KR102404902B1 - 리본 시트 상에서 정밀한 레이저 커팅을 수행하기 위한 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 커팅 스테이션(10)에 위치된 일정 길이와 폭의 리본 시트(4) 상에서 정밀한 레이저 커팅을 수행하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 레이저 커팅 스테이션(10)은, 시트(4)를 전진시키기 위한 컨베이어(16), 스테이션에 대해 종방향 축을 따라 이동하고 스테이션에 대해 횡방향 축을 따라 이동가능한 커팅 헤드(12), X축 및 Y축을 따라 이동가능한 비전 시스템(14), 및 비전 시스템(14)과 커팅 헤드(12)의 운동을 명령하는 소프트웨어와 연결된 커맨드 및 컨트롤 센터를 포함하되, 처리되어야 하는 리본 시트에 상응하는 CAD/CAM 도면의 좌표가 상기 커맨드 및 컨트롤 센터에 제공된다. 또한, 상기 방법에 상응하는 장치도 제공된다.
Description
본 발명은 리본 시트 상에서 정밀한 레이저 커팅을 수행하기 위한 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
종래에 알려져 있는 코일 가공 방법(coil processing method)에서, 릴(reel)로부터 리본(ribbon)이 풀려서(unwound), 직선형 롤러 유닛(straightening roller unit)을 통과하고 커팅되어, 레이저 커팅 가공이 수행되고 시트(sheet)를 형성하여 최종 제품이 얻어지게 된다.
하지만, 상기 방법은, 코일의 기하학적 형상 특성과 고유한 오차(tolerance) 및 그에 따라 기계장치 내에서의 코일의 예측 가능하지 못한 위치, 가령, 캠버링(cambering), 굴곡(curving) 또는 디싱(dishing) 등으로 인해, 정밀성과 신뢰성에 있어서 우수하지 않으며, 레이저 커팅 작업이, 항상, 리본의 위치/수치(dimension) 및/또는 상부에 수행되는 임의의 기존의 처리/천공(perforation)의 위치/수치에 정확하게 상응하는 것을 보장하지 못한다.
본 발명의 목적은, 시트(sheet)/리본(ribbon)의 임의의 이동(displacement) 및/또는 임의의 기존의 처리를 고려하여 프로그래밍된 커팅 작업(cutting operation)을 수행하기 위하여, 커팅 작업이 프로그래밍되어 있던 이상적인 위치(ideal position)에 대해, 커팅 스테이션(cutting station) 내부의 컨베이어 벨트에 배열된 시트/리본의 위치를 식별함으로써, 상기 단점들을 해결하는 데 있다.
상기 목적은 본 발명의 청구항 제1항에 따른 방법에 의해 구현된다.
본 발명은 첨부도면들을 참조하여 밑에서 상세하게 기술될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 장치의 횡방향 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예,
도 3은 레이저 헤드의 커팅 영역 내에서 수행되는 작동을 도시한 평면도.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 장치의 횡방향 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예,
도 3은 레이저 헤드의 커팅 영역 내에서 수행되는 작동을 도시한 평면도.
도면에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 방법은 도 1에 도시된 장치를 사용하는데, 상기 장치는 코일 리본(4)을 직선형 롤러 유닛(6)에 공급하고 그 뒤 피더(8)에 공급하고 레이저 커팅 스테이션(10)에 공급하기 위한 릴(2)을 포함한다.
커팅 스테이션(10)은 커팅 헤드(12)를 수용하되, 상기 커팅 헤드(12)는 스테이션에 대해 종방향 축(X축)을 따라 이동하고 스테이션에 대해 횡방향 축(Y축)을 따라 이동하는 종래의 직교좌표계에 의해 이동될 수 있다. 비전 시스템(14)이 스테이션에 장착된다.
도면에는 도시되지 않은 한 변형예에서, 비전 시스템(14)과 커팅 헤드(12)는 서로 견고하게 연결된다(mutually rigid).
소프트웨어 프로그램이 비전 시스템(14)에 연결되어 커맨드 및 컨트롤 센서(도면에 도시되지 않음)에 의해 커팅 헤드(12)가 스테이션(10) 내에서 이동될 수 있게 한다.
예를 들어, 파키어 베드(fakir bed) 타입의 리본을 전진시키기 위해 스테이션(10) 내에 컨베이어 벨트(16)가 제공된다.
본 발명에 따른 장치는 다음과 같이 작동된다:
커맨드 및 컨트롤 센터가, 길이(Lu) 및 폭(Le)의 처리되어야 하는 리본 시트를 보여주는 CAD/CAM 도면의 좌표를 수용한다. 도면에서, 전방 에지(front edge)는 커팅 스테이션 출구(exit)에 가장 가까운 부분이다.
그 뒤, 비전 시스템(14)은 커팅 스테이션(10)의 출구 단부(exit end)와 상응하는 위치에 위치된다. 릴(2)로부터 배출되는 코일 리본(4)은 직선형 롤러 유닛(6)을 통과하여 커팅 스테이션(10)에 공급되어, 리본은 비전 시스템(14)이 리본의 전방 에지를 식별할 때까지 전진된다. 그 뒤, 커맨드 및 컨트롤 센터는 컨베이어(16)를 정지시키고 비전 시스템(14)은 기계장치(machine)의 직교좌표계에서 전방 에지 상의 한 지점(point)의 좌표(X1, Y1)를 상기 센터에 제공한다. 리본 시트가 여전히 정지되어 있는 상태에서, 비전 시스템(14)은 기계식 직교좌표계에서 상부에서 각각 두 지점의 좌표(X2, Y2 및 X3, Y3)를 결정하기 위해 리본의 종방향 에지(longitudinal edge)와 상응하는 위치에 위치되며, 상기 데이터는 커맨드 및 컨트롤 센터에도 제공된다.
수신된 데이터에 따라, 커맨드 및 컨트롤 센터는, 기계식 직교좌표계의 공간 내에서, 도면에 표시된 리본 시트가 리본 시트의 종방향 에지와 일치하는 종방향 에지를 가지고 시트의 전방 에지와 일치하는 전방 에지를 가지도록 하기 위하여, 어느 좌표에 CAD/CAM 도면의 영점(zero point)에 설정하고 어느 각도에 상기 축들을 위치시키는 지를 결정한다.
특히, 종방향 에지의 좌표(X2, Y2; X3, Y3)는 코일의 경사각(angle of inclination) 및 제조되어야 하는 제품에 제공되어야 하는 경사각을 결정하도록 사용된다. 상기 각 및 좌표(X1, Y1)(전방 에지)를 알면, 커맨드 및 컨트롤 센터는 코일의 전방 에지가 배열되는 직선 방정식을 결정하고, CAD/CAM 도면의 에지가 상기 직선 방정식에 상응하는 리본 시트를 보여준다.
시트의 수치(Lu 및 Le)를 알면, 커맨드 및 컨트롤 센터는 CAD/CAM 도면의 영점의 위치를 배열하기 위한 기계식 직교좌표계의 좌표를 고유하게 계산하여(uniquely calculate), 리본 시트에 완전히 재생할 수 있게 된다.
한 변형예에서, 본 방법은 처리되어야 하는 리본 시트의 도면이 커맨드 및 컨트롤 센터에 제공되게 하고, 종방향 에지 상의 두 지점 및 기준 홀(reference hole)의 절대 위치가 제공되게 한다.
추가적인 실시예에서, 본 발명은 2개의 기준 홀이 제공된 리본 시트의 도면이 커맨드 및 컨트롤 센터에 제공되게 한다. 이런 방식으로, 비전 시스템은 2개의 기준 홀의 절대 위치와 내부에 도시된 CAD/CAM 수치를 비교한다.
추가적인 실시예에서, 본 발명은 처리되어야 하는 리본 시트의 도면이 커맨드 및 컨트롤 센터에 제공되게 하고, 2개의 수직 방향으로 정렬된 연속 천공 작업(continuous perforation scheme)의 초기 위치(initiation position)가 제공되게 하며, 종방향 에지가 제공되게 한다. 상기 실시예에서, 본 발명은 2개의 천공 작업의 X, Y 좌표를 결정하여, 기계식 직교좌표계에서, 수직 방향으로 완벽하게 배열되어 있다는 초기 가정(initial assumption)으로서, 2개의 미세-천공 부분(micro-perforation portion)의 X, Y 수치를 획득한다. 위에서 언급한 것과 같은 결정된 수치들에 의해, 존재하는 재료의 경사각(따라서 제품의 제조 각도(production angle))이 결정될 수 있으며, 상기 경사각은 종방향 에지 상에서 한 지점의 X, Y 결정값과 함께, CAD/CAM 도면의 영점(O)이 고유하게 식별될 수 있게 하여, 리본 시트 및 기존의 천공 상에 완벽하게 꼭 맞게 할 수 있다.
Claims (4)
- 레이저 커팅 스테이션(10)에 위치된 길이(Lu)와 폭(Le)의 리본 시트(4) 상에서 정밀한 레이저 커팅을 수행하기 위한 방법으로서, 상기 레이저 커팅 스테이션(10)은:
- 시트(4)를 전진시키기 위한 컨베이어(16),
- 커팅 스테이션에 대해 종방향 축(X축)을 따라 이동하고 커팅 스테이션에 대해 횡방향 축(Y축)을 따라 이동하는 통상적인 직교좌표계에 의해 이동가능한 커팅 헤드(12),
- X축 및 Y축을 따라 이동가능하며 커팅 헤드(12)와 서로 견고하게 연결된 비전 시스템(14),
- 비전 시스템(14)과 커팅 헤드(12)의 운동을 명령하는 소프트웨어와 연결된 커맨드 및 컨트롤 센터를 포함하는, 레이저 커팅 수행 방법에 있어서,
- 처리되어야 하는 리본 시트에 상응하는 CAD/CAM 도면의 좌표가 커맨드 및 컨트롤 센터에 제공되고, 기준 홀이 상기 도면에 제공되며;
- 길이(Lu)와 폭(Le)의 리본 시트(4)가 커팅 스테이션의 내부에 공급되고,
- 컨베이어(16)가 정지되고 비전 시스템은 기계식 직교좌표계에서 미리 결정된 기준 홀의 좌표(X1, Y1)를 커맨드 및 컨트롤 센터에 제공하며,
- 리본 시트가 정지되어 있는 상태에서, 커맨드 및 컨트롤 센터는 비전 시스템을 시트의 종방향 에지 상에서 2개의 지점에 상응하는 위치로 이동시켜 두 지점(X2, Y2 및 X3, Y3)을 식별하여, 기계식 직교좌표계에서, 커맨드 및 컨트롤 센터에 전달되며,
- 커맨드 및 컨트롤 센터에 의해 수신된 데이터 및 커맨드 및 컨트롤 센터에 연결된 소프트웨어에 따라, 커맨드 및 컨트롤 센터는, 기계식 직교좌표계의 공간 내에서, 도면에 표시된 리본 시트가 리본 시트의 종방향 에지와 일치하는 종방향 에지를 가지고 CAD/CAM 도면에 표시된 동일한 홀과 일치하는 홀을 가지도록 하기 위하여, 어느 좌표에 CAD/CAM 도면의 직교축과 만나는 영점(O)을 위치시키고 어느 각도에 상기 축들을 위치시키는 지를 결정하며,
- 커팅 시스템이 얻어진 값들과 이상값들 사이의 차이를 고려하여 모든 작동을 수행하도록 상기 커팅 시스템에 새로운 좌표값들이 제공되는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 수행 방법. - 제1항에 있어서, 상기 방법은:
- 기준점으로서 시트의 전방 에지의 한 지점을 사용하는 단계,
- 기계식 직교좌표계를 생성하기 위하여, 처리되어야 하는 리본 시트에 상응하는 CAD/CAM 도면의 좌표를 커맨드 및 컨트롤 센터에 제공하는 단계,
- 커팅 스테이션의 출구 단부에 상응하는 위치에 비전 시스템을 배치하는 단계,
- 비전 시스템이 시트의 전방 에지를 식별할 때까지, 길이(Lu)와 폭(Le)의 리본 시트(4) 또는 폭(Le)의 리본을 커팅 스테이션의 내부에 공급하는 단계,
- 컨베이어 벨트를 정지시키고 기계식 직교좌표계에서 시트의 전방 에지의 한 지점의 좌표(X1, Y1)를 커맨드 및 컨트롤 센터에 제공하는 단계,
- 시트를 정지 상태로 유지하는 동안, 커맨드 및 컨트롤 센터는 비전 시스템을 시트의 종방향 에지 상에서 2개의 지점에 상응하는 위치로 이동시켜 두 지점(X2, Y2 및 X3, Y3)을 식별하여, 기계식 직교좌표계에서, 커맨드 및 컨트롤 센터에 제공되는 단계,
- 커맨드 및 컨트롤 센터에 의해 수신된 데이터 및 커맨드 및 컨트롤 센터에 연결된 소프트웨어에 따라, 커맨드 및 컨트롤 센터는, 기계식 직교좌표계의 공간 내에서, 도면에 표시된 리본 시트가 리본 시트의 종방향 에지와 일치하는 종방향 에지를 가지고 시트의 전방 에지와 일치하는 전방 에지를 가지도록 하기 위하여, 어느 좌표에 직교축과 만나는 영점(O)을 위치시키고 어느 각도에 상기 축들을 위치시키는 지를 결정하는 단계,
- 커맨드 및 컨트롤 센터는 커팅 시스템이 얻어진 값들과 이상값들 사이의 차이를 고려하여 모든 작동을 수행하도록 상기 커팅 시스템에 새로운 좌표값들을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 수행 방법. - 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 구현하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는:
- 길이(Lu)와 폭(Le)의 리본 시트(4)를 공급하기 위한 유닛(2, 6, 8),
- 컨베이어(16)가 제공되고, 리본 시트를 커팅하기 위해, 커팅 스테이션의 횡방향 축(Y축)과 종방향 축(X축)을 따라 이동시키기 위한 수단이 제공된 커팅 헤드(12)가 제공된 커팅 유닛(10),
- 하나 이상의 기준점과 리본 시트의 종방향 에지의 두 지점의 위치를 보기 위해 커팅 스테이션의 횡방향 축(Y축)과 종방향 축(X축)을 따라 이동가능하며 커팅 헤드(12)와 서로 견고하게 연결된 비전 시스템(14),
- 비전 시스템(14)으로부터 상기 지점들의 좌표(X, Y)의 데이터를 수용하고, 상기 데이터를 길이(Lu)와 폭(Le)의 시트의 CAD/CAM 도면의 데이터와 비교하여, 기준점들로부터 관측점들의 편차(deviation)를 고려하여 작동을 수행하기 위한 커팅 유닛의 구동 수단에 명령하는 커맨드 및 컨트롤 센터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 커팅 수행 방법을 구현하기 위한 장치. - 삭제
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