KR20180018560A - 시트 재료의 기계 절단을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

시트 재료의 기계 절단을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시트 재료의 기계 절단을 준비하기 위한 방법(100)에 관한 것으로, 절단할 기하학적 구조의 세트를 획득하는 단계(101), 절단을 위한 기하학적 구조의 세트를 위치시키는 단계(102), 그 후에 위치된 기하학적 구조를 기초로 시트 재료의 포맷을 결정하는 단계(104)를 갖추어 이루어진다. 본 발명은 시트 재료의 기계 절단을 위한 대응하는 시스템, 및 대응하는 컴퓨터 프로그램 제품에도 관한 것이다.

Description

시트 재료의 기계 절단을 위한 방법 및 시스템
본 발명은 시트 재료의 기계 절단을 위한 방법, 대응하는 시스템, 컴퓨터 프로그램 제품 및 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 매체에 관한 것이다.
시트 재료로부터 부품을 절단하기 위해 사용가능한 다양한 절단 기술이 있다. 부품은 예를 들어, 펀치 프레싱(punch pressing) 또는 빔 절단(beam cutting)을 함으로써 절단될 수 있다. 빔 절단(beam cutting)은 레이저 절단(laser cutting), 플라즈마 절단(plasma cutting), 이온 빔 절단(ion beam cutting), 불꽃 또는 토치 절단(flame or torch cutting), 물 절단(water cutting), 펠렛 절단(pellet cutting) 또는 공기 절단(air cutting)과 같은 의미를 갖는 절단과 같이 몇몇 종류의 빔을 갖춤으로써 정의된다. 펀치 프레싱에서 펀치 및 금형(die)은 시트 재료로부터 물질을 절단하기 위해 이용된다.
종래의 절단 기술은 폐기물(waste)이라는 큰 문제가 있고, 확실한 절단 계획(cutting plan)인 정상적인 생산(normal production)은 20-50%의 폐기물을 갖는다. 통상적으로, 절단할 각 단일 부분(single part)은 단일 부분과 가까운 절단 경로(cutting path)로 정의되고, 및 부품(parts)은 임의의 인접한 부분과 안전 거리(safety distance)를 가지며 위치된다. 하나의 주요한 폐기물의 원인(source)은 시트 재료로부터 절단된 부품 사이에서 제공된 안전 거리에 의해 형성된 폐기물(scrap material)이다.
WO 2011/042058 A1에서 빔 절단 기술(beam cutting technology)을 이용해 물질의 조각(piece)으로부터 여러 부품을 절단하는 기계를 위한 방법이 개시된다. 그곳에서 개시된 발명은 비정형 형상(free form shape)으로부터 부품의 클러스터(cluster)를 형성하기 위한 제어 규칙 및 변수(variable)의 세트를 제공하고, 부품은 절단 빔으로부터 하나의 절단만이 서로 매우 가깝게 위치되어 부품의 형상이 허용할 때마다 인접한 부품 사이에서 발견된다. 이 방법은 개별적인 부품 사이의 안전 거리의 필요를 감소시키고 따라서 부품 사이의 낭비되는 재료를 실질적으로 감소시킨다.
그러나, 폐기물의 또다른 원인은 시트 재료로부터 절단하는 종래의 프로세스에 기인한다. 통상적으로, 작동자는 절단 동작(cutting operation)을 위한 기준(basis)을 형성하기 위해 시트 포맷(sheet format)을 가장 먼저 선택한다. 절단할 기하학적 구조(geometry)는 규칙적인 다각형(regular polygon)에 의해 근사되고 부품 사이에서 제공된 안전 거리를 갖는 포맷으로 배치(place) 및 위치된다. 안전 거리는 대응하는 안전 거리를 제공하기 위해 각 부분에 대한 근사된 다각형을 확장(expand)시킴으로써 제공된다. 다각형이 서로 또는 시트 포맷의 가장자리(edge)가 중첩(overlap)되지 않는 것을 확실하게 하도록, 다각형은 NFP 알고리즘(no-fit polygon algorithm)에 의해 시트 포맷 (또는 다각형) 상에 위치된다. 기하학적 구조를 위치시키는 단계(positioning) 및 절단하는 단계(cutting)가 끝날 때 남은 물질(leftover material)은 폐기물로 고려되거나, 잔여 시트 재료(residual sheet material)로 간주된다. 잔여 물질은 새로운 시트 포맷으로 절단되고 폐기물은 폐기된다.
US 2013/0218627 A1에서 복수의 직사각형 엘리먼트를 각각 구비하여 구성되는 복수의 그룹을 발생시키기 위한 방법이 개시된다. 방법은 이용될 플레이트(plate)의 포맷을 결정(decide)하는 단계(step)를 포함한다. 일반적으로, 플레이트의 포맷은 시트의 적어도 하나의 길이가 미리-결정(pre-determine)되도록 특정 폭(width)를 갖는 강철 롤(steel roll)로 부터 결정된다. 이 방법은 폐기물을 감소시키지만, 제한(limitation)을 갖고 있고 비정형 형상의 절단에 잘 맞지 않는다.
그런 이유로, 직사각형이 아닌 형상의 기하학적 구조의 절단에 있어서 추가적인 개선이 필요하다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 감소시키기 위한, 특히 시트 재료(sheet material)로부터 기하학적 구조의 세트(a set of geometry)를 절단할 때 생산되는 폐기물의 양을 줄이기 위한 것이다.
따라서 본 발명은 시트 재료의 기계 절단을 위한 방법과 관련되고,
-절단할 기하학적 구조의 세트를 획득(obtain)하는 단계,
-절단을 위한 기하학적 구조의 세트를 위치(position)시키는 단계,
-적은 폐기물의 양을 초래하는 위치된 기하학적 구조를 기초로 시트 재료의 적어도 하나의 포맷을 표시(present)하는 단계,
-중앙 컴퓨터를 매개로 시트 재료의 적어도 하나의 포맷의 접근성(accessibility)을 검증(verify)하는 단계, 및
-표시된 포맷 및 그 접근성을 기초로 시트 재료의 포맷을 결정(decide)하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 단계는 청구항에서 명세된 바와 다른 순서(order)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 중앙 컴퓨터를 매개로 시트 재료의 포맷의 접근성을 검증하는 단계가 제1 단계로 이루어질 수 있고, 적은 폐기물의 양을 초래하는 위치된 기하학적 구조를 기초로 시트 재료의 적어도 하나의 포맷을 표시하는 단계가 상기 검증-단계 후에 이루어질 수 있고, 그런 이유로 접근 가능한 포맷 사이의 선택이 제한될 것이다.
또한 본 발명은, 중앙 컴퓨터를 매개로, 중앙 컴퓨터에 연결되거나 연결될 수 있는, 여러 공급자(provider)로부터 및/또는 여러 저장 장치로부터 접근성을 검증할 수 있는 가능성을 제공한다. 중앙 컴퓨터를 매개로 접근성의 검증이 자동으로, 반-자동으로, 또는 작동자에 의해 수동적으로 이루어질 수 있다.
다음 단계에서, 시트 재료의 결정된 포맷으로부터 위치된 기하학적 구조가 절단된다. 컴퓨터는 일반적으로 프로세서(processor) 및 접근가능 시트 포맷과 같은, 정보를 저장하기 위한 메모리를 포함한다.
따라서, 본 발명의 중요한 측면은 기하학적 구조의 세트가 2차원 공간(two dimensional space)에서 위치된 뒤에 시트 재료의 포맷이 결정 된다는 점이다. 본 발명은 다음의 절단 동작에서 이용되는 시트 재료의 포맷이 기하학적 구조의 세트의 실제 결정된 분포(distribution)로 최적화될 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서 생산되는 폐기물의 양은 종래의 기술에 비해 실질적으로 감소될 수 있다. 이는 제조 비용 및 환경에 미치는 영향을 감소시키는 이점을 갖는다. (예를 들어, 종래의 NFP에 의해) 기하학적인 구조의 최적화된 위치는 계산 집약적인 프로세스(computational intensive process)이고, 본 발명은 폐기물을 감소시키는 동안 기하학적 구조의 임의의 세트에 대한 시트 포맷을 최적화시키는데 필요되는 컴퓨팅 작업(computing task)의 양을 감소시키는 추가적인 이점을 갖는다. 게다가, 중앙 컴퓨터를 매개로 이러한 포맷의 접근성을 제어하는 단계는 물리적으로 또는 가상으로 시트의 중앙 저장 장치와, 및/또는 자동적으로, 동적으로, 반-자동적으로 및/또는 실시간으로 시트 재료의 생산기(producer)와, 결정된 시트 포맷 및/또는 절단 툴(cutting tool)을 프로그래밍 하기 위한 컴퓨팅 기기 및/또는 절단 툴을 연결하는 것을 가능하게 한다. 이는 또한 데이터가 시트 포맷에 대한 결정을 자동, 반-자동, 또는 수동으로 구동되도록 할 수 있고, 시트 포맷의 유효성(availability), 비용, 크기, 질(quality)과 같은 데이터는 다른 시스템 및/또는 프로세스에 따라 동적으로 업데이트 된다. 그러므로써, 중앙 저장 장치 또는 시트 공급자(sheet supplier)는 프로세스를 더욱 효과적으로 만들고 폐기물의 전반적인 낭비를 줄이는, 폐기물 감소 프로세스에 관련된다. 게다가, 이는 전반적인 프로세스의 임의의 단계를 느리게 하지 않으면서 달성된다.
시트 재료의 포맷은 시트 재료의 평면(plane)에서 재료의 2차원 확장으로 정의된다. 포맷은 2차 포맷(quadratic format), 직사각형 포맷 또는 불규칙한 포맷이 될 수 있다. 포맷은 시트 재료의 평면에서 시트 재료의 형상 및 치수(dimension)를 포함한다.
하나 또는 여러 시트 포맷의 접근성을 검증하는 단계는 절단할 형상의 절단 전 어느 시점에서든 이루어질 수 있다. 그런 이유로, 원하는 포맷의 접근성을 확인하는 단계가 바람직한 포맷의 결정이 이루어진 뒤에 이루어질 때, 상기 포맷이 이용가능하지 않다면 결졍이 다시 이루어져야 할 수도 있다. 또 다른 대안에서, 예를 들어, 선호 순서대로, 접근성이 각 포맷에 대해 확인될 수 있도록, 하나 이상의 포맷이 표시되고, 수용가능한 접근성의 제1 포맷이 선택된다. 접근성은 시트 포맷이 선택되기 전에 검증될 수 있다. 이는 필요한 계산의 수를 감소시키기 때문에 장점이 될 수 있다. 하나의 가능한 실시예에서, 접근가능한 포맷에서의 제한은 없다. 이러한 실시예에서, 접근성을 검증하는 단계는 형식적인 절차일 뿐이다. 접근성의 정의는 유효성, 비용, 크기, 기계 크기, 절단 테이블(cutting table)의 크기, 형상, 질, 또는 다른 성질(property)과 같이 여러 변수를 포함할 수 있고, 접근성은 자동, 반-자동, 또는 수동으로 검증될 수 있다. 접근성에 대한 성질을 정의하는 정보 또는 데이터는 예를 들어, ERP, MES 또는 다른 관리 시스템에서 다른 데이터, 프로세스, 및 그 상태에 따라 동적으로 업데이트 될 수 있다.
접근성이 검증된 중앙 컴퓨터는 물리적으로 어느 장소(location)에나 자리(locate)할 수 있다. 중앙이라는 용어는 컴퓨터가 절단 툴, 및/또는 예를 들어, 둘 다 물리적으로 또는 가상으로 될 수 있는 절단 툴 및/또는 시트 재료 포맷의 저장 장치를 제어 또는 프로그래밍 하기 위한 컴퓨팅 기기, 및/또는 시트 재료의 공급자 사이의 연결을 제공하는 컴퓨터를 지칭한다. 중앙 컴퓨터는 원하는 포맷의 접근성을 즉시 검증하기 위해 마지막 사용자, 예를 들어 절단 기계의 작동자 및/또는 프로그래머 또는 중간 서비스 공급자(intermediary service provider)에게 포맷의 접근성을 제어하도록 할 수 있다.
원하는 포맷과 접근가능한 포맷 사이의 성공적인 매치(successful match)에 대응하여 동일한 또는 상이한 포맷의 하나 또는 여러 시트의 주문(order)이 만들어질 수 있다. 주문은 작동자에 의해 확인될 필요가 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 게다가, 주문은 예를 들어, 특정 포맷이 로컬 저장 장치에서 이용가능하다는 검증 및 주문으로 이루어진 내부 주문(internal order), 또는 다른 기업(entity)에 대한 외부 주문일 수 있고, 금액 거래 및/또는 임의의 가치의 투입(commitment)를 포함할 수 있다.
잔여 시트 포맷(residual sheet format)을 포함하는 시트 포맷의 접근성을 저장하는 것뿐만 아니라, 방법은 만들어진 주문을 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
주문을 관리하고 하나 또는 여러 시트 포맷의 접근성을 검증하기 위해 정보가 인터넷, LAN 또는 다른 네트워크에 걸쳐 시스템 및/또는 사람들 사이에서 공유된다. 정보는 예를 들어, 절단 기계 장소, 중앙 컴퓨터, 및 시트 공급자 사이에서, 지역적으로(locally) 및/또는 외부적으로 공유될 수 있다.
상이한 시트 포맷의 접근성을 검증하는 단계는 시트, 저장 장치, 절단 기계의 생산자와 같은 상이한 장소(place) 및 특정한 경우 공급 업체(vendor) 또는 특정 시트 포맷으로부터 절단된 조각의 저장 장치사이에서 하나 이상의 시트 포맷의 논리(logistic)를 검증하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 작동자가 시트 포맷을 결정할 수 있도록, 작동자에게 접근가능한 시트 포맷의 후보(candidate)를 표시하는 단계를 더 포함한다. 임의로, 폐기물 비율, 유효성, 장소, 절단 레이아웃 등과 같은 시트 포맷 정보뿐만 아니라 시트 포맷을 결정하기 위해 이러한 정보를 이용할 수 있는 작동자에게 보여질 수 있다.
그런 이유로, 접근성을 검증하는 본 발명 단계는 자동, 반-자동, 또는 수동적으로 상이한 포맷 선택(option)의 접근성을 반영하는 작동자에게 표시되는 정보를 기초로 할 수 있다. 접근성은 연결된 프로세스 및 시간, 및 ERP, MES 또는 다른 관리 시스템과 같이 시스템에서의 다른 결정에 의존하여 동적으로 조정(adjust)될 수 있다.
시트 재료의 포맷을 결정하는 단계는 포맷의 후보 세트로부터 가장 잘 맞는 포맷을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
따라서, 표준 포맷(standard format), 저장 포맷 등과 같은, 포맷의 이용가능한 세트는 시트 재료의 포맷의 선택에 대한 결정을 위한 기준(basis)을 형성할 수 있다.
방법은 위치의 후보 세트 및 시트 재료 조합의 포맷을 획득하기 위해, 기학적 구조의 세트를 위치시키는 단계를 반복적으로 변경(alter)하는 단계, 및 기하학적 구조의 세트의 변경된 위치에 대해 가장 잘 맞는 포맷을 결정하는 단계를 포함한다.
그러므로써 다수의 상이한 위치 및 시트 재료 포맷 조합이 절단을 위한 시트 재료의 포맷을 결정하기 위한 후보로 획득될 수 있다.
시트 재료의 포맷을 결정하는 것은 다음을 기초로 한다;
- 시트 재료의 포맷의 크기에 관하여 위치된 기하학적 구조의 확장;
- 시트 재료의 포맷에 의해 획득된 절단할 기하학 구조의 세트에 포함되지 않은 폐기물 양; 및/또는
- 시트 재료의 상이한 포맷의 비용.
따라서 위치된 기하학적 구조의 확장 및/또는 폐기물의 양, 가능하다면 상이한 포맷의 비용과의 조합이 시트 재료의 포맷을 결정하기 위한 기준과 같이 이용될 수 있다. 그러므로써 비용 및/또는 폐기물 최소화가 시트 포맷의 가장 잘 맞는 것을 결정하는데 이용될 수 있다. 위치된 기하학적 구조의 확장은 예를 들어, 다각형에 의해, 위치된 기하학적 구조의 외부 윤곽의 근사치가 될 수 있다. 외부 윤곽의 근사치는 직사각형과 같은 규칙적인 다각형, 또는 동일하지 않은 길이 및/또는 각을 갖는, 불규칙적인 다각형일 수 있다.
시트 재료의 결정된 포맷은 기하학적 구조가 시트 재료로부터 절단될 때 프레임(frame)을 형성하면서, 추가적인 안전 영역(additional safety regin)을 갖는 위치된 기하학적 구조의 확장을 기초로 한다. 프레임은 0.01-250㎜ 범위의 폭, 또는 심지어 1000㎜ 이상일 수 있지만, 5-50㎜ 범위가 바람직하다.
방법은 위치된 기하학적 구조의 절단을 위한 가공 계획을 생성하는 단계를 더 포함한다.
가공 계획은 시트 재료의 포맷을 결정하는 것 이전 또는 이후에 생성될 수 있다.
방법은 빔 절단 기술(beam cutting technology)로 시트 재료의 기하학적 구조를 절단하는 단계를 포함한다. 빔 절단 기술은 레이저 절단, 플라즈마 절단, 이온 빔 절단, 불꽃 또는 토치 절단, 물 절단, 펠렛 절단 또는 공기 절단 등일 수 있다. 대안적으로 방법은 펀치 프레싱 또는 나이프 커팅 등을 함으로써 를 포함할 수 있다. 시트 재료는 예를 들어, 금속 시트 재료, 플라스틱 시트 재료, 텍스타일(textile) 시트 재료, 패브릭(fabric) 시트 재료, 종이 또는 판지(cardboard) 시트 재료, 나무 시트 재질, 합성(composite) 시트 재료 등일 수 있다.
기하학적 구조의 세트는 비정형 형상의 적어도 하나의 부분에서 포함하는 부품의 적어도 하나의 클러스터를 포함할 수 있고, 클러스터의 부품은 서로 매우 가깝게 위치되어 절단 기기의 하나의 절단의 두께만이 부품의 형상이 허용하는 인접한 부품 사이에서 발견된다.
그러므로써, 부품의 클러스터에서 폐기물의 양은 감소될 수 있고, 부품의 클러스터는 기하학적 구조의 세트에서 다른 기하학적 주조를 가지며 위치될 수 있다. 기하학적 구조의 세트는 대안적으로 비정형 형상의 적어도 하나의 부분에서 포함하는 복수의 부품의 클러스터일 수 있다. 클러스터(들)는 복수의 비정형 형상의 부품으로 이루어질 수 있다.
형상은 적어도 하나의 곡선(curve) 또는 선(line)을 포함하는 닫힌 윤곽선(closed contour)와 같이 정의될 수 있다. 비정형 형상은 불규칙적인 길이의 면 및/또는 각을 갖는 및/또는 적어도 하나의 곡선을 포함하는, 불규칙한 형상과 같이 정의될 수 있다. 규칙적인 형상은 예를 들어, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등이다. 비정형 형상은 윤곽이 적어도 하나의 오목한 부분(concave portion)을 정의하는, 적어도 하나의 곡선 또는 선을 포함하는 닫힌 윤곽과 같이 정의될 수 있다. 오목한 부분은 오목한 곡선 부분이 될 수 있고 또는 하나 이상의 선 및/또는 곡선에 의해 형성될 수 있다. 비정형 형상은 위치하는 것 동안 그것의 실제 형상에 의해 보여질수 있고, 직사각형과 같이 근사된 규칙적인 다각형에 의해 보여지지 않을 수 있다. 따라서 비정형 형상은 서로 가깝게 위치될 수 있다.
방법은 CAD(computer aided design) 또는 CAM(computer aided manufacturing)을 위한 툴로서 구현될 수 있다.
따라서 방법은 설계 및 제조를 위한 컴퓨터 기반 시스템에서 중요한 부분(integral part)일 수 있다.
본 발명은 재료의 조각으로부터 여러 부품을 기계 절단을 위한 시스템에도 관련된 것으로,
절단할 기하학적 구조의 세트를 획득하고, 절단을 위한 기하학적 구조의 세트를 위치시키며, 그 후에 위치된 기하학적 구조를 기초로 시트 재료의 포맷을 결정하도록 구성된 프로세싱 유닛,
절단 기기,
사이에서 결정하는 프로세싱 유닛에 대한 시트의 포맷의 접근성을 제어하기 위한 중앙 컴퓨터, 및
시트 재료의 결정된 포맷으로부터 위치된 기하학적 구조를 절단하기 위한 절단 기기를 제어하도록 구성되는, 제어 유닛을 포함한다.
절단 기기는 빔 절단 기기일 수 있다. 프로세싱 유닛은 위치된 기하학적 구조의 절단을 위한 가공 계획을 생성하도록 더 구성될 수 있고, 제어 유닛은 가공 계획에 따라 위치된 기하학적 구조를 절단하기 위해 절단 기기를 제어하도록 구성된다.
본 발명은 컴퓨터 프로그래밍 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품과도 관련되며, 실행될 때 컴퓨터의 프로세서(processor)가 이곳에서 개시된 방법을 수행(perform) 할 수 있게 한다.
본 발명은 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 매체 또는 컴퓨터의 프로세서에 의해 실행되도록 구성된 코딩된 명령 세트를 나타내는 데이터를 포함하는 매체와도 관련되며, 명령은 이곳에서 개시된 방법을 포함한다.
시스템, 컴퓨터 프로그램 제품 및 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 매체는 이곳에서 개시되는 본 발명의 대응하는 형상과 관련하여 언급되는 것과 같이 유사한 이점을 제공한다.
본 발명과 관련된 다양한 실시예 및 예시가 첨부된 도면을 참조하여 이제부터 설명될 것이다.
도 1은 시트 재료의 기계 절단을 준비하는 방법을 보여준다.
도 2는 시트 재료의 기계 절단을 준비하는 방법의 단계를 보여준다.
도 3은 시트 재료의 기계 절단을 위한 시스템을 보여준다.
도 1에서 시트 재료의 기계 절단을 준비하는 방법(100)이 개시된다. 방법은 가장 먼저 절단할 기하학적 구조의 세트를 획득하는 단계(101)를 포함한다. 기하학적 구조는 형상의 임의의 종류 또는 부품의 클러스터일 수 있다. 절단을 위해, 바람직하게는 인접한 부품 사이에서 폐기물을 최소화하기 위해 기하학적 구조의 세트가 위치(102)된다. 위치된 기하학적 구조의 세트를 기초로 시트 재료의 포맷이 그 후에 결정(104)된다.
가공 계획(machining plan), 예를 들어 절단 계획은 위치된 기하학적 구조의 절단을 위해 생성된다(103). 가공 계획은 도면에서 보여지는 바와 같이, 시트 재료의 포맷을 결정하기 전에 생성될 수 있지만, 시트 재료의 포맷을 결정한 뒤에 생성될 수도 있다. 가공 계획은 어떻게 및 어떤 순서로 절단 과정(cutting process)이 이행(conduct)되는지를 정의한다. 기하학적 구조는 결정된 시트 포맷으로부터, 절단 계획에 따라 절단된다(105). 시트 포맷의 접근성(accessibility)을 검증하는 단계(106)는 이용될 시트 포맷의 마지막 결정 전에 이루어진다. 그러나 시트 포맷의 접근성을 검증하는 단계(106)는 기하학적 구조가 위치되기(102) 전에 이루어질 수도 있다. 이러한 경우, 기하학적 구조를 위치시키는 단계는 여러 접근가능한 포맷의 세트로 이루어질 수 있고, 가장 유리한 포맷이 이용되기 위해 결정된다(104). 시트 포맷의 접근성을 검증하는 단계(106)는 또한 기하학적 구조의 세트가 획득되기 전에 이루어질 수 있다. 이러한 실시예에서 접근성을 검증하는 단계는 예를 들어, 여러 시트 포맷의 접근성에 대한 중앙 컴퓨터(central computer)로부터 업데이트를 획득함으로써 지속적으로 이루어질 수 있다.
시트 재료의 포맷을 결정하는 단계(104)는 시트 재료의 포맷의 크기, 시트 재료의 포맷에 의해 획득된 절단할 기하학적 구조의 세트에 속하지 않은 폐기물의 양; 및 시트 재료의 여러 포맷의 비용과 관련된 위치된 기하학적 구조의 하나 이상의 확장을 기초로 한다. 위치된 기하학적 구조의 확장은, 예를 들어, 다각형(polygon)에 의해 위치된 기하학적 구조의 외부 윤곽(outer contour)의 근사치(approximation)가 될 수 있다. 외부 윤곽의 근사치는 직사각형과 같은 규칙적인 다각형(regular polygon), 또는 동일하지 않은 길이의 면 및/또는 각을 갖는 불규칙한 다각형(irregular polygon)일 수 있다. 시트 재료의 포맷으로부터 획득된 폐기물의 양은 시트 재료의 특정 포맷, 및/또는 시트 재료의 무게 당 비용을 제공하는 비용과 균형을 이룰 수 있다. 시트 재료의 결정된 포맷은 규칙적이거나 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.
하나의 대안으로서 시트 재료의 포맷을 결정하는 것은 포맷의 후보 세트로부터 기하학적 구조를 위한 포맷의 가장 잘 맞는 것(best fit)을 선택하는 것을 포함한다. 이는 위치의 후보 세트 및 시트 재료 조합의 포맷을 획득하기 위해, 기하학적 구조의 세트를 위치시키는 것을 반복적으로 변경하고, 기하학적 구조의 세트의 변경된 위치로 가장 적합한 것의 포맷을 결정함으로써 제공될 수 있다. 이러한 위치의 후보 세트 및 시트 재료 조합의 포맷으로부터 시트 포맷이 위에서 논의된 기준(criteria)을 기초로 결정될 수 있다. 따라서 폐기물의 양 및 재료 비용을 감소시키는 가장 좋은 위치 및 시트 재료 조합의 포맷이 선택될 수 있다.
기하학적 구조의 세트는 비정형 형상의 부품의 적어도 하나의 클러스터를 포함할 수 있고, 이러한 부품은 서로 가깝게 위치되어 부품의 형상이 허용할 때마다 인접한 부품 사이에서 절단 빔의 오직 하나의 절단의 두께만이 발견된다. 따라서 인접한 부품 사이의 폐기물의 양은 실질적으로 줄어들 수 있다. 하나의 대안으로서 기하학적 구조의 조합의 세트가 비정형 형상의 부품의 복수의 이러한 클러스터만을 포함한다. 따라서 시트 포맷은 가장 효율적으로 활용될 수 있다.
도 2에서 방법의 몇몇 단계가 도표로 보여진다. 도 2(a)에서 기하학적 구조(201, 201' 및 201'')의 세트(200)가 제공된다. 보여지는 기하학적 구조의 세트는 직사각형(201)의 규칙적인 기하학적 구조, 및 2개의 비정형의 불규칙한 형상의, 기하학적 구조(201' 및 201'')를 나타낸다. 2개의 비정형 형상의 기하학적 구조 모두는 주변(circumference)을 따른 오목한(concave) 부분을 포함한다. 기하학적 구조(201, 201', 201'')는 위치하는 것 동안 그들 각각의 실제 형상에 의해 보여지며, 즉 직사각형과 같이 근사된 규칙적인 다각형에 의해 보여지지 않는다.
도 2(b)의 예시에서, 비정형 형상의 부품 및 규칙적인 형상의 부분 모두를 포함하는, 부품의 클러스터(202)를 형성하며, 기하학적 구조의 세트는 서로에 대해 위치된다. 위치하는 것 동안 기하학적 구조가 그들 각각의 실제 형상에 의해 보여지기 때문에, 도 2(b)에서 보여지는 바와 같이, 서로 가깝게 위치될 수 있다. 비정형 형상의 부품의 클러스터의 형성 및 절단은 WO 2011/042058 A1에서 더 개시된다.
도2(c)에서, 시트 재료의 포맷(203)은 위치된 기하학적 구조를 기초로 결정된다. 시트의 포멧은 시트 재료의 평면(plane)에서 위치된 기하학적 구조의 확장과 같이 정의되고, 이러한 경우 포맷은 공통된 직사각형 형상을 갖는다. 그러나, 또한 불규칙적인 형상의 시트 포맷이 본 발명을 기초로 결정될 수 있다. 도 2에서 보여진 도식이 간소화된 점, 및 통상적인 생산 규모의 프로세스(regular production scale process)에 있어서, 기하학적 구조의 수는 10, 100, 또는 1000개의 부품을 수월하게 초과할 수 있다는 점을 유의해야 한다.
추가적으로 도 2d에서, 도 2(b)에서 보여지는 바와 같이 복수의 클러스터(202)가 위치된 기하학적 구조의 세트로서 획득되고, 그 후에 시트 재료의 포맷(203)이 위치된 기하학적 구조를 기초로 결정된다. 이는 본 발명에 따라 시트 포맷의 하나 이상의 공급자(provider) 및/또는 시트 포맷을 저장하기 위한 하나 이상의 저장 매체와 연결된 중앙 컴퓨터를 매개로 이루어진다.
도 3에서 시트 재료(303)의 조각(piece)으로부터(out of) 여러 부품의 기계 절단을 위한 시스템(300)이 보여진다. 시스템은 절단할 기하학적 구조의 세트를 획득하는 단계, 절단을 위한 기하학적 구조의 세트를 위치시키는 단계, 그 후에 위치된 기하학적 구조를 기초로 시트 재료의 포맷을 결정시키는 단계로 구성된 프로세싱 유닛(301;processing unit)을 포함한다. 위에서 설명된 바와 같이, 어떤 포맷이 이용되는 지의 결정은 시트 포맷의 접근성을 검증하는 단계에 선행(precede)되거나 후행(follow)된다. 프로세싱 유닛은 위치된 기하학적 구조를 절단하기 위한 가공 계획을 생성하도록 더 구성된다.
시스템은 절단 기기(304;cutting device), 및 제어 유닛(302;control unit)을 더 포함하고, 제어 유닛은 절단 기기가 가공 계획에 따라, 시트 재료의 결정된 포맷으로부터 위치된 기하학적 구조를 절단하기 위해 절단 기기를 제어하도록 구성된다. 도 3에서 보여지는 예시에서, 절단 기기는 빔 절단 기기이다. 다른 대안으로서, 절단 기기와 같은 펀치 프레스를 갖는 시스템 및 나이프 커팅(knife cutting)을 활용하는 시스템이 또한 제안된다.

Claims (17)

  1. -절단할 기하학적 구조의 세트를 획득하는 단계,
    -절단을 위한 기하학적 구조의 세트를 위치시키는 단계,
    -적은 폐기물의 양을 초래하는 위치된 기하학적 구조를 기초로 시트 재료의 적어도 하나의 포맷을 표시하는 단계,
    -시트 포맷의 하나 이상의 공급자와 연결된 또는 연결가능한 중앙 컴퓨터를 매개로 시트 재료의 적어도 하나의 표시된 포맷의 접근성을 제어하는 단계, 및
    -표시된 포맷 및 그 접근성을 기초로 시트 재료의 포맷을 결정하는 단계를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 시트 재료의 기계 절단을 준비하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 중앙 컴퓨터는 상기 하나 이상의 저장 장치에서 접근성을 제어하기 위한 시트 포맷 저장용 하나 이상의 저장 장치에 연결되거나 연결가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접근성은 연결된 프로세스 및/또는 ERP, MES 또는 다른 관리 시스템과 같은 시스템에서의 결정에 의존하여 동적으로 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 시트 재료의 포맷을 결정하는 단계가;
    -시트 재료의 포맷의 크기에 관하여 위치된 기하학적 구조의 확장;
    -시트 재료에 의해 획득된 절단할 기하학적 구조의 세트에 속하지 않은 폐기물의 양; 및/또는
    -시트 재료의 상이한 포맷의 비용;을 기초로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 시트 재료의 포맷을 결정하는 단계는 포맷의 후보 세트로부터 가장 잘 맞는 포맷을 선택하는 단계를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 위치시키는 단계의 후보 세트 및 시트 재료 조합의 포맷을 획득하기 위해, 기하학적 구조의 세트를 위치시키는 단계를 반복적으로 변경하는 단계 및 기하학적 구조의 세트의 변경된 위치에 대해 가장 잘 맞는 포맷을 결정하는 단계를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 시트 재료의 포맷을 결정하는 단계 이전 또는 이후에, 위치된 기하학적 구조의 절단을 위한 가공 계획을 생성하는 단계를 더 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 기하학적 구조의 세트가 비정형 형상의 부품의 적어도 하나의 클러스터를 구비하여 구성되고, 부품은 서로 매우 가깝게 위치되어 부품의 형상이 허용할 때마다 절단 기기의 하나의 절단의 두께만이 인접한 부품 사이에서 발견되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 기하학적 구조의 세트가 비정형 형상의 복수의 부품의 클러스터인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 빔 절단 기술로 시트 재료에서 기하학적 구조를 기계 절단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, CAD 또는 CAM을 위한 툴로서 구현되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 상기 항 중 어느 한 항에 따라 재료의 조각으로부터 여러 부품의 기계 절단을 위한 방법으로, 시트 재료의 결정된 포맷으로부터 위치된 기하학적 구조를 절단하는 단계를 더 갖추어 이루어지는 방법.
  13. 절단할 기하학적 구조의 세트를 획득하고, 절단을 위한 기하학적 구조를 위치시키며, 그 후에 위치된 기하학적 구조를 기초로 시트 재료의 포맷을 결정하도록 구성된 프로세싱 유닛;
    절단 기기;
    사이에서 결정하기 위해 프로세싱 유닛에 대한 시트의 포맷의 접근성을 제어하기 위한 중앙 컴퓨터; 및
    시트 재료의 결정된 포맷으로부터 위치된 기하학적 구조를 절단하기 위해 절단 기기를 제어하도록 구성된, 제어 유닛;을 구비하여 구성하는 것을 특징으로 하는 재료의 조각으로부터 여러 부품의 기계 절단을 위한 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 절단 기기가 빔 절단 기기인 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 프로세싱 유닛이 위치된 기하학적 구조의 절단을 위한 가공 계획을 생성하도록 더 구성되고, 제어 유닛이 가공 계획에 따라 위치된 기하학적 구조를 절단하기 위해 절단 기기를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 청구항 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 컴퓨터의 프로세서를 가능하게 시행할 때, 프로그램 코드를 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  17. 컴퓨터에서 프로세서에 의해 실행하기 위해 구성된 코딩된 명령 세트를 보여주는 데이터를 구비하고, 명령이 청구항 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 매체 또는 미디어.
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