(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状材料の処理を連続的に監視することによって、少なくとも部分的にカーブされたビルディングパネルをシート状材料から自動的に製造するためのマイクロプロセッサー制御された装置において、その装置は、
底部分および側縁部分を具備するパネルにシート状材料を成形するためのパネル成形機、
前記パネル成形機から出るパネルの長さに対応する第１の信号を発生する手段、
前記第１の信号の受信に応じてシート状材料のパネル成形機を通じての供給を制御して所定の長さの成形されたパネルを製造するための制御手段、
前記パネルの底部分をクリンプすることによって前記成形パネルをカーブさせるための手段を含むカーブ成形機、
前記パネル成形機から成形されたパネルを受け取りそして該成形されたパネルの底部分をクリンプさせるように前記カーブ成形機を作動させて少なくとも部分的に選定された曲率に応じたカーブを有するパネルを製造するために所定の曲率を選択する手段、
前記カーブ成形機から出るパネルの曲率に対応する第２の信号を発生する手段、および
選択された長さの成形されたパネルを製造するために前記第１の信号に応じてパネル成形機を制御するとともに少なくとも部分的に前記選択された曲率によりカーブされたパネルを製造するために前記第２の信号に応答して前記カーブ成形機を制御するマイクロプロセッサーからなることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１の信号を発生する手段が前記パネル成形機から出るパネルの長さを測定するとともにその長さに応じて前記第１の信号を発生するロータリーエンコーダを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記パネル成形機を通してシート状材料の供給を制御する手段が、前記マイクロプロセッサーを含んでおり、該マイクロプロセッサーは前記第１の信号を受けてそれに応じて前記シート状材料をパネル成形機へ送給する手段の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記選択された所定の曲率を選択する手段が所望の曲率に関するデータを入力するキーパッドを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記選択手段が、曲率データをマイクロプロセッサーに伝達するためのものであり、該曲率データはマイクロプロセッサーに記憶されたデータと比較されて、パネルの少なくとも部分が該選択された曲率半径を具備するように成形することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記カーブ成形機の制御手段が、前記マイクロプロセッサーを含んでおり、該マイクロプロセッサーはカーブ成形機を前記各データの比較に応答して作動させて、成形されたパネルを処理し、前記選択された曲率に応じてカーブした少なくとも部分を具備したパネルが製造されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の信号を発生する手段が、カーブ成形機を出る成形されたパネルの部分の曲率を測定しそして該測定曲率に応じて第２の信号を発信するエンコーダを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記カーブ成形機を制御する手段が、前記マイクロプロセッサーを含んでおり、該マイクロプロセッサーは前記第２の信号を受けそしてそれに応答してカーブ成形機の作動を制御することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記成形されたパネルの折曲げを制御する手段が前記マイクロプロセッサーを含んでおり、該マイクロプロセッサーは第２の信号に応じてクリンパーロールを制御して、該ローラが選択された曲率に応じて曲げられた少なくとも部分を具備しているパネルを成形することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記成形されたパネルの折曲げを制御する手段が、前記ローラの相対位置を測定しそしてマイクロプロセッサーに位置を指示する第３の信号を発信して、第２および第３の信号に応じてローラの調整を容易とするエンコーダを含んでいることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
シート状材料から、予め選定された曲率半径でカーブされた少なくとも部分および少なくとも１つの直線部分を具備したビルディングパネルを自動的に製造する装置であって、該装置は、
側面および平らな底部分を具備したパネルにシート状材料を成形する手段、
前記パネルに成形されたシート状材料の長さを測定して該測定長さに対応する第１の信号を発信する手段、
前記第１の信号に応答して、選定された長さのパネルを製造するようにパネル成形機を制御する手段、
前記パネル成形手段から出る成形されたパネルの部分をその底部分をクリンプすることによりカーブさせてパネルの一部分を前記選択された曲率で折曲げる手段、
前記カーブされた部分の長さおよびカーブされた部分の曲率半径を測定し、そして測定された長さおよび曲率に応じて第２および第３の信号を発信する手段、および
前記パネルの底部分に施されるクリンピング量を前記折曲げ手段により制御して、該パネルのカーブした部分が前記長さおよび曲率の予め選定された値に対応するようにし、そして該パネルの他の部分が折曲げ手段をその底部分がクリンプされることなく通過することによって少なくとも１つのカーブした部分および少なくとも１つの直線部分を有するビルディングパネルを製造するようにした第２および第３の信号に応答する手段、
からなることを特徴とする装置。
【請求項１２】
選択的にカーブされた少なくとも１つの部分を具備するビルディングパネルをシート状材料から自動的に製造する方法において、該方法は次のステップからなっており、
所望の曲率半径およびカーブされるべきパネルの部分の長さを選択し、
シート状材料をパネル成形装置を通して供給して底部分および側面を有するパネルを製造し、
該パネルがパネル成形装置を出るときにパネルの長さを測定し、測定した長さに対応する第１の信号をマイクロプロセッサーに送って該シート状材料のパネル成形装置への送給を該第１の信号に応じて制御し、
成形されたパネルをクリンピング手段に供給して該パネルの底部分を予め選択された曲率半径に従い選択的にカーブさせ、そこにおいてパネル部分の曲率はクリンピング手段を出るときに選択された曲率半径に対応するようになし、前記クリンピング手段から出るパネルの曲率に対応する第２の信号を発生し、
マイクロプロセッサーにより、前記第１の信号に応じてパネル成形装置を制御して選択された長さの成形されたパネルを製造するとともに前記第２の信号に応答して前記クリンピング手段を制御して少なくとも部分的に前記予め選択された曲率によりカーブされたパネルを製造し、そして少なくともその一部が選択的にカーブされたパネルをクリンピング手段から取除くことからなることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記パネルをクリンピング手段に供給するステップにおいてパネルの全長さをカーブさせることを特徴とする請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
その全長さの少なくとも一部に亘ってカーブされているパネルを成形する装置において、該装置は、
シート状材料を底部分を有するパネルに成形する手段、
該成形されたパネルの底部分をクリンプさせて該パネルを所望の曲率半径にカーブさせる手段、
種々の曲率半径および対応するクリンピング手段の位置に関するデータを記憶する記憶手段、
成形されたパネルが前記クリンピング手段によりカーブされるであろう曲率半径を選択する手段、および
前記クリンピング手段を適正な位置に自動的に位置決めして成形されたパネルを選択された曲率に曲げるものであってそれは、
（ｉ）前記クリンピング手段の実際の位置を測定し、
（ii）種々の曲率半径および対応するクリンピング手段位置に関する記憶手段内のデータと比較して、対応するクリンピング手段を実際の位置が選定された曲率を製造するかを決定するように位置決めし、そして
（iii）前記実際の位置が前記記憶手段に記憶されている位置に対応しないときには前記クリンピング手段をその適正位置に移動させており、
それによりユーザーは曲率半径を選択可能であって、該装置は自動的にクリンピング手段をその適正位置に位置決めすることにより成形されたパネルがクリンピング手段に送給されてそして該パネルの長さの少なくとも一部の底部分が所望の形状にカーブさせられたパネルを製造するようにクリンプされることを特徴とする装置。
【請求項１５】
所定の形状を具備し少なくとも１つのカーブされた部分および少なくとも１つの直線状パネル部分を含んでいるビルディングパネルを自動的に製造する装置において該装置は、
少なくとも１つの直線状パネル部分および１つのカーブしたパネル部分を含む所定のパネル形状に関するデータを記憶する記憶手段であって、該記憶手段は直線状部分の長さおよびカーブした部分の曲率半径の長さに関するデータを含んでおり、
該記憶手段と接続しているマイクロプロセッサー、
該装置により自動的に製造されるべき所定のパネル形状の１つを選択するための入力手段、
底部分および側壁を具備したビルディングパネルにシート状材料を成形するパネル成形機であって該パネル成形機は前記マイクロプロセッサーによりコントロールされて前記シート状材料を所望の長さを具備したパネルに成形するよう制御されており、そして
成形されたパネルの底部分をクリンプしてパネルの長さの一部を所望の曲率半径にカーブさせるクリンピング手段であって、該クリンピング手段は前記マイクロプロセッサーにより制御されそして成形されたパネルの底の部分をクリンプするよう位置決めされて、選択された所定のパネル形状の少なくとも１つのカーブした部分に対応するようにして、そして前記クリンピング手段はマイクロプロセッサーにより制御され、そして成形されたパネルの部分をカーブさせないように位置決めされて、前記選択された所定のパネル形状の少なくとも１つの直線部分に対応するようにしており、
それにより、少なくとも１つの直線部分および少なくとも１つのカーブした部分を具備した前記形状を有するビルディングパネルを自動的に製造可能であるように、ユーザーが所定のパネル形状を選択するために入力手段を用いることができることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
関連出願の言及
本出願は1992年４月22日に出願第07/872,005号として出願され、現在米国特許第5,249,445号となっている出願の一部継続出願である。
発明の背景
1.発明の技術分野
本発明は平らなシート状金属からのアーチ形をした金属ビルディングパネルの構築機械および方法の改良に関する。このパネルは連結されて近接したパネル間で互いにシームされた自立している金属ビルディングを形成する。
2.従来技術の背景
従来技術において、アーチ形をしまたはカーブしておりサイドバイサイドに組み合わされシームされた隣接して形成された金属ビルディングパネルから、金属ビルディングをつくることは従来から知られている。例えば、そのようなビルディングを示すものとしてクノドソンに付与された米国特許第3,902,288号明細書（1975年）参照、その特許においては屋根パネルは完全に曲げられまたはアーチ形にされそして基礎部分まで延在している。このようなビルディングにあっては屋根パネルはビルディングの側壁として続いておりそして基本的なビルディング形状は端面から見た場合に連続したアーチ形状または半円形である。形成されたパネルがその箱の側縁のみならず底部においても波形に形成されて曲線を形成するようにした、このようなビルディング用の金属パネルを製造する機械はクノドソンに付与された米国特許第3,842,647号明細書（1974年）に示されている。互いにシームされた隣接するパネルによってビルディングを構築する方法がクノドソンに付与された米国特許第3,967,430号明細書（1976年）に開示されている。先行するクノドソンに付与された特許の隣接するパネル間にシームを形成するシーマーがクノドソンに付与された米国特許第3,875,642号明細書（1975年）に示されている。これらクノドソン特許により表わされている先行技術はバージニア州レストランのエム  アイ  シー（MIC）インダストリーズ  インコーポレイティドにより所有されそしてモービル  ケースパン（mobile K−Span）機械（登録商標）として売られている。
手動により調整可能な型を用いて波型をしたビルディングパネルを形成する装置および方法がハウエルに付与された米国特許第2,986,193号明細書（1961年）および米国特許第3,150,707号明細書（1964年）に開示されている。
アーチ形をしたビルディング構成、すなわちその壁および屋根が完全にアーチ形をしている構成は利点があるが、多数の不利な点もある。１つの不利な点は垂直壁を欠いていることであり、それにより垂直な空間の使用が制限される。しばしば金属ビルディングの使用者は美観目的およびビルディングの縁部近傍の空間を一層使用可能とするとの双方の理由により垂直壁を欲する。更に、公知の従来機械はその機械の制約によって金属パネルの成形に使用できる鋼の厚さに制限がある。そのような金属ビルディングの基本的な大きさおよび強度もまた国および世界を通じて建築法典により決まるように局部風圧および活荷重により制限される。これら建築法典の基準は一層保守的であるので、建築家はある大きさのビルディングのみに制限されるようになっている。完全にアーチ形をしたビルディングは台風（ハリケーン）により生じるような過度の風荷重などを避けるためにその大きさが制限されねばならない。しかしながら、全屋根高さは全ビルディング幅の約1/5まで減少されたときには、台風（ハリケーン）の力の風は前面面積が減少されているのでビルディングにそれ程影響しない。従って完全にはアーチ形はしておらず、しかしながら真っ直ぐな垂直壁を有しながら、一方、従来技術におけるシームされたパネル構造の経済性を用いている、連続したパネルにより形成された金属ビルディングという要求が、当該技術分野においてある。このような垂直な壁ビルディングは当該技術分野における空間、経済性、有用性および強度における要求を満すであろう。
上述した従来技術に加えて、クノドソンに付与された米国特許第4,039,063号明細書（1977年）は、アーチ形をした金属ビルディングを製造するための成形されたパネルを取り扱うための送出し装置および方法を開示している。この特許に示されているように、送出しテーブルは曲がったパネルを収集するように位置決め可能である。当該技術分野においては更に付加的な特許がアーチ形をした金属ビルディング用の比較的幅の広いパネルを成形し組立てることにつき存在している、クノドソンに付与された米国特許第4,364,263号明細書（1982年）、同第4,505,143号明細書（1985年）、同第4,505,0845号明細書（1985年）およびそのためのシーマーとしてクノドソンに付与された米国特許第4,470,183号明細書（1984年）参照。これら特許は所有されエム  アイ  シー（MIC）のスーパー  スパン（Super Span）モービルメタル成形機械（登録商標）の中に商品化されている。従来技術においてはアーチの半径は手動手段によってのみ調整可能であった。更にアーチの半径は機械内に材料が全くないときに所望の曲率に調整できるのみであった。半径調整工程はダイヤルを所望の金属の長さとするような引用数字にセットし次いで金属を成形しそしてそれを合板テンプレートにより作られている半径ゲージまたは同様の半径計測装置と比較する。金属片を機械に挿入しそれを曲げた後に、半径が不正確な場合には、作業者は新しい一連の数字にダイヤルを合わせそして経験に頼らねばならず、適切な半径を達成するためには親指で測ることが彼を助ける。機械のオペレータが如何に熟練しているかによるが、アーチ形をしたパネルが適切な曲率となることを達成するために500ポンドまたはそれ以上の金属がそれらを不良な曲率に曲げることにより無駄にされることがある。従って、当該技術分野においては自動的にそして制御可能に曲率半径を調整でき、それを金属を機械内においた状態で達成可能であって、それにより材料が所望の曲率に到達するまでに無駄にされることがないことが求められている。
従来技術における他の欠点はパネルの半径を制御するためにセットされたダイアルがパネルの上端部または下端部に独立に作動することである。２つのダイアルを適切に調整することに失敗すると曲ったパネルに捩れを生じてそしてビルディングの用途に使用できずスクラップにされるべきパネルが製造されることになる。捩れは往々にして「コルクスクリューイング」と呼ばれる。従って当該技術分野においては半熟練作業者によってパネルの曲率を自動的に且つ連続的に調整できることが求められている。
従来のアーチ形をしたパネル成形機械における他の欠点は同一のパネルに真っ直ぐな部分と曲った部分を一緒に作れないことである。更に、別個に形成されそして垂直な壁ビルディングパネルとして用いられる真っ直ぐなパネルはそれらがクリンプされていないために弱い。換言すれば、従来の技術によれば、垂直なビルディング壁として用いられる真っ直ぐなパネルの側壁のクリンピングを提供することが当該技術分野において求められているにも拘らず、パネルの側壁のみをクリンプすることは達成できない。
更に、アーチ形をした金属ビルディングパネルを製造するための公知の機械はメインクリンピングローラを有しており、これらメインクリンピングローラは互いに別個に調節されたときにはギヤの接触領域がなくなるようなことがあり、それにより早期にギヤの摩耗が生じる。更に、従来のクリンピングロールが分離されると、それらを物理的に所望位置に案内しないと再度噛合せることが難しく、そのために機械のオペレータにその機械を機械部品が動いている状態で調整することを要求し、このことは危険である。更に、メインロールが分離されそしてギヤの歯が噛合っていない状態では、ギヤのバックラッシュが酷く、メインクリンパーを互いに遅れて作動させ、そして受入れられないような製品パネルを作ることになる。当該技術分野においては、上述した問題点を解消でき且つ極めて円滑に、トラブルなく自動的にクリンピング操作が行える、改善されたメインクリンプロールの駆動列が求められている。
従来技術においては、機械の作動は手動で行われそして油圧システムが適切であったが、しかし、各部品の同時使用および自動で連続的なクリンピング操作の調整を許容する一方、パネルホーマー、シヤーブレイドおよび他の制御器の油圧制御を可能とすることが望ましい。従って、従来技術においては制御パネルからの自動制御により半熟練のオペレータが成形機械を自動的に制御して如何なる所望の曲率のパネルであっても、その一部が真っ直ぐでありカーブしていないものも含んで、作れることが望まれている。
発明の要約
本発明は金属ビルディングを作るためのマイクロプロセッサー制御されたパネルを形成する装置および方法であり、ここにおいてパネルの一部分がカーブしそしてその曲率は自動的に制御できるものを提供することにある。この機械および方法は更にクリンピングにより強度を増加されたパネルを作りそしてそのパネルは直線並びに曲った部分を具備しており、そのためにそのパネルはアーチ形をした屋根および垂直な壁を有するビルディングを構築するのに用いることができる。自動制御が、油圧並びにパネルの成形を測定し監視するマイクロプロセサーを通じて行われる。パネルのアーチ形をした部分の曲率はパネルの底部のクリンピング度合いにより制御され、そしてクリンピング度合いは自動的に制御されたメインクリンピングロールの間隔により決定される。更に、この制御器はパネルの成形中に且つパネルがクリンピングローラにある場合にも作動可能である。クリンピングロールの自動位置決めはロール駆動歯車に早期摩耗や不適切なバックラッシュを生じることなく達成され、すなわち、これは極めて円滑な、問題のない駆動列により達成される。このシステムの油圧並びに電子制御の特徴により、半熟練の作業者が多大な経験がなくともこの機械を作動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明に係る機械の上面図であり、要素部品の一般的配置を示し、そしてある部分は取除かれており、そして他の位置は図示を明瞭にするため概略的に示されている。
図２は本発明に係る機械の部分上面図であり、メインクリンピングロールおよびその制御器を図示するために一部が取除かれている。
図３は半熟練作業者により一点から機械を制御するための制御パネルを示す正面図である。
図４は全機械を自動制御するための油圧および電気システムからの連結状態を示す概略線図である。
図５は本発明のマイクロプロセッサー制御回路の概略ブロック線図である。
図６は本発明を用いて製造可能な多数のビルディングパネルの幾つかを示す正面図である。
図７は十分にアーチ形をしたパネルのステップバイステップでの製造を示すフローチャートである。
図８はアーチ形をした部分と直線部分とを具備したパネルのステップバイステップでの製造を示すフローチャートである。
好ましい実施例の詳細な説明
図１および図２は、本発明によりビルディングを構築するのに用いられる金属パネルを製造するための装置の一般的配置を示している。この装置の各部品については上述した原出願において詳細に説明しており、本明細書においては本発明のマイクロプロセッサー制御されている特徴に関連してのみ説明する。図４は本発明を自動的に制御するための油圧および電気システムを示しており、このシステムは原出願において詳細に説明されている。
図１に示されているように、シートメタルは自動的にロール36からロール成形機械38に供給され、ロール成形機械38はシートメタルを所望の形状に成形する。このロール成形機械またはパネルホーマー38はこの機械を出て行くパネルの形状として当業界において知られている。油圧作動される剪断機40は成形されたパネルを所望の長さに切断する。
成形されたパネルＰは次いでクリンピングおよびカービング装置またはカーブ成形機68に送られ、この装置は最初にパネルの両側面をクリンプし次いでその底部をクリンプして当業界に知られているようにアーチ形をしたビルディングパネルを成形する。クリンピングはそれぞれ対をなしたクリンパーローラにより行なわれ、それは所望のパネル寸法および形状に成形するために調整可能である。手動によりクリンパーを調整して所望のパネル形状を得るためにテストをしている上述した従来方法とは違って、本発明はマイクロプロセッサーを含んだ中央制御ユニットを用いてパネル成形装置およびカーブ成形機をオペレータにより入力されたデータに基いて自動的に制御する。
このデータは図３に示される制御パネルを経て入力され、この制御パネルは多数の検出手段からのデジタル信号を受けるマイクロプロセッサーに接続されていて以下に述べるように装置の種々の局面において制御する。オペレータにより入力されたデータは予め構築されているデータベースと比較されて、次いでマイクロプロセッサーはその装置を所望のビルディングパネルを成形するのに適切なパラメータに設定する。上述したようにそして原出願において述べたように、この装置はその全長さにおいてアーチ形をしたパネル並びに直線状部分およびアーチ形をした部分の双方を有するパネルを製造可能である。
マイクロプロセッサー301はデータベース303に接続されており、データベース303においてメタル厚さ、種々の曲率半径用のクリンパーの位置、特別のビルディングコードなどのパラメーターに関する情報が記憶されている。このユニットは、最初にその装置をプログラムするために、セキュリティーキー198を通してアクセスされる。このキーはその装置を「マネジャーモード」とし、「マネジャーモード」は，以下に述べるように、何時の時点においてもユニットに入力されているデータを較正または変更するのに用いられる。システムの較正について以下に述べる。
メタル厚さの種々の範囲についての知られているデータが、データベース内に入力されている所望のメタル厚さに対して許される最大の半径値および長さを入力することによって、データベースに入力され記憶されている。各メタル厚さに対して最小半径を入力することも可能である。これは自動的にパネルを処理するためのシステムによって用いられるメインデータである。例えば、0.020インチの厚さのメタルについては、このシートメタルを用いるビルディングの最大半径は35フィートであろう。従って、マイクロプロセッサーは0.020インチ厚さのパネルが35フィートを越す曲率半径を有するパネルに成形されることを許さないであろう。種々の測定値、例えば長さや半径、に対しての許容範囲、すなわち認められる誤差、を規定する適切なデータもまた記憶される。
このようなサンプルに対応するクリンパー位置についての多数の半径サンプルもまたデータベースに記憶されている。このデータは対応する半径およびクリンパー位置の値の表の形状をしている。入力された半径サンプルの数は最少２つであり好ましくは２以上であり、例えば、10である。このシステムは入力された組を最大から最小へとソートする。オペレータが定義した半径がシステムに入力され、そして予め入力された半径サンプルと比較されて、そしてオペレータが規定した半径に対応するクリンパー位置を得るために内挿法が用いられる。成形されたパネルがクリンプされることなく通過することを許容するクリンパー70、72の位置もまた直線状のパネルまたは直線部分を具備したパネルを製造することを許容するために記憶される。
本システムは、好ましくは、種々の測定手段の読み、例えばパネル距離または測定したクリンパー位置、を長さおよび半径に変換するデータベース方法とともに用いられる。この情報は最初の使用前にシステムにプログラムすることが可能であり、ユーザーは、センサーの読みからクリンパー位置を決めるために、データベース方法をとるかまたは他の公式方法をとるかを選択可能である。この公式方法においては、以下に述べるように、クリンパー位置を選択された半径値に基いて計算する。パネル成形機38およびカーブ成形機68のそれぞれの速度に関するデータ、すなわち、それぞれのサイクルの開始時および終了時に用いられる低速度並びに操作中に用いられるより速い定常速度もまた、データベースに入力される。成形機38およびカーブ成形機68内においてパネルの移動が１つの速度から他の速度に切替わる点もまた、長さ測定器56およびカーブ長さ測定器58からの多数のフィートまたは電気パルスの中に、予めセット可能である。このデータは区画38、68を駆動する油圧アクチュエータを正転および逆転の何れにおいても適切な速度に設定する。このシステムがキー198の操作により「マネジャーモード」にあるときには、オペレータはこのデータにアクセスして変更することができる。
種々の測定手段から、成形されたパネルが選択された長さ、曲率半径、カーブした部分の長さなどに対応するときの、計算用の参照位置までの距離を示すデータもまた、以下に述べるように入力される。例えば、カーブ長さ測定エンコーダ58からクリンピングローラ72の中心までの距離は、その測定エンコーダからクリンパーローラの実際のクリンピング位置までの距離を電気的に設定するために用いられる。ロール成形セクション38から出ていくパネルの長さを測定するエンコーダ56に関する同様の較正データが、選択された長さのパネルＰを製造ために、セクション38の油圧駆動を正確に制御するために用いられる。（クリンパーロール70、72間の距離を測定する）エンコーダ82および（カービング区間68から出るパネルの曲率を測定する）エンコーダ74の初期位置に関するデータもまた与えられる。
多数の測定手段がパネルパラメータ、例えば、その時間内に成形されたパネルの長さ、に対応する電気パルスを発信し、センサは3000パルスを発信する。
各センサまたはエンコーダにより発生された電気信号の数とパネルの長さまたは半径との間の関係を規定するデータがマイクロプロセッサーに記憶される。パネル成形機測定手段56は手動でまたは自動的に較正可能である。このシステムは「マネジャーモード」にあるときにアクセス可能であり、そして変換ファクター、すなわち、パルスに対するフィートで測定した長さまたは半径の比率、は直接に入力可能である。マイクロプロセッサーが3000パルスでもって或る長さのパネルを成形するためのプログラムにアクセスすることが可能であり、ユーザーは次いでパネルの長さを測定し、そして、それをフィートで入力してパネル成形機測定手段56を較正する。
カーブ成形機長さ測定手段58（この測定手段はカーブ成形機区画に供給される成形されたパネルの長さの測定用のエンコーダを含んでいる）の較正は、パネル成形機測定手段56と類似している。ユーザーは較正−半径長さボタンを押し、そしてメタルパネルをカーブ成形機に挿入する。カーブ成形機は次いで作動し、そして既知のパネル長さがシステムに入力され、それは変換ファクターを計算する。較正は、パネル成形長さ測定手段56と同様に、パルス／フィート比を単に入力することによって、手動によっても行なえる。
クリンパーおよびそれらが製造する曲率半径の較正は次のように行なわれる。定常時において、システムはクリンパーロール70、72をデータベースまたは上述した公式法に基いて位置決めする。すなわち、選択された半径に対する適切なクリンパー位置は、マイクロプロセッサーによって、データベースの表に記憶されているクリンパー／半径データから計算され、さもなければ予めプログラムされた公式に従ってマイクロプロセッサーにより計算されるであろう。下記の公式を用いることができる：
クリンパー位置＝平らなパネル用のクリンパー位置＋（変換定数／選択半径）
変換定数は各機械に対して計算された数であり、それはこの公式が選択された半径から正しいクリンパー位置を与えることを可能とするものである。
半径を較正しなければならない場合には、ユーザーはクリヤー・較正キー193および次いでＲボタン204を押す。システムは最初に、ローラの実際の位置が予めセットされた要求位置と一致しているかをチェックする。もし違う場合には、システムはユーザーにクリンパーを移動させることを望むかを尋ねる。それを肯定する返事をした場合には、システムは自動的にクリンパーをそれらの適切な位置へ移動させる。
クリンパーが所定位置にあるときに、ユーザーにカーブ成形機起動ボタン220およびカーブ成形機停止ボタン183を用いてサンプルピースをカーブさせることを求める。次いでユーザーに半径測定手段74をカーブさせられたパネルに対して置き、セットされた時に起動を押すように求める。もし測定された半径が予めプログラムされた許容範囲内にあるときには、システムは半径が較正されたことを示す。もしそうでない場合には、百分率誤差が表示され、そしてユーザーに半径調整を再較正することを望むかを尋ねる。
ユーザーは、次いで、カーブ成形機を手動によりまたは自動調整機能を用いて較正することができる。ユーザーは手動により設定し、または「マネジャーモード」（このモードはオーソライズされた人間によってアクセスされる）を用いることによりシステムの較正をチェックして、正しい値を入力することができる。正された半径／クリンパー位置は記憶され、そして、ユーザーが半径を変更するまで、この機械により用いられる。ユーザーが半径を変更するときは何時でも、システムは公式方法またはデータベース方法を用いてクリンパーの対応する位置を計算する。手動較正方法では、ユーザーはクリンパー位置をＲ＋ボタンおよびＲ−ボタンを用いて較正する。「マネジャーモード」にあるときには、自動調整が行なわれている最中に、システムがローラの「旧」位置および「調整」位置を表示するように設定でき、ユーザーは変化を見るとができる。
システムはクリンパーの較正を自動的にチェックすることもできる。この自動調整機能を用いて、システムはクリンパー位置の誤差を半径の測定誤差に比例した値だけ正そうとする。これは自動調整定数を用いて行なわれ、この定数は比率、すなわち、（エンコーダ82により測定された）クリンパーローラ位置／（測定手段74により測定された）曲率、の平均値を考慮して広範なクリンパー位置半径読みに対して計算される。システムは次いでこの定数をローラ位置を正すために用いる。このようにして、もし先に述べたデータベースおよび公式方法が正しくないことが明らかになった場合には、この方法が選択された半径を適切なクリンパー位置に変換するのに用いることができるであろう。
システムが「マネジャーモード」にあるときに画面が表示が可能ならば、そのときには、調整が行われている最中にローラ位置の「旧」値および「調整」値が表示されよう。
ローラが調整されるときには何時でも、閉じ運動をするようにクリンパーローラ70、72の偏位量もまた入力される。これらローラはそれらの所望位置を越えて設定量だけ自動的に開かれ、そして次いで、閉じ動作位置に戻される。これによりクリンパーローラがアクメタイプねじ（このねじはその間に隙間を有している）の押圧部分に対して常時確実に載置されており、そしてねじ間に形成された空隙にはないことを確実とする。所望位置を越えてクリンパーが移動される量はクリンパーが適切な位置に移動する速度になるように予めプログラムされている。
以下に述べるように、幾つかの「通常の」ビルディング形式の何れかに関連するデータを記憶することが可能である。すなわち、特別のビルディングコードが記憶可能であり、それによりオペレータは単に特定のコードを選択して、そしてシステムはパネルをそのビルディング形式に対応する形状に成形する。図6A〜図6Hは種々のビルディング形式を表しており、これらの形式は直線状の垂直部分、直線状の傾斜部分、半径状の曲がり部分および種々の半径のアーチ形をした部分の多数の組合せを有するパネルを含んでいる。特定のコードを入力することによって、マイクロプロセッサーはデータベースのデータにアクセスし、成形部および曲げ部領域を適切にセットし、そして次いでそれらの作動を制御してそのようなパネルを製造する。
図５は本発明の制御システムの概略線図を示す。キーパッド208は成形作業に関するデータを入力するためにマイクロプロセッサー301に接続されている。マイクロプロセッサー301はデータベース303に接続しており、このデータベース303は当業界において知られているROM（リードオンリーメモリ）チップである。データベース303は、例えばコンピュータのような、付加的機器に接続するためのRS−232のシリアルポート（図示せず）を経てアクセス可能である。マイクロプロセッサーは多数のセンサを含む検出手段からの電気信号を受け、そのセンサは原出願において述べたように種々のパラメーターを監視する。これらの信号に対する応答として、マイクロプロセッサーはアクチュエータ234、236、238、240へパワーインターフェース305等を通じて信号を出力する。アクチュエータはそれぞれの機器すなわちパネル成形機、カーブ成形機などの作動を制御する。
検出手段56はロータリーエンコーダー形式であり、このエンコーダーはパネル成形部38から出るパネルの長さを測定する。検出手段58はロータリーエンコーダー形式であり、このエンコーダーはカーブ成形部68の側面クリンパーロールを経て走行するパネルの長さを検出することにより曲がったパネルの長さを測定する。検出手段74は直線状エンコーダー形式であり、このエンコーダーはカーブ成形部68から出るカーブしたパネルの曲率半径を測定する。検出手段82は直線状エンコーダーまたはポテンシヨメータ形式であり、これはクリンパーローラ70、72間の距離を測定し、この距離はパネルにおかれた曲率の値を決定する。
クリンパーローラ70は上述した原出願において述べたように油圧モータにより移動可能である。エンコーダー82はクリンパー70の位置を検出しそしてマイクロプロセッサー301はこのクリンパーの設定から得られる半径を測定する。その全長さに亘ってアーチ形をしたパネルを製造する際に、検出手段56、74および82のみが信号を発生し、一方、検出手段58は直線部分およびアーチ形部分の両方を具備したパネルを製造する場合に付加的に使用される。
検出手段からマイクロプロセッサー301に伝達される電気信号は適切に濾波され、そして当業界に知られているように定常化され、そして306で示されている。
マイクロプロセッサー301はパワーインターフェース305に連結されており、このインターフェースはパネル成形部38、カーブ成形部68の駆動を制御し、そして所望の曲率半径を達成するためにクリンパーローラ70、72の相対位置を設定する。検出手段入力を受信するとその応答として、マイクロプロセッサー301からの出力信号がブロック332により示されているようにパルス幅変調のために先ず処理され、そして次いでパワーインターフェース305へ送られて、以下に更に述べるように前述した成形機、カーブ成形機およびクリンパーを適切に制御する。
本発明により製造されたアーチ形をしたピルディングパネルは説明のために２つの基本タイプに分けられる。すなわち、その全長さに亘ってアーチ形をしたパネル並びにアーチ形部分および直線部分を共に具備したパネルである。システムがパワーオンされたときに、コントロールパネル上のディスプレー画面210はユーザーに起動のために「入力」を押すように求める。ユーザーは次いで、現在の設定を変更することを希望するかを、尋ねられる。「ノー」の応答は現在の設定、例えばメタル厚さおよび長さそして折曲げ工程における各工程での半径を、一時に１つ表示し、そしてユーザーは見てそして設定を変更することができる。全ての設定を見た後または変更した後に、ユーザーは他の設定を使用することを望むかを尋ねられる。「イエス」によりそのシステムが継続する。
その全長さに亘ってアーチ形をしたビルディングパネルの成形について以下に述べる。ユーザーが上述した設定として所望値を入力した後に、システムは上述したように検出手段82を通じて現在のクリンパー位置をチェックする。もし位置が所望値の予めプログラムした許容値内にないときには、システムはユーザーに対しクリンパーを移動させることを望むかを尋ねる。クリンパーが適切な位置に移動された後に、スクリーンはその定常状態に戻る。
操作を開始するためにユーザーはパネル成形機スタートボタン212を押し、それはパネル成形機モータをパワーインターフィランス305およびパネル成形機アクチュエータ234をを通じて起動する。速度は当初低速であり、次いでサイクル終端において再度減速するまでの間は、増速される。特定の速度および速度が変化する点は、上述したように予めプログラムされる。検出手段56はパネル成形部38から出る成形されたパネルの長さに対応するパルスを発信する。マイクロプロセッサーはパワーインターフェースと共働してパネル成形機モータの駆動を選定された長さのパネルの端部が到達した時点で停止させる。
パネル成形機停止ボタン181は、成形機を緊急時に、または検出手段56の長さの読みを再設定することなく成形機を停止させることを望む場合に用いることができる。成形機を再起動するためには、パネル成形機スタートボタン212を押す。検出手段56のパネル長さセンサの読みは油圧カッターの作動時に剪断機アクチュエータ236を制御するボタン224を通じてリセットされ、またはパネルリセットボタン213を押すことによりリセットされる。成形機38が１つのパネルを終了し停止した後に追加のパネルを走行させることが望まれる場合には、ユーザーは変更ボタン199を押して次いでＬボタン206を押す。ユーザーは次いで新しい長さを入力しそしてエンターキーを押す。パネル長さ検出手段56はリセットされ、そして上述のように工程が継続される。
システムが実際のクリンパーの位置を検出しそしてその位置が選定された半径の予め設定された許容値内に上述したようにある場合には、カーブ成形機は準備完了しており、そしてユーザーは次いでパネルをカーブ成形部68に送り込み、そしてパネルカーブ成形機スタートボタン220が押される。これによりクリンパーモータを高速度で起動する。カーブ成形機停止ボタン283はクリンパーモータを何時でも停止させる。カーブ成形機68を出るときに、パネルはサイドバイサイドで連結しそして互いにシームできる状態となっている。
カーブした部分および直線部分の組み合わせを具備した特別なビルディングパネルを製造するためにこのシステムを使用する場合について以下に記載する。全長さがアーチ形をしたパネルとは異なって、この特別のパネルは直線状または特定の半径にカーブされた多数の部分またはステップからなっている或る長さを有する。データベースに記憶された所定のステップ長さ／半径データに対応する多数の特定のビルディングコードをプログラムして、システムが自動的に製造するであろう特定のパネルタイプをユーザーが選定できるようにすることは可能である。幾つかの特定のパネルタイプについて以下に述べる。
最初にシステムを作動させるときに、ユーザーはボタン198およびキーパッド208を用いて特定ビルディングコードを入力する。これがビルディングタイプ１（全アーチ形をしたパネル）でない場合には、画面はビルディングタイプの値を下の行に示す。次いで、画面はクリンパーのリセットが必要であり、そしてカーブ成形機リセットボタン215を押す必要があることを示す。ボタン215を押した後に、クリンパーは所定位置に移動され、そして画面はユーザーにカーブ成形機スタートボタン220を押して折曲げを開始することを指示する。カーブ成形機は当初低速度で走行し、そして各折曲げステップの開始部および終端部において低速度で走行し、そして中間部においてより高速度で走行する。これは連続した高速度で走行しているカーブ成形機によって成形される一定の半径のアーチ形をしたパネルとは相違している。
カーブ成形機が作動開始したときに、画面の下の行は現在の折曲げ工程を示しそして最終ステップに向けてカウントダウンする。例えば、５つのステップからなるパネルを成形する場合に、ステップ５は０までカウントダウンされその長さを含んで示される。カーブ成形機はステップの終端部において停止し、そしてクリンパーローラは次のステップの曲率に調整される。最終ステップの完了後に、システムはユーザーに対してカーブ成形機停止ボタン183を押すように指示し、そのボタンはカーブ成形機の駆動を遮断する。画面は次いでクリンパーのリセットが必要であることを表示し、そしてユーザーはカーブ成形機リセットボタン215を従前と同様に押して他のパネルを処理する。
図11に示されるビルディングタイプ２を参照して一例を説明する。表示された第１ステップ（ステップ７）はパネル部分319であろう。そしてその長さは10フィートと示されそして半径は零（直線ステップ）と示される。クリンパーは充分に遠ざかるように移動し、そしてカーブ成形機は起動し画面は長さを10フィートから０にカウントダウンする。ステップ319の長さが終了すると、クリンパーローラは自動的に次のステップの曲率半径に対応するように位置決めされる、点320（ステップ６）。カーブ成形機は次いでこのステップを先に表示されている長さについて行なう。
クリンパーローラは次いで離れた位置に移動し、そして次のステップ（ステップ５）が表示されるであろう。カーブ成形機はパネルの25フィートを送給し、その長さは従前のようにカウントダウンされる。クリンパーローラは次いで次のステップの曲率半径に対応するようリセットされる、点322（ステップ４）。この後に、システムは自動的にステップ５、６および７を繰返してパネルの対称な他の半分を成形し、クリンパーの位置は各ステップの前に調整される。全てのステップの終わりにおいて、画面はユーザーにカーブ成形機停止ボタンを押すように指示し、それは「クリンパーリセットが必要」とのメッセージを表示して新たなパネルが上述のようにして起動されることを許容する。
幾つかパネル形状が示されているが、如何なる所望のビルディングタイプ、すなわち直線およびアーチ形のパネルステップまたは部分の如何なる組合わせも、このシステムにプログラム可能である。
図７および図８は全長さがアーチ形をしたパネルおよび特別なビルディングコードパネル用の本発明に係るアーチ形パネル成形装置の作動をステップバイステップで示したフローチャートである。図７に見られるように、ユーザーはエンターキー400を押し、そしてシステムはユーザーに設定、すなわち長さ、半径および厚み、を変更することを希望するかを尋ねる。設定は410で示されているように変更することも、またそのままとすることも可能であり、その後に装置は420においてクリンパーの位置をチェックして、上述したデータベースに記憶されているデータのテーブルと比較することによって、それが選択半径に対応しているかを決定する。もし位置が正しくないときには、この装置は自動的にクリンパーを430で示される適切な位置に移動させる。
この点において、ユーザーはパネル長さ成形機および／またはパネルカーブ成形機をそれぞれ一般的に440および450で示されておりまた上述したようにして適宜較正することができる。パネル成形機およびカーブ成形機が適切にセットされると、ユーザーは次いで成形機起動キー460を押して選択した長さのパネル製造する。油圧剪断機470が次いで作動されて所定長さのパネルを切断する。図７はパネル成形機起動キー460が剪断機の作動後で且つカーブ成形機の作動前に再度押されていることを示している。これはユーザーが先ずパネルの全てを成形しそして次いで全てのパネルを折曲げることに対応する。図７に示されている手順は単なる例示であって、ユーザーがパネルを成形し、そしてそのパネルをカーブさせそして同時に第２のパネルを成形することも可能であり、このようにした成形機およびカーブ成形機を同時に作動させることも可能である。パネルを成形した後に、ユーザーは折曲げ起動キー480を一度押してプログラムされた低速度とし、そして二回目には高速度とする。パネルがカーブさせられた後に、カーブ成形機リセットボタン490が押されてカーブ成形機の次のパネルの折曲げに備えられる。
図８は上述した特別のビルディングコードに対応するパネルのステップバイステップの生産を示しており、ここでは図７を引用して説明したステップを示すために用いたのと同様な符号を用いている。ユーザーは図７と同様にエンターキー400を押した後に設定を変更可能であるが、ここの設定はビルディングタイプ、メタル厚さおよび特別のビルディングタイプの各々のステップについての長さおよび半径を含んでいる。設定が正された後に、装置はクリンパーの位置を図７と同様に420においてチェックし、そして必要ならばそれらを自動的に移動させる。次いでユーザーはパネル成形機およびカーブ成形機を図７を参照して説明したように440および450において較正することができる。
成形機およびカーブ成形機が較正された後に、成形機起動キー460が押されてパネルの成形が開始される。図７に関して上述したように、成形機が先ず全てのパネルを折曲げるように作動してその際にパネルがカーブされてもよく、または成形機およびカーブ成形機が同時に作動してもよい。次いでカーブ成形機起動キー480が押されて、そしてカーブ成形機が特定ビルディングタイプの各ステップを次々と折曲げ、そして482で示されそして上述した、最後のステップを開始する。１つの特定のビルディングパネルの完了後、ユーザーはカーブ成形機リセットキー490を押してカーブ成形機を他のパネルに備えさせる。
本発明はこのようにして自動マイクロプロセッサー制御され自立するビルディングの構築に用いられるビルディングパネルの成形用の装置および方法を提供し、これは使用が容易であり且つ先行技術に付随しているような屑を生ずることなく高品質なパネルを製造可能なものである。
或る好ましい実施例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本出願の請求の範囲の記載により定まる技術的範囲において当業者にとっては種々の変更が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ−Ｈ】
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【図７】
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【図８】
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