KR20050010883A - 시트의 절단방법과 잔여재료를 줄이는 방법 - Google Patents

시트의 절단방법과 잔여재료를 줄이는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라장치 및 제어가능한 절단장치에 의해 시트형 조각을 하나 이상의 작은 조각들로 절단하는 방법에 관한 것으로, 절단장치의 좌표축의 방향과 수치 값은 서로 일치하도록 조정된다: 절단될 조각이 카메라장치의 기록영역 내에 위치된 절단 표면 위에 놓이며, 상기 조각은 카메라장치에 의해 촬영되며, 이를 기초로 상기 조각의 아웃라인이 결정되고, 상기 조각의 아웃라인에 관한 정보는 위치조정시스템에 입력되며, 상기 위치조정시스템에서 절단경로가 설정되며, 절단에 필요한 변수들을 결정하고 주어진 지시에 따라 상기 조각들은 부품들로 절단하는 것을 제어하는 절단장치의 제어시스템 내로 입력된다.

Description

시트의 절단방법과 잔여재료를 줄이는 방법{METHOD OF CUTTING A SHEET AND REDUCING THE REMNANT MATERIAL}
소위 많은 잔여 시트들이 건조(建造)작업에 의해 생산되며, 이때 대형 시트가 열절단에 의해 제조된다. 한편, 배는 많은 수의 작은 표준적인 구성요소로 구성되며, 한 해에 수천 조각들이 필요하며, 본 발명의 목적은 가능하면, 이러한 구성요소를 위한 재료로서 잔여 시트를 사용하는 것이다. 표준 구성요소를 제조하는 동안, 기계 운전자는 잔여 조각들을 사용하기 위해 너무 많은 시간을 사용하여야 한다. 오늘날, 잔여 시트의 사용은 기술적, 경제적 관점에서 비용절감의 효과가 없으며, 잔여 재료를 사용할 때의 문제는 불규칙한 형태를 가지는 잔여 시트 상에 표준적인 구성요소를 위치시킬 때의 어려움이며, 그러므로 스크럽(scrub)이 발생할 확률이 높다. 종래, 잔여 재료의 사용은 기계 운전자가 수 작업으로 잔여 시트 상에 사각영역을 측정하여, 데이터를 기계 제어부에 입력하고, 정해진 영역에 구성요소를 위치시키기 시작하는 수준에 머물러 있다. 기계 운전자의 임무로서, 위치조정은 현재 상황에서 너무 시간을 많이 소비하는 것이며, 결과는 작업시간과 재료소비의 관점에서 경제적이지 않다. 실제적으로, 기계 운전자는, 절단 프로그램의 개시점에서 절단기계를 사용할 때, 또한, 물리적인 수고가 들여야 한다.
본 발명은 청구항 1의 전제부의 기재와 같이, 카메라장치와 제어가능한 절단장치를 사용하여 시트형 조각을 절단하는 방법에 관한 것이다.
다음에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참고로 예를 들어 설명된다. 여기서,
도 1은 시트 물체의 제작에 있어서, 잔여 재료를 사용하기 위한 기능적인 다이어그램을 나타낸다.
도 2는 위치조절 구성도를 나타낸다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 관련한 문제점을 극복하고, 신규한 해결방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있는 것으로, 상기 단점들은 가능한 한 효율적으로 제거될 수 있다. 본 발명의 목적은 청구항 1 및 다른 청구항에 기술된 바에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따라, 다음의 방법으로 이루어진다: 절단된 조각은 카메라 장치의 기록영역 내에 위치된 절단 표면상에 위치되며, 상기 조각은 카메라 장치에 의해 촬영되어, 이를 기초로 상기 조각의 아웃라인이 결정되며, 상기 조각의 아웃라인에 관한 정보가, 상기 절단경로가 설정되어 절단 기계의 제어시스템 내로 입력이 이루어지는 위치조정시스템 내로 입력되며, 이것은 절단에 필요한 변수를 결정하고 이를 기초로 주어진 지시에 따라 부품들로 상기 조각을 절단하는 것을 제어한다. 그리하여, 본 발명은 절단 프로그램을 제공하고 구현하기 위하여, 시트블랭크(sheet blank)의 정의를 위한 기계 영상을 사용할 수 있으며, 또한 잔여 시트 상에 절단된 조각을 위치시키는 것에 자동화가 적용될 수 있다. 그러므로, 본 발명은절단된 조각을 위치시키는 것에 잔여 시트 재료의 경제적인 사용을 가능하게 하며, 수작업과 잔여 시트 재료의 스크럽 확률을 최소화한다. 여기서, 상기 조각의 아웃라인은 또한 상기 조각의 그러한 부품의 형태, 예를 들면, 조각내에 남아 있는 개구(openings)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 바람직하게는 가장 적절한 방법으로, 형태상 불규칙한 잔여 시트 물질의 사용에 적용될 수 있다.
일단, 상기 조각의 아웃라인과 크기가 결정되면, 위치조정 데이터는 적어도 한 형태의 작은 부품을 선택하고, 원하는 수의 상기 적어도 한 형태의 작은 부품을 상기 아웃라인 내부의 아웃라인 이미지에 더함에 의해 얻어진다. 위치조정을 위해, 적절한 프로그램이 일단 어떤 형태의 작은 부품을 매크로-라이브러리(macro-library)로부터 선택함에 의해 사용될 수 있으며, 여기서 상기 프로그램은 상기 부품들을 가진 시트상 조각을 채운다. 상기 위치조정은 또한 몇몇 다른 종류의 작은 부품을 선택함에 기초할 수 있다. 대안적으로, 또한 작업자는 스스로 원하는 종류의 작은 부품을 프로그램에 의해 그리고, 시트상 조각에 임의의 수의 작은 부품을 위치시킨다.
잔여 시트 상으로의 자동위치조정에서, 절단경로, 시작점 및 부피뿐만 아니라 재료의 사용이 최적화된다. 또한, 절단경로와 절단의 시작점은 작업자에 의해 또는 자동적으로 결정된다. 결정 후에, 위치조정 데이터는 절단장치의 제어시스템 내부로 입력되며, 이에 의해 절단기계의 조작은, 즉, 특정의 시트 블랭크, 영점에비례하는 좌표계로부터, 절대 좌표계, 즉 전 작업장을 커버하는 좌표계까지 증가한다. 수치적으로 제어되는 불꽃절단기계, 조작기 또는 로봇이 바람직하게는 절단장치로 사용된다.
피사체의 촬영 중의 보조적인 장치로서, 반사된 광원, 바람직하게는 레이저 바(laser bar)가 감지를 효율적으로 하고, 및/또는 추가적인 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서, 촬영을 위해, 작업영역은 상기 조각의 아웃라인과 위치가 충분히 정확하게 보일 수 있도록 조사조건이 가능한 한 일정하게 조사된다. 조사 및 검출을 효율적으로 하게 하는 반사될 바(bars) 또는 매트릭스(matrices)는 서로 상보적이다. 본 방법에 따른 촬영은 하나 이상의 카메라들에 의해 수행되며, 바람직하게는 CCD 카메라들에 의해 수행될 수 있으며, 상기 카메라들은 절단장치내에 위치하거나, 절단장치와 동일한 가이드레일 상에서 움직이는 분리된 입구에 위치하거나, 외부구조, 예를 들면, 작업장의 천정이나, 외부구조내의 분리된 가이드레일을 통하여 위치될 수 있다.
절단될 조각들은 가장 바람직하게는 해양수송기구, 배 또는 또 다른 해양설비용으로 사용될 수 있는 금속구조의 부품으로 구성되지만, 본 발명은 또한 시트 금속조각들이 사용될 수 있는 다른 목적에도 적용될 수 있다.
도 1에 따른 장치(1)에서, 즉, 이러한 경우, 열절단, 절단장치의 절단영역(3)의 이미지가 절단기나, 분리된 가이들 레일 또는 기계를 둘러싼 구조체에 부착된 카메라장치(2)에 의해 제공된다. 잔여 시트로 구성되며, 절단영역(3) 내에 위치된 시트 블랭크(4)의 아웃라인의 형태와 크기는 카메라에 의해 제공된 이미지 수단에 의해 결정된다. 시트 블랭크(4)는 예를 들면 바닥 또는 기계 선반으로 구성될 수 있는 절단표면(5) 상에 위치된다. 크기의 결정은 소프트웨어 알고리즘 또는 작업자에 의해 디스플레이에서 포인팅함에 의해 수 작업으로 수행될 수 있다. 조사와 반사될 광원은 바람직하게는 헬륨-네온 레이저바(laser bar)인 상기 결정을 위한 보조적인 장치는 검출을 효율적으로 하게 하기 위해 사용될 수 있다. 결정의 결과는 데이터, 즉, 예를 들면 시트블랭크(4)의 아웃라인의 크기와 작업영역(3)에서의 위치를 포함하는 이미지 데이터(6)이며, 이 데이터는 원하는 수의 임의의 형태의 작은 부품들이 영역에 위치된 위치조정시스템(7)에 전달된다. 예를 들면, 임의의 형태의 작은 부품은 매크로-라이브러리로부터 선택될 수 있으며, 위치조정프로그램은 상기 부품들로 시트블랭크를 채우도록 배열될 수 있다. 바꾸어서, 또한작업자는 스스로 프로그램에 의해 원하는 형태를 가지는 작은 부품을 그릴 수 있으며, 시트블랭크(sheet blank)에 원하는 수의 이러한 부품들을 위치시킬 수 있으며, 시트블랭크 상에 여전히 빈 공간이 있다면, 바람직하게는, 임의의 수의 몇몇 다른 종류의 작은 부품들을 위치시킬 수 있다. 그러면, 위치조정 데이터는 절단 프로그램(8)을 동작시키는 절단장치의 제어시스템 내로 입력된다.
위치조정시스템(7)은 분리된 컴퓨터(7)나 기계 제어기(9)와 결합되어 위치될 수 있다. 임의의 형태를 가지는 시트블랭크(4) 상의 정보는 상기 장치의 도움으로 쉽고 빠르게 접수될 수 있으며, 시트블랭크의 사용을 최적화하고, 컴퓨터 기반의 자동 위치조정에 의해 스크럽(scrub)확률을 최소화할 수 있다. 시트블랭크(4)의 크기에 더하여, 기계영상시스템은 절단장치(자세하게 도시되지 않음)의 작업영역(3)에서 참고각(reference angle) 또는 개시각(starting angle)의 위치를 나타낼 수 있으며, 여기서 별도로 절단장치의, 수 작업으로 수행되는, 재위치설정이 필요가 없으며, 시트블랭크(4)의 절단(10)이 개시될 수 있다. 그러므로, 시간과 재료 양자 모두가 본 발명에 의해 절감될 수 있으며, 한편 작업은 효율적으로 개선되며, 비용은 감소한다.
절단, 그 자체는 가스절단 또는 플라즈마 절단에 의해 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다. 하나의 바람직한 방법은 수치적으로 제어된 열절단이며, 여기서 절단의 변수는, 예를 들면 절단속도, 절단 홈의 크기 등등, 수치적인 제어에 의해결정될 수 있다. 절단장치는 개시점에서 스스로 운전되어 절단을 시작할 수 있다.
도 2는 위치조정과 절단 레이아웃의 예를 나타내며, 이것은 수치적으로 제어된 절단 기계에 레이아웃을 넣음에 의해 실현될 수 있다. 여기서, 모두 같은 많은 시트형 작은 부품들(41)은 시트블랭크(4)에 올려진다. 물론, 이러한 것의 몇몇은 다른 종류의 부품에 의해 대치될 수 있다. 절단방향은 화살표에 의해 지시된다.
본 발명이 상기에 설명된 응용에 제한되지 않는다는 것은 당업자에게 자명하며, 본 발명의 다양한 수정이 첨부된 청구항에 의해 정의된 진보적인 개념의 범위 내에서 가능하다.

Claims (8)

  1. 좌표계의 방향과 수치 값이 서로 대응되도록 조정되며, 시트상 조각을 카메라장치 및 제어가능한 절단장치에 의해 하나 이상의 작은 조각으로 절단하는 방법으로서 :
    - 절단될 조각이 카메라장치의 기록영역 내에 위치된 절단표면 상에 위치되며,
    - 상기 조각이 카메라 장치에 의해 촬영되며, 이를 기초로 상기 조각의 아웃라인이 결정되며,
    - 상기 조각의 아웃라인에 대한 정보가 위치조정시스템 내에 입력되며, 상기 위치조정시스템에서 절단경로가 설정되어, 절단에 필요한 변수들을 결정하고 이를 기초로 주어진 지시에 따라 상기 조각을 부품들로 절단하는 것을 제어하는 절단기계의 제어시스템 내로 입력되는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 절단방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 일단 아웃라인과 크기가 결정되면, 위치조정데이터가, 적어도 한 형태의 작은 부품을 선택하고, 원하는 수의 상기 적어도 한 형태의 작은 부품들을 아웃라인 내의 아웃라인 이미지 내로 추가함에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 절단방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 또한 절단의 개시점과 절단경로는 자동적으로 또는 조작자의 수작업이 가미된 수단에 의해 결정되며, 상기 위치조정데이터는 절단기계의 제어시스템 내로 입력되는 것을 특징으로 하는 절단방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 시트상의 자동위치조정에 있어서, 상기 절단경로, 개시점 및 부피뿐만 아니라 재료의 사용이 최적화되는 것을 특징으로 하는 절단방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 절단장치의 조작은, 즉 특정의 시트블랭크, 영점에 비례하는 좌표계에서 절대 좌표계까지, 즉 전 작업장을 커버하는 좌표계에 이르기까지 증가하는 것을 특징으로 하는 절단방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 수치적으로 제어되는 열절단기계, 조작기 또는 로봇이 절단장치로 사용되는 것을 특징으로 하는 절단방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 피사체를 촬영하는 동안의 보조장치로서, 반사될 광원, 가장 바람직하게는 레이저바(laser bar)가 검출을 효율적으로 하고 및/또는 추가적인 정보를 제공하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 절단방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단될 조각은 금속구조체, 예를 들면 해양수송장비, 배 또는 다른 해양설비, 다리, 페이퍼기계(paper machine), 건물, 기차와 같은 이동수단, 수송장비, 광산채굴차량 또는 탱크 또는 플랫폼 구조체의 부품인 것을 특징으로 하는 절단방법.
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