corte (M2); e calcular, por meio de um dispositivo de computação, M1 menos M2 menos uma largura de corte de serra para determinar um comprimento de corte de uma peça de tubo.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o sensor é um sensor de micrômetro a laser.