TW202306665A - 彎曲方法及用於執行彎曲方法之彎曲機 - Google Patents

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法布里奇奧 卡普羅蒂
安德利亞 巴爾多
安傑洛 龐提
盧卡 巴塞塔
吉安尼 費雷蒂
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義大利商Ｂｌｍ股份有限公司
米蘭理工大學
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Abstract

本發明說明一種用於彎曲一管狀金屬物件(2)之方法包含至少以下步驟：a)藉由一計算單元(12)決定該管狀金屬物件(2)之一彎曲程序；及b)依據執行該步驟a)時決定之該彎曲程序來彎曲該管狀金屬物件(2)。在該步驟a)時藉由該計算單元(12)實行以下子步驟：a1)界定該管狀金屬物件(2)之一初始組態(20)及與該初始組態(20)不同處在於一彎曲數N之一最終組態(21)；a2)依據該初始組態(20)及該最終組態(21)決定一或多個探索性彎曲程序(22)，各探索性彎曲程序(22)具有一成本(F)；及a3)建議具有最小成本之至少一探索性彎曲程序(22)作為該決定彎曲程序。

Description

彎曲方法及用於執行彎曲方法之彎曲機
本專利申請案主張2021年7月1日申請之義大利專利申請案第102021000017384號的優先權，該專利申請案之全部揭示在此加入作為參考。
本發明係有關於彎曲管狀金屬物件，特別是金屬線或金屬管用於獲得某種彎曲管狀物件的方法。詳而言之，本發明係有關於可較佳地決定彎曲程序之彎曲管狀金屬物件的方法。
有利地，本發明亦有關於彎曲機，特別是用於彎曲管狀金屬物件之線彎曲機或管彎曲機。
彎曲機用於彎曲金屬線或用於彎曲金屬管是習知的。
該等機器係組配成分別地執行用於獲得一彎曲線或一彎曲管之一連串彎曲。
這些機器包含：至少一彎曲頭，其具有用於實施彎曲之一或多個彎曲群；及一致動設備，用於實施該彎曲頭與該線或該管間之相對移動亦是習知的。
該致動設備容許獲得該線或該管與該等彎曲群中之至少一彎曲群間的一相對定位使得該彎曲群可實施各個彎曲。
該致動設備可組配成使該彎曲頭移動及/或旋轉及/或使該線或該管沿著或環繞一軸前進及/或旋轉是習知的。
一典型彎曲群包含：一轉塔，其具有一或多個接合元件，各接合元件係組配成接觸該線或該管；及一致動器，其與該轉塔耦合且組配成使該轉塔環繞且沿著用於彎曲該線或該管之一軸旋轉及平移。
通常，各線或管藉由提供關於該彎曲本身之資訊(彎折步驟)及關於該線或該管之定位的資訊(用於改變該彎曲頭與該線或該管間之相對定位的對齊步驟)的一方法來進行一彎曲程序，以便獲得各個彎曲線或各個期望彎曲管。
該彎曲程序必須選擇成使得該線或該管在執行該彎曲程序時之任何時間都未干涉該彎曲機之部件及/或其本身。
為了避免這些問題，一操作者必須手動地界定該彎曲程序。這些操作花費大量時間且隨著該最終彎曲線或管之複雜性增加而變得越來越困難及耗時。
此外，應考慮的是界定該等操作不僅需要操作者之一豐富經驗，而且需要一高基本資格。這些情況在缺少熟練工作者之國家中會成為問題。此外，在有一高操作者流動率之情況下會產生一缺點。
因此在該產業中需要容許解決該等習知缺點中之至少一缺點的進一步改良彎曲方法及/或彎曲機。
詳而言之，在該產業中需要容許減少需要決定該等彎曲程序之時間的一彎曲方法及/或一彎曲機。
因為本發明係有關於如獨立項中界定之一彎曲管狀金屬物件之方法，所以前述目的係藉由本發明達成。在各個依附項中保護其他較佳實施例。
因為本發明係有關於依據請求項15之一機器，所以前述目的亦藉由本發明達成。
在圖1中，1大致地表示用於彎曲管狀金屬物件以獲得彎曲管狀金屬物件之一(自動)彎曲機。
詳而言之，一管狀金屬物件可為一金屬線或一金屬管2。
依據某些非限制實施例，該等管狀金屬物件可具有圓形、卵形、矩形、正方形、橢圓形或任何其他形狀之橫截面。
依據某些非限制實施例，該等管狀金屬物件可為中空或實心。
依據某些非限制實施例，該管狀金屬物件包含至少一金屬材料。依據某些非限制變化例，該等金屬物件亦可包含至少一非金屬材料，例如一複合材料或一塑膠材料。
以下在沒有限制之情形下說明用於獲得彎曲管2之彎曲金屬管2的例子。但是，以下說明亦應用於彎曲例如金屬線之其他管狀金屬物件以獲得各個管狀金屬物件。
此外，以下在沒有限制意圖之情形下詳細地說明用於彎曲金屬管2之一彎曲機1。但是，以下說明亦可應用於用於彎曲例如金屬線之管狀金屬物件的彎曲機1。
請參閱圖1與2，該彎曲機1至少包含： 一控制單元，其組配成控制該彎曲機1本身之操作； 一彎曲頭3，其特別地與該控制單元操作地連接且組配成特別地在一彎曲站彎曲該等管2；及 一致動設備，其特別地與該控制單元操作地連接且組配成控制及/或執行該彎曲頭3與該管2間之一相對移動。
更詳而言之，該彎曲頭3包含一或多個彎曲群4，在所示特定情形中係二彎曲群，且各彎曲群4係組配成選擇地彎曲該管2。換言之，各彎曲群4係組配成彎曲該管2。
更詳而言之，各彎曲群4可至少包含： 各個轉塔5，其特別移動地插入該彎曲頭3之各個殼體座； 一或多個接合元件6，其與該各個轉塔5形成一體；及 一第一致動裝置(本身為習知且未圖示)，其特別地與該控制單元操作地連接且與該轉塔5耦合並組配成致動該轉塔5之一角移動及/或一平移。
此外，該控制單元係組配成控制各第一致動裝置以便藉由該轉塔5之角移動及/或平移及因此該等接合元件6之相對位移來決定彎曲操作。
在這特定情形中，各第一致動裝置包含至少一(電動)馬達以決定及/或致動各個轉塔5之角移動及/或一直線致動器，例如一氣動致動器以決定各個轉塔5之平移。
更詳而言之且請參閱圖5，該致動設備可組配成使該管2分別地沿著及環繞一第一軸A移動及/或旋轉。此外，該致動設備可組配成使該彎曲頭3環繞一第二軸B旋轉。
更詳而言之，該致動設備可具有組配成使該管2沿著該第一軸A移動及/或使該管2環繞該第一軸A旋轉之一或多個第二致動裝置。
替代地或另外地，該致動設備可具有組配成至少使該彎曲頭3環繞該第二軸B旋轉之一或多個第三致動裝置。
依據所示非限制實施例，該致動設備包含一個接著一個配置之第一組推進輪7及一個接著一個配置之第二組推進輪8。詳而言之，各推進輪7面對各個推進輪8使得該等推進輪7及該等推進輪8作用在該管2上之相對側。
詳而言之，該第一組及該第二組係配置在該彎曲頭3之上游。
此外，該彎曲機1，特別是該彎曲頭3可包含組配成切割該管2之一切割單元。
請特別參閱圖1，該彎曲機1可更包含收容該(未彎曲)管2之一儲存裝置9。詳而言之，該致動設備可組配成使該管2由該儲存裝置9朝向該彎曲頭3推進。
更詳而言之，該儲存裝置9係組配成收容呈一卷形式之該管2。
更詳而言之，該儲存裝置9包含承載呈一卷形式之該管2的一支持件10，該支持件10特別地設計成容許解捲配置成一卷形式之該管2。
請特別參閱圖1，該彎曲機1可更包含一人機介面11，該人機介面係組配成容許一操作者將指令發送至該彎曲機1，特別是至該控制單元及/或由該彎曲機1接收資訊。
有利地，該彎曲機1包含一計算單元12，該計算單元特別地與該控制單元操作地連接且組配成決定該管2之一彎曲程序以獲得該彎曲管2'。詳而言之，該計算單元12可本機地及/或遠距地配置。
使用時，該彎曲機1使該管2彎曲用於獲得一(決定)彎曲管2'。
詳而言之，該彎曲管2'之形狀(組態)係在啟動該彎曲方法前界定。更詳而言之，該控制單元包含關於該彎曲管2'之資訊。
詳而言之，該彎曲管2'與該管2不同處在於一彎曲數N。
更詳而言之，該彎曲機1依據一決定彎曲程序彎曲該管2；詳而言之，該決定彎曲程序包含N個彎曲。
該管2之彎曲程序的決定係在藉由該彎曲機1執行該彎曲程序前完成。
更詳而言之，在執行該彎曲方法前，實行以下步驟： a)藉由該計算單元12決定該管狀金屬物件2之彎曲程序；及 b)依據執行該步驟a)時決定之彎曲程序彎曲該管2。
更詳而言之，該彎曲程序界定複數執行步驟(複數彎曲)，特別是一個接著一個執行之N個執行步驟，且各執行步驟具有各個對齊步驟及特別是在執行各個對齊步驟後執行之各個彎折步驟。
在各對齊步驟時，修改該管2與該彎曲頭3，特別是該一或多個彎曲群4間之一相對位置且在各彎折步驟時該彎曲頭3，特別是該等彎曲群4中之至少一彎曲群，甚至特別是該等轉塔5中之至少一轉塔(藉由至少一接合元件6)實行該管2之一局部彎曲。
更詳而言之，執行各彎折步驟後，該管2具有一(新)中間組態。
更詳而言之，執行第一彎折步驟前，該管2具有一(實質)直線組態(該管2沿著一縱軸，特別是與該第一軸A平行，更特別是同軸地延伸)。執行最後彎折步驟後，該管2對應該彎曲管2'。
更詳而言之，在各彎折步驟時，該管2之各個彎曲係藉由致動各個彎曲群4，特別是各個轉塔5來獲得，且相對該管2之一第二部份14的該管2之一第一(自由)部份13彎曲(請參見圖2)，例如這第二部份14係在執行各個彎折步驟時保持不動。詳而言之，在各彎折步驟時獲得在該第一部份13與該第二部份14間界定之一角度。更詳而言之，至少該第一部份13之特定形狀因彎折步驟而異及/或該等界定角度可因彎折步驟而異。
此外，在各彎折步驟時該等第一致動裝置中之至少一第一致動裝置致動各個彎曲群4，特別是各個轉塔5以執行該管2之各個彎曲。
較佳地，在執行各彎折步驟時，該管2被固定，即該管2可未沿著該第一軸A平移且它亦未環繞該第一軸A旋轉。
更詳而言之，在該對齊步驟時，獲得該管2相對一特定彎曲群4之正確定位使得它可實行正確彎曲，即使得它可實行正確彎折步驟。
更詳而言之，在該對齊步驟時，該等第二致動裝置使該管2沿著該第一軸A移動及/或使該管2環繞該第一軸A旋轉及/或一或多個第三致動裝置至少使該彎曲頭3環繞該第二軸B旋轉。
此外，在該方法時及執行該步驟a)及步驟b)前，實行一初始化步驟，在該初始化步驟時界定該彎曲管2'之形狀。
更詳而言之，在該初始化步驟時，該彎曲管2'之形狀係藉由該控制單元插入及/或讀取及/或檢索。詳而言之，該彎曲管2'之形狀係數位地提供且說明該彎曲管2'之三維組態。
更詳而言之，該彎曲管2'之形狀可藉由接著可依據電腦輔助設計(CAD)及/或電腦輔助製造(CAM)軟體及/或用於監視及監督之分散式電腦系統(亦稱為SCADA)的一或多個軟體系統提供給該控制單元。
較佳地，亦可在該方法時實行一切割步驟，且在該切割步驟時切割該彎曲管2或該管2'。詳而言之，該切割步驟可在執行該彎曲程序前、當時或後實行。
較佳地，執行一或多個重複步驟，在該一或多個重複步驟時依據執行該步驟a)時決定之彎曲程序用一新管2來重複該步驟b)(且未再實行步驟a))。依此方式，可進行大量生產。
更詳而言之且請參閱圖2至5，在該步驟a)時藉由該計算單元12至少執行以下子步驟： a1)界定該管2之一初始組態20及一最終組態21(請參見例如圖4)，其中該最終組態21與該初始組態不同處在於一彎曲數N； a2)依據該初始組態20及該最終組態21決定一或多個探索性彎曲程序22，就能源及/或時間而言，各探索性彎曲程序22具有隨該等彎曲成本而變之一成本；及 a3)建議特別相較於其他可能彎曲程序具有最小成本之至少一或多個探索性彎曲程序22作為該決定彎曲程序。
詳而言之，該計算單元12由該控制單元接收關於該彎曲管2'之形狀的資訊。
圖3與4顯示用於依據該步驟a)決定至少一彎曲程序之一例子。在該例子中，該管2'與該初始管2不同處在於具有N=3個彎曲(編號為1、2與3之彎曲)。理論上，可藉由以下六個不同路徑(請參見路徑a)至f))由該初始組態獲得該最終組態。
更詳而言之，在該步驟a2)時界定由該初始組態20至該最終組態21之一或多個路徑(理論上六個路徑a)至f))。各路徑具有該管2之複數可能中間組態。
更詳而言之，各中間組態藉由一彎曲(例如，藉由實施各個執行步驟)而與一後續中間組態連接。
此外，在該步驟a2)時，決定用於該一或多個路徑之各路徑的各個相關成本，且相關成本係取決於各個彎曲之成本，即各個執行步驟之成本。
較佳地，對應該最小相關成本的該一或多個路徑之各個彎曲界定欲在該步驟a3)時建議之該一或多個探索性彎曲程序22。
此外，在該步驟a)時排除無法使用之該等中間組態，例如因為它們會接觸該彎曲機1之一部份。
例如，在圖3所示之特定情形中，在該步驟a)時決定該等路徑d)及f)具有最小成本，而該等路徑a)、b)、c)及e)比較不佳而特別地排除。
此外，申請人已發現就計算時間而言，界定該彎曲管2'為該初始組態20且界定該未彎曲管2為該最終組態21特別地有利的。換言之，藉由自該彎曲管2'開始使用該計算單元12及界定可獲得該未彎曲管2且相較於其他可能彎曲程序具有最小成本之一或多個彎曲程序來決定該一或多個彎曲程序是有利的。
依據該實施例，欲在該步驟b)時實施之彎曲程序對應在步驟a)時，特別是在該子步驟a2)時決定之相反順序。
請參照圖3與4中之例子，在該步驟a)時，該計算單元12決定具有最小成本之二探索性彎曲程序，特別是該等彎曲程序0-2-3-1(路徑d))或0-3-2-1(路徑f))。其他可能彎曲程序(路徑a)、b)、c)及e))具有使這些彎曲程序不必要或不可能之較高成本。接著，在該步驟b)時，依據該等彎曲程序1-3-2或1-2-3，特別是依據由操作者選擇之彎曲程序來彎曲該管2。
參照圖5更詳細地說明該步驟a)，特別是該子步驟a2)之執行。圖4特別地例示該路徑0-2-1-3(路徑e))，但是該路徑最後變成具有比該等路徑0-2-3-1及0-3-2-1高之成本。可看到的是該彎曲管2'與其在該管2中之後續中間組態不同，該管2中之後續中間組態又與該彎曲1中之後續中間組態不同，而該彎曲1中之後續中間組態則與其在該彎曲3中之後續中間組態(即該管2)不同。因此，各個探索性彎曲程序22之成本係由該等彎曲2、1及3之程序的成本來決定。
有利地，在該步驟a)時，亦實行子步驟a4)(模擬)，在該子步驟時在該彎曲程序及/或一或多個探索性彎曲程序後藉由該計算單元12執行一三維模擬以確認該彎曲程序及/或一或多個探索性彎曲程序之可行性。詳而言之，在該子步驟a4)時，為了確認該彎曲程序及/或一或多個探索性彎曲程序之可行性，對該彎曲程序及/或對該一或多個探索性彎曲程序模擬該管2(甚至部份地彎曲)或該管2'是否干涉，特別是撞擊該彎曲機1之一或多個部份(部件)。
詳而言之，在該步驟b)時只考慮不應產生該管2、該部份彎曲管2或該彎曲管2'干涉該彎曲機1之該等部份的風險的這些探索性彎曲程序22。但是，為了排除任何風險，實行步驟a4)是有利的。
更詳而言之，在該步驟a4)時模擬作為該管2之整體或部份的該彎曲機1之一三維模型且模擬執行步驟，特別是各個對齊步驟及各個彎曲步驟，此時獲得該管2及(最後獲得之)該彎曲管2'之中間組態。若在該步驟a4)時該執行之模擬決定(該等彎曲之)該等執行步驟中之至少一執行步驟的實施產生該管2與該彎曲機1之一部份的接觸，則在該步驟a3)時放棄且不建議各個探索性彎曲程序22。
依據某些實施例，亦實行一傳訊步驟a5)，在該傳訊步驟時藉由該人機介面11顯示在該子步驟a3)時建議之複數探索性彎曲程序。較佳地，一操作者藉由該人機介面11選擇該等探索性彎曲程序22中之一探索性彎曲程序作為欲在該步驟a)時使用之彎曲程序。這是有利的，因為該操作者在他的選擇中可考慮未與該彎曲機1本身之操作絕對相關的其他情況。這些情況可為以下中之一或多者： 在該管2'之最終彎曲後欲在具有該彎曲機1之工廠中實施之程序步驟，例如由該彎曲機1移除該管2'； 希望該彎曲頭3或該等彎曲頭3在該步驟a)完成後可呈某一組態； 在工廠中該彎曲機1之特定配置。
更詳而言之，在該步驟a2)時(各執行步驟之)各彎曲的成本係至少依據在各個對齊步驟時需要之能量及/或需要之時間來決定。
優先地，各彎曲之成本只依據各個對齊步驟，特別是與對齊步驟相關之各個對齊成本E(換言之，該對齊成本E係用於執行各種探索性彎曲程序之各個對齊步驟的能量及/或時間成本)來決定。換言之，各彎曲之成本未依據各個彎折步驟決定，詳而言之，各彎曲之成本未依據用於執行各個彎折步驟需要之能量及/或需要之時間來決定。
這是有利的，因為它便於及縮短該計算單元12之計算。在這上下文中，應考慮的是(在各種彎曲程序之間以一不同順序)對各可能彎曲程序實施相同彎折步驟。此外，該等可能彎曲程序間之差異在於因該等彎曲程序而異之對齊步驟。因此，用於決定是否一探索性彎曲程序22產生比另一探索性彎曲程序22小之成本的相關成本係(實質地)只由該等對齊步驟決定。
請參照圖3與4中之例子，雖然各個彎折步驟1、2及3與該程序本身實質地無關，但是由各個對齊步驟產生之成本不同。在彎曲程序0-2-3-1之情形中，必須執行一第一對齊步驟以便可執行各個彎折步驟2，接著執行一第二對齊步驟以便執行各個彎折步驟3且最後執行一第三對齊步驟以便執行各個彎折步驟1。
在彎曲程序0-3-2-1之情形中，必須執行一第一、第二與第三對齊步驟以便執行各個彎折步驟3、2及最後步驟1。
相同理論應用於圖3與4之彎曲程序(a)、b)、c)及e))，且由相較於其他情形它們成本太高之觀點來看，該等彎曲程序被視為是不利的。
類似於欲在步驟a)時考慮之移動，該計算單元12考慮用於決定各對齊步驟之成本： i)該管2沿著該第一軸A之一直線移動Δx； ii)該管2環繞該第一軸A之一旋轉Δθ；及 iii)該彎曲頭3環繞該第二軸B之一旋轉ΔΩ。
接著，該計算單元12依據各個Δx、各個Δθ及/或各個ΔΩ決定各對齊步驟之對齊成本E。詳而言之，與各個Δx、各個Δθ及/或各個ΔΩ成比例地決定各對齊步驟之對齊成本E。
更詳而言之，該計算單元12依據以下公式決定各對齊步驟之對齊成本E：
E = w 1*│Δx/Δx max│+ w 2*│Δθ/Δθ max│+w 3*│ΔΩ/ΔΩ max│，其中w 1、w 2及w 3係各個加權因子且Δx max、Δθ max及ΔΩ max係各個最大值。
應注意的是與各個最大值之關係考慮到不同範圍及不同單位。因此，與各個最大值之關係按比例增減各個值且界定一個一維成本。
此外，相較於其他移動i)、ii)及iii)，各移動i)、ii)及iii)可更快或更慢及/或可消耗更少或更多能量。這情形係透過選擇該等加權因子來考慮。較佳地，該等加權因子w 1、w 2及w 3之和等於1(w 1+w 2+w 3=1)。
有利地，在該步驟a2)時對應該等最小相關成本之一或多個路徑係藉由一圖形搜尋演算法由該計算單元12來決定。
較佳地，該圖形搜尋演算法係一A*演算法。詳而言之，該A*演算法藉由利用估計通過中間組態之最佳路徑分類各中間組態來識別由該初始組態20朝向該最終組態21之一路徑。
詳而言之，藉由使用一A*演算法，可在不需要計算全部可能路徑之情形下決定最有希望之路徑。
此外，在執行該圖形搜尋演算法時，排除不可使用之中間組態，例如因為它們會接觸該彎曲機1之一部份。
更詳而言之，在該步驟a2)時，藉由執行以下(A*演算法之)子步驟來探索一或多個路徑： a2i)設定該初始組態20為一開始組態； a2ii)按照由該初始組態20至一後續中間組態之(各個對齊步驟之)彎曲成本G及由該後續中間組態至該最終組態21之剩餘路徑之(各個對齊步驟之)一(子)估計彎曲成本H的和之比例，決定由該開始組態至該後續中間組態之成本F(換言之F=G+H)； a2iii)重複該子步驟a2ii)用於其他後續中間組態中之一或多個其他後續中間組態； a2iv)選擇具有最小成本之該一或多個後續中間組態； a2v)對各選擇後續中間組態設定該後續中間組態為新開始組態且重複該等子步驟a2ii)至a2v)直到到達由該最終組態21界定之後續中間組態為止。
更詳而言之，一方面由依據執行步驟，特別是各個對齊步驟計算之一成本G及/或由該初始組態20至該後續中間組態之對齊成本且另一方面由仍需要由該後續中間組態到達該最終組態21之一估計成本H來決定該成本F。
更詳而言之，各個成本G係依據各個Δx、各個Δθ及/或各個ΔΩ來計算。此外，各個成本H係依據彎曲數N及已執行之彎曲數來估計；換言之，各個成本H取決於仍需要由各個後續中間組態到達該最終組態21之彎曲數。
請特別參閱圖6，數字1'表示依據本發明之一彎曲機的一第二實施例。該彎曲機1'類似該彎曲機1且因此以下說明只限於相對該彎曲機1本身之差異，且用相同符號表示相等或相當於已說明部件之部件。
詳而言之，該彎曲機1'與該彎曲機1之差異在於它包含特別地沿著該第一軸A互相分開之二彎曲頭3。
詳而言之，該彎曲機1'係組配成具有二自由部份13之一管2。此外，各彎曲頭3係組配成彎曲各個自由部份13。
詳而言之，各彎曲頭3包含一單一彎曲群4。
更詳而言之，各彎曲頭3可沿著該第一軸A及一第三軸C移動，該第三軸C係與該第一軸A及該第二軸B垂直。
此外，該彎曲機1'包含設置在該等彎曲頭3間之一夾持裝置24，詳而言之該夾持裝置24係相對該等彎曲頭3位在中央。
更詳而言之，該夾持裝置24係組配成在操作該等彎曲頭3時扣持該管2。較佳地，該夾持裝置24亦組配成使該管2環繞該第一軸A旋轉。詳而言之，該夾持裝置24界定一第二致動裝置。
更詳而言之，在各對齊步驟時執行以下移動： i)該管2沿著該第一軸A之一直線移動Δx； ii)該管2環繞該第一軸A之一旋轉Δθ； iv)該彎曲頭3沿著該第三軸C之一直線移動Δz；及 v)該彎曲頭3沿著該第一軸A之一直線移動Δx a。
接著，在執行該步驟a)時該計算單元12依據各個Δx、各個Δθ、各個Δx a及/或各個Δz決定各對齊步驟之對齊成本E。
更詳而言之，該計算單元12依據以下公式決定各對齊步驟之對齊成本E： E = w 1*│Δx/Δx max│+ w 2*│Δθ/Δθ max│+w 4*│Δx a/Δx a,max│+ w 5*│Δz/Δz max│，其中w 1、w 2、w 4及w 5係各個加權因子且Δx max、Δθ max、Δx a,max及Δz max係各個最大值。
此外，該等極限值Δx max及Δz max可定義為各彎曲機1之可獲得矩形面積的極值，Δθ max可定義為等於2π且Δx a,max可定義為執行該彎曲程序前該管2之長度。該等加權因子w 1、w 2、w 4及w 5可依據用於執行一對齊步驟需要之時間及/或能量按比例增減，且可標準化使得w 1+w 2+w 4+w 5=1，詳而言之1表示就能量及/或時間而言，用於執行該對齊步驟之一單位成本。
更詳而言之，各個成本G係依據各個值Δx、Δθ、Δx a及Δz來決定。
請特別參閱圖7，數字1"表示依據本發明之一彎曲機的一第三實施例。該彎曲機1"類似該彎曲機1'且因此以下說明只限於相對該彎曲機1'本身之差異，且用相同符號表示相等或相當於已說明部件之部件。
詳而言之，該彎曲機1"與該彎曲機1'之差異在於各彎曲頭3包含二彎曲群4。
在各對齊步驟時執行以下移動： i)該管2沿著該第一軸A之一直線移動Δx； ii)該管2環繞該第一軸A之一旋轉Δθ； iii)該彎曲頭3環繞該第二軸B之一旋轉ΔΩ；及 v)該彎曲頭3沿著該第一軸A之一直線移動Δx a。
接著，在執行該步驟a)時該計算單元12依據各個Δx、各個Δθ、各個Δx a及/或各個ΔΩ決定各對齊步驟之對齊成本E。
更詳而言之，該計算單元12依據以下公式決定各對齊步驟之對齊成本E： E = w 1*│Δx/Δx max│+ w 2*│Δθ/Δθ max│+ w 3*│ΔΩ/ΔΩ max│+ w 4*│Δx a/Δx a,max│+，其中w 1、w 2、w 3及w 4係各個加權因子且Δx max、Δθ max、ΔΩ max及Δx a,max係各個最大值。
該等加權因子w 1、w 2、w 3及w 4可依據用於執行一對齊步驟需要之時間及/或能量按比例增減，且可標準化使得w 1+w 2+w 3+w 4=1，詳而言之1表示就能量及/或時間而言，用於執行該對齊步驟之一單位成本。
更詳而言之，各個成本G係依據各個值Δx、Δθ、ΔΩ及Δx a來決定。
由檢查依據本發明之彎曲機1、1'與1"及/或方法的特性來看，它可獲得之優點顯而易見。
詳而言之，可用一快速且可靠之方式決定在執行該彎曲程序時之任何時間避免干涉該等彎曲機1、1'與1"之多個部份的一欲使用彎曲程序。
另一優點是該等彎曲機1、1'與1"亦可由訓練較少之操作者來操作。
可能可看到之另一優點是一操作者可由該計算單元12建議之一選擇中選出一欲使用彎曲程序。依此方式，該操作者亦可依據未與該等彎曲機1、1'與1"絕對相關之因子來選擇該彎曲程序。
最後，可了解的是可對在此所述及所述之該等彎曲機1、1'與1"及彎曲方法進行未偏離由申請專利範圍界定之保護範圍的許多修改及變化。
1,1',1'':彎曲機 2:管；管狀金屬物件 2':彎曲管 3:彎曲頭 4:彎曲群 5:轉塔 6:接合元件 7:第一組推進輪 8:第二組推進輪 9:儲存裝置 10:支持件 11:人機介面 12:計算單元 13:第一(自由)部份 14:第二部份 20:初始組態 21:最終組態 22:探索性彎曲程序 24:夾持裝置 A:第一軸 a),b),c),d),e),f):彎曲程序(路徑) B:第二軸 C:第三軸 E:對齊成本 F,G,H:成本 Δθ,ΔΩ:旋轉 Δx,Δx a,Δz:直線移動
為了更佳地了解本發明，以下只透過非限制例子且參照附圖說明三個較佳實施例，其中： 圖1示意地且部份地顯示依據本發明之一彎曲機的一第一實施例，且為清楚起見移除某些部件； 圖2以放大圖且等角地顯示圖1之彎曲機及一彎曲管的細節，且為清楚起見移除某些部件； 圖3顯示用於由一初始組態獲得一最終組態之三種可能彎曲程序； 圖4示意地顯示依據本發明之方法的一部份； 圖5以放大圖且等角地顯示依據圖1之機器的細節，且為清楚起見移除某些部件； 圖6示意地且部份地顯示依據本發明之一彎曲機的一第二實施例，且為清楚起見移除某些部件；及 圖7示意地且部份地顯示依據本發明之一彎曲機的一第三實施例，且為清楚起見移除某些部件。
22:探索性彎曲程序
a),b),c),d),e),f):彎曲程序(路徑)

Claims (14)

  1. 一種用於彎曲一管狀金屬物件(2)獲得一彎曲管狀物件(2')之方法，該管狀金屬物件(2)特別是一金屬線或一金屬管(2)，該方法包含至少以下步驟： a)藉由一計算單元(12)決定該管狀金屬物件(2)之一彎曲程序；及 b)依據執行該步驟a)時決定之該彎曲程序來彎曲該管狀金屬物件(2)； 其中在該步驟a)時藉由該計算單元(12)執行以下子步驟： a1)界定該管狀金屬物件(2)之一初始組態(20)及一最終組態(21)，該最終組態與該初始組態(20)不同處在於一彎曲數N； a2)依據該初始組態(20)及該最終組態(21)決定一或多個探索性彎曲程序(22)，就能量及/或時間而言，各探索性彎曲程序(22)具有隨該等彎曲成本而變之一成本(F)；及 a3)建議具有最小成本之至少一探索性彎曲程序(22)作為該決定彎曲程序。
  2. 如請求項1之方法，其中各彎曲至少包含一對齊步驟及一彎折步驟，在該對齊步驟時修改該管狀金屬物件(2)與至少一彎曲頭(3)間之一相對位置；而在該彎折步驟時該彎曲頭(3)執行該管狀金屬物件(2)之一局部彎曲。
  3. 如請求項2之方法，其中各彎曲之成本係依據，較佳地只依據，用於執行各個對齊步驟需要之能量及/或需要之時間來決定，且較佳地各彎曲之成本未依據用於執行各個彎折步驟需要之能量及/或需要之時間來決定。
  4. 如請求項3之方法，其中在該對齊步驟時執行以下移動： i)該管狀金屬物件(2)沿著該第一軸(A)之一直線移動(Δx)； ii)該管狀金屬物件(2)環繞該第一軸(A)之一旋轉(Δθ)； 其中各彎曲之該成本與該管狀金屬物件(2)之該直線移動(Δx)及該管狀金屬物件(2)之該旋轉(Δθ)成比例。
  5. 如請求項4之方法，其中一第二軸(B)與該第一軸(A)垂直且一第三軸(C)與該第一軸(A)及該第二軸(B)垂直； 其中在該對齊步驟時亦執行以下移動： iii)該彎曲頭(3)環繞該第二軸(B)之一旋轉(ΔΩ)； iv)該彎曲頭(3)沿著該第三軸(C)之一直線移動(Δz)； v)該彎曲頭(3)沿著該第一軸(A)之一直線移動(Δx a)； 其中各彎曲之該成本亦與該彎曲頭(3)之該旋轉(ΔΩ)及/或該彎曲頭(3)沿著該第三軸(C)之該直線移動(Δz)及/或該彎曲頭(3)沿著該第一軸(A)之該直線移動(Δx a)成比例。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中在該步驟a2)時界定由該初始組態(20)至該最終組態(21)之一或多個路徑； 其中各路徑具有該管狀金屬物件(2)之複數中間組態； 其中各中間組態藉由一彎曲而與一後續中間組態連接； 其中決定用於該一或多個路徑之各路徑的各個相關成本，該相關成本係取決於各個彎曲之成本； 其中對應該等最小相關成本的該一或多個路徑之各個彎曲界定欲在該步驟a3)時建議之該一或多個探索性彎曲程序(22)。
  7. 如請求項6之方法，其中在該步驟a2)時，藉由一圖形搜尋演算法，特別是一A*演算法，來決定對應該等最小相關成本之該一或多個路徑。
  8. 如請求項6或7之方法，其中在該步驟a2)時藉由執行以下子步驟來探索一或多個路徑： a2i)設定該初始組態(20)為一開始組態； a2ii)按照由該開始組態(20)至一後續中間組態之彎曲成本(G)及隨由該後續中間組態至該最終組態(21)之剩餘路徑而變的一估計彎曲成本(H)的和之比例，決定由該開始組態至該後續中間組態之成本(F)； a2iii)重複該子步驟a2ii)用於其他後續中間組態中之一或多個其他後續中間組態； a2iv)選擇具有最小成本之該一或多個後續中間組態； a2v)對各選擇後續中間組態設定該後續中間組態為新開始組態，以及重複該等子步驟a2ii)至a2v)直到到達由該最終組態(21)界定之該後續中間組態為止。
  9. 如請求項1至8中任一項之方法，其中該初始組態(20)對應該彎曲管狀物件(2')之組態且該最終組態(21)對應該無彎曲管狀物件(2)之組態； 其中在該步驟b)時該彎曲程序係用相反順序實施。
  10. 如請求項1至9中任一項之方法，更包含一傳訊步驟a5)，在該傳訊步驟時藉由一人機介面(11)顯示在該子步驟a3)時所建議之複數探索性彎曲程序(22)，且在該傳訊步驟時一操作者透過該人機介面(11)選擇該等探索性彎曲程序(22)中之一探索性彎曲程序作為欲在該步驟a)時使用之該彎曲程序。
  11. 如請求項1至10中任一項之方法，其中該步驟a)亦包含一子步驟a4)，在該子步驟a4)時在該彎曲程序及/或該等探索性彎曲程序(22)中之一或多個探索性彎曲程序後執行一個三維模擬，以確認該彎曲程序及/或該一或多個探索性彎曲程序之可行性。
  12. 如請求項11之方法，其中藉由一彎曲機(1、1'、1")執行該步驟b)； 其中在在該子步驟a4)時，為了確認該彎曲程序及/或該一或多個探索性彎曲程序(22)之可行性，對該彎曲程序及/或對該一或多個探索性彎曲程序(22)模擬該管狀金屬物件(2)是否會干涉，特別是撞擊該彎曲機(1、1'、1")之一或多個部份及/或本身。
  13. 如請求項1至12中任一項之方法，其中執行至少一重複步驟，在該至少一重複步驟時依據執行該步驟a)時決定之該彎曲程序用一新管狀金屬物件(2)來重複該步驟b)且未再實行步驟a)。
  14. 一種用於彎曲一管狀金屬物件(2)的彎曲機(1、1'、1")，該管狀金屬物件特別是一金屬管(2)之一金屬線，該彎曲機(1、1'、1")組配成執行依據如請求項1至13中任一項之方法。
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