KR20070007917A - 시트 재료 내에 폴드 라인을 디자인하는 방법 - Google Patents

시트 재료 내에 폴드 라인을 디자인하는 방법 Download PDF

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KR20070007917A
KR20070007917A KR1020067023430A KR20067023430A KR20070007917A KR 20070007917 A KR20070007917 A KR 20070007917A KR 1020067023430 A KR1020067023430 A KR 1020067023430A KR 20067023430 A KR20067023430 A KR 20067023430A KR 20070007917 A KR20070007917 A KR 20070007917A
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맥스 더블유. 더니
알랭 디. 펜드레이
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인더스트리얼 오리가미, 엘엘씨.
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Abstract

시트 재료 내의 폴드 라인을 디자인하는 방법은 제도 시스템 상의 모판 내 상기 원하는 폴드 라인을 형성하는 단계 및 상기 폴드 라인에 대해 구성 및 위치되는 일련의 연결 영역을 형성하는 일련의 절단 영역을 포함하는 폴드 기하학적 구조로 상기 폴드 라인을 파퓰레이팅하는 단계를 포함하며, 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩함으로써 상기 절단 영역의 대향 측면 상에 상기 재료의 에지-대-면 결합을 생성시킨다. 이와 달리, 상기 방법은 여러 가지 차원 및/또는 형상을 갖는 복수의 절단 영역 구성 및 연결 영역 구성을 저장하는 단계, 제도 시스템 상의 모판 내 원하는 폴드 라인을 형성하는 단계, 원하는 형상 및 스케일을 갖는 원하는 절단 영역 및/또는 원하는 연결 영역을 선택하는 단계, 상기 폴드 라인을 따라 상기 선택된 절단 영역 및 상기 선택된 연결 영역을 포함하는 원하는 폴드 기하학적 구조를 위치설정 하는 단계, 및 상기 원하는 폴드 기하학적 구조를 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

시트 재료 내에 폴드 라인을 디자인하는 방법 {METHOD OF DESIGNING FOLD LINES IN SHEET MATERIAL}
본 출원은 본원에 전체 참조되며, 변위를 제어하는 벤드를 구비한 시트 재료 및 이를 형성하는 방법"의 명칭으로 2004년 3월 3일 출원된 미국 특허 출원 제 10/795,077호의 일부 계속 출원이며, 제 10/795,077호는 "정밀한 폴딩된, 고강도, 내피로성 구조물 및 이의 시트를 디자인하고 제조하는 기술"을 명칭으로 하며 2003년 12월 26일 출원된 미국 특허 출원 제 10/672,766호의 일부 계속 출원이며, 제 10/672,766호는 "시트 재료, 슬릿 시트 및 슬릿 시트의 정밀한 벤딩 방법 및 제조 공정"을 명칭으로 하며 2002년 12월 26일 출원된 미국 특허 제 10/256,870호의 일부 계속 출원이며, 제 10/256,870호는 "시트 재료 및 이의 슬릿 시트의 정밀한 벤딩을 위한 방법"을 명칭으로 하며 2000년 8월 17일 출원된 미국 특허 제 09/640,267 호의 일부 계속 출원이고 현 미국 특허 제 6,481,259호이다.
본 발명은 일반적으로, 시트 재료 내의 폴드 라인을 디자인 하는 기술, 보다 구체적으로, 시트 재료 내의 폴드 라인을 디자인하는 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 시스템에 관한 것이다.
벤딩 시트 재료와 관련되어 직면한 일반적인 문제점은 벤드의 위치선정이 벤딩 허용 변형 및 허용 오차의 축적으로 인해 제어하는 것이 어렵다는 점이다. 예를 들어, 전자 장비용 하우징의 형성에서, 시트 재료는 특정 허용에서 제 1 벤드 라인을 따라 구부러진다. 그러나, 제 2 벤드는 종종 제 1 벤드를 기초로 하여 위치설정되며, 따라서 허용 오차가 계산될 수 있다. 전자 부품용 섀시 또는 인클로저를 생성시키도록 포함되는 세 개 이상의 벤드일 수 있으며, 벤딩 내 축적 허용 오차의 효과는 상당할 수 있다. 게다가, 달성될 수 있는 허용은 벤딩 장비, 및 툴뿐만 아니라 숙련된 오퍼레이터에 따라서 광범위하게 변할 수 있다. 물론, 벤딩 라인의 위치설정을 제어하는 문제는 다른 3 차원 생성물과 관련되어 발생할 수 있다.
이러한 문제에 대한 접근은 슬리팅 또는 그루빙의 이용을 통해 시트 재료 내의 벤드의 위치설정을 제어하려고 시도되어 왔다. 슬릿 및 그루브는 매우 정확하게, 시트 스톡 내에 예를 들어, 레이저, 워터-젯 절삭 장비, 펀치 프레스, 나이프 또는 다른 툴와 같은 장비를 형성하는 슬릿 또는 그루브를 제어하는 컴퓨터 수치 제어식(CNC) 장치의 이용에 의해 형성될 수 있다. 이러한 슬릿 및 그루브는 시트 재료를 벤딩하기 위한 원칙으로서 이전 시스템으로 이용되어 왔다. 예를 들어, 기틀린(Gitlin) 등에 의한 미국 특허, 6,640,605호에는 3 차원 구조물을 형성하기 위해서 시트 재료를 벤딩하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 이전 슬리팅계 시스템의 벤드 형성 기술은 최종 구조물을 상당히 약화시킬 수 있다.
인더스트리얼 오리가미, 아이엔씨(Industrial Origami, Inc.(IOI), 본 발명의 양수인은 이전 시트 재료 벤딩 시스템의 단점을 극복하기 위해서 새롭고 개선된 접근을 현재 개발중이다. 즉, 새롭고 개선된 슬릿 구성을 갖춘 시트 재료를 제공함으로써, IOI는 폴드 라인을 따라 시트 재료의 벤딩을 허용하는 접근을 개발하여 폴드 라인을 따라 에지-대-면(edge-to-face) 결합을 갖는 3 차원 구조물을 야기한다. 이러한 에지-대-면 결합은 종래 슬릿팅 방법에 비해 최종 3 차원 제품의 강도를 상당히 증가시킨다. 부가적으로, IOI의 새로운 슬릿계 벤딩 디자인은 비슬릿인 통상적인 벤팅 구조물 보다 단단할 수 있는 구조물을 야기한다. 게다가, IOI의 새롭고 개선된 슬릿 디자인은 폴드 라인을 따라 3 차원 구조물 내의 응력 집중을 유리하게 감소시킨다.
IOI의 새롭고 개선된 슬릿 구성을 통상적인 캐드(CAD) 시스템의 표준 스케치 툴로 제도하는 것이 가능할 수 있지만, 캐드 사용자는 반복하며 도전하기보다는 IOI의 슬릿 구성을 설정하는 개개의 복합형 슬릿을 제도, 위치설정, 스케일링 및 형성하는 것을 발견할 수 있다. 필요한 것은 캐드 디자이너가 IOI의 새롭고 개선된 슬릿 구성을 기초로 하여 개선된 폴드 기하학적 구조를 쉽게 결정할 수 있게 하며 이러한 폴드 기하학적 구조를 시트 재료 디자인에 효율적으로 적용할 수 있게 하는 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 시스템이다.
개략적으로, 본 발명의 일 양상은 제도 시스템에 모판 내 바람직한 폴드 라인을 형성하는 단계; 및 폴드 라인에 대해 구성 및 위치설정되는 일련의 연결 영역을 형성하는 일련의 절단 영역을 포함하는 폴드 기하학적 구조로 폴드 라인을 파퓰레이팅(populating)하는 단계를 포함하여 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩할 때 절단 영역의 대향 측면 상에 재료의 지지 및 에지-대-면 결합을 생성시키는 시트 재료용 바람직한 폴드 라인을 디자인하는 방법에 관한 것이다.
방법은 폴드 라인을 따라 구겨지지 않는 시트 재료의 폴딩할 때 에지-대-면 결합 및 지지를 할 수 있게 하기 위해서 폴드 라인을 따라 연결 영역을 형성하도록 절단 영역을 위치설정, 스케일링 및/또는 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키기 위해서 하나 이상의 절단 영역을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 결함에 가까운 국부적 폴드 기하학적 구조를 기초로 하여 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키기 위해서 하나 연결 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하는단계, 및 결점을 칸탐지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 파퓰레이팅 단계는 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩하는 응력 집중, 피로 및 파괴 개시에 대한 내성을 가지기 위해서 절단 영역 및 연결 영역을 형성할 수 있다.
방법은 재료의 형태, 재료 두께, 스트랩 폭, 스트랩 밀도, 절단면(kerf), 피로 강도, 및 재료 방향의 각도의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 매개변수를 기초로하여 폴드 기하학적 구조를 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 캐드/캠 시스템을 수반하여 실행될 수 있다. 방법은 폴드 라인을 따라 파퓰레이팅됨으로서 절단 영역 및 연결 영역 기하학적 구조를 나타내는 캐드/캠 시스템에서의 가시부를 제공하는 단계를 더 포함한다. 이와 달리, 방법은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 캐드/캠 시스템과 통합되어 실행될 수 있다. 방법은 주름 피쳐를 포함하는 주름 시트 재료 제품을 디자인하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 절단 영역 및 연결 영역은 주름 피쳐에 따라 중첩된다.
본 발명의 다른 양상은 여러 가지 차원 및/또는 형상을 갖는 복수의 절단 영역 구성 및 연결 영역 구성을 저장하는 단계, 제도 시스템 상에 모판 내 바람직한 폴드 라인을 형성하는 단계, 바람직한 형상을 갖는 형상 및 스케일을 갖는 바람직한 절단 영역 및/또는 바람직한 연결 영역을 선택하는 단계, 선택된 절단 영역 및 선택된 연결 영역을 포함하는 바람직한 폴드 기하학적 구조, 폴드 라인을 따라 바람직한 폴드 기하학적 구조를 위치설정하는 단계, 및 연결된 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키기 위해서 바람직한 폴드 기하학적 구조를 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하는 단계를 포함하여, 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩하며 구겨지지 않는 시트 재료에 바람직한 폴드 라인을 디자인하는 방법에 관한 것이며, 이러한 방법은 절단 영역의 대향 측면 상에 재료의 에지-대-면 결합 및 지지를 생성시킨다.
이러한 방법은 폴드 라인과 관련된 제 1 평면과 겹치는 재료의 제 2 평면을 재료의 제 1 평면과 연결시키는 고정 메커니즘을 제공하는 단계를 포함한다. 고정 메커니즘은 정렬된 홀의 그룹, 태브, 슬롯 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 시트 재료에 바람직한 폴드 라인을 디자인하기 위해 데이터 처리 시스템용 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 컴퓨터 프로그램 제품은 제도 시스템 상의 모판 내 바람직한 폴드 라인을 형성하기 위한 명령, 및 폴드 라인에 대해 구성 및 위치설정된 일련의 연결 영역을 형성하는 일련의 절단 영역을 포함하는 폴드 기하학적 구조로 폴드 라인을 파퓰레이팅하기 위한 명령을 포함하며, 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩할 때 절단 영역의 대향 측면 상에 재료의 에지-대-면 결합 및 지지를 산출한다.
컴퓨터 프로그램 제품은 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩할 때 에지-대-면 결합 및 지지를 가능하게 할 수 있도록 폴드 라인을 따라 연결 영역을 형성하도록 절단 영역의 위치설정, 스케일링 및/또는 형성을 위한 명령을 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키기 위해서 절단 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하기 위한 명령을 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 모판 내의 결함을 탐지하기 위한 명령, 및 결합에 가까운 국부적 폴드 기하학적 구조를 기초로하여 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키기 위해서 연결 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하기 위한 명령을 더 포함할 수 있다. 파퓰레이팅하기 위한 명령은 폴드 라인에 따라 재료를 폴딩할 때 응력 집중 및 파괴 개시에 대한 내성을 가지기 위해서 절단 영역 및 연결 영역을 형성할 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은 재료의 형태, 재료 두께, 스트랩 폭, 스트랩 밀도, 절단면, 피로 강도, 및 재료 방향의 각도의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 매개 변수를 기초로 하여 폴드 기하학적 구조를 형성하기 위한 명령을 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 캐드/캠 시스템을 갖춘 설비를 위해 구성될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 폴드 라인을 따라 파퓰레이팅됨에 따라서 절단 영역 및 연결 영역 기하학적 구조를 나타내는 캐드/캠 시스템 상에 가시부 또는 디스플레이를 제공하기 위한 명령을 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 캐드/캠 적용을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 주름 피쳐를 포함하는 주름 시트 재료 제품을 디자인하기 위한 명령을 더 포함할 수 있으며, 절단 영역 및 연결 영역은 바람직한 주름 피쳐에 따라서 중첩된다.
본 발명의 다른 양상은 구겨지지 않는 시트 재료에 바람직한 폴드 라인을 디자인하기 위한 데이터 처리 시스템용 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품, 여러 가지 차원 및/또는 형상을 갖는 복수의 절단 영역 구성 및 연결 영역 구성을 저장하기 위한 명령, 제도 시스템 상의 모판 내 바람직한 폴드 라인을 디자인하기 위한 명령, 바람직한 형상 및 스케일을 갖는 바람직한 절단 영역 및/또는 바람직한 연결 영역을 선택하기 위한 명령, 선택된 절단 영역 및 선택된 연결 영역을 포함하는 바람직한 기하학적 구조, 폴드 라인을 따라 바람직한 폴드 기하학적 구조를 위치설정하기 위한 명령, 및 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/감소시키기 위해서 바람직한 폴드 기하학적 구조를 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하기 위한 명령을 포함하여, 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩할 때 절단 영역의 대향 면 상에 재료의 에지-대-면 결합을 생성시키는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
컴퓨터 프로그램 제품은 폴드 라인과 관련하여 제 1 평면과 겹치는 제 2 평면을 재료의 제 1 평면과 연결시키기 위한 고정 메커니즘을 제공하기 위한 명령을 더 포함할 수 있다. 고정 메커니즘은 정렬된 홀, 태브, 슬롯 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 제도 시스템 상의 모판 내 바람직한 폴드 라인을 형성하기 위한 입력 수단, 및 폴드 라인에 대해 구성 및 위치설정되는 일련의 연결 영역을 형성하는 일련의 절단 영역을 포함하는 폴드 기하학적 구조로 폴드 라인을 파퓰레이팅하기 위한 컴퓨팅 수단을 포함하여, 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩할 때 절단 영역의 대향 면 상에 재료의 에지-대-면 결합을 생성시키는, 구겨지지 않는 시트 재료에 바람직한 폴드 라인을 디자인하기 위한 데이터 처리 시스템에 관한 것이다.
컴퓨팅 수단은 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩할 때 에지-대-면 결합을 가능할 수 있게하도록 폴드 라인을 따라 연결 영역을 형성하도록 절단 영역을 위치설정, 스케일링 및/또는 형성할 수 있다. 컴퓨팅 수단은 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키도록 절단 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성할 수 있다. 컴퓨팅 수단은 결합에 가까운 국부적 폴드 기하학적 구조를 기초로 하여 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키도록 연결 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하며 모판 내의 결점을 탐지할 수 있다. 컴퓨팅 수단은 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩할 때 응력 집중도 및 파기 개시에 대한 내성을 가지기 위해서 절단 영역 및 연결 영역을 형성할 수 있다. 컴퓨팅 수단은 재료 형태, 재료 두께, 스트랩 폭, 스트랩 밀도, 절단면, 피로 강도, 및 재료 방향의 각도의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상이 매개변수를 기초로 하여 폴드 기하학적 구조를 형성할 수 있다.
시스템은 재료 형태, 재료 두께, 스트랩 폭, 스트랩 밀도, 절단면, 피로 강도 및 재료 방향의 각도의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 매개변수를 기초로하는 복수의 미리결정된 폴드 기하학적 구조를 저장하는 메모리 수단을 더 포함할 수 있으며, 컴퓨팅 수단은 미리결정된 폴드 기하학적 구조들 중 하나 이상을 선택할 수 있다. 시스템은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 캐드/캠 시스템을 더 포함할 수 있다. 시스템은 폴드 라인을 따라 파퓰레이팅되는 바와 같이 절단 영역 및 연결 영역을 나타내는 캐드/캠 시스템 상에 가시부를 제공하기위한 디스플레이 수단을 더 포함할 수 있다. 시스템은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 캐드/캠 시스템과 연관되어 이용될 수 있다. 시스템은 주름 피쳐를 포함하는 주름 시트 재료 제품을 디자인하기 위해 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 수단은 주름 피쳐에 따라서 절단 영역 및 연결 영역이 중첩된다.
또 다른, 본 발명의 다른 양상은 여러 가지 차원 및/또는 형상을 갖는 복수의 절단 영역 구성 및 연결 영역 구성을 저장하기 위한 저장 수단, 제도 시스템 상의 모판 내 바람직한 폴드 라인을 형성하기 위한 입력 수단, 바람직한 형상 및 스케일을 갖는 바람직한 절단 영역 및/또는 바람직한 연결 영역을 선택하기 위한 컴퓨팅 수단을 포함하는 구겨지지 않는 시트 재료에 바람직한 폴드 라인을 디자인하기 위한 시스템에 관한 것이며, 컴퓨팅 수단은 선택된 절단 영역 및 선택된 연결 영역을 포함하는 바람직한 폴드 기하학적 구조, 폴드 라인을 따라 바람직한 폴드 기하학적 구조를 위치시키며, 컴퓨팅 수단은 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키기 위해서 원하는 폴드 기하학적 구조를 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하며, 폴드 라인을 따라 재료를 폴딩할 때 절단 영역의 대향 면 상의 재료의 에지-대-면 결합을 생성시킨다.
컴퓨팅 수단은 폴드 라인과 관련하여 제 1 평면과 겹치는 재료의 제 2 평면을 재료의 제 1 평면과 연결하기 위한 고정 메커니즘을 디자인 및/또는 형성하기 위해 구성될 수 있다. 고정 수단은 정렬된 홀, 태브, 슬롯 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 시트 재료 내의 폴드 라인을 디자인하는 방법은 첨부 도면에 보다 상세히 도시되어 있거나 첨부 도면으로부터 명백해질 이점 및 다른 특징이 있으며, 이는 본 발명의 원리를 설명하기 위해서 본 발명의 다음 상세한 설명 및 본 발명의 일부를 형성하며 본 발명의 일부에 도입된다.
도 1은 본 발명에 따른 폴드 라인을 디자인하기 위한 본 발명의 예시적 시스템의 양상을 도시하는 블록선도이며,
도 2는 본 발명에 따른 폴드 라인을 디자인하기 위한 본 발명의 예시적 절차 또는 방법의 양상을 도시하는 블록선도이며,
도 3은 상대적으로 보다 높은 내피로성을 갖는 하부 폴드 라인 기하학적 구조 및 상개적으로 보다 낮은 내피로성을 갖는 상부 폴드 라인 기하학적 구조를 구비한 시트 재료의 예시적인 도면이며,
도 4는 두 개의 평행한 폴드 라인 둘레에서 구부러진 후에 도 3에 도시된 시트 재료의 평면도이며,
도 5a는 도 3에 도시된 시트 재료의 분해 단편적 평면도이며,
도 5b는 원형 도면 도 5b에 의해 둘러사인 도 5a 영역의 다른 분해 평면도이며,
도 6a 내지 도 6d는 예시적 연결 구성의 입면도이며,
도 7은 조립 연결 피쳐의 평면도이며,
도 8은 유저가 폴딩될 시트 재료의 여러 특징을 입력하기 위해 이용할 수 있는 예시적인 도식 인터페이스 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예, 첨부 도면에 도시된 예는 보다 상세히 설명된다. 본 발명은 바람직한 실시예와 연관되어 기재되지만 이들 예에 본 발명을 제한하려는 것은 아님을 이해해야 한다. 이에 반해, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함될 수 있으며 대안, 변경 및 동등함이 적용되도록 의도된다.
본 발명은 본 원에 전체 참조 되며, 제한되는 것은 아니지만, 시트 재료 및 이의 슬릿 시트의 정밀한 벤딩을 위한 방법을 명칭으로 하며 2000년 8월 17일 출원된 미국 특허 제 09/640,267호, 현 미국 특허 출원 제 6,481,259('259 출원), 시트 재료, 슬릿 시트 및 슬릿 시트의 정밀한 벤딩 방법 및 제조 공정을 명칭으로 하며 2002년 9월 26일 출원된 미국 특허 제 10/256,870호('870 출원), 정밀한 폴딩된 , 고강도, 내피로성 구조물 및 이의 시트를 디자인하고 제조하는 기술을 명칭으로 하며 2003년 9월 26일 출원된 미국 특허 출원 제 10/672,766호('766 출원), 및 변위를 제어하는 벤드를 구비한 시트 재료 및 이를 형성하기 위한 방법의 명칭으로 2004년 3월 3일 출원된 미국 특허 제 10/795,077 [변호사 서류 번호 34093/US/RBC]호에 의해 기재된 내용을 포함하는 여러 가지 폴드 기하학적 구조 및 구성을 이용하여 구겨지지 않는 시트 재료에 하나 이상의 원하는 폴드 라인을 디자인하기 위한 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 시스템에 관한 것이다.
유리하게, 본 발명은 전술된 '259 출원 및 뿐만 아니라 '870 출원과 '766 출원에 의해 기재된 바와 같이, 보다 정밀한 3 차원(3D) 접친 구조물에 보다 높은 정확한 2차원(2D) 컴퓨터 수치 제어(CNC) 절단 기술의 전달을 가능할 수 있게 하는 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 원하는 폴드 라인을 따라 시트 재료의 벤딩을 가능하게 할 수 있거나 용이하게 하는 원하는 폴드 라인의 어느 한 측면 상에 배열되는 일련의 곡선형 슬릿 또는 절단 영역을 포함하는 기하학적 구조 구성인, 원하는 폴드 가능 또는 폴드 용이 "폴드 기하학적 구조"을 결정하도록 프로그램화되는 매개변수를 이용한다. 매개변수 프로그램화는 일반적으로 매개변수의 범위에 있어서 최적화 문제를 해결하기 위한 프로그램화에 관한 것을 고려해야 한다.
일반적으로, "폴드 라인"은 프레스 브레이크(press brake) 또는 리프 브레이크(leaf brake)에 의해 생성되는 것과 유사한, 종류의 벤드가 둘레에 형성되거나 연장되는 "모판" 또는 시트 재료를 따라서 연장하는 라인 또는 축이다. 예를 들어, 원하는 폴드 라인은 시트 재료를 통해서 연장하는 가공 라인이며 원하는 벤드 를 형성함에 따라서, 폴드 또는 벤드의 최고점과 실질적으로 일치한다. 폴드 라인은 직선 또는 약간 곡선형일 수 있음을 고려해야 한다. "모판"은 시트 재료의 평면이며 이로부터 처리된 본 발명의 폴드는 슬릿, 캐스트 또는 그렇지 않으면 폴드 라인 둘레에서 벤딩하는 것을 용이하게 하기 위해서 부가적이거나 감하는 방식으로 형성된다. 용어 "주름 피쳐"는 일반적으로, 제한되는 것은 아니지만, 폴드 라인 둘레에 형성될 폴드, 벤드, 주름, 리지, 및 다른 원하는 기하학적 구조 구성을 포함하는 기하학적 구조 구성에 관하여 이용될 수 있다는 점을 고려해야 한다.
본 발명의 목적을 위해서, 용어 "곡선형 슬릿"은 하나 이상의 비 선형 기하학적 구조 형성에 의해 형성되는 슬릿에 관한 것이다. 예를 들어, 곡선형 슬릿은 '259 특허에 의해 기재된 바와 같이 선형 부분 및 원형 부분, '870 및 '766 툭허에 의해 기재된 바와 같은 보다 큰 반경 중심 부분 및 보다 작은 반경 단부 부분을 구비한 복합 곡선부, 및/또는 다른 적합한 비선형 기하학적 구조를 갖는 긴 슬릿의 형태일 수 있다. 용어 "절단 영역"은 모든 선형 구획으로 구성되는 슬릿뿐만 아니라 곡선형 슬롯을 포함할 수 있다. 일련의 두 개, 세 개, 네 개 이상의 절단 영역은 이에 상응하는 "일련의" 한 개, 두 개, 세 개 이상의 연결된 영역, 즉, 인접한 절단 영역들 사이에 배치되는 재료의 일부분(들)을 형성한다.
본 발명의 목적을 위해서, 용어 "스트랩"은 폴드 라인의 어느 한 측면 상에 시트 재료의 제 1 및 제 2 평면 부분을 상호 연결하며 절단 영역들 사이에 배치되는 연결 영역에 관한 것이며, 제 1 및 제 2 평면 부분은 시트가 폴드 라인을 따라 폴딩된다면 서로에 대해 이면각으로 각도를 형성하여 배치된다. 이 후에 더 상세 히 기재되며, '259 특허 및 '870 및 '766 출원에 기재된 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 형성된 슬릿/스트랩 구성은 폴드 라인 둘레에 시트 재료의 벤딩 중에 제 1 및 제 2 평면 부분의 에지-대-면 결합 및 지지를 제공한다.
매개변수 프로그램화를 이용함으로써, 본 발명은 컴퓨터 분야가 각각의 특정 시트를 위해서, 새로운 명령 세트, 또는 새로운 프로그램을 기록하는 대신에 특정 시트 재료 내 원하는 폴드 라인 둘레에 하나 이상의 미리결정된 절단 영역의 스케일 및 위치설정을 자동으로 결정하는 하나 이상의 폴드 기하학적 구조를 쉽게 발생시키도록 이용될 수 있다. 특히, 매개변수 프로그램화는 디자이너, 엔지니어 또는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 프로그래머와 같은 사용자가 특정 태스크(task)의 매개변수를 변경하게하며, 즉 특정 시트의 특정 특징 또는 매개변수를 기초로하는 특정 시트 재료의 폴드 라인을 위한 폴드 기하학적 구조, 이용가능한 절삭 장비의 성능, 및 최종 폴딩된 시트를 위한 요구되거나 원하는 수행 기준을 결정하도록 이용될 수 있다. 이러한 특징은 제한되는 것은 아니지만, 시트 재료의 형태, 길이, 폭 및 두께와 같은 시트의 차원, 길이, 폭 및 두께와 같은 스트랩의 원하는 형상 차원; 스트랩의 원하는 간격; 바람직한 절단면; 절단 영역의 방향; 폴드 라인의 경계에서 시트의 에지 방향; 홀, 슬롯, 그루브, 결점, 및/또는 다른 국부적 기하학적 구조 변형이 시트 내에 발견되든지 아니든지 간에 재료의 폴딩 특성이 비등방성인 경우에 폴드에 대한 재료 방향의 벡터; 최종 폴딩된 시트의 비용에 따른 영향과 슬리팅 장비의 절단 성능; 및/또는 폴딩된 시트의 수행 기준을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램 제품은 특정 시트 재료의 특징을 기초로 하 여 재위치설정, 재스케일링, 재형성, 및/또는 그렇지 않으면 변경될 수 있는 미리결정된 폴드 기하학적 구조를 저장할 수 있다. 이와 달리, 컴퓨터 프로그램 제품은 폴드 기하학적 구조를 결정하며, 그리고/또는 특정 시트의 특징을 기초로 하여 폴드를 재위치설정, 재스케일링, 재형성 및/또는 그렇지 않으면 변경할 수 있는 하는 하나 이상의 알고리즘을 포함할 수 있다. 더 추가로, 컴퓨터 프로그램 제품은 폴드 기하학적 구조를 결정하는 알고리즘 및 미리결정된 폴드 기하학적 구조의 조합을 이용할 수 있다. 유저는 시트의 여러 특징을 간단하게 입력함으로써 다수의 상이한 시트를 위한 바람직한 폴드 기하학적 구조를 결정하도록 컴퓨터 분야를 이용할 수 있다. 따라서, 유저는 각각의 절단 영역 및 연결 영역의 위치설정, 스케일, 및 형성을 디자인하는데 요구되지 않으며 따라서, 유저의 일부분의 상당한 시간 및 노력을 절약한다.
이러한 컴퓨터 프로그램 제품은 현존하는 컴퓨터 원용 디자인(CAD) 분야, 컴퓨터 원용 엔지니어링(CAE), 컴퓨터 원용 제조(CAM) 적용부 및/또는 이들의 조합 (집합적으로 "디자인 적용부"로 언급함)과 통합되며 그리고/또는 관련되어 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램 제품은 메사츄세츠, 웰뎀의 파라메트릭 테크놀로지사(Parametric Technology Corporation)에 의한 슈렌스(Suresnes), 프랑스, 및/또는 프로/등록상표 엔니지어(PRO/ENGINEER®) 분야의 다쏘 시스템 코포레이션(Dassault Systems Corporation) 에 의해 판매되는 헌츠빌, 알라바마, 등록상표 캐티아(CATIA®) 분야의 인터그래프사에 의한 등록상표 솔리드 에지 (SOLID EDGE®), 메사츄세츠, 콩코드의 솔리드워크사에 의해 판매되는 등록상표 솔리드워크 2004 분야와 같은 현존하는 모델링 분야에 보조(예를 들어, 플러그-인)로서 실행될 수 있다. 이와 달리, 컴퓨터 프로그램 제품은 CAD 적용부, CAE 적용부 및 CAM 적용부들 중 임의의 하나 이상의 적용부로 통합될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품이 스탠드 얼론 프로그램(stand-alone program)으로서 형성될 수 있다는 점을 더 인식할 수 있다.
도면에 관하여, 동일한 부품은 여러 도면을 통해 동일한 도면 부호로 지칭되며, 도 1을 보면, 본 발명에 따른 시트(32) 재료 내의 바람직한 폴드 라인(31)을 디자인하기 위한 시스템(30)의 블록선도를 도시하고 있다. 시스템은 베이직 시스템 레벨 절차, 메니지 데이터 스토리지(manage data storage) 및 메니지 실행 적용 절차를 수행하는 중앙 처리 유닛(CPU; 34) 또는 다른 적합한 수단을 구비한 컴퓨터(33)를 포함한다. 컴퓨터는 CPU에 의해 어드레스로 불러낼 수 있는 메모리 소오스(35)도 포함한다. 메모리 소오스는 CPU 내장 또는 외장인 임의의 스토리지 조합을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니지만, 캐시 메모리, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및/또는 데이터 스토리지 장치 상의 외부 가상 메모리를 포함할 수 있다.
CPU는 유저가 구체적인 시트(32)의 특정 특징을 입력시키는 키보드, 터치 스크린 또는 다른 적합한 수단과 같은 유저 입력 인터페이스(36)에 연결된다.
컴퓨터는 공지된 방식으로 예를 들어, 솔리드 모델링, 와이어-프레임 모델링, 및/또는 다른 적합한 수단에 의해 시트(32)의 전자 모델링을 허용하는 적합한 제도 시스템 또는 디자인 적용부(37)를 포함할 수 있다. 디자인 적용부(37)는 공지된 방식으로 메모리 내에 저장되며 컴퓨터(33) 상에 로딩되는 전술된 현존하는 CAD/CAE/CAM 적용부 또는 다른 적합한 디자인 적용부들 중 하나 이상일 수 있다. 바람직하게, 디자인 적용부(37)는 유저가 시트(32)의 전자 모델링을 전자적으로 조작시키는 하나 이상의 공지된 툴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디자인 적용부는 사용자가 공지된 방식으로 응력, 스트레인, 변위, 및 다른 특성을 위한 전자 모델링을 전자적으로 모의수행하거나 "가상으로" 테스트하게 하는 제한된 요소 분석과 같은 여러가지 디자인 분석 툴을 포함할 수 있다. 특히, 디자인 적용부는 바람직하게는, 폴드 및/또는 벤드 성능을 포함하며, 즉, 유저가 폴드 라인을 따라 시트 재료의 폴딩 또는 벤딩을 전자적으로 모의수행하게 하는 툴을 포함한다.
본 발명에 따라서, 컴퓨터(33)는 부가적인 프로그램, 즉 시트(32)의 구체적인 특징 또는 매개변수를 기초로하는 바람직한 폴드 기하학적 구조를 결정하도록 구성되는 파라메트릭 프로그래밍을 포함하는 폴드 프로그램(38)을 또한 구비한다. 폴드 프로그램(38)은 이후에 더 상세히 기재되며 전술된 바와 같이 결정된 바람직한 폴드 기하학적 구조로 알고리즘을 변경/또는 포함할 수 있는 미리결정된 폴드 기하학적 구조를 저장할 수 있다.
CPU는 모니터 또는 다른 적합한 수단과 같은 디스플레이 유닛(39)에 연결되며, 디스 플레이 유닛은 다른 가능성 중에서, 시트의 모의 수행된 가시부 및 이에 대응하는 특징, 폴드 라인을 따라 시트를 벤딩하는 것으로부터 야기되는 시트, 및/또는 제품에 가해지는 바와 같은 하나 이상의 바람직한 폴드 기하학적 구조의 모의 수행된 가시부를 허용한다.
CPU는 장치 출력 인터페이스(40)에 연결될 수도 있으며, 차례로, 폴드 기하학적 구조를 생성시키는 절단 영역을 시트에 적용하도록 구성되는 절단 기구(41)에 연결된다. 예를 들어, 출력 인터페이스는 절단 기구에 의해 판독될 수 있는 형식(format)으로 CNC 절단 기구 또는 적합한 장치에 폴드 기하학적 구조를 전달하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 절단 기구에 폴드 기하학적 구조를 전달하는 형식은 절단 기구에 의해 추가의 간섭을 요구하지 않는다. 명령은 이에 제한되는 것은 아니지만, .MDF, DXF, .IGES, 및/또는 .STEP 파일을 포함하는 여러 가지의 공지된 형식의 형태로 전달될 수 있음을 고려해야 한다.
도 2에 관하여, 본 발명에 따른 폴드 라인을 디자인하기 위한 예시적 방법이 개략적으로 도시되어 있다. 시스템(30)이 본 발명의 방법을 실행하기 위해서 이용될 수 있는 점을 고려해야 한다. 폴드 프로그램(38)의 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 본 발명의 방법을 실행하기 위해서 현존하는 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크 사에 로딩될 수 있다는 점을 고려해야한다.
유저는 시트 재료(32)의 여러 가지 특징 또는 매개변수 및/또는 폴딩된 시트의 절단 장치 및/또는 강도 요건을 키보드(36)를 이용하여 시스템으로 입력할 수 있다(단계 300). 예를 들어, 유저는 시트의 물리적 특성을 설명하는 두께, 및 다른 매개변수를 포함하는 시트의 차원, 재료의 형태를 입력할 수 있다. 시스템은 스캐닝 및/또는 다른 적합한 수단에 의해 시트의 특정 물리적 특징을 자동으로 결정하도록 구성될 수 있음을 고려해야 한다. 디자인 적용부는 공지된 방식으로 시 트의 전자 모델링(32)을 생성시킨다(단계 301).
유저는 그 후, 바람직한 폴드 라인을 등록한다(단계 302). 즉, 유저는 위치, 형태, 길이, 및/또는 다른 바람직한 매개변수를 포함하는 폴드 라인(31)의 바람직한 특성을 등록한다. 디자인 적용부가 삽입되거나 통합된 폴드 및 비폴드 성능을 갖는다면, 디자인 적용부는 폴드 라인의 전자 모델링을 생성시킨다(단계 303). 이와 달리, 외부 폴드 프로그램은 폴드 라인의 전자 모델링을 발생시킨다(단계 304).
유저는 임의의 절단 한계가 절단 영역을 디자인하는 경우에 고려될 수 있도록 사용될 절단 영역 형성 또는 절단 장치의 형태를 입력할 수도 있다. 예를 들어, CNC 절단 기구는 펀치 프레스 또는 슬리팅 나이프가 수행할 수 없는 절단을 수행할 수 있다.
결국, 강도, 내피로성, 및/또는 비용 한계와 같은 폴딩된 시트의 수행 매개변수가 등록될 수 있다.
다수의 경우에, 이러한 여러 데이터 정보입력 단계는 특정 유저에 있어서 초기 디폴트 설정에 의해 방지될 수 있으며, 예를 들어, CNC 구동 레이저 절단 기구를 항상 이용하거나 절단 영역을 절단하기 위해서 요구되는 시간에 의한 비용에 관계없이, 가장 높은 강도, 내피로성 폴딩된 구조물에 항상 관심을 갖는다.
다음, 폴드 프로그램(38)은 시트(32) 및 폴드 라인(31)의 특징을 기초로하여 바람직한 폴드 기하학적 구조를 결정하기 위해서 폴드 라인 서브루틴을 착수한다(단계 305). 폴드 프로그램은 메모리(35) 내에 저장되는 미리결정된 폴드 기하학적 구조의 데이터베이스(42) 또는 룩 업 테이블(look-up table)을 이용하여 바람직한 폴드 기하학적 구조를 결정할 수 있다. 이러한 경우에, 폴드 프로그램은 바람직한 형상 및 스케일(예를 들어, 아크 세트)를 구비한 바람직한 폴드 기하학적 구조를 선택한다. 본 발명의 목적을 위해서, 아크 세트는 데카르트 좌표 내 각각의 연결된 아크에 있어서 시작점, 종결점, 중심점에 의해 표현되는 한 측면 상에 스트랩의 경계를 짓는 일련의 코-탄젠트 아크 세트를 포함할 수 있다. 아크 및 슬릿 단부를 연결하는 구체적인 조합에 대응하는 데이터는 미리결정된 아크 세트의 형태로 저장될 수 있다.
이와 달리, 폴드 프로그램은 메모리(35) 내에 저장되는 폴드 알고리즘(43)을 이용함으로써 바람직한 폴드 기하학적 구조를 결정한다(단계 307). 폴드 프로그램은 폴드 데이터베이스 및 폴드 알고리즘의 조합을 이용함으로써 바람직한 폴드 기하학적 구조를 결정하도록 구성될 수 있음(단계 308)을 또한 고려해야 한다.
폴드 프로그램은 바람직한 폴드 기하학적 구조를 자동으로 변경하고(단계 310) 시트(32) 내의 국부적 결점을 탐지하는(단계 309) 탐지 알고리즘(44)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 탐지 변환기(57)는 시트(32)를 스캔할 수 있으며, 탐지 알고리즘을 이용하거나, 탐지된 데이터를 탐지 알고리즘에 입력하며, 시트 내 홀, 리세스, 또는 다른 국부적 기하학적 구조 불연속성을 탐지한다. 탐지 알고리즘은 불연속성으로 인해 국부적 결점을 보상하기 위해 바람직한 폴드 기하학적 구조를 자동으로 재위치설정, 재형성, 및/또는 그렇지 않으면 변경한다.
일단 형성되면, 바람직한 폴드 기하학적 구조는 시트(32)의 전자 모데링에 적용된다(단계 311). 이는 새로운 전자 모델링을 생성시키며, 현존하는 전자 모델링을 변경하거나 다른 적합한 수단에 의해 실행될 수 있음을 고려해야한다. 특히, 폴드 프로그램(38)은 일련의 슬릿 또는 절단 영역(45)(도 3 참조)을 갖추어 시트(32)를 파퓨레이팅시킨다. 폴드 프로그램은 폴드 라인의 어느 한 측면 상에 위치되는 일련의 슬릿(45)을 갖춘 시트의 전자 모델링을 변경하며, 슬릿은 상응하는 일련의 연결 영역 또는 스트랩(46)을 형성한다. 폴드 기하학적 구조의 슬릿/스트랩 구성은 시트가 폴드 라인(31) 둘레에서 폴딩된다면, 그리고 폴딩 중에 시트(32)의 제 1 및 제 2 평면 부분(47, 48)의 에지-대-면 결합 및 지지를 용이하게 한다 (본원에 전체가 참조되는 미국 특허 출원 제 10/672,766 호의 도 4, 도 8a, 8b, 10a 등 및 이와 관련된 설명 참조).
폴드 프로그램은 폴드 알고리즘을 더 세밀히 구별하기 위한 목적으로 실험 데이터를 연속적으로 제공하기 위해서 폴드 알고리즘에 수정된 벤드 감소 및/또는 벤드 허용을 공급하도록 더 구성될 수 있다.
바람직하게, 폴드 프로그램은 도 3에 도시된 바와 같이, 바람직한 폴드 기하학적 구조를 유저가 더 조절시키도록(단계 312) 구성된다. 예를 들어, 유저는 추가로, 바람직하다면, 입력 인터페이스(36)을 이용하여 바람직한 폴드 기하학적 구조를 재위치설정, 재스케일링, 재형성, 및/또는 그렇지 않으면 변형할 수 있다. 특히, 슬릿은 유저에 의해 바람직하게 스트랩을 변위, 추가, 감소 및/또는 그렇지 않으면 변경하기 위해서 변경될 수 있다. 이러한 변경은 2D, 비폴딩된 모델, 3D, 폴딩된 전자 모델, 또는 변경 및 디자인 고정의 일부로서 부분적으로 또는 완전히 폴딩되고 그리고 비폴딩될 수 있는 모델로 수행될 수 있다. 게다가, 변경은 전자 모델의 그래픽 표현으로로 시각적으로 표시되지 않는 입력 매개변수로서 표현될 수 있다.
바람직한 폴드 기하학적 구조가 시트(32)의 전자 모델링에 적용된다면, 시트 및 폴드 기하학적 구조의 최종 모델은 이들의 시각 모의수행을 위한 유닛(39)을 나타내도록 출력된다(단계 313).
컴퓨터(33)가 절단 기구(41)에 실시가능하게 연결된다면, 시트 및 폴드 기하학적 구조의 최종 모델은 절단 기구에 적합한 형식으로 출력되어(단계 314), 실제 시트(32)에 절단 기구가 바람직한 폴드 기하학적 구조를 적용시키게 한다. 예를 들어, 단계(314)는 제한되는 것은 아니지만, 레이저 절단, 워터-젯 절단, 펀칭, 스탬핑, 롤-형성, 기계가공, 포토-에칭, 화학 기계가공 등을 포함하여 적합한 수단예 의해 실제 시트(32)로 슬릿(45)을 절단하는 CNC 절단 기계에 명령을 보내는 단계를 포함할 수 있다.
이전에 관련된 적용부와 관련하여 기재된 바와 같이, 시트 재료의 벤딩을 제어하여 정확히 위치시키며 슬릿을 형성하는 공정은 펀칭, 스탬핑, 롤-형성, 기계가공, 포토-에칭, 화학 기계가공 등과 같은 이러한 공정을 포함한다. 이러한 공정은 보다 가벼운 중량 또는 보다 얇은 게이지 재료용으로 특히 매우 적합하지만, 이들은 상대적으로 무거운 게이지의 시트 재료용으로 이용될 수도 있다. 보다 두껍거나 보다 무겁게 측정된 재료는 레이저 절단 또는 워터 젯 절단 장비를 이용하여 보다 유리하게 슬리팅 또는 홈이 형성된다.
폴드 프로그램의 성능에 관하여, 폴드 기하학적 구조의 여러 가지 양상은 보다 상세히 기재된다. 이러한 기재를 목적으로, 용어 "엔지니어링된 폴드"는 바람직한 폴드 기하학적 구조가 적용되는 바람직한 폴드 라인을 따라 시트 재료의 벤딩에 의해 수행될 수 있는 폴드 또는 벤드를 언급하며, 즉, 일련의 절단 영역(45)이 적용되어 일련의 연결 영역(46)이 형성되는 시트 재료이다. 용어 "브레이크 벤드"는 프레스 브레이크 또는 리프 브레이크를 이용하는 바와 같이 통상적인 수단에 의해 수행될 수 있는 폴드 또는 벤드를 언급하고 있다.
일반적으로, 폴드 프로그램(38)은 유저가 몇몇의 방법에 의해 시트(32)의 전자 모델링의 폴드 라인(31)을 나타내거나 변경하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유저는 하나 이상의 브레이크 벤드, 또는 이들의 조합으로 하나 이상의 엔지니어링된 폴드를 갖춘 시트 재료를 제공하기를 바랄 수 있다. 바람직하게, 폴드 프로그램은 개별적으로 또는 전체적으로(globally), 유저가 엔지니어링된 폴드와 브레이크 벤드 사이에서 선택하도록 구성된다. 이러한 폴드/벤드 피쳐는 제한되는 것은 아니지만, 벤드/폴드 피쳐의 한 면 (예를 들어, 시트의 전자 모델링 상에 시뮬레이팅된 폴드 라인)에 오른쪽 마우스를 클릭하는 단계, 디자인 적용부 피쳐 트리 내에 적합한 입력에 있어 오른쪽 마우스를 클릭하는 단계, 및 또는 디자인 적용부 및 다른 윈도우 형태 소프트웨어 분야(예를 들어, 인서트>시트 재료>엔지니어링된 폴드)에서 공통으로 발견되는 다운 드롭 메뉴를 이용하는 네비게이션 형태 작동에 의해 확인하고 후속적으로 변경할 수 있다. 바람직하게, 유저는 원하는 만큼, 피쳐를 후속적으로 변경하거나 재분류할 수 있다.
폴드 기하학적 구조를 집합적으로 구성하는 개개의 슬릿(45)은 여러 가지 기하학적 구조 구성을 가질 수 있다. 슬릿은 절단 기구의 절단 통로의 중앙 라인과 예를 들어, 레이저-절단 기구, 워터-젯 절단 기구, 및 또는 다른 적합한 수단과 같은 CNC 절단 시스템 절단 통로와 일치함을 고려해야 한다. 슬릿은 제한되는 것은 아니지만, 주입 몰딩, 주조, 펀칭 및 스탬핑과 같은 절단 이외의 방법에 의해 형성될 수 있다는 점을 고려할 수도 있다.
일 실시예에서, 곡선형 슬릿(45)은 폴드 라인(31)을 향해 지향되는 볼록 측면을 갖는 대체로 아치형 형상으로 구성될 수 있다. 일반적으로, 슬릿은 슬릿의 하나 또는 두 개 모두의 단부가 연결 아크(50)에 의해 코 탄젠트 방식으로 상호 연결되는 슬릿 단부(49)를 갖는 복합 곡선형이다. 일반적으로, 슬릿 단부는 도 5b에 도시된 바와 같이, 연결 아크의 곡률 반경보다 적은 반경을 갖는다. 연결 아크의 반경은 본 발명에 따라서 변할 수 있으며, 일 실시예에서, 상기 반경은 직선 라인에 가까울 만큼 클 수 있다.
계속하여 도 3, 도 5a 및 도 5b와 관련하여, 슬릿은 상대적으로 저 내피로성 또는 고 내피로성용으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 슬릿(45a)은 주기적인 하중(cyclical loading) 또는 강한 정 하중(intense static loads)을 조건으로 하도록 요구되지 않는다. 따라서, 저 내피로성 슬릿은 증가한 내응력을 요구하지 않으며, 슬릿이 실질적으로 감소한 반경 슬릿 단부를 필요로 하지 않기 때문에 더 경제적으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 고 내피로성 슬릿(45b)은 주기적인 하중 또는 강한 정 하중을 조건으로 하도록 요구된다. 이러한 고 내피로성 슬릿은 연결 아크 (50b)의 곡률 반경 보다 실질적으로 보다 작은 반경을 갖는 슬릿 단부(49b)로 형성된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 절단 영역의 고 피로 또는 저 피로 변화는 폴드 데이터베이스 내에 저장되는 바람직한 슬릿 단부에 연결되며 폴드 라인으로부터 일정한 조그 거리(jog distance)로 유지되는 중앙 아크로부터 절단 영역을 구성함으로써 더욱 넓거나 좁도록 스케일링될 수 있으며, 슬릿 단부는 감소한 반경 방식으로 절단 영역에서 종결되어 기하학적 구조 지점의 응력 집중을 감소한다. 이러한 절단 영역을 넓히기 위해서, 슬릿 단부는 더 떨어져서 이동하며, 보다 큰 반경 연결 아크는 폴드 라인으로부터 떨어진 동일한 조그 거리로 종결 아크들 세트 사이에 미드웨이(midway)가 설정된다.
바람직하게, 폴드 프로그램(38)은 "슬릿 트리밍" 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 연결 아크(50b)가 각각의 슬릿 단부와 연속으로 코탄젠트로 구성된 후에 슬릿 단부(49b)의 초과 부분(52)을 제거하는 공정을 위해 구성된다. 예를 들어, 코탄젠트가 아닌 슬릿 단부 및 연결 아크의 초과 겹침(예를 들어, 초과 부분(52))은 전자 모델 또는 이들의 그래픽 표시로 정돈된다. 폴드 데이터베이스 내의 아크 세트로서 혼합 곡선 저장의 이점은 이들 절단에 영향에 미치는 종래의 CNC 절단 장비가 혼합 곡선을 나타내기 위해서 연결된 아크를 요구한다는 점이다. 다른 수단은 혼합 곡선 슬릿 기하학적 구조, 예를 들어, 스플라인(splines), 비트맵(bitmaps), 다항(polynomials), 삼각 함수 및 모수적으로 스케일링될 수 있는 다른 표현을 발생시키도록 이용될 수 있어서 조그가 일정하게 유지되는 동일한 시간으로 절단 영역의 형상을 조절하며, 스트랩 폭 및 스트랩 밀도는 요구되는 바와 같이 조절되며, 비 균일한 폴드 상태라면, 폴드 감소치(fold deduction)은 폴드를 따라서 일정하게 유지된다. 부가적으로, 절단 영역이 연결 아크와 함께 저장된 부분으로부터 구성되든지, 또는 전체 절단 영역이 수학적으로 표현되든지, 주어진 재료 및 재료 두께에 있어서의 바람직한 기하학적 구조는 본 발명에 있어 재료에 확증된 한정된 원소 모델 또는 저장된 데이터베이스에 관련될 수 있다.
스트랩 축(53)은 폴드 라인(31)을 따른 스트랩 또는 연결 영역의 가상 차원(예를 들어, 폭이나 절단면이 없는) 도면(예를 들어, 도 5a)이다. 미리 결정된 복수의 스트랩 축들은 폴드 데이터베이스 내에 제공된다. 폴드 프로그램은 시트의 두께 및 재료에 따라 넓게, 중간 또는 좁게 스트랩 축을 결정한다. 예를 들어, 유저는 재료의 특정 두께를 입력할 수 있으며, 폴드 프로그램은 저장된, 적합한 스트랩을 유저에 의해 입력하여 시트의 두께로 스케일링한다. 스케일링은 룩 업 테이블(look up table)(예를 들어, 룩 업 테이블(42))에 실험 저장 데이터 또는 이러한 실험 데이터 및 이론적 원리에 의해 개발되고 확인된 알고리즘의 결과일 수 있다.
일 실시예에서, 현존하는 소프트웨어 스프레드시트, 예를 들어, 등록상표 엑셀(Excel®) 스프레드시트는 폴드 데이터베이스 내에 미리결정된 폴드 기하학적 구조를 조직하고 저장하기 위해서 이용된다. 폴드 프로그램이 처음 가동될 때, 폴드 데이터베이스(42)는 메모리(35)로 로딩되어 효율적이고 빠른 룩 업 테이블로서 퀴리(query)될 수 있다. 테이블 내의 각각의 열은 폴드 프로그램으로부터의 사용자 입력 및 이에 대응하는 출력에 대해 일치하는 값으로 구성되며, 일정한 폴드 감소 치를 갖춘 바람직한 폴드 기하학적 구조, 즉, 벤드 허용차, 벤드 감소치 또는 k 요소와 호환성 있는 유사한 보상 범위 요소, 즉, 선택되는 바람직한 기하학적 구조의 특성을 기재하고 있다. 도 8과 관련하여, 유저에 의해 입력될 수 있는 입력 데이터 값은:
1. 재료;
2. 재료 두께;
3. 스트랩 폭 (예를 들어, 좁음, 중간, 넓음);
4, 스트랩 간격 (예를 들어, 짧음, 중간, 김);
5. 절단면 (즉, 레이저 또는 워터 젯 절단의 폭);
6. 고 또는 저 피로 강도(예를 들어, 폴드 프로그램은 낮게 디폴팅되도록 구성될 수 있다);
7. 결정 방위 벡터의 각도 (예를 들어, 폴드 프로그램은 "0"이 등방성 재료를 포함하도록 구성될 수 있다);
8. 재료 결정 방위 벡터의 스칼라; 및
9. 절단 장치를 포함한다.
유저 공급 입력 매개변수는 최상부에서 바닥으로 테이블의 "입력 매치 기준(Input Match Criteria)" 측면에 대해 매칭된다. 각각의 매개변수는 정확한 수 매치 또는 사용 범위계 매치 논리를 필요로 한다. 예를 들어, 유저는 다음의 값:
1. 재료 = 스틸 A36 냉연(Cold Rolled);
2. 재료 두께 = 0.125 인치;
3. 스트랩 폭 = 좁음;
4. 스트랩 간격 = 김;
5. 절단면 = 0.010;
6. 피로 강도 = 낮음;
7. 각도 = 0;
8. 스칼라 = 0; 및
9. 레이저 커터를 입력할 수 있다.
등방성 시트 재료는 정의에 의해서 재료의 스칼라 및 각도에 있어서 제로 값을 갖음을 주목해야 한다. 등방성 재료는 재료 결정의 방향 및 등급(magnitude)을 나타내는 몇몇 비-제로 값을 갖는다. 본 발명의 폴드 프로그램 및 부수적인 데이터베이스는 연속적인 평행에서 교차 결정 방향으로 연결 영역(예를 들어, 스트랩)을 방지하도록 이러한 재료 방향을 탐지할 수 있다. 이는 보다 작은 등방성 재료에 이용될 수 있는 보다 높거나 낮은 스트랩 각도를 변형함으로써 달성될 수 있으며, 슬릿을 중앙으로 회전시킴으로써 달성될 수 있어서 모든 연결 영역은 습관적으로 이용되는 교차, 힘 상쇄 방식보다는 동일한 방향으로 연결된다. 소프트웨어 프로그램은 폴드 라인이 재료 벡터에 대해 평행하거나 수직인 경우에 등방성 재료 내의 폴드, 즉, 재료의 결정에 대해 대각선 폴드를 상쇄시킨다.
선택적으로, 재료 값은 테이블에서 정확한 매치를 필요로 하며 지지되는 값은 풀다운 리스트(pull-down list)로부터 이용할 수 있다. 재료 두께는 매치가 발견되는 범위를 형성하는 하한값과 상한값에 대해 매칭될 수 있다. 스트랩 폭은 스 트랩 간격과 같이, 정확한 매치를 요구할 수 있다. 절단면은 테이블에 정의된 하한과 상한에 의해 형성되는 값의 범위 뿐만 아니라 절단 장치의 절단 성능에 대해 매칭될 수 있다. 절단면 기준은 테이블 내 각각의 열로 폴드 데이터베이스 내에 저장될 수 있으며, 실제 절단면은 단순한 산술식에 따라서 폴드 감소치를 조절하도록 비교될 수 있다. 고/저 피로는 정확한 매치를 필요로 할 수 있으며 스위치를 구성하거나 피로 요구 매개변수가 변하기 때문에 한 군의 절단 영역에서 서로에 대해 교차할 수 있다. 재료 결정 방향 벡터의 각도는 테이블 한계에 의해 설정된 값의 범위에 대해 매칭될 수 있다.
열이 확실한 규칙으로 지정되며 출력 결과가 적합한 스트랩 및 폴드 기하학적 구조를 형성하는 데이터의 세트라는 점에서 제 1 열 내의 폴드 프로그램으로부터 입력 세트가 모든 입력 매치 기준 값과 매칭된다. 출력 값은:
1. 조그 (예를 들어, 슬릿 중앙에서 폴드 라인으로의 거리);
2. 폴드 감소치;
3. 절단면 기준;
4. 스트랩 각도;
5. 아크 세트를 포함할 수 있다.
폴드 데이터베이스 테이블은 작은 변형에 영향을 받지 않는 변수를 위한 큰 범위 및 작은 변형에 영향을 받는 변수를 위한 작은 범위 또는 유일한 값을 성립시킬 수 있다.
바람직하게, 폴드 프로그램은 엔지니어링 폴드 또는 브레이크 벤드와 연합하 여 메커니즘을 고정시키거나 하나 이상의 "조인더 특징(joinder features)"를 발생시키도록 구성되기도 한다. 조인더 특징은 두 개의 자유 시트 금속 에지를 평면으로 또는 각도 교차로 결합 또는 연결, 즉, 시트의 한 평면 부분을 시트의 다른 평면 부분 또는 다른 시트의 평면 부분에 기계식으로 결합하는 것을 용이하게 하는 점이다. 예를 들어, 조인더 특징의 한 형태는 도 6a에서 도 6d에 도시된 바와 같은, 겹친 플렌지(54)이며, 시트가 맞접힐 때나 두 개의 분리된 시트가 서로 결합될 때 야기될 수 있다. 겹친 플렌지는 네 개의 형태, 플렌지 레프트 인사이드(flange left inside), 플렌지 레프트 아웃사이드(flange left outside), 플렌지 라이트 인사이드(flange right inside), 및 플렌지 라이트 아웃사이드(flange right outside)를 갖는다. 조인더의 다른 최근 형태는 태브 및 컴플리멘터리 형상 슬롯(complimentary-shaped slots)을 포함할 수 있으며, '870 및 '766 에 기재된 바와 같이, 평면 부분의 이면각 교차점 및/또는 두 개 이상의 평면 부분의 결합을 부팅시킨다. 예를 들어, 조인더 특징은 정렬된 홀, 태브, 슬롯 및/또는 다른 적합한 고정 수간의 형태를 취할 수 있다. 이러한 조인더 특징은 일실적이거나 영구적일 수 있다는 점을 고려해야 한다. 예를 들어, 등록상표 토글 록(TOGGLE-LOCK™), 접착제, 접착 스트립, 등록 상표 벨크로(VELCRO®), 용접, 접합, 또는 납땜, 및 다른 공지된 고정 방법은 조인더 특징에서 서로 두 개의 시트를 고정시키는데 이용될 수 있다.
폴드 프로그램은 유저를 돕도록 다른 편집 툴을 구비할 수 있다. 예를 들 어, "균일한 폴드"는 폴드 라인을 따라 균일한 스트립 및 스트랩 특징을 갖는 폴드 프로그램에 의해 발생하는 엔지니어링된 폴드이다. 예를 들어, 균일한 폴드는 폴드 프로그램의 길이에 따라서 일정한 스트랩 폭 및 일정한 스트랩 간격을 갖는다. 바람직하게, 폴드 프로그램은 균일한 폴드 내에 스트랩 편집의 표시를 제공하는 "균일한 폴드 편집 플래그(uniform fold edit flag)"를 포함한다. 균일한 폴드는 벤드 피쳐 제어 패널로부터 수행되는 전체적인 작용을 도입할 수 있다. 폴드가 스트랩 편집 제어 패널(Strap Edit Control Panel 55)(예를 들어, 도 8)로부터 조절된다면, 플래그는 편집이 벤드를 조인더에 브레이킹 시키도록 엔지니어링된 폴드로부터의 특징을 변경시키는 것 이외에 벤드 피쳐 제어 패널로부터 더이상 제어될 수 없도록 설정될 수 있다.
작동 및 사용에서, 유저는 재료의 시트를 벤딩시킴으로써 제조될 부분의 3D 모델을 우선 디자인할 수 있다. 예를 들어, 유저는 본 발명의 엔지니어링된 폴드 없이, 도 4에 도시된 바와 같이, 유사한 형상을 갖는 채널 형상 부분의 전자 3D 모델을 디자인하기 위해서, 등록상표 솔리드워크 2004(SOLIDWORKS® 2004)와 같은 CAD/CAM 디자인을 이용할 수 있다.
몇몇의 현존하는 CAD/CAM 디자인 적용부는 본 발명의 엔지니어링된 폴드 없이, 3D 모델을 전자적으로 조절하고 3D 모델을 편평하게 하여 이에 대응하는 3D 부분을 생성시키는데 필요한 단일 시트 재료의 전자 2D 모델을 제공한다. 이러한 CAD/CAM 디자인 부분은 3D 부분을 생성시키는데 필요한 시트 재료의 형상뿐만 아니 라 바람직한 3D 부분을 형성하도록 폴딩되야하는 시트 재료 둘레에 폴드라인을 자동으로 결정한다.
예를 들어, 유저는 CAD/CAM 디자인 적용부를 이용할 수 있으며 도 3에 도시된 형상과 유사한 형상을 갖는 시트의 기하학적 구조 형상을 자동으로 결정하며, 상기 시트는 본 발명의 엔지니어링된 폴드 없이, 도 4에 도시된 바와 유사한 3D 부분을 생성시키는데 이용될 수 있다. 게다가, CAD/CAM 디자인 적용부는 본 발명의 엔지니어링된 폴드 없이, 도 3의 시트를 도 4의 채널 형상 부분으로 폴딩하기에 필요한 폴드 라인의 수 및 위치를 자동으로 결정할 수 있다.
유저는 폴드 라인을 커스터마이징하도록 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품을 이용할 수 있으며, 즉, 본 발명의 엔지니어링된 폴드를 가지고, 3D 부분이 폴드 라인을 따라 에지-대-면 결합 및 지지를 야기하는 폴드 라인을 따라 시트 재료의 벤딩을 허용한다. 전술된 바와 같이, 본 발명의 프로그램은 현존하는 CAD/CAM 디자인 적용부에 종속물(예를 들어, 플러그-인)로서 실행될 수 있으며, 또는 스탠드 얼론 프로그램(stand-alone program)으로서 존재하거나 디자인 적용부로 도입될 수 있다.
유저가 폴드 라인을 커스터마이징하기를 원하는 경우에, 유저는 스트랩 편집 제어 패널(55)(도 8)에 의해 엔지니어링된 폴드(예를 들어, "IOI")를 선택할 수 있다. 유저의 선택을 용이하게 하기 위해서 이용될 수 있는 다양한 수단은 이에 제한되는 것은 아니지만, 드롭 다운 메뉴(drop-down menus), 다이얼로그 박스(dialog boxes) 및 다른 적합한 수단을 포함하는 것을 고려해야 한다.
계속하여 도 8과 관련하여, 유저는 바람직한 디자인 기준과 연합된 다양한 입력 데이터를 입력하도록 입력하거나 프롬프팅(prompted)될 수 있다. 예를 들어, 유저가 특정 형태의 스틸의 3D 부분을 디자인 한다면, 유저는 알루미늄, 티타늄, 또는 드롭 다운 메뉴 또는 다른 수단에 의한 다른 적합한 수단과 같은 이용가능한 재료의 리스트로부터 "스틸 A-36"을 선택할 수 있다.
다음 유저는 재료 두께, 예를 들어, "0.014" 인치를 입력할 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품은 자동으로 계산하도록 구성될 수 있으며, 그리고/또는 3D 부품의 전자 모델을 기초로하는 재료 두께를 이용할 수 있도록 구성될 수 있다.
유저는 바람직한 스트랩 폭 및 스트랩 간격을 선택할 수 있다. 도 8에 도시된 실시예에서, 스트랩 편집 제어 패널(55)은 "넓음", "중간" 및 "좁음"을 포함하는 스트랩 폭을 위한 세 가지 선택권을 제공하며, "가까움", "중간" 및 "먼"을 포함하는 스트랩 간격을 위한 세 가지 선택권을 제공한다. 스트랩 폭 및 스트랩 간격은 재료 두께의 함수일 수 있으며, 이러한 경우에, 유저는 데이터 베이스에 저장된 미리형성된 스케일 범위를 기초로하는 간격 및/또는 폭을 자동으로 스케일링하며 그리고/또는 프로그램에 도입되는 알고리즘에 의해 계산되는 프로그램을 이용할 수 있다. 프로그램은 보다 많은 수의 폭 및 공간 선택권을 구비할 수 있으며, 또는 유저에 의해 바람직하다면 다른 폭 및/또는 간격을 입력하게 하는 수단을 구비할 수 있다는 점을 고려해야 한다.
다음, 유저는 바람직한 절단면, 예를 들어, "0.008" 인치를 입력할 수 있다. 프로그램은 재료 형태, 재료 두께, 및/또는 다른 디자인 고려사항과 같은 다양한 매개변수를 기초로하는 바람직한 절단면을 자동으로 계산하도록 구성될 수도 있다.
유저는 바람직한 피로 강도를 선택할 수 있다. 도시된 실시예에서, 유저는 "저 피로"와 "고 피로" 사이에서 선택할 수 있다. 그러나, 프로그램은 폴드 라인의 바람직한 강도를 더 커스터마이징하기 위해서 피로 강도와 관련된 특정 값 또는 값(예를 들어, 탄성계수 등)을 입력하도록 구성될 수 있다는 점을 고려해야 한다.
유저는 절단 영역의 스칼라 및/또는 폴드 라인에 대한 절단 영역(들)의 각도를 변경시키는 재료 벡터를 선택할 수 있다. 프로그램은 이에 제한되는 것을 아니지만, 피치, 조그 거리, 바람직한 형상, 등을 포함하는, 절단 영역(들)의 다른 특징을 변경시키도록 구성될 수 있다는 점을 또한 고려해야 한다. 스트랩 편집 제어 패널(55)은 이러한 특징을 위해서 리스트 또는 프롬프팅시키도록 구성될 수 있으며, 또는 프로그램은 "개선된" 메뉴 또는 다이얼로그 박스 상에 이러한 특징을 재공하도록 구성될 수 있다.
유저는 폴드 라인에 인접한 시트 재료 내에 불연속성이 존재하는 것을 방지하기 위해서 "플립(flip)"을 선택할 수도 있다. 예를 들어, 엔지니어링된 폴드는 폴드 라인 둘레에 "플립"될 수 있어서 폴드 라인 위의 절단 영역의 위치가 폴드 라인 둘레에 반영되며 반대도 또한 같다. 다른 수단은 불연속성을 방지하기 위해서 절단 영역 위치설정을 재구성하도록 제공될 수도 있다.
유저가 그들의 선택 프로그램을 입력한다면, 유저가 커스터마이징된 폴드 라인, 즉 엔지니어링된 폴드(9)를 도입하는 전자 2D 시트 모델링 및/또는 전자 3D 부 분 모델링을 디스플레이 유닛(39) 상에서 재검토할 수 있다. 유저가 다른 변경을 생각하는 것이 바람직하다면, 유저는 이들의 이전 선택을 편집하도록 스트랩 편집 제어 패널(55)로 돌아올 수 있다. 유저가 최종 엔지니어링된 폴드로 만족한다면, 유저는 절단 기구(41)(도 1)에 엔지니어링된 폴드(들)를 도입하는 2D 또는 3D 전자 모델링을 출력할 수 있으며 그리고/또는 이에 제한되는 것은 아니지만, .MDF, .DXF, .IGES, 및/또는 .STEP 파일을 포함하는 공지된 다양한 포맷의 형태로 모델링(들)을 출력할 수 있다.
시트 재료 내의 폴드 라인 디자인에서, 폴딩되는, 3 차원 구조물을 달성하기 위해서, 정확성, 강성률, 강도는 본 발명의 유용한 이점이며, 그러나 제어되며 급격하게 감소한 벤딩력이다. 닫힌 3 차원 구조물 내의 폴드의 초 강도와 엔지니어링된 벤딩력 사이의 디자인 트레이드 오프(trade-off)가 있다. 벤딩력은 이에 제한되는 것은 아니지만, 스트랩 밀도, 스트랩 폭, 얼마간에는, 폴드 라인에 대한 스트랩 각도를 포함하는 다양한 매개변수의 생성물이다. 디자이너가 매우 강한 폴드를 원한다면, 보다 높은 양의 벤딩력이 고 스트랩 밀도 및 고 스트랩 폭을 견뎌야만한다. 디자이너가 저 벤딩력을 원하며 폴드의 초 강도와 개의치 않는다면, 저 스트랩 밀도 및 좋은 스트랩 폭이 이용된다. 중간 값은 중간 결과를 야기할 수 있다. 폴드 프로그램은 유저가 스트랩 폭 및 스트랩 밀도를 직접적으로 규정지음으로써 이러한 트레이드 오프를 달성할 수 있으며 그리고/또는 강도 또는 폴딩력을 위한 다른 타겟 매개변수는 구동되는 값이되는 스트랩 폭 및 스트랩 밀도를 야기할 수 있다.
통상적인 벤딩은 소성 변형을 통해 재료를 취하도록 요구되는 고 벤딩력으로 인해 벤드 각도를 유지하게 할 수 있다. 본 발명은 보다 낮은 폴딩력의 이점을 취할 수 있으며 엔지니어링된 폴드의 회전 각도를 고정시키도록 요구되지 않을 수 있다. 그러나, 닫힌 3 차원 구조물은 인터로킹 평면의 교차점을 통해 회전 각도를 고정하며, 전체 구조물은 핀트러스가 사용되는 재료의 최대 이용을 구성하는 동일한 방식에 있어 단단하며 강하다. 모든 자유 회전정도를 제한하기 위한 기회가 이용될 수 없는 경우에, 본 발명에 따른 시스템은 통상적으로 벤딩된 폴드와 엔지니어링된 폴드를 혼합시킬 수 있거나, 융합 또는 브레이싱(bracing) 단계에 의해 후속적으로 증강될 수 있는 엔지니어링 폴드를 명령할 수 있다.
부가적으로, 본 발명의 소프트웨어 프로그램 및 바람직한 슬릿 기하학적 구조 매개변수, 그래픽, 및/또는 수학적으로 표현되는 혼합 곡선의 부수적인 데이터베이스는 임의의 주어진 폴드를 따라서 실질적으로 일정한 엔지니어링된 폴드 감소치를 유지하려고 한다. 이는 균일한 폴드가 편집되어 조절되는 경우에 중요할 수 있으며 최초의 균일한 폴드와 다른 스트랩 밀도 또는 스트랩 폭의 세분을 야기한다. 가장 바람직하게, 조그는 임의의 주어진 폴드를 따라서 실질적으로 일정하게 유지되기도 하여, 엔지니어링된 폴드 감소치 상수를 유지하기 위해서 변할 수 있는 주요 변수는 간섭 연결 영역을 형성하는 슬릿의 형상이다. 슬릿 형상은 단일 매개변수로서 표현될 수 없다. 본 발명의 기능들 중 하나는 균일한 폴드를 변형하는 공정에서, 미리 결정된 변형으로 폴드 변형을 선택적으로 제한하며, 경험적으로 또는 한계 요소 모델링을 통해, 폴드의 레스트(rest)와 양립할 수 있는 국부적 엔지 니어링딘 폴드 감소치 값을 갖는다. 그렇지 않으면, 물리적으로 폴딩된 시트 재료는 디자인되며 전반적인 3차원 정확성 및 강성률을 견디는 전자 모델에 비해 약간 회전할 수 있다.
첨부된 청구 범위에서의 정확한 정의와 설명의 편의를 위해서, 용어 "상승" 또는 "상부", "하강" 또는 "하부", "왼쪽" 및 " 오른쪽". "내부" 및 "외부"는 도면에 표시되는 바와 같이 이러한 특징의 상태와 관련하여 본 발명의 특징을 기재하도록 이용된다.
모든 점에서, 여러 가지 특징의 변형은 전술된 변형과 공통점이 있으며, "a", "b", "c", 및 "d" 첨자에 의해 수반되는 동일한 참조 번호는 이에 대응하는 부분을 나타내고 있다.
본 발명의 특정 실시예의 전술된 내용은 실례와 설명을 목적으로 한다. 이는 본 발명을 기재된 정확한 형태로 과하게 또는 제한하려는 것이 아니며, 명백히 여러 변형 및 변경이 전술된 사상에 비추어 가능할 수 있다. 실시예는 실제의 적용부 및 본 발명의 원리를 잘 설명하기 위해서 선택되고 기재되어, 당업자가 본 발명을 잘 이할 수 있게 하며, 여러 가지 변형이 있는 다양한 실시예는 숙고된 특정 이용에 적합하게 된다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 이에 해당하는 내용에 의해 정의됨을 고려해야 한다.

Claims (40)

  1. 구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법으로서,
    제도 시스템 상의 모판 내에 상기 원하는 폴드 라인을 형성하는 단계; 및
    상기 폴드 라인을 상기 폴드 라인에 대해 구성 및 위치되는 일련의 연결 영역을 형성하는 일련의 절단 영역을 포함하는 폴드 기하학적 구조로 파퓰레이팅하는 단계를 포함하여,
    상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩함으로써 상기 절단 영역의 대향 측면 상에 상기 재료의 에지-대-면 결합을 생성시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴드 라인을 따라 상기 연결 영역을 형성하기 위해서 상기 절단 영역을 위치설정, 스케일링 및/또는 형성하는 단계를 더 포함하여, 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩할 때 상기 에지-대-면 결합을 할 수 있는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 절단 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하는 단계를 더 포함하여, 상기 절단 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감 소시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 모판 내의 결함을 탐지하는 단계; 및
    상기 절단 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하는 단계;를 더 포함하여, 상기 결함에 가까운 국부적 폴드 기하학적 구조를 기초로 하여 상기 절단 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 파퓰레이팅 단계는 상기 절단 영역 및 연결 영역을 형성하여 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩할 때 응력 집중, 피로 및 파괴 개시에 대한 내성을 가지는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    재료, 재료 두께, 스트랩 폭, 스트랩 밀도, 절단면, 피로 강도, 및 재료 방위의 각도의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 매개변수를 기초로 하여 상기 폴드 기하학적 구조를 형성하는 단계를 더 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 CAD/CAM 시스템 중 하나에 보조로서 실행되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 폴드 라인을 따라 파퓰레이팅되는 상기 절단 영역 및 상기 연결 영역 기하학적 구조를 나타내는 상기 CAD/CAM 시스템 상에 가시부를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 CAD/CAM 시스템과 통합되어 실행되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    주름 피쳐를 포함하는 주름 시트 재료 제품을 디자인하는 단계를 더 포함하 며, 상기 절단 영역 및 상기 연결 영역은 상기 주름 피쳐에 따라 중첩되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  11. 구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법으로서,
    여러 가지 차원 및/또는 형상을 갖는 복수의 절단 영역 구성 및 연결 영역 구성을 저장하는 단계;
    제도 시스템 상의 모판 내 원하는 폴드 라인을 형성하는 단계;
    원하는 형상 및 스케일을 갖는 원하는 절단 영역 및/또는 원하는 연결 영역을 선택하는 단계;
    상기 폴드 라인을 따라 상기 선택된 절단 영역 및 상기 선택된 연결 영역을 포함하는 원하는 폴드 기하학적 구조를 위치설정 하는 단계; 및
    상기 원하는 폴드 기하학적 구조를 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하여, 상기 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키는 단계를 더 포함하여, 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩함으로써 상기 절단 영역의 대향 측면 상에 상기 재료의 에지-대-면 결합을 생성시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 재료의 제 1 평면을 상기 폴드 라인과 관련하여 상기 제 1 평면과 겹쳐지는 제 2 평면과 연결시키는 고정 메커니즘을 제공하는 단계를 더 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 고정 메커니즘은 정렬된 홀, 태브, 슬롯 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인하는 방법.
  14. 구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은:
    제도 시스템 상의 모판 내 상기 원하는 폴드 라인을 형성하기 위한 명령; 및
    상기 폴드 라인에 대해 구성 및 위치되는 일련의 연결 영역을 형성하는 일련의 절단 영역을 포함하는 폴드 기하학적 구조로 상기 폴드 라인을 파퓰레이팅하는 명령을 포함하여,
    상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩함으로써 상기 절단 영역의 대향 측면 상의 상기 재료의 에지-대-면 결합을 생성시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 폴드 라인을 따라 상기 연결 영역을 형성하기 위해서 상기 절단 영역을 위치설정, 스케일링 및/또는 형성하는 명령을 더 포함하여, 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩할 때 상기 에지-대-면 결합을 할 수 있는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 절단 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하는 명령을 더 포함하여, 상기 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 모판 내의 결함을 탐지하는 명령; 및
    상기 연결 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하여, 상기 결함에 가까운 국부적 폴드 기하학적 구조를 기초로 하여 상기 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키는 명령을 더 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 파퓰레이팅을 위한 명령은 상기 절단 영역 및 연결 영역을 형성하여 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩할 때 응력 집중 및 파괴 개시에 대한 내성을 가지는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  19. 제 14 항에 있어서,
    재료, 재료 두께, 스트랩 폭, 스트랩 밀도, 절단면, 피로 강도, 및 재료 방위의 각도 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 매개변수를 기초로 하여 상기 폴드 기하학적 구조를 형성하는 명령을 더 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 CAD/CAM 시스템을 갖춘 설비를 위해 구성되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 폴드 라인을 따라 파퓰레이팅되는 상기 절단 영역 및 상기 연결 영역 기하학적 구조를 나타내는 상기 CAD/CAM 시스템 상에 가시부를 제공하는 명령을 더 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램 제품은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 CAD/CAM 적용부를 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  23. 제 14 항에 있어서,
    주름 피쳐를 포함하는 주름 시트 재료 제품을 디자인하는 명령을 더 포함하며, 상기 절단 영역 및 상기 연결 영역은 주름 피쳐에 따라 중첩되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  24. 구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    여러 가지 차원 및/또는 형상을 갖는 복수의 절단 영역 구성 및 연결 영역 구성을 저장하는 명령;
    제도 시스템 상의 모판 내 원하는 폴드 라인을 형성하는 명령;
    원하는 형상 및 스케일을 갖는 원하는 절단 영역 및/또는 원하는 연결 영역을 선택하는 명령;
    상기 폴드 라인을 따라 상기 선택된 절단 영역 및 상기 선택된 연결 영역을 포함하는 원하는 폴드 기하학적 구조를 위치설정 하는 명령; 및
    상기 원하는 폴드 기하학적 구조를 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하여 상기 절단 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키는 단계를 더 포함하여, 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩함으로써 상기 절단 영역의 대향 측면 상에 상기 재료의 에지-대-면 결합을 생성시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 재료의 제 1 평면을 상기 폴드 라인과 관련하여 상기 제 1 평면과 겹쳐지는 제 2 평면과 연결시키는 고정 메커니즘을 제공하는 명령을 더 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  26. 제 25 항에 있어서
    상기 고정 메커니즘은 정렬된 홀, 태브, 슬롯 및 이들 조합의 그룹으로부터 선택되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인을 디자인 데이터 처리 시스템 내에 이용하기 위한 컴퓨터 판독형 매체 내의 컴퓨터 프로그램 제품.
  27. 구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템으로서,
    제도 시스템 상의 모판 내 상기 원하는 폴드 라인을 형성하는 입력 수단; 및
    상기 폴드 라인에 대해 구성 및 위치되는 일련의 연결 영역을 형성하는 일련의 절단 영역을 포함하는 폴드 기하학적 구조로 상기 폴드 라인을 파퓰레이팅하는 컴퓨팅 수단을 포함하여, 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩함으로써 상기 절단 영역의 대향 측면 상의 상기 재료의 에지-대-면 결합을 생성시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 수단은 상기 폴드 라인을 따라 상기 연결 영역을 형성하기 우해서 상기 절단 영역을 위치설정, 스케일링, 및/또는 형성하여, 상기 폴드 라인을 따 라 상기 재료를 폴딩할 때 상기 에지-대-면 결합을 할 수 있도록 하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 수단은 상기 절단 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하여, 상기 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 수단은 상기 모판 내의 결함을 탐지하며 상기 연결 영역들 중 하나 이상을 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하여, 상기 결함에 가까운 국부적 폴드 기하학적 구조를 기초로 하여 상기 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 수단은 상기 절단 영역 및 연결 영역을 형성하여 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩할 때 응력 집중 및 파괴 개시에 대한 내성을 가지는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 수단은 재료, 재료 두께, 스트랩 폭, 스트랩 밀도, 절단면, 피로 강도, 및 재료 방위의 각도 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 매개변수를 기초로 하여 상기 폴드 기하학적 구조를 형성하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  33. 제 27 항에 있어서,
    재료, 재료 두께, 스트랩 폭, 스트랩 밀도, 절단면, 피로 강도, 및 재료 방위의 각도 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 매개변수를 기초로 하여 복수의 미리결정된 폴드 기하학적 구조를 저장하는 메모리 수단을 더 포함하며,
    상기 컴퓨팅 수단은 상기 미리결정된 폴드 기하학적 구조들 중 하나를 선택하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  34. 제 27 항에 있어서,
    상기 시스템은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 CAD/CAM 시스템을 더 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 폴드 라인을 따라 파퓰레이팅되는 상기 절단 영역 및 상기 연결 영역 기하학적 구조를 나타내는 상기 CAD/CAM 시스템 상에 가시부를 제공하는 디스플레이 수단을 더 포함하는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  36. 제 27 항에 있어서,
    상기 시스템은 폴드 및 비폴드 성능을 갖는 CAD/CAM 시스템과 협력하여 이용되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  37. 제 27 항에 있어서,
    상기 시스템은 주름 피쳐를 포함하는 주름 시트 재료 제품 디자인을 위해 구성되며, 상기 컴퓨팅 수단은 상기 절단 영역 및 상기 연결 영역을 상기 주름 피쳐에 따라 중첩시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 데이터 처리 시스템.
  38. 구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 시스템으로서,
    여러 가지 차원 및/또는 형상을 갖는 복수의 절단 영역 구성 및 연결 영역 구성을 저장하는 저장 수단;
    제도 시스템 상의 모판 내 원하는 폴드 라인을 형성하는 입력 수단; 및
    원하는 형상 및 스케일을 갖는 원하는 절단 영역 및/또는 원하는 연결 영역을 선택하는 컴퓨팅 수단을 포함하며,
    상기 컴퓨팅 수단은 상기 폴드 라인을 따라 상기 선택된 절단 영역 및 상기 선택된 연결 영역을 포함하는 원하는 폴드 기하학적 구조를 위치설정하며,
    상기 컴퓨팅 수단은 상기 원하는 폴드 기하학적 구조를 재위치설정, 재스케일링 및/또는 재형성하여, 상기 연결 영역들 중 하나 이상을 변위, 추가 및/또는 감소시키며, 상기 폴드 라인을 따라 상기 재료를 폴딩함으로써 상기 절단 영역의 대향 측면 상에 상기 재료의 에지-대-면 결합을 생성시키는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 수단은 상기 재료의 제 1 평면을 상기 폴드 라인과 관련하여 상기 제 1 평면과 겹쳐지는 제 2 평면과 연결시키는 고정 메커니즘을 디자인 및/또는 형성하도록 구성되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 고정 메커니즘은 정렬된 홀, 태브, 슬롯 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는,
    구겨지지 않는 시트 재료에 원하는 폴드 라인 디자인용 시스템.
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