KR20140040689A

KR20140040689A - 구조 부재의 가공 방법

Info

Publication number: KR20140040689A
Application number: KR1020137019395A
Authority: KR
Inventors: 케빈 프란시스 피츠패트릭; 네이선 챌렌
Original assignee: 스마트 스틸 시스템즈 프로프라이어터리 리미티드
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2014-04-03
Also published as: JP2014506193A; US20130282160A1; EP2655009A1; WO2012083378A1

Abstract

전자적인 정보 소스에 규정된 물품 제조용 컴퓨터 제어 방법이 제공된다. 이 방법은, 물품, 예컨대, 강 비임의 제1 부재를 컴퓨터 제어 하에 홀딩하고 회전시키기 위한 바이스를 포함하는 형태의 컴퓨터 제어가능한 강 제조 머신과 통신하는 컴퓨터에 의해 수행된다. 이 방법은, 각각의 물품에 대응하는 제1 부재들을 규정하는 데이터를 포함하는 상기 정보 소스로부터 데이터를 추출하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다. 이어서, 컴퓨터는 제1 부재들, 예컨대 강 비임들을 물품으로 변환하기 위하여 제조 머신에 의해 제1 부재들에 수행되는 과제를 결정한다. 컴퓨터는 제1 부재들이 상기 과제를 수행하여 상기 물품을 제조하기 위하여 상기 머신에 명령 시퀀스를 전송하는 것을 포함한다.

Description

구조 부재의 가공 방법{A METHOD FOR WORKING STRUCTURAL MEMBERS}

본 발명은 구조 부재들로부터 완성된 물품을 제조하기 위한 방법에 대한 것이다. 바람직한 실시예에서, 컴퓨터 제어 제조 머신에 의해 완성된 강 비임들과 같은 구조 물품들을 제조하기 위한 방법이 제공된다.

종래 기술의 문헌들, 기술들, 방법 또는 장치의 설명은 그러한 종래 기술이 보편적인 상식의 일부를 형성하거나, 또는 형성하였던 어떤 승인이나 증거를 구성하는 것으로 간주되지 않는다.

구조 부재들은 보통 빌딩 산업에 사용된다. 강 제조는 상세한 도면들에 따라 U-비임들과 같은 강 부재들의 용접 및 절단을 포함한다. 예컨대, 도 1은 일반 비임(U-비임)(104) 형태의 제1 부재(primary member)로부터 형성된 완성된 구조의 강 물품(102)을 도시한다. U- 비임(104)은 상세한 현장 도면에 따라 많은 특징들을 포함하도록 구성된다. U-비임은 플랜지들로 절단된 노치(12)들을 가진다. 보강대(cleat)(106) 형태의 제2 부재가 그 위에 용접된다. 또한, U-비임의 단부(114)는 일정한 단부를 형성하기 위하여 일정 각으로 절단되고 추가적으로 에지 보강재(108) 형태의 제2 부재는 U-비임에 용접된다. 볼트 구멍(10)들이 또한 U-비임의 플랜지들을 통해 형성되었다.

물품(102)을 제조하기 위하여 U-비임을 변환하기 위하여, 기능 근로자는 사용되어야 하는 소재들의 특성과 여러 특징들의 치수와 위치들을 표시하는 치수를 포함하는 현장 도면들을 기초로 작업하여야 한다. 기능 근로자는 보강대를 부착하고, 노치를 절단하고, 에지 보강재를 용접하고 U-비임의 단부를 형성하기 위하여 용접기들과 커터들과 같은 여러 도구들을 사용할 것이다. 이들 동작들은 일반적으로 많은 시간이 소요된다.

로봇을 이용하여 완성된 물품의 제조를 자동화하는 여러 방안들이 과거 있었다. 예컨대, 자동차 산업에서 인간 조작자에 의해 조작되는 로봇을 사용하는 것이 알려져 있다. 훈련 동안 로봇은 차량의 공지된 부품, 예컨대, 차량 도어에 작업할 때, 로봇은 구멍을 형성하고 용접부를 형성하기 위하여 인간 조작자의 운동을 기억한다.

또한, 금속 블록들로부터 제품들을 제조하기 위하여 CAM 시스템을 이용하는 것이 알려져 있다. 그러나, 도 1 도시와 같은 물품을 제조하기 위하여 금속 부재들에 가공하는 더욱 효과적인 방식에 대한 필요성이 남아 있다.

본 발명의 목적은 종래 기술에서 알려진 방법들에 대해 향상된 구조상의 금속 부재의 자동화된 제조 방법을 제공하기 위함이다.

본 발명의 제1 측면에 따라, 컴퓨터 제어하에 제1 부재를 회전시키기 위한 적어도 하나의 조립체를 포함하는 형태의 컴퓨터 제어가능한 강 제조 머신과 통신하는 컴퓨터에 의해 전자적인 정보 소스에 규정된 물품을 제조하기 위한 컴퓨터에 의해 제어되는 제조방법으로서, 상기 컴퓨터를 이하와 같이 동작시키는 것을 포함하며, 상기 방법은, 각각의 물품에 대응하는 제1 부재들을 규정하는 데이터를 포함하는 상기 정보 소스로부터 데이터를 추출하며; 상기 제1 부재들을 물품으로 변환하기 위하여 상기 제조 머신에 의해 상기 제1 부재들에 수행되는 과제를 결정하고; 및, 상기 제1 부재들에 상기 과제를 수행하여 상기 물품을 제조하기 위하여 상기 머신에 명령 시퀀스를 전송하는 것을 포함하며, 상기 명령들의 시퀀스는 상기 머신의 도구들에 의해 액세스하기 위하여 상기 제1 부재들을 회전시키기 위한 명령들을 포함하는 물품을 제조하기 위한 컴퓨터에 의해 제어되는 제조방법이 제공된다.

바람직하게 제1 부재를 회전시키기 위한 적어도 하나의 조립체는 제1 부재를 홀딩하고 회전시키기 위한 한 쌍의 바이스들을 포함한다.

상기 정보 소스로부터 데이터를 추출하는 단계는 상기 제1 부재들에 부착된 제2 부재를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

제2 부재가 상기 정보 소스에 규정된 제1 부재에 부착되는 것으로 결정되면, 수행될 과제는 상기 제1 부재에 상기 제2 부재를 용접하는 것을 포함할 수 있다.

바람직하게 이 방법은, 인간 조작자가 참조하기 위하여 디지털 정보 소스로부터 각 물품의 전자 파일을 작성하는 제조 공장을 상기 컴퓨터가 생성하도록 동작시키는 것을 포함할 수 있다.

이 방법은, 상기 제1 부재에 대한 과제 수행 단계의 전에 및/또는 도중에 상기 인간 조작자에게 컴퓨터 디스플레이 상에서 제조 공장의 도면을 상기 컴퓨터가 표시하도록 동작시키는 것을 포함할 수 있다.

바람직하게는 이 방법은 상기 머신에 제1 부재가 정확하게 적재된 것을 상기 머신으로 하여금 검사하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다.

바람직하게는 제1 부재가 정확하게 적재된 것을 검사하는 단계는 제1 부재가 정확하게 적재된 것을 검사하도록 상기 머신의 레이저를 동작시키는 것을 포함한다.

이 방법은 또한 부재의 캠버(camber)를 결정하여 과제를 수행할 때 캠버를 보충할 수 있도록 레이저에 검사를 수행하기 위한 명령을 내리도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다.

바람직하게는 이 방법은 수행될 과제에 대응하는 정확한 부재가 상기 머신에 적재된 것을 확인하기 위하여 적재된 부재의 적절성을 검사하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다.

이 방법은 제1 부재에 제2 부재를 용접하기 전에 제2 부재의 정확성을 검사하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다.

제2부재의 정확성을 검사하는 단계는 바람직하게는 상기 머신의 레이저를 동작시키는 것을 포함한다.

이 방법은 부재들의 단부들이 실제로, 예컨대, 사각형이거나 또는 정해진 각도를 가지는 것을 인간 조작자가 확인하기 위한 호출을 표시하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다.

바람직하게는 이 방법은 제조 머신이 단부를 실제로 가공하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다.

바람직한 실시예에서, 이 방법은 정확한 동작을 확인하기 위하여 제조 머신의 도구들로부터의 신호를 감시하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다. 도구가 정확하게 동작하지 못하는 것으로 검출되면, 컴퓨터는 도구를 검사하도록 인간 조작자에게 호출을 표시하도록 동작될 수있다.

바이스들은 컴퓨터의 제어하에 병진될 수 있으며 상기 머신은 컴퓨터 제어 하에 또한 병진될 수 있는 하나 이상의 지지대(cradle)를 포함하며, 상기 방법은, 바람직하게는 상기 바이스들과 하나 이상의 지지대를 이동시켜서 과제를 수행하기 위한 도구 헤드가 방해되지 않은 부재 위의 가공 영역으로 이동될 수 있도록 경로를 청소하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다.

이 방법은, 상기 정보 소스로부터 데이터를 추출하기 위해 컴퓨터를 동작시키는 단계는 바람직하게는 제1 부재들의 식별자들을 추출하는 것을 포함한다.

이 방법은, 인간 조작자들에 의한 시각적 식별을 위해 식별자들에 대응하는 표시들로서 제1 부재들을 제조 머신이 표시하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함한다.

본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 상기 설명된 방법을 실행하기 위한 유형의 명령이 기록된 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 소프트웨어 제품이 제공된다.

본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 다수의 물품들을 규정하는 정보 소스로부터 제조 머신을 동작시키기 위하여 데이터를 추출하기 위한 방법이 제공되는 데, 이 방법은, 각 물품에 대응하는 제1 부재의 부재 유형을 추출하며; 및 부재 유형을 고려한 대응하는 물품들을 생성하기 위하여 제1 부재들에 수행되는 과제들을 결정하는 것을 포함한다.

본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 제1 부재를 대응하는 제품으로 변환하기 위하여 컴퓨터 제어되는 제조 머신에 의해 상기 제1 부재를 가공하는 방법이 제공되며, 이 방법은, 제1 부재가 머신에 바르게 적재된 것을 확인하며; 및

대응하는 제품의 제조를 위해 제조 머신에 의해 상기 제1 부재에 정해진 과제의 시퀀스를 수행하는 것을 포함하며; 상기 과제들은 제1 부재에 제2 부재를 부착하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 디지털 정보 소스에 규정된 물품의 제조방법이 제공되는 데, 이 방법은, 각각의 물품에 대응하는 제1 부재들을 포함하는 상기 정보 소스로부터 데이터를 추출하고; 제1 부재들을 물품으로 변환하기 위하여 제1 부재들에 수행될 과제를 결정하며; 및 상기 부재들로부터 물품을 제조하기 위하여 컴퓨터 제어되는 제조 머신에 의해 제1 부재들에 상기 과제를 수행하기 위한 명령의 시퀀스를 생성하는 것을 포함하는 디지털 정보 소스에 규정된 물품의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 이전에 설명된 방법들의 하나를 실행하도록 프로그램된 컴퓨터가 제공된다.

상세한 설명은 어느 측면으로도 이전의 발명의 요지의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 아니된다. 상세한 설명은 이하의 여러 도면들은 참조할 것이다:
도 1은 강의 U-비임의 형태의 제1 부재로 제조된 물품을 도시한다.
도 2A는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법의 실시 동안 동작하는 강 제조 머신을 도시한다.
도 2B는 이 장치의 바이스의 확대도이다.
도 2C는 이 장치의 바이스의 추가적인 도면이다.
도 2D는 바이스의 슬레드를 이동시키기 위한 모터의 도면이다.
도 2E는 회전 엔코더 조립체를 도시하는 장치의 모터의 단부 도면이다.
도 2F는 장치의 지지대의 상부의 도면이다.
도 2G는 장치의 도구의 장착부의 도면이다.
도 2H는 장치의 제어 시스템의 블록도이다.
도 2I는 제어 시스템의 제어 캐비넷의 내부 도면이다.
도 2J는 작동의 추가적인 스케이지 동안 이 장치의 도면이다.
도 2K는 작동의 또 다른 스테이지 동안의 이 장치의 도면이다.
도 3은 이 방법의 실시 동안 동작되는 컴퓨터 시스템의 블록도이다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 3자 건축 모델(120)을 처리하기 위하여 도 3의 어댑터 소프트웨어(116)가 실시하는 단계들을 도시한다.
도 11, 12, 14, 16 내지 도 27B 및 도 31 내지 35는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 3의 잡 매니지먼트 소프트웨어(118)에 의해 실시되는 방법의 단계들을 도시한다.
도 13, 15 및 도 28 내지 30은 잡 매니지먼트 소프트웨어(118)의 동작 동안 디스플레이(136) 위에 생성되는 스크린들의 도면들이다.

본 발명의 바람직한 특징들, 실시예들 및 변경들은 이 기술 분야의 보통의 기술자가 이 발명을 실시하기에 충분한 정보를 제공하는 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이제 도 2A를 참조하면, 이하의 설명에서 “아이언맨(ironman)"으로 다양하게 칭해질 수 있는 강 부재들 위에 작용하는 비임 제조 머신(134)이 도시된다. 비임 제조머신(134)은 강 비임(3) 형태의 가공물(workpiece)이 적재된 것으로 도시된다. 제조 머신(134)은 내부 쌍의 레일(2)들과, 외부 쌍의 레일(4)들을 포함한다. 두 개의 회전가능한 바이스(9 및 6)들은 내부 쌍의 레일(2)들 위로 설치된다. 도 2B, 2C, 및 2G는 더욱 상세하게 바이스(9)를 도시한다.

바이스(6)의 배치는 도 2B와 2C를 참조하여 이제 설명되는 바이스(9)의 배치에 대응한다. 바이스(9)는 베어링 롤러(16)들에 의해 상호 연결된 대향하는 한 쌍의 판(7, 8)들 형태의 스탠드로 구성되며, 이 롤러들은 각 판을 관통하여 형성된 중심의 아크 형상 절개부들에 대응하는 아크에 배치된다.

베어링 롤러들은 절개부 내에 위치된 아크형 받침대(cradle)(18)를 지지하며 각 절개부들의 에지들 둘레로 판(7, 8)들의 외측면을 지지하는 대향하는 아크 형상의 플랜지(22 및 24)들에 의해 구성된다. 플랜지(24)의 둘레는 톱니가 형성되고 단턱이 형성된 코그(26A, 26B)들의 톱니와 결합한다.

각각의 단턱이 형성된 코그(26A, 26B)는 서보 모터(30A, 30B)(도시 없음)들의 각각의 스핀들(28A, 28B)들에 고정된다. 서보 모터(30A, 30B)에는 간략하게 설명되는 제어 시스템이 스핀들의 위치 및 받침대(18)의 각도를 감시할 수 있도록 위치 엔코더(44)(도 2E 도시)가 고정된다.

받침대의 내측을 가로 질러 그 위에 대향하는 슬라이드 가능한 조오(jaw)(1)(도 2A 도시)들이 고정되는 지지 벤치(bench)(34)가 고정된다. 슬라이드 가능한 조오(11)들은 강 비임(31)과 같은 통상 길다란 금속 부재인 가공물을 협력하여 홀딩하도록 배치된다. 바이스(9)는 또한 스탠드의 대향하는 판(7 및 8)들을 지지하고 내부 레일(2)들 사이로 회동하기 위한 휠(도시 없음)들을 포함하는 슬레드(sled)(40)를 포함한다. 도 2D와 관련해서, 서보 모터(42)들은 슬레드(40)의 하부측의 일 측에 고정된다. 서보 모터(42)들은 레일(2)의 내측을 따라 고정된 각각의 랙(43)들과 치합하여 대응하는 피니언(도시 없음)들에 의해 고정되는 스핀들을 가진다. 따라서, 사용시 서보 모터(42)들은 내부 레일(2)들을 따라 바이스(9)를 정확히 병진시킨다. 또한, 바이스(9)의 위치는 서보 모터(42)들의 회전 엔코더로부터의 신호를 감시하여 결정될 수 있다.

다시 도 2A를 참조하면, 그리고 또한 도 2F를 참조하면, 3 개의 지지대(gantry)(13, 21 및 23)들을 포함하는 병진 조립체는 외부 레일(4)들을 따라 운동한다. 지지대들은 유사한 구조이며 지지대(13)를 참조하여 설명될 것이다. 지지대(13)는 각각의 베이스(44, 46)들로부터 상향으로 연장하는 한 쌍의 수직 포스트(15 및 17)들로 구성된다. 베이스(44 및 46)들은 바이스(9)와 관련해서 이미 설명된 장치와 유사한 랙 및 피니언 장치에 의해 외부 레일(4)들에 결합되는 서보 모터(27)들에 의해 고정된다.

따라서, 지지대(13)는 이하에서 설명될 전자 제어시스템에 의해 외부 레일(4)들을 따라 정확하게 이동, 즉, 병진이동될 수 있다. 평행한 교차 레일(48 및 50)들이 포스트(15 및 17)들의 상단부들을 지지한다. 캐리지(19)는 교차 바(48 및 50)들을 가로질러 고정되고 그들을 따라 슬라이드하도록 배치된다. 구동 밴드는 대향하는 스프로켓들 사이의 상부 교차 레일 내에 고정되고 포스트(17) 상부에 고정된 서보 모터(52)에 의해 회전하도록 배치된다. 서보 모터(52)를 작동시킴으로써, 캐리지(19)가 소망한 바와 같이 교차바(48 및 50)들을 따라 정확하게 위치될 수 있도록 구동 밴드가 캐리지(19)에 결합된다. 한 쌍의 평행한 수직 레일(54 및 56)들이 캐리지(19)와 슬라이딩하게 결합한다. 수직 레일(54 및 56)들은 서보 모터(58)들의 동작을 통해 캐리지(19)에 대해 상승, 하강될 수 있다. 서보 모터(58)는 캐리지에 대해 레일(54 및 56)들을 상승 및 하강시키기 위하여 수직 레일(56) 내에 고정되고 캐리지(19)와 결합하는 구동 밴드에 결합된다.

다축 도구 장착 조립체(62)가 도 2G 도시와 같이 레일(54 및 56)들의 하단부에 고정된다. 도구장착 조립체(62)는 수평 지지판(60)을 포함하며, 그 위에 패닝(panning) 서보 모터(64)가 장착된다. 패닝 서보모터(64)의 스핀들은 지지판(60)의 개구를 통해 돌출하며 롤 서보 모터(68)를 지지하는 수직 요크(66)에 부착된다.

따라서, 예컨대, 롤 서보 모터(68)의 스핀들에 고정된 플라즈마 커터와 같은 도구는 5의 운동축 둘레로 이동될 수 있다. 플라즈마 커터를 제외하고, 도구 장착부에 교체가능하게 고정될 수 있는 다른 도구들은 용접기, 표시기, 도료 분무 헤드, 전자석, 레이저 위치검출기 및 드릴을 포함한다.

도구 장착부는 하나 이상의 도구에 의해 동시에 고정될 수 있다. 예컨대, 대향 방향으로 연장하는 두 도구들은, 각각 필요할 때 회전되어 제 위치로 삽입될 수 있도록 특정 환경에서 고정된다.

도구 장착부 조립체의 5축 운동은 서보 모터(27)에 의한 외부 레일들을 따르는 Y-병진인 3개의 병진축들과, 서보 모터(52)에 의한 교차바(48, 50)들을 따르는 X-축 병진과, 스테퍼 모터(25)에 의한 받침대(19)에 대한 수직 레일(54)들을 따르는 Z-축 병진을 포함한다.

또한 팬 서보 모터(64)의 스핀들 둘레로의 회전과 롤 서보모터(64)의 스핀들 둘레로의 회전의 2축 회전축들이다. 지지대(23)의 도구 장착부는 유사하게 지지대(13)의 배치와 같은 방식으로 5-도 배치이다.

그러나, 지지대(21)는 6자유도의 운동을 가진 도구 장착부를 제공하기 위하여 패닝 서보모터(64)와 롤 서보모터(68) 사이에 직각으로 결합된 부가적인 경사 서보 모터를 포함한다.

도 2H에는 콘트롤러 시스템의 블록도가 도시된다. 콘트롤러 시스템은 각 지지대에 대응하는 3개의 콘트롤러 캐비넷(70A, 70B, 70C)들을 포함한다. 도 2I는 캐비넷(70A)의 내부를 도시한다.

각각의 콘트롤러 캐비넷은 지지대들, 바이스들 및 도구 장착부와 결합된 서보 모터(82A, 82B, 82C)들의 어레이를 다시 구동하는 대응하는 PWM 서보 증폭기 어레이(74A, 74B, 74C)에 결합된 갈릴(Galil) 콘트롤러 보드(72A, 72B, 72C)를 포함한다. 회로 차단기 어레이(76A, 76B, 76C)들이 과전류 서지로부터 서보 증폭기들과 서보 모터들을 보호한다.

콘트롤러 보드(72)들은 각각 제어하는 서보 모터들로부터 엔코더 데이터를 수신한다. 각각의 콘트롤러 보드는 별도로 이더넷(Ethernet) 네트웍(74)에 어드레스될 수 있으며 마스터 PC(78)와 통신한다. 마스터 PC(78)는 강 제조 현장 도면들을 처리하고, 관련 데이터를 추출하고, 사용자 입력을 요청하며 추출된 도면 데이터와 사용자 입력을 적절한 콘트롤러 보드로 어드레스된 콘트롤러 보드 명령들로 전환하기 위한 지시를 포함한다. 프로그램(80)은 자석 또는 광 디스크와 같은 PC(78)의 제2 저장부에 저장된다.

PC(74)로부터의 명령에 반응하여, 콘트롤러 보드들은 제조 공정을 수행하도록 서보-모터들을 동작시킨다. 보드들은 또한 서보 모터 엔코더들로부터 PC(78)로 복귀하는 엔코더 데이터를 사전-처리하고 지연시킨다. 콘트롤러 보드(72A, 72B, 72C)들은 3개의 갈릴 콘트롤러 보드들을 포함한다. 이들은 각각 8운동축들에 이르는 제어 시스템들을 제어할 수 있는 이더넷 어드레스가능한 보드들이다. 이더넷 이동 콘트롤러들은 극히 비용-절감적이고 공간-민감성 용도들을 위하여 설계된다.

콘트롤러들은, 콘트롤러와 드라이브 사이의 배선 및 연결 문제들을 제거하도록 설계된다. 플러그-인 증폭기들이 500와트에 이르는 스테퍼, 브러시 모터 및 브러시리스 서보 모터들을 구동하기 위하여 사용가능하다. 대신에, 보드들은 일정 전력 범위의 외부 드라이브들에 연결될 수 있다. 갈릴 콘트롤러는 미합중국, 캘리포니아 95765, 로클린, 테크놀로지 웨이 270, 갈릴 모션 콘트롤로부터 구입할 수 있다.

사용시, 중심 밸런스 바이스(9 및 6)들은 조오(11)들에 의해 비임(31)을 파지하며, 서보 모터들, 예컨대, 바이스(9)의 서보 모터(30A 및 30B)들의 동작에 의해 아크형 받침대(18)를 회전시키고, 이로써 그 장축 둘레로 비임을 회전시킨다.

따라서, 도구 장착부들, 예컨대, 지지대(13)의 장착부는 비임의 모든 측면들에 접속할 수 있다. 또한, 도구 장착부가 많은 자유도로서 동작하므로, 장착부들에 장착된 도구들은 비임의 실제로 어느 각도에서도 동작할 수 있다. 장치의 작동 방법의 실시예의 예로서, 정해진 위치에서 비임에 보강대와 같은 부품을 용접하는 것이 바람직하다고 상정한다. 보강대들은 정해진 보관 영역, 예컨대, 장치 위 또는 근처에 장착되는 카세트에 보관된다.

비임이 대향하는 바이스들에 위치된 후에 비임은 회전되므로 부착될 보강대의 비임 위에서의 위치는 도구 헤드를 용접하기 위해 유용하다. 이어서 레이저 측정 도구 헤드는 비임이 정확히 위치되고 보강대가 카세트에 정확하게 위치된 것을 검사한다. 이러한 최종 단계는 보강대의 비대칭 슬롯, 다른 구멍들, 에지들이나 표시들이 정확하게 위치된 것을 검사하는 것을 포함할 수 있다. 보강대가 정확하게 위치된 것으로 상정하면, 전자석 헤드는 이어서 보강대를 홀딩하고 용접을 위하여 비임 위의 정확한 위치로 이동시키도록 작동한다. 이어서 용접 헤드는 보강대를 비임에 용접하기 위하여 전자석 헤드와 연계되어 작동한다. 이 방법에서 전자석 헤드, 레이저 헤드와 용접 헤드가 장착되는 지지대 형태의 병진 조립체들은, 모두 도구 헤드들이 여러 동작들을 수행할 수 있도록 비임의 길이를 상승, 하강 이동시킨다. 이 방법의 시행 동안, 도구 헤드 장착부의 서보 모터들과, 여러 지지대들 및 바이스 서보 모터들은 모두 도 2H 도시의 제어 시스템에 의해 동작되고 감시되며, 즉 제어된다.

도 2J 및 2K는 레일(2)들을 따라 여러 위치들로 슬라이드 이동한 지지대들과 바이스들과 같이 작용하는 여러 단계들 동안의 제조 머신(134)들을 도시한다. 머신은 이어서 이하와 같이 동작한다:

ⅰ) 사각형, 각진, 단순 곡선 또는 복잡한 곡선 절개부를 가진 길이로 가공물을 절단한다.

ⅱ) 가공물의 일정한 면 위에 구멍들을 형성한다.

ⅲ) 가공물에 식별 표시를 적용한다.

ⅳ) 용접을 위하여 보강대를 위치에 유지한다.

ⅴ) 보강대를 택(tack) 용접한다.

ⅵ) 보강대를 완전 용접한다.

ⅶ) 도료 분무 헤드로 완성된 물품에 도료를 분무한다.

작동 동안, 도구 장착부들과 가공물, 예컨대 비임 사이의 상대적인 운동이 바이스를 고정하면서 도구를 이동하거나 또는 가공물과 도구를 동시에 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 콘트롤러 시스템은 가공 면적을 고정으로 유지하고 최종 부분 이후에 가공 영역으로 공급되는 소재가 가공되면서, 하나의 길이의 소재로부터 다수의 작은 부분들을 처리하도록 프로그램될 수 있다.

도 1의 설명에서 이미 설명되고 도 1의 물품을 제조하기 위하여 작업자를 안내하도록 사용된 강 제조 현장 도면은 구조강의 3자 모델과 같은 정보 소스로부터 생성될 수 있다. 그러한 모델은 통상적으로 물품이 사용되는 3차원 건축 도면을 포함한다.

본 발명자들은 도 1 도시와 같은 구조상 금속 물품을 도 2A 내지 2K를 참조하여 이미 설명되었던 아이언맨(Ironman)과 같은 장치를 사용하여 제조하는 방법을 개발하였다.

바람직한 실시예에서, 이 방법은 3차원 건축 도면으로부터 정보를 추출하고 과제 리스트를 생성하는 것을 포함한다. 과제들은 아이언맨이 일정 수의 제1 부재 유형에 대해 도면에서 규정된 물품을 제조하도록 실행하는 것이다.

바람직한 방법은 이어서 각 과제에 대해 아이언맨에 적절한 부재가 적재된 것을 검사하고 아이언맨의 도구들과 여러 모터들에 과제를 수행하도록 명령을 전송하는 것을 포함한다.

도 3은 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 어댑터 소프트웨어 패키지(116)와 잡 매니지먼트 소프트웨어 패키지(18)를 포함하는 시스템의 블록도이다.

도 3과 관련하여, 3D 구조 모델(120)의 데이터베이스 형태의 정보소스가 제공되며, 이는 3자 건축 도면을 포함한다. 건축 도면은 적절한 컴퓨터 시스템 위에서 가동되는 구조강 CAD 패키지를 포함하는 3자 구조설계 시스템(24)을 사용하여 디자이너(126)에 의해 생성되었다.

어댑터 소프트웨어 모듈(116)은 본 발명의 실시예에 따라 제공된다. 어댑터 소프트웨어 모듈은 API를 사용하는 구조 도면(20)의 데이터베이스와 접속한다. 따라서, 어댑터 소프트웨(116)는 각 패키지용 다른 전용 API들을 사용하여 많은 다른 건축 소프트웨어 패키지와 접속할 수 있다.

어댑터 소프트웨어는 건축도면 데이터베이스(120)와 통신하며 저장된 제조 물품을 규정하는 데이터를 추출한다. 물품의 사양은 컴퓨터 네트웍(128)을 통해 잡 매니지먼트 소프트웨어(118)에 입력하기 위하여 SQL 데이터베이스(122)에 저장된다.

잡 매니지먼트 소프트웨어(118)는 아이언맨 제조 머신(134)에 접속된 제어 컴퓨터(130)에서 가동되므로 제어 컴퓨터는 제조 머신의 여러 엔코더들과 센서들로부터 데이터를 수신할 수 있으며, 여러 모터들, 액튜에이터들 및 전력 도구들을 동작시키도록 명령한다. 도 3의 컴퓨터(130)가 도 2H의 컴퓨터(78)에 대응하고 도 3의 소프트웨어 제품(132)이 도 2H의 소프트웨어(80)에 대응하며, 인터페이스의 일 버젼이 도 2H에 도시된다. 소프트웨어는 광학적 또는 자기 디스크 또는 솔리드 상태의 메모리 장치와 같은 머신 판독가능한 매체(132) 위에 제공된 유형의 머신 실행가능한 지시들로서 제공될 수 있다. 인간-머신 인터페이스는 소프트웨어(118)가 실행되면서 제어 컴퓨터(130)와 제조 머신(134)과 조작자가 접속하도록 터치패널(136) 형태로 제공된다.

도 3에서 LCD 터치패널은 제조 머신(134)에 연결된 것으로 도시되고, 그러나 또한 이는 제어컴퓨터(130)와 통신되고 조작자에게 제어 컴퓨터와의 인터페이스를 제공하는 것이 이해되어야 한다. 어댑터 소프트웨어(116)가 3자 검축 모델을 실행하는 단계들은 도 4 내지 10을 포함하는 소프트웨어 개념도들의 “200” 시리즈에 도시된다. 이들 단계들은 소프트웨어에서 지시(instruction)로서 코드화되고 제어 컴퓨터(130)에 의해 실행하기 위하여 매체(132)에 유형의 머신 판독가능한 지시로서 저장된다. 따라서, 사용시, 제어 컴퓨터(130)는 여기 설명된 방법을 실행하도록 프로그램된다.

잡 매니지먼트 소프트웨어 패키지(118)를 실행하면서 제어 컴퓨터(130)는 SQL 데이터베이스(122)와 통신하고 3D 모델(120)에 설명된 물품을 제조하기 위하여 아이언맨이 실행할 과제 리스트를 생성한다.

제어 컴퓨터(130)는 이어서, 예컨대, 도 1 도시와 같이, 완성된 물품을 생성하기 위하여, 아이언맨 강 제조 머신(134)에게 과제, 즉, 제1 부재에 동작들의 시퀀스를 실행하도록 명령을 발행한다.

조작자(138)는 이 과정 동안 잡 매니지먼트 소프트웨어(118)와 접속하고 여러 메시지가 표현되며 여러 단계들이 수행된 것을 확인하기 위하여 사용자에게 입력하도록 지시한다.

잡 매니지먼트 소프트웨어(118)가 과제를 실행하고 물품들을 제조하기 위하여 아이언맨(134)을 구동하기 위하여 실행하는 단계들은 도 11, 12, 14, 16 내지 27B 및 31 내지 35를 포함하는 “300” 시리즈 소프트웨어 개념도에 도시된다.

잡 매니지먼트 소프트웨어(118)는 도 2A 내지 2K를 참조하여 설명된 것 외의 다른 유형의 머신들과 같이 작동할 수 있다. 다른 드라이버 레벨의 모듈들이 다른 아이언맨 머신들에 사용될 수 있다. 예컨대, 지지대의 아암의 치수들 또는 아이언맨의 모터 콘트롤러들이 다른 버전의 머신들로 변경되면, 이어서 그것은 소프트웨어의 높은 레벨의 코드에 영향을 미치지 않는다. 드라이버 레벨 모듈들은 충돌하지 않고 지지대들을 이동시키기 위한 루틴들을 포함한다.

따라서, 예컨대, 부재의 대향 단부들에 구멍을 절단할 수 있다. 드라이버 레벨 모듈들의 하나인 안전 구동(SAFE DRIVE)은 예컨대 바이스 받침대의 회전을 제어하는 모터들을 동작시킴으로써 부재를 회전시키는 것을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 소프트웨어는 많은 유형의 구조 부재들의 파라미터들을 이하와 같이 저장하도록 구성된다:

직사각형 단면을 가지는 직사각형 중공 섹션(RHS); RHS에 대해 소프트웨어가 저장하는 파라미터들은, 초기의 3D 건축 도면 모델로부터의 식별자인, 부재 길이, 폭, 높이, 코너 반경, 벽 두께 및 표시이다.

정사각형 단면을 가지는 정사각형 중공 섹션(SHS); SHS용 파라미터들은 폭이 높이와 같은 것을 제외하고 RHS의 경우와 같다.

중심의 수직 웹과 대향되는 플랜지들을 가지는 유니버설 비임(U-비임 또는 T-비임)의 경우, 파라미터들은 길이, 폭, 내부 플랜지에서 웹 반경, 플랜지 두께, 웹 두께, 플랜지들의 외측 코너들의 외경, 표시이다.

파이프: 길이, 외경(outside diameter), 두께, 표시이다.

PFC(평행한 플랜지 채널): 길이, 폭, 내경(inside radius), 웹 두께, 플랜지 두께, 표시이다.

판(plate)들: 폭, 높이 및 두께. 슬롯들용의 슬롯 및 구멍 파라미터들과 판들의 구멍들이다. 이들은 제1 부재에 용접될 판 측면의 코너에 대해 X, Y 좌표로서 저장된다. 예컨대, 원형 구멍은 (x,y,r)로서 저장된다. 슬롯은 (x1,y1,x2,y2,r)로서 저장되는 데, 여기서 x1,y1은 슬롯의 일 단부의 위치이며, x2,y2는 슬롯의 또 다른 단부의 위치이며 r은 각 단부 둘레의 원의 반경이며 슬롯의 폭의 절반이다.

보강대(cleat)는 판의 일 형태이다. 맞춤 부재(custom member)는 특수 용도용의 가공된 부재이다. 모든 부품들은 레이저 절단된 판들이며 상호 연결을 위하여 용접된다. 맞춤 부재용 데이터는 시리즈 판들의 데이터로서 저장된다.

모델링 시스템은 용접 유형을 포함하여, 판들을 상호 연결하기 위해 용접을 저장한다. 맞춤 부재용 판들이 1㎜ 내이면 이어서 판들은 같이 용접된다. 부재 좌표 시스템은 각 부재의 단부에서 좌표 제로로서 사용된다. 소프트웨어에서, 위에 설명된 기본 부재들은 데이터 대상물로 모델화되고 고유의 특성들이 사용된다.

각 부재에 대해 저장된 표시들은 수문자(alphanumeric) 캐릭터이다. 제조 공정의 종점에서 표시들이 용접되거나 결합된 부재의 상면에 기입된다. 따라서 표시들은 강 구조물을 형성하기 위하여 물품들을 같이 조립자들이 조립할 때 보조하도록 인간 조립자들이 볼 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 데이터베이스(122)를 생성하기 위해, 3자 모델(120)을 포함하는 정보 소스를 처리하기 위한, 어댑터 소프트웨어 패키지(116)에 의해 수행되는 단계(200)들의 고정도의 도면(200)이 도시된다.

도 4를 참조하면, 우선 3자 모델, 예컨대, 모델의 대상인 빌딩을 설명하는 모든 정보를 포함하는 데이터베이스(122) 형태의 정보 소스로부터 얻어진 파일이 잡 매니지먼트 소프트웨어(118)에 적재된다. 조작자(138)는 이어서 3자 모델을 입력하기 위한 옵션을 선택하도록 요청된다.

소프트웨어는 이어서 도 1에서 도시된 물품과 같은 제조된 강 부재들인, 물품들에 대한 정보인 프로젝트 정보를 추출한다. 데이터를 추출하기 위하여, 소프트웨어는 모델의 각각의 제1 부재용 정보를 수집하고 처리한다.

어댑터 소프트웨어(116)(도 3)에 의해 수행된 데이터 추출의 상세 내용 및 처리 단계들은 도 6, 7, 8 및 9에 도시된 그림(220)(도 5) 및 그 보조-흐름도(250, 252, 253, 254)들에 설명된다.

200 -도 5- 모델의 각각의 제1 부재용 정보의 추출 및 처리:

모델의 각각의 제1 부재에 대한 정보를 추출하고 처리하는 절차는: 250-도 6- 부재의 유형, 즉, 위에서 설명된 유형들의 하나를 추출하고 그것이 맞춤 부재이면, 부재 소재 특성을 저장하고, 그것이 맞춤 부재이면, 복수의 판(251)들을 포함하는 맞춤 부재의 부품들을 추출하고, 및 그 좌표 데이터를 정상화하는 것을 포함하는 것과; 252 -도 7- 부재의 정위를 산출하는 것을 포함한다.

이는 최고, 즉, 최대 (x, y, z) 좌표들에 대한 부재의 각 면을 검사하는 것을 포함한다. 결정된 (x, y, z) 좌표들은 이어서 최고와 최근접의 순으로 면들을 분류하기 위하여 사용된다. 이어서 최고 및 최근접면은 “상부”면으로 표시되고 부재에 대해 정상화된 좌표는 저장되고 상부는 표시된다.

253-도 8- 부착 물체의 정보(220)를 추출:

예컨대, 보강대 또는 에지 보강재 형태의 제2 부재들이 제1 부재에 용접될 수 있다. 이들 제2 부재들은 고정된 판의 특정 형태이다. 도 8의 도시(253)와 같이, 부착된 제2 부재의 정보를 추출하는 단계는 판 소재 특성, 그의 정상화된 포인트 데이터와 제1 부재의 좌표 공간에서 제1 부재, 즉, “모재“에 대한 공간 관계를 저장하는 것을 포함한다.

254-도 9- 수행될 제1 부재의 과제를 특정:

이 루틴은 완성된 물품을 생산하기 위하여 제1 부재를 변환하도록 제1 부재에 수행되어야 하는, 동작들, 즉 “과제”를 명시하는 것을 포함한다.

수행되어야 하는 과제들의 유형은 절단(slice), 노치(notch), 구멍, 및 표시(marking)이다. 과제를 실행하기 위하여 사용되어야 하는 아이언맨의 도구 헤드를 특정하고 과제들이 실행되어야 하는 제1 부재의 위치를 특정하는 동작들과 좌표들의 시퀀스로서 각 과제는 저장된다.

부착 유형 및 특성들이 용접 과제로서 저장되는 것이 이 단계이다. 용접 과제들은 아이언맨이 제2 부재, 즉, 판을 제1 부재에 용접하도록 동작시키기 위하여 사용될 수 있다. 이 정보는 용접부의 길이 및 유형을 포함한다.

최종적으로, 외부의 다각형 판 형상, 표시층 및 구멍 윤곽으로부터 DXF(즉, 도면 교환 포맷)파일이 생성된다. 이 도면은 정확한 판이 사용되고 부착되는 것을 조작자가 검사할 수 있도록 제1 부재에의 부착 동안 표시될 수 있는 판의 시각적 표현을 제공한다.

위에서 설명된 추출 및 처리 단계들은 도 3에 도시된 아이언맨 어댑터 소프트웨어(116)에 의해 실행된다. 추출 및 처리 단계의 종료시에, 3D 구조 모델(120)이 제1 및 제2 부재들의 시퀀스, 제1 부재와 제2 부재를 3D 구조 모델(120)에 초기에 구체화된 물품으로 변환하기 위하여, 아이언맨에 의해 수행되어야 하는 과제와 부재들의 상호 관계들을 포함하는 데이터베이스(122)로 변환되었다.

SQL 데이터베이스 또는 XML 문서일 수 있는 이러한 데이터베이스는, 도 3에 박스, “아이언맨 시스템으로 입력하기에 적합한 전환된 프로젝트”(122)로서 표시된다.

도 3 도시의 아이언맨 잡 매니지먼트 소프트웨어는 전환된 프로젝트를 처리하고 초기의 3D 구조모델(120)에 구체화된 여러 물품들을 아이언맨이 제조하기 위하여 순서대로 아이언맨을 동작시키는 명령을 생성한다. 아이언맨 잡 매니지먼트 소프트웨어(118)에 코드화된 방법의 개관이 도 11과 12에 도시된 그림(300)에 제공된다.

300 - 부재 처리 - 도 11 및 12:

먼저 처리, 즉, 아이언맨에 의한 제조를 위한 물품이 선택된다. 이 물품은 인간 조작자가 물품 식별 코드를 스캔하거나 수동으로 입력하거나 또는 물품이 물품처리 리스트의 다음 물품인 것에 의해 단순히 선택될 수 있다. 부재의 파라미터들은 이어서 적재되고 선택된 물품에 대한 처리 과제들이 또한 적재된다. 파라미터들과 처리과제들은 이미 생성된 데이터베이스로부터 철회된다.

블록(300)의 아이템(4)에서 스크린이 인간 조작자가 아이언맨의 바이스들에 정확한 부재를 적재하도록 보조하기 위하여 도 3의 LCD 디스플레이(136)에 생성된다. 표시된 스크린은 도 13에 도시되고 부재 단면과 물품 높이들의 현장 도면을 포함한다. 이로써 인간 조작자는 정확한 부재 유형이 아이언맨 바이스들에 정확하게 적재되도록 보조할 수 있다. 부재가 정확하게 식별되면 인간 조작자는 도 13의 스크린에서 “완료(Done)"를 클릭함으로써 확인한다.

305 - 도 14 - 적재 시퀀스와 검사를 수행:

아이언맨에 제1 부재를 적재하는 시퀀스는 부재 단부를 위치시키기 위하여 바이스를 개방하고 지지대(1)를 제 위치로 이동시키는 것(도 2A에서 아이템(13)으로 도시)을 포함한다. 부재의 단부는, 부재가 정확한 두께와 치수를 가지는 것을 확인하기 위하여 지지대(1)의 도구 헤드 위에 레이저에 의해 레이저 스캔이 이루어진다. 스캔이 이루어진 치수들이 공차 내에 없으면 이어서 시스템은 진행하지 않고 조작자가 아이언맨을 재적재하도록 요청하고 이어서 재적재된 부재가 정확한 치수와 소재 두께인지 재검사한다. 다시 도 11로 복귀하여(300, 단계(6)), 과제 리스트가 소재의 시작에서 각 절단을 수행하기 위한 과제를 포함하면, 이어서 소재는 그에 따라 절단된다.

대신에, 단계(6.2)에서, 부재의 단부가 “녹색 단부”, 즉, 정확한 정사각형 단부가 아니거나 어떤 다른 이유로서 허용되지 않는 여부를 조언하도록 조작자는 요청된다. 도 15는 단부 부재가 녹색 단부인지 여부를 조언하기 위하여 조작자에게 요청하도록 생성된 디스플레이의 스크린 도면이다. 단부가 녹색 단부인 것으로 인간 조작자가 지시하면, 이어서 시스템은 정사각형으로 단부를 형성하도록 단부에 얇은 절단을 수행한다. 각 부재 유형은 얇은 절단을 수행하기 위하여 자체 서명을 가진다. 서명은 플라즈마 커터와 그 지지대를 이동시키기 위한, 필요하면 플라즈마 커터가 단부 부재에 접근하고 단부를 절단하도록 바이스들의 부재를 회전시키기 위한 지시를 포함한다.

각 부재의 유형에 대한 절단 작동의 단계들의 세부 내용은 351(도 16); 351A(도 17), 351B(도 18), 및 354(도 19)에 설정된다. 다시 도 11(300)을 참조하면, 절단을 수행 후에 부재에 대한 새로운 제로 좌표가 갱신되고 세계 좌표 시스템에 지도로 표시된다. 이어서 부재는 도 12 바이스를 관통하여 작성된다. 이어서 추가적인 단부 절단, 노치들, 구멍 절단, 용접 및 텍스트 표시가 309(3h 20), 310(도 21), 311(도 22), 312(도 23A, 23B), 313(도 24)에 설명된다.

여러 과제들을 수행함에 있어서 부재에 작용하기 위한 위치들로 여러 도구 헤드들을 이동시키기 위하여 그 레일들을 따라 지지대들을 이동시키는 것이 필요하다. 지지대들을 이동시키기 위하여, 352(도 25)에 설명된 바와 같은 안전 구동(Safe Drive) 루틴이 제공된다. 안전 구동은 이동될 지지대가 방해되지 않고 그 목표에 도달할 수 있는 여부를 검사한다.

예컨대, 이동될 지지대와 작업 영역 사이에 위치된 또 다른 지지대와 같은 장애가 있으면, 이어서 안전 구동 루틴은 방해되는 지지대를 경로로부터, 즉, 작업 영역 위로 이동시킨다. 안전 구동 루틴은 또한 바이스들의 하나가 작업 영역을 방해하는 여부를 검사한다. 그러면 이어서 바이스 클램프는 개방되고 바이스는 작업 영역을 청소하기 위하여 이동된다. 앞에서 설명된 바와 같이, 모든 바이스들, 지지대들 및 작업 헤드들의 위치들은 과제 동작 동안 연속으로 감시된다.

강 구조 부재들은 작은 캠버(camber), 즉, 길이방향 곡률을 가지므로, 부재들은 완전히 직선이 아니다. 안전 구동 루틴(352-도 25)은 부재의 높이를 스캔하기 위하여 지지대들의 레이저들의 하나를 사용하고 캠버를 고려하여 작업 영역 위치를 검사하는 캠버 판독 루틴(도 26의 353)을 요청한다. 캠버 판독 루틴은, 안전 구동 루틴에 의해 부재 위에 정확한 위치에 도구가 위치되도록 부재 위의 작업 위치용의 새로운 상부면과 면의 에지값을 기록한다.

블록(311)(도 22)은 부재 위의 구멍 절단 과제를 수행하기 위한 루틴을 도시한다. 지지대와 바이스 운동의 수를 최소화하기 위하여, 일정한 영역 내의 구멍 절단 과제는 후속 작업 영역으로 진행하기 전에 수행된다. 작업 영역은 머신이 방해 염려 없이 자유로 작동할 수 있는 일정한 평면에서 3차원 공간으로 이동하기 위한 산출된 허용 구간이다.

예로서, 바이스 위치에서의 제1 바이스 전방 영역과 작업 면은 작업 영역이다. 이 영역은 바이스가 추가로 전방으로 진행하면 더 넓을 것이다. 부재가 회전되는 바와 같이, 이 작업면이 우측면에서 작용하는 것으로부터 상면으로 변경되면, 이 영역은 변경될 것이다. 두 바이스들 사이에서 머신이 이동하고 작동하면, 작업 영역은 바이스들 사이의 이동 말단부들일 것이다.

블록(311)(도 22)의 단계(4.1 내지 4.10)에서, 구멍 절단용 방법이 설정된다. 특정 절단 도구의 절단 요소는 절단면을 가지는 것이 이해될 것이다. 절단면(kerf)은 커터에 의해 이루어진 절단 폭이다. 아이언맨의 플라즈마 절단 도구는 플라즈마 절단 경로를 산출시 고려되는 절단면을 가진다. 산출되는 경로는 도 22A 도시의 외형을 따른다.

균일하지 않은 구멍을 초래할 구멍 둘레 근처에서 커터가 회전되지 않도록, 구멍의 둘레 내로부터의 리드를 외형은 포함한다. 구멍 절단으로의 구성된 방안은 실제로 둥근 구멍을 달성하기 위하여 필요하다. 플라즈마 도구의 적용이 외경 위에서 절단을 시작하는 것이면, 구멍은 불완전해질 것이다.

도 22A를 참조하면, 우선, 플라즈마에 의한 소재 관통은 고정되게 수행된다. 천공에서 이동까지의 소요 시간은 “키 홀” 외형을 발생하는 더 큰 절단면의 절단을 야기하도록 소재를 연소시킬 것이다. 유사하게, 머신이 목표물의 절단 속도를 가속함에 따라, 가속의 시작 및 감속 동안에 역으로, 외경의 불일치를 야기하는 가속에 의해 절단면은 넓어지고 좁아진다.

바람직한 실시예에서 실제로 둥근 구멍을 형성하기 위한 방법은 구멍의 폐기부 내측에 이들 불완전한 영역을 고려하고 이하의 절차에 따라 구멍을 형성하는 것이다:

1. 구멍 중심에서 천공 시작.

2. 구멍 중심으로부터 외측 에지로의 이동 동안 목표 속도에 도달.

3. 내측으로부터 부드러운 아크를 시작하여 이 곡선의 정점에서 외측 에지에 수렴함으로써 급격한 방향 변화로부터 불완전성을 완화.

4. 구멍을 완료할 때, 최종 외측 아크는 연장되고 감속 동안 계속 내부로 아크를 형성하여 제1의 외측 아크와 같은 정점에서 종료된다.

블록(311)(도 22)의 단계(5)에서, 절단 동작 루틴(354)(도 19)이 요청된다. 절단 동작 루틴은 토치, 즉, 플라즈마 커터, 도구를 가동시키고, 이미 산출된 연속 경로로 절단하고 이어서 토치를 중단시킨다.

토치를 가동시키기 위한 과정은 블록(355)(도 27A)에 설명되고 토치를 중단시키기 위한 과정은 블록(356)(도 27b)에 설명된다. 토치 가동 과정의 단계들은 플라즈마 커터 토치 위의 센서로부터 컴퓨터 시스템으로 역으로 공급된 아크 신호가 작동되는 것을 확인하는 것을 포함한다.

아크 신호가 작동되지 않으면, 이어서(도 27의 블록(355)의 단계(3.2)에 도시된 바와 같이), 토치가 적절히 작동되는 때를 확인하고 토치를 검사하도록 조작자에게 요청하도록 도 28 도시의 스크린이 표시된다.

블록(312)(도 23A, 23B)은 용접 과제를 수행하기 위한 절차를 설명한다. 이는 판들, 예컨대, 보강대들과 보강판들을 부재에 용접하는 것을 포함한다. 처음에 지지대(1)는 작업 영역을 청소하도록 이동된다. 이어서 판이 아이언맨에 인접하거나 위에 장착된 선반이나 판 카세트로부터 수집된다.

단계(3.1)에서, 도 29 도시의 스크린이, 정확한 판이 선반 위에 사용가능한 것을 조작자에게 검사하도록 요청하기 위하여 표시된다. 스크린은 판의 도면과 부재에 용접될 위치에 위치된 판을 도시하는 현장 도면을 포함한다.

일단 조작자가 정확한 판이 수집 준비된 것을 확인하면, 판 소재들의 두께, 치수 및 구멍 중심들을 검사하기 위하여 지지대(2)(즉, 도 2A의 아이템(21))가 레이저 도구가 스캔하는 카세트에 인접한 위치로 이동된다. 스캔으로부터의 정보가 현재 과제에 대한 판 정보와 합치하지 않으면, 이어서 에러 판 메시지가 도 30에 도시된 바와 같이 표시된다. 일단 정확한 판이 카세트에 있는 것으로 확인되면, 지지대(2) 위의 전자석 도구가 가동되어 판을 들어 올리고 지지대는 안전 위치(단계(3.4 내지 3.7))로 구동된다.

단계(4)에서, 안전 구동 명령은 지지대(2)를 이동시키도록 요청되고, 이로써 용접될 판을 용접될 부재 위의 배치 위치로 이동시킨다. 용접 도구가 고정된 도구 헤드를 가지는, 지지대(3)(즉, 도 2A의 아이템(23))는 이어서 판 용접 위치로 이동된다.

지지대(2)의 전자석이 판을 위치에 유지하면서 택 용접은 지지대(3)의 용접 도구에 의해 실행된다. 전자석은 이어서 가동 중단되고 지지대(2)는 작업 영역(도 23B의 블록(312)의 단계(6. 1 내지 6.3))으로부터 이동된다.

단계(6.4.1)에서, 지지대의 도구 헤드는 용접을 시작하기에 적합한 정위로 이동된다. 도구 헤드는 회전가능하고 또한 지지대 위에서 상하로 및 좌우로 슬라이드 이동할 수 있으며 지지대를 레일들을 따라 전후로 이동시킬 수 있다.

이들 운동은 아이언맨의 모터들에 의해 모두 작동된다. 따라서, 용접 도구를 적절한 정위로 이동시키는 단계는 과제 데이터에 설정된 소정 위치를 달성하도록 여러 모터들을 작동시키고 감시하는 것을 포함한다.

단계(6.4.2)에서, 블록(357)(도 31)에 설명된 일련의 용접 동작들로서 용접이 수행된다. 용저 동작 시퀀스(블록(357))는 용접 도구를 가동 및 중단시키기 위하여 보조 -루틴(358)(도 34) 및 (359)(도 35))들을 요청한다.

루틴(358)(도 34)의 용접 도구의 단계(5)에서, 용접 도구들의 아크 신호가 존재하는 것을 결정하기 위하여 검사가 실행된다. 존재하지 않으면, 이어서 용접 도구 소모품들과 설비를 검사하도록 조작자에게 요청하고 검사가 완료된 것을 확인하도록 스크린이 표시된다.

보강대와 베이스판을 구체적으로 용접하기 위한 보충 단계(6.4.3, 6.4.4)들이 블록(312A)(도 32)과 블록(312B)(도 33)에 각각 설정된다.

본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 제어 제조방법은, 현장 도면들로부터의 다른 제1 부재나 강 비임으로부터 기능인이 물품을 제조하였던 종래기술의 방법들에 대해 큰 시간 절감을 제공하는 것이 이해될 것이다.

법령에 합치하도록, 본 발명은 구조적이거나 방법적인 특징에 다소 특수한 용어들로 설명되었다. 용어, “포함하다(comprises)"와 ”포함하는(comprising)"과 “포함된(comprised of)"과 같은 그 변형들은 부가적인 특징들을 포함하는 의미이지 제외하는 것이 아닌 의미로서 일관하여 사용된다.

여기 설명된 수단이 본 발명을 실시하기에 바람직한 형태들을 포함하므로 본 발명은 여기 도시되고 설명된 특징들에 제한되지 않는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 여기 개시된 발명의 요약 부분과 첨부의 특허청구범위를 포함하는 명세서의 적절한 범위 내의 수정이나 그 특정 형태를 포함한다.

116: 아이언맨 소프트웨어 128: 컴퓨터 네트웍

Claims

컴퓨터 제어하에 제1 부재를 회전시키기 위한 적어도 하나의 조립체를 포함하는 형태의 컴퓨터 제어가능한 강 제조 머신과 통신하는 상기 컴퓨터에 의해 전자적인 정보 소스에 규정된 물품을 제조하기 위한 컴퓨터에 의해 제어되며, 상기 컴퓨터를 이하와 같이 동작시키는 것을 포함하는 컴퓨터에 의해 제어되는 물품을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
각각의 물품에 대응하는 제1 부재들을 규정하는 데이터를 포함하는 상기 정보 소스로부터 데이터를 추출하며;
상기 제1 부재들을 물품으로 변환하기 위하여 상기 제조 머신에 의해 상기 제1 부재들에 수행되는 과제를 결정하고; 및,
상기 제1 부재들에 상기 과제를 수행하여 상기 물품을 제조하기 위하여 상기 머신에 명령 시퀀스를 전송하는 것을 포함하며,
상기 명령들의 시퀀스는 상기 머신의 도구들에 의해 액세스하기 위하여 상기 제1 부재들을 회전시키기 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터에 의해 제어되는 물품 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 정보 소스로부터 데이터를 추출하는 단계는 상기 제1 부재들에 부착된 제2 부재를 결정하는 것을 포함하는 방법.
제2항에 있어서,
제2부재가 상기 정보 소스에 규정된 상기 제1 부재에 부착되는 것으로 결정되면, 수행될 과제는 상기 제1 부재에 상기 제2 부재를 용접하는 것을 포함하는 방법.
상기 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
인간 조작자가 참조하기 위하여 디지털 정보 소스로부터 각 물품의 전자 파일을 작성하는 제조 현장을 상기 컴퓨터가 생성하도록 동작시키는 것을 포함하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 제1 부재에 대한 과제 수행 단계의 전에 및/또는 도중에 인간 조작자에게 컴퓨터 디스플레이 상에서 제조 공장의 도면을 상기 컴퓨터가 표시하도록 동작시키는 것을 포함하는 방법.
상기 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
제1 부재가 상기 머신에 정확하게 적재되는 것을 상기 머신이 검사하도록 상기 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 제1 부재가 정확하게 장전된 것을 검사하기 위한 상기 단계는 상기 제1 부재가 정확하게 장전된 것을 검사하기 위하여 상기 머신의 레이저를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
과제를 수행할 때 부재의 캠버를 결정하고 캠버를 보충할 수 있도록 레이저가 검사를 수행하도록 명령하기 위하여 상기 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,
수행될 과제에 대응하는 정확한 부재가 상기 머신에 적재된 것을 확인하기 위하여 적재된 부재의 단면을 검사하도록 상기 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
제1 부재에 용접하기 전에 제2 부재가 정확하게 선택된 것을 검사하도록 상기 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 제2 부재의 정확성을 검사하는 단계는 상기 머신의 레이저를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
제6항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 부재들의 단부가, 명백히, 예컨대, 사각형 또는 정해진 각인 것을 확인하기 위하여 인간 조작자에게 호출을 표시하도록 상기 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
부재의 단부가 정확하지 않은 것으로 인간 조작자가 응답하면 이어서 상기 방법은 상기 제조 머신이 단부를 정확하게 교정하도록 상기 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
상기 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
정확한 동작을 확인하기 위하여 제조 머신의 도구로부터의 신호들을 감시하도록 상기 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
도구가 정확하게 작동되지 않는 것으로 검출되면, 상기 컴퓨터는 인간 조작자가 도구를 검사하도록 호출을 표시하기 위하여 동작되는 방법.
상기 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 부재의 회전을 위한 상기 적어도 하나의 조립체는 컴퓨터의 제어하에 병진 이동될 수 있으며, 상기 머신은 컴퓨터 제어 하에 또한 병진 이동될 수 있는 하나 이상의 지지대를 포함하며, 상기 방법은, 회전 조립체와 하나 이상의 지지대를 이동시켜서 다음 과제를 수행하기 위한 도구 선단이 방해되지 않은 부재 위의 가공 영역으로 이동될 수 있도록 경로를 청소하도록 상기 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
상기 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 정보 소스로부터 데이터를 추출하기 위해 컴퓨터를 동작시키는 단계는 상기 제1 부재들의 식별자들을 추출하는 것을 포함하는 방법.
제17항에 있어서,
인간들에 의한 시각적 식별을 위한 식별자들에 대응하는 표시들로서 상기 제1 부재들을 제조 머신이 표시하도록 컴퓨터를 동작시키는 것을 포함하는 방법.
상기 항들 중의 어느 한 항의 방법을 실행하기 위하여 컴퓨터용 머신에 의한 판독가능한 명령들이 기록된 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 유형의 컴퓨터 소프트웨어 제품.
청구항 1항 내지 18항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 프로그램된 컴퓨터.
제1 부재를 대응하는 제품으로 변환하기 위하여 컴퓨터 제어 제조 머신에 의해 상기 제1 부재를 가공하는 방법으로서, 상기 방법은:
제1 부재가 머신에 바르게 적재된 것을 확인하며; 및
대응하는 제품의 제조를 위해 제조 머신에 의해 상기 제1 부재에 정해진 과제의 시퀀스를 수행하는 것을 포함하며;
상기 과제들은 상기 제1 부재에 제2 부재를 부착하는 것을 포함하는 부재의 가공방법.
컴퓨터로 실행되는 디지털 정보 소스에 규정된 물품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
각각의 물품에 대응하는 제1 부재들을 포함하는 상기 정보 소스로부터 데이터를 추출하고;
상기 제1 부재들을 물품으로 변환하기 위하여 상기 제1 부재들에 수행될 과제를 결정하며; 및
상기 부재들로부터 물품을 제조하기 위하여 컴퓨터 제어 제조 머신에 의해 상기 제1 부재들에 상기 과제를 수행하기 위한 명령의 시퀀스를 생성하는 것을 포함하는 컴퓨터로 제어되는 물품 제조방법.
많은 물품들을 규정하는 정보 소스로부터 제조 머신을 동작시키기 위해 데이터를 추출하는 방법으로서, 상기 방법은:
각 물품에 대응하는 제1 부재용 부재 유형을 추출하는 단계; 및
부재 유형을 고려하여 대응하는 물품을 제조하기 위하여 상기 제1 부재들에 수행될 과제들을 결정하는 단계를 포함하는 데이터 추출방법.
제21항 내지 제23항의 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위해 컴퓨터용의 머신 판독가능한 명령들이 기록된 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 유형의 컴퓨터 소프트웨어 제품.
제21항 내지 제23항의 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 프로그램된 컴퓨터.