(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするシステムであって、
加工ステーションと、
前記加工ステーションの供給側および排出側にそれぞれ配置される磁気ベルトの２つのセットとを備え、前記セットの各磁気ベルトは、伸長および収縮が可能であり、磁気ベルト間の距離は調整可能であり、前記システムはさらに、
前記加工ステーションに設けられ、少なくとも１つのレーザカッタとレーザ切断ヘッドとを備えるレーザ切断ユニットと、
前記加工ステーションの前記供給側の前記磁気ベルトのセットの外側に配置された、供給ロボットおよび前記供給ロボットの設備とを備え、ブロックの山積みが反対側に配置され、ブロック縁部測定装置が前記設備に設置され、前記システムはさらに、
前記加工ステーションの前記排出側の前記磁気ベルトのセットの外側に配置された、排出ロボットおよび前記排出ロボットの設備を備え、シートの山積みが反対側に配置され、前記システムはさらに、
供給方向に対して垂直な前記加工ステーションの側に配置されるスクラップコンベヤ装置と、
前記加工ステーションに設けられた、前記ブロックの前記切断のための塵埃処理装置およびリアルタイム測定装置と、
前記シートの山積みおよび前記加工ステーションの外側の前記供給側の前記磁気ベルトのセットの位置に配置される移送場所の前の位置検出装置と、
前記ユニットおよび装置が互いに通信して協働的な動作制御を確立し、前記磁気ベルトの伸長および収縮が前記レーザ切断ヘッドに追従するように、前記磁気ベルトのセット、前記レーザ切断ユニット、前記供給ロボット、前記排出ロボット、前記スクラップコンベヤ装置、前記塵埃処理装置、前記リアルタイム測定装置および前記シートの前記位置検出装置とそれぞれ接続される切断制御システムとを備える、磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にし、
帯鋼の切断のための前記リアルタイム測定装置は、切断プロファイルの全てを検出して切断後に、加工されたシートとブロックとの分離を判断し、
前記シートの山積みの前の前記位置検出装置は、前記シートの位置を検出し、前記シートの位置をその配置を修正するために前記排出ロボットにフィードバックするシステム。
【請求項２】
前記磁気ベルトのセットは、
前記供給側および前記排出側の前記磁気ベルトのセットをそれぞれ制御するためのコンベヤモータ、および前記コンベヤモータのための制御モジュールと、
複数の磁気ベルトとを備え、前記磁気ベルトの各々は、
少なくとも１つの独立して制御可能な電磁モジュールと、
前記磁気ベルトの伸長および収縮をそれぞれ制御するための伸長および収縮モータ、ならびに前記伸縮および収縮モータのための制御モジュールと、
前記磁気ベルト間の距離を制御するための幅モータ、および前記幅モータのための制御モジュールとを含む、請求項１に記載の磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするシステム。
【請求項３】
前記ブロック縁部測定装置は、前記ブロックの山積みの位置を検出するためのレンジファインダと、２つの光電器スイッチとを備える、請求項１に記載の磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするシステム。
【請求項４】
前記ブロックの切断のための前記リアルタイム測定装置は、
加工対象物の座標を測定するための２つのカメラと、
落下するスクラップの視覚的検出および識別のための、ならびに切断後の分離の視覚的検出および識別のための２つのカメラとを備える、請求項１に記載の磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするシステム。
【請求項５】
前記シートの山積みの前の前記シートのための前記位置検出装置は、前記移送場所の前記シートの位置を検出するために前記移送場所の上方に設置されるカメラを備える、請求項１に記載の磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするシステム。
【請求項６】
レーザ切断方法であって、
ａ）所定の長さおよび幅の第１のブロックがシートのグラフィッデザインに従って得られ、
ｂ）前記供給側の前記磁気ベルトの距離は、前記ブロックの前記幅および前記切断プロファイルに従って、一定の距離および一定の伸長／収縮位置に予め調整されて前記供給側の前記磁気ベルトのセットの供給開始位置を形成し、同時に、前記排出側の前記磁気ベルトは、前記ブロックの前記幅および前記切断プロファイルに従って、一定の距離および一定の伸長／収縮位置に予め調整されて前記排出側の前記磁気ベルトのセットの排出開始位置を形成し、
ｃ）前記所定の長さおよび幅の前記ブロックを得た後、前記ブロックが前記ブロックの山積みに配置され、前記ブロック縁部測定装置が前記山積みの前記ブロックの位置を測定し、その後、前記供給ロボットの前記設備がブロック片を持ち上げ、前記供給側の前記磁気ベルトのセットにそれを配置し、前記供給側の前記磁気ベルトのセットは、レーザ切断のために前記ブロックを前記加工ステーションに運び、
ｄ）前記加工ステーションのレーザ切断領域に入る前記ブロックの位置は、前記リアルタイム測定装置によって即時に測定されて、切断動作前に、前記制御システムの加工対象座標システムの原点座標および角度を修正し、前記測定が完了すると、前記レーザ切断ヘッドが加工されるべきプロファイルに従う計画された経路で前記ブロックを切断し、
前記切断中、前記供給側および前記排出側の前記磁気ベルトは、前記切断経路に従って同期的に動的に調整され、伸長／収縮調整量は、前記切断されるべきプロファイルによって規定され、前記同期的で動的な調整は、前記切断制御システムによる信号を前記磁気ベルトの伸長および収縮のための制御モジュールに送信することによってなされ、前記調整中、レーザが前記ブロックを透過することおよび前記磁気ベルトのいずれかと接触することを防ぐために、切断手順の間、前記磁気ベルトはスリットカットを避けることを必要とし、切断プロファイルに対応する位置の前記供給側および前記排出側の前記磁気ベルトは、前記排出側の材料排出および材料収納の要件を満たす間、加工されている前記シートを安定化し支持するために伸長または収縮され得、
切断手順の間、形成されるスクラップに関して、信号が前記切断制御システムにおいて生成され、リアルタイムで前記スクラップの落下を検出および識別する前記リアルタイム測定装置に送られ、前記切断手順が完了すると、前記切断制御システムは、前記ブロックの切断のために前記リアルタイム測定装置によって前記切断プロファイルの全ての検出を実行するための信号を送り、前記加工されたシートおよび前記ブロックの分離を決定し、
ｅ）前記シートが加工されるとき、前記供給側の前記磁気ベルトのセットが供給端部位置にあり、前記排出側の前記磁気ベルトのセットが排出端部位置にあり、前記加工されたシートは、前記排出側の前記磁気ベルトのセットの前記排出端部位置で産出状態に入り、前記移送場所に産出され、同時に、前記供給側および前記排出側の前記磁気ベルトのセットは、再び前記開始位置に戻って伸長または収縮され、第２のブロック片がレーザ切断のために前記供給側の前記磁気ベルトのセットによって前記加工ステーションに送られて供給、切断および排出の循環手順を実施し、
ｆ）前記シートの移送の前に、前記シートのための前記位置検出装置のカメラが前記シートの位置を検出し、前記シートの位置をその配置を修正するために前記排出ロボットにフィードバックし、その後、前記排出ロボットの端部の前記設備が前記加工されたシートを引き付けて持ち上げ、前記山積みの位置にそれを積層する、請求項１に記載の磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするシステムのためのレーザ切断方法。
【請求項７】
前記切断手順の間、前記供給側および前記排出側の前記磁気ベルトは、前記切断経路に従って同期的および動的に調整されることができ、前記切断プロファイルによって形成される切断経路のために、生成された切断特徴情報が調整されるべき前記磁気ベルトの伸長／収縮動作のためのそれぞれの信号に対応して前記切断システムの制御下で前記磁気ベルトの伸長／収縮の調整を実現し、前記磁気ベルトのセットの各磁気ベルトは、動的に調整されて伸長および収縮することができ、前記磁気ベルトの調整中、前記切断ヘッドは、前記切断経路の切断を同期的に実行する、請求項６に記載のレーザ切断方法。
【請求項８】
ステップｄ）において、前記ブロックの位置および角度は、供給前に前記設備によって測定され、前記設備と前記ブロックとの間の所定の高さのための距離が前記ブロック縁部測定装置のレンジファインダによって測定され、光電子スイッチがＸおよびＹ方向の前記ブロックの縁部の位置を検出し、前記ブロックの位置および角度を決定するための出力信号を生成する、請求項６に記載のレーザ切断方法。
【請求項９】
前記供給側および前記排出側の前記磁気ベルトのセットの磁力は、電磁モジュールを制御することによって活性化または非活性化され、前記レーザ切断領域の前記電磁モジュールは、前記磁気ベルトのセットが固定されたときには完全にまたは部分的に磁化され、前記電磁モジュールは、前記磁気ベルトのセットの伸長または収縮の間には完全に非磁化され、前記切断プロファイルによって形成される前記切断経路のために、磁気特徴情報に対応する前記磁気ベルトのための前記電磁モジュールのための磁気信号が生成されて前記切断制御システムの制御下で前記電磁モジュールの磁力の制御を実現する、請求項６に記載のレーザ切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、金属加工の分野に関し、特に、自動車製造技術の分野において、磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にする方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
レーザ技術に基づく材料切断加工は、発達した商業的に利用可能な技術となっており、数値制御レーザ加工システムが矩形の金属プレートに広く適用されている。レーザ技術の開発が盛んに行なわれることで、さらに高速かつ柔軟にプレート加工の方法を適用できるようになっている。しかし、自動的な供給および排出ならびにハイテンポな連続生産に対する需要が高まっている。コイル材料の巻出しレーザ切断加工が研究され、徐々に適用されるようになっており、たとえばコイル状材料のレーザ切断加工のためのコンベヤシステムが中国特許ＣＮ１０２２８１９８６Ａに開示されている。当該システムでは、二列のコンベヤと含まれる複数の並列支持コンベヤとを使用して帯状プロファイルを支持し、同時に、横桁部材の長手方向軸に沿って前後に動くレーザヘッドがコイルを加工してシートを得る。支持コンベヤは、切断経路を避けることができ、レーザヘッドが原材料を貫通して切断プロファイルを得ることが可能となる。これは、コイルを切断できないこと、針状の切断テーブルの切断経路の回避、およびこれに起因するスクラップの落下という課題を大幅に改善および解決し、コイルのモールドブランキングに代わるシート加工の新規の方法となっている。当該方法は、高強度材料のスタンピングトン数の要件を回避し、高い型設計およびメンテナンスのコストを低減する。加えて、コイルのレーザ切断に基づく当該方法は、材料利用率の上昇にも大きく貢献する。
【０００３】
コイルの材料を加工するために、巻出しおよび矯正の機能が製品加工の早期の段階で設けられることを必要とし、これにより、巻出し機器、供給クランプ、端部カッタ、可動式スリーブおよび供給機器が要求され、加工中の巻出しのための追加的な準備時間に起因して、製造ラインがかさ高くなり、投資が高額になり、柔軟性が比較的低くなる。さらに、レーザ切断のテンポそのものは、通常、高速の巻出しおよび供給に追い付くことができず、製造ラインの待機時間が長くなる。
【０００４】
それは、ブロックの材料を供給し、レーザでそれを製造するための便利でコスト効率の高い方法であり得る。しかし、典型的に用いられる数値レーザ切断は、針状のテーブルを用い、レーザ切断経路と針状テーブルとの間の干渉が原因で、切断の質が低く、不規則な形状のスクラップを自動的に識別することができないという課題が生じる。したがって、当該加工方法は自動効率が低いという課題を有し、その組み合わされた手動および半自動動作の製造の加工態様は、数百万の部品の大規模な加工をするという要求を満たすことができない。上述の課題を解決するために、横桁に設けられるモジュールを備えるパッド型板が中国特許出願第２０１３１０１５７６５９．３号に開示されており、材料の支持および運搬のための新規の方法も開示しているが、オンラインの動的な調整に対しては柔軟性が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の概要
本発明の目的は、磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にする方法およびシステムを提供することであり、レーザ切断経路を磁気ベルトと接触させることなくブロックを１つ以上のシート片に加工することを実現すること、シートを山積みに積層すること、およびオンラインで自動的にスクラップを選別することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するために、本発明の技術解決策は以下のとおりである。
磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするシステムであって、当該システムは、
加工ステーションと、
加工ステーションの供給側および排出側にそれぞれ配置される磁気ベルトの２つのセットとを備え、セットの各磁気ベルトは、伸長および収縮可能であり、磁気ベルト間の距離は調整可能であり、当該システムはさらに、
加工ステーションに設けられ、少なくとも１つのレーザカッタとレーザ切断ヘッドとを備えるレーザ切断ユニットと、
加工ステーションの供給側の磁気ベルトのセットの外側に配置された、供給ロボットおよび供給ロボットの設備とを備え、ブロックの山積みが反対側に配置され、ブロック縁部測定装置が設備に設置され、当該システムはさらに、
加工ステーションの排出側の磁気ベルトのセットの外側に配置された、排出ロボットおよび排出ロボットの設備を備え、シートの山積みが反対側に配置され、当該システムはさらに、
供給方向に対して垂直な加工ステーションの側に配置されるスクラップコンベヤ装置と、
加工ステーションに設けられた、ブロックの切断のための塵埃処理装置およびリアルタイム測定装置と、
シートの山積みの前の位置検出装置および加工ステーションの外側の排出側の磁気ベルトのセットの位置に配置される移送場所と、
ユニットおよび装置が互いに通信して協働的な動作制御を確立し、磁気ベルトの伸長および収縮がレーザ切断ヘッドに追従するように、磁気ベルトのセット、レーザ切断ユニット、レーザ切断ユニット、供給ロボット、排出ロボット、スクラップコンベヤ装置、塵埃処理装置、リアルタイム測定装置およびシートの位置検出装置とそれぞれ接続された、切断制御システムとを備える。
【０００７】
さらに、磁気ベルトの２つのセットは、
供給側および排出側の磁気ベルトのセットをそれぞれ制御するためのコンベヤモータおよびコンベヤモータのための制御モジュールと、
複数の磁気ベルトとを備え、各々は、
少なくとも１つの独立して制御可能な電磁モジュールと、
磁気ベルトの伸長および収縮をそれぞれ制御するための伸長および収縮モータ、ならびに伸長および収縮モータのための制御モジュールと、
磁気ベルト間の距離を制御するための幅モータ、および幅モータのための制御モジュールとを備える。
【０００８】
さらに、ブロック縁部測定装置は、ブロックの山積みの位置を検出するためのレンジファインダと、２つの光電子スイッチとを備える。
【０００９】
またさらに、ブロックの切断のためのリアルタイム測定装置は、加工対象物の座標を測定するための２つのカメラと、切断後の分離の視覚的検出および識別、ならびに落下するスクラップの視覚的検出および識別のための、２つのカメラとを備える。
【００１０】
さらに、シートの山積みの前のシートのための位置検出装置は、移送場所のシートの位置を検出するために移送場所の上方に設置されるカメラを備える。
【００１１】
本発明の磁気ベルトが動的にレーザ切断に追従することを可能にするシステムのレーザ切断方法は、以下により特徴づけられる。
【００１２】
ａ）所定の長さおよび幅の第１のブロックが、シートのグラフィッデザインに従って得られ、
ｂ）供給側の磁気ベルトの距離が、ブロックの幅および切断プロファイルに従って、一定の距離および一定の伸長／収縮位置に予め調整されて供給側の磁気ベルトのセットの供給開始位置を形成し、同時に、排出側の磁気ベルトが、ブロックの幅および切断プロファイルに従って、一定の距離および一定の伸長／収縮位置に予め調整されて排出側の磁気ベルトのセットの排出開始位置を形成し、
ｃ）所定の長さおよび幅のブロックを得た後、ブロックがブロックの山積みに配置され、ブロック縁部測定装置が山積みのブロックの位置を測定し、その後、供給ロボットの設備がブロック片を持ち上げ、供給側の磁気ベルトのセットにそれを配置し、供給側の磁気ベルトのセットがレーザ切断のためにブロックを加工ステーションに運び、
ｄ）加工ステーションのレーザ切断領域に入るブロックの位置が、リアルタイム測定装置によって即時に測定されて、切断動作前に、制御システムの加工対象物座標システムの原点座標および角度を修正し、測定が完了すると、レーザ切断ヘッドが加工されるべきプロファイルに従う計画された経路でブロックを切断し、
切断中、供給側および排出側の磁気ベルトが切断経路に従って同期的に動的に調整され、伸長／収縮調整量が切断されるべきプロファイルによって規定され、同期的で動的な調整は、切断制御システムによる信号を磁気ベルトの伸長および収縮のための制御モジュールに送信することによってなされ、調整中は、レーザがブロックを透過することおよび磁気ベルトのいずれかと接触することを防ぐために、切断手順の間、磁気ベルトはスリットカットを避ける必要があり、排出側の材料排出および材料収納の要件を満たす間、切断プロファイルに対応する位置の供給側および排出側の磁気ベルトが加工されているシートを安定化し支持するために伸長または収縮され得、
切断手順の間、形成されるスクラップに関して、信号が切断制御システムにおいて生成され、リアルタイムでスクラップの落下を検出および認識するためにリアルタイム測定装置に送られ、切断手順が完了すると、切断制御システムは、ブロックの切断のためにリアルタイム測定装置によって切断プロファイルの全ての検出を実行するための信号を送り、加工されたシートとブロックとの分離を決定し、
ｅ）シートが加工されるときには、供給側の磁気ベルトのセットが供給端部位置にあり、排出側の磁気ベルトのセットが排出端部位置にあり、加工されたシートは、排出側の磁気ベルトのセットの排出端部位置で産出状態に入り、移送場所に産出され、同時に、供給側および排出側の磁気ベルトのセットは、再び開始位置に戻って伸長または収縮され、第２のブロック片がレーザ切断のために供給側の磁気ベルトのセットによって加工ステーションに送られて供給、切断および排出の循環手順を実施し、
ｆ）シートの移送の前に、シートのための位置検出装置のカメラがシートの位置を検出し、その配置を修正するためにシートの位置を排出ロボットにフィードバックし、その後、排出ロボットが加工されたシートを引き付けて持ち上げ、山積みの位置にそれを積層する。
【００１３】
さらに、切断手順の間、供給側および排出側の磁気ベルトは、切断経路に従って同期的および動的に調整され得、切断プロファイルによって形成される切断経路のために、生成された切断特徴情報が調整されるべき磁気ベルトの伸長／収縮動作のためのそれぞれの信号に対応して切断システムの制御下で磁気ベルトの伸長／収縮の調整を実現し、磁気ベルトのセットの各磁気ベルトは、動的に調整されて伸長および収縮することができ、磁気ベルトの調整中、切断ヘッドは、切断経路における切断を同期的に実行する。
【００１４】
好ましくは、ステップｄ）において、ブロックの位置および角度は、供給前に設備によって測定され、設備とブロックとの間の所定の高さのための距離がブロック縁部測定装置のレンジファインダによって測定され、光電子スイッチがＸおよびＹ方向のブロックの縁部の位置を検出し、ブロックの位置および角度を決定するための出力信号を生成する。
【００１５】
好ましくは、供給側および排出側の磁気ベルトのセットの磁力は、電磁モジュールを制御することによって活性化または非活性化され、磁気ベルトのセットが固定されたときには、レーザ切断領域の電磁モジュールは完全にまたは部分的に磁化され、磁気ベルトのセットの伸長または収縮の間には、電磁モジュールは完全に非磁化され、切断プロファイルによって形成される切断経路のために、磁気特徴情報に対応する磁気ベルトのための電磁モジュールへの磁気信号が生成されて切断制御システムの制御下で電磁モジュールの磁力の制御を実現する。
【００１６】
シートのグラフィッデザインに従って得られた所定の長さおよび幅のブロックは、ブロックの山積みに配置され、供給ロボットの設備のブロック縁部測定装置が山積みのブロックの位置を測定し、その後、供給ロボットの設備がブロック片を持ち上げ供給側の磁気ベルトのセットにそれを配置し、供給側の磁気ベルトのセットがレーザ切断のためにブロックを加工ステーションに運ぶ。供給側の磁気ベルトの距離は、ブロックの幅および切断プロファイルに従って一定の距離および一定の伸長／収縮位置に予め調整されて供給側の磁気ベルトのセットの供給開始位置を形成し、同時に、排出側の磁気ベルトがブロックの幅および切断プロファイルに従って一定の位置および一定の伸長／収縮位置に予め調整されて排出側の磁気ベルトのセットの排出開始位置を形成する。加工ステーションのレーザ切断領域に入るブロックの位置は、加工対象物座標測定システムによって即時に測定されて切断動作前に制御システムの加工対象物座標システムの原点座標および角度を修正し、測定が完了すると、レーザ切断ユニットは、加工されるべきプロファイルに従う計画された経路でブロックを切断する。切断中、供給側および排出側の磁気ベルトは、切断経路に従って同期的に動的に調整され、調整は、切断プロファイルに従って決定され、調整中、レーザがブロックを透過することおよび磁気ベルトのいずれかに接触することを防ぐために、切断手順の間、磁気ベルトはスリットカットを避ける必要があり、切断プロファイルに対応する位置の供給側および排出側の磁気ベルトは、排出側の材料排出および材料収納の要件を満たす間、加工されているシートを安定化し支持するために伸長または収縮され得る。切断手順の間、形成されるスクラップに関して、信号が切断制御システムにおいて生成され、落下するスクラップの検出および認識するためにシステムに送られ、リアルタイムで落下するスクラップの検出を実現する。切断手順が完了すると、切断制御システムは、切断および分離のために、視覚的システムによって切断プロファイルの全ての検出を実行するための対応する信号を送って加工されたシートとブロックとの分離を決定する。シートが加工されるとき、供給側の磁気ベルトのセットは供給端部位置にあり、排出側の磁気ベルトのセットは排出端部位置にある。加工されたシートは、排出側の磁気ベルトのセットの排出端部位置で産出状態に入り、移送場所に産出され、シートを移送する前に、シートのための位置検出装置がシートの位置を検出し、その配置を修正するために移送ロボットおよび排出ロボットにシートの位置をフィードバックし、その後、移送ロボットおよび排出ロボットの端部の設備が加工されたシートを引き付けて持ち上げ、山積みの位置にそれを積層する。
【００１７】
切断手順の間に、供給側および排出側の磁気ベルトは、以下の特定の態様で、切断経路に従って同期的におよび動的に調整され得る。切断プロファイルによって形成される切断経路のために、切断特徴情報がそこから抽出されて切断制御システムによってそれぞれの信号を出力する、すなわち、生成された切断特徴情報は、調整されるべき磁気ベルトの伸長／収縮動作に対応し、磁気ベルトの調整は、数値制御および磁気ベルトのシャフトの制御によってなされる。磁気ベルトのセットの各磁気ベルトは、動的に調整されて伸長および収縮し得、磁気ベルトの調整の間、数値制御ユニットは同期的に切断経路の切断を実行する。
【００１８】
さらに、同期的で動的な調整の特定の手順は、以下のとおりである。ブロックは、切断領域に移動された後固定されたままとなり、このとき、供給側の磁気ベルトのセットは供給開始位置にあり、排出側の磁気ベルトのセットは排出開始位置にある。動作において生成された特徴情報に対応する調整のための磁気ベルトの動作に従って、切断手順が切断制御システムの特徴情報に向かうとき、対応する磁気ベルトは設計された位置に伸長／収縮し始める。これは供給側および排出側の磁気ベルトのセットのための動的な調整段階であると考えられる。磁気ベルトは、通常切断が終了するまで切断動作が行なわれる間、それらがレーザ切断プロファイルに従ってレーザビームを妨害しないような位置に動的に調整される。供給側および排出側の磁気ベルトのセットは、その後、端部位置に調整される。得られた加工されたシートは、排出側の磁気ベルトのセットによって産出され、同時に、供給側および排出側の磁気ベルトのセットは再び開始位置に戻るように伸長または収縮される。その後に、次のブロックがレーザ加工領域に入り、供給、切断および排出からなる循環的な加工が行なわれる。
【００１９】
本発明の利点は以下にある。
本発明の磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にする方法およびシステムは、柔軟なブロックの供給態様を用い、この場合、製造ラインは大幅に改良され、材料利用率はレーザでブロックを切断することおよび排出を最適化することによってさらに向上される。
【００２０】
加えて、シートの支持、材料の運搬、スクラップの自動選別、レーザの通過などの機能は、本発明の磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にする方法を用いて実現され、供給および排出の動作はロボットによって実行され、これにより、自動加工の目的が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の１つの実施形態の配置である。
【図２】本発明の実施形態のカメラの組立位置の概略図である。
【図３】磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするための、本発明の磁気ベルトの調整手順を示す図である。
【図４】磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするための、本発明の磁気ベルトの調整手順を示す図である。
【図５】磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするための、本発明の磁気ベルトの調整手順を示す図である。
【図６】磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするための、本発明の磁気ベルトの調整手順を示す図である。
【図７】数値制御システムと本発明の磁気ベルトのシャフトの制御システムとの同期方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施形態の詳細な説明
図１〜７を参照すると、本発明の磁気ベルトがレーザ切断に動的に追従することを可能にするシステムは、
加工ステーション１と、
加工ステーション１の供給側および排出側にそれぞれ配置された磁気ベルトの２つのセット２，２’とを備え、セット２，２’の各磁気ベルトは、伸長および収縮が可能であり、磁気ベルト間の距離は調整可能であり、当該システムはさらに、
加工ステーション１に設けられたレーザカッタ３およびレーザ切断ヘッド３１と、
加工ステーション１の供給側の磁気ベルトのセット２の外側に配置された、供給ロボット４および供給ロボットの設備４１とを備え、ブロックの山積み５が反対側に配置され、ブロック縁部測定装置６が設備４１に設置され、当該システムはさらに、
加工ステーション１の排出側の磁気ベルトのセット２’の外側に配置された、排出ロボット７および排出ロボットの設備７１を備え、シートの山積み８が反対側に配置され、当該システムはさらに、
供給方向に対して垂直な加工ステーション１の側に配置されたスクラップコンベヤ装置９と、
加工ステーション１の下方の塵埃処理システム１０と、
レーザカッタ３に設置される加工対象物の座標を測定するための２つのカメラ１１２を備えるブロックの切断のためのリアルタイム測定装置１１とを備え、カメラの一方は、カッタのＸ−Ｙプラットフォーム上に搭載され、他方は、検出の正確性の向上のためにカッタのＺ軸上に搭載される。切断後の分離の視覚的検出および識別ならびに落下するスクラップの視覚的検出および識別のための２つのカメラ１１１が、隔離された加工ステーション１の囲い１２上に設置される。
【００２３】
シートの移送の前の位置検出装置１３は、加工ステーション１の外側、すなわち加工ステーション１外部の囲い１２の外側の排出側の磁気ベルトのセットの位置の移送場所に配置される。位置検出装置１３のカメラの視覚的範囲は、シート移送領域をカバーできるように、ある傾斜角度で設置される。
【００２４】
レーザカッタ３は、Ｘ、ＹおよびＺ方向に移動可能な直角座標におけるロボットの形態を取り、長さ（Ｘ軸）４０００ｍｍ×幅（Ｙ軸）２０００ｍｍ×厚さ（Ｚ軸）２００ｍｍの作業範囲を有する。
【００２５】
トレパニング加工後の設計に従って得られた所定の長さおよび幅のブロックがブロックの山積み５に配置され、供給設備４１のブロック縁部測定装置６がブロックの山積み５のブロックの位置を通過時に測定して供給ロボット４の配置を修正し、その後、供給ロボット４の設備４１は、ブロック片を持ち上げ、供給側の磁気ベルトのセット２上にそれを配置する。供給側の磁気ベルトの距離は、ブロックの幅および切断プロファイルに従って一定の距離および一定の伸長／収縮位置に予め調整されて供給側の磁気ベルトのセットの供給開始位置を形成してもよく、同時に、排出側の磁気ベルトは、ブロックの幅および切断プロファイルに従って、一定の距離および一定の収縮／収縮位置に予め調整されて排出側の磁気ベルトのセットの排出開始位置を形成してもよい。
【００２６】
実施形態１において、供給側の磁気ベルトのセット２は４つの磁気ベルトを有し、排出側の磁気ベルトのセット２’は５つの磁気ベルトを有する。供給側の磁気ベルトのセット２は、ブロックをレーザ切断領域に運び、レーザ切断領域に入るブロックの位置は、１ｍｍ以下の精度で、加工対象物の座標を測定するための２つのカメラ１１２によって即時に測定される。ブロックの位置および角度を効率的に測定することおよび知ることによって、数値制御システムの加工対象物座標システムの原点位置および角度を切断前に修正することができる。レーザ切断ヘッド３１は、修正された座標および角度に基づいて加工されるべきプロファイルに従う計画された経路でブロックの上方に移動する。レーザカッタ３は、レーザ切断ヘッド３１をＸ，ＹおよびＺ方向に移動させて切断動作を終了させることが可能である。
【００２７】
切断中、供給側および排出側の磁気ベルトは、切断経路に従って同期的に動的に調整され、伸長／収縮調整量は、切断されるべきプロファイルによって規定され、同期的で動的な調整は磁気ベルトの伸長および収縮のための制御モジュールに切断制御システムによる信号を送信することによってなされ、調整中、レーザがブロックを透過することおよび磁気ベルトのいずれかと接触することを防ぐために、切断手順の間、磁気ベルトはスリットカットを避けることを必要とする。切断プロファイルに対応する位置の供給側および排出側の磁気ベルトは、排出側の材料排出および材料収納の要件を満たす間、加工されているシートを安定化し支持するために伸長または収縮され得る。シートが加工されるとき、供給側の磁気ベルトのセットが供給端部位置にあり、排出側の磁気ベルトのセットが排出端部位置にあり、スクラップの分離および供給不良は、切断後の分離の視覚的検出および識別ならびに落下するスクラップの視覚的検出および識別のための２つのカメラ１１１によって検出され得る。検出後、シートは、排出側の磁気ベルトのセットの排出端部位置で産出状態に入り、移送場所に産出される。シートを持ち上げるための正確な位置は、移送前に位置検出装置１３によって検出されてフィードバックされてもよく、この場合、排出ロボット７はその移送配置を修正し、これによりシートの山積みの位置の逸脱が精度要求内であることが確保される。排出ロボットの端部の排出設備７１の配置が修正された後、設備が得られたシートを持ち上げ、シートの山積み８にそれを積層する。
【００２８】
切断手順の間、供給側および排出側の磁気ベルトは、以下の特定の態様で、切断経路に従って同期的に動的に調整され得る。切断プロファイルによって形成される切断経路のために、切断特徴情報がそこから抽出されて切断制御システムによってそれぞれの信号を出力する、すなわち、生成された切断特徴情報は調整されるべき磁気ベルトの伸長／収縮動作に対応し、磁気ベルトの調整は数値制御および磁気ベルトのシャフトの制御によってなされ、磁気ベルトのセットの各磁気ベルトは、動的に調整されて収縮および収縮し得、磁気ベルトの調整中、数値制御ユニットは切断経路での切断を同期的に実行する。さらに、同期的で動的な調整の特定の手順は以下のとおりである。ブロックは、切断領域に移動された後固定された状態となり、このとき、供給側の磁気ベルトのセットは供給開始位置にあり、排出側の磁気ベルトのセットは排出開始位置にある。動作において生成された特徴情報に対応する調整のための磁気ベルトの動作に従って、切断手順が切断制御システムの特徴情報に向かうとき、対応する磁気ベルトは設計された位置に伸長または収縮し始める。これは供給側および排出側の磁気ベルトのセットのための動的調整段階であると考えられる。磁気ベルトは、通常切断が終わるまで切断動作が行なわれる間、それらがレーザ切断プロファイルに従ってレーザビームを妨害しない位置に動的に調整される。供給側および排出側の磁気ベルトのセットは、その後、端部位置に調整される。得られた加工されたシートは、排出側の磁気ベルトのセットによって産出され、同時に、供給側および排出側の磁気ベルトのセットは開始位置に戻って再び伸長または収縮される。その後は、次のブロックがレーザ加工領域に入り、供給、切断および排出を含む循環的な加工が行なわれる。
【００２９】
特に、切断手順の間、供給側の磁気ベルトのセット２の４つの磁気ベルトＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４および排出側の磁気ベルトのセット２’の５つの磁気ベルトＣ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ２４は、図３に示されるように、まずそれぞれ供給開始位置および排出開始位置に配置される。この図では、切断経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が示され、切断経路Ｌ１は、それぞれ切断特徴信号Ｎ１およびＮ２を含む２つの部分Ｐ１およびＰ２に分かれる。Ｐ１およびＰ２などの切断経路は、磁気ベルトの伸長および収縮を示すように規定されるのみであり、１つの切断ラインは複数の経路からなり得る。経路Ｐ１を切断するとき、排出磁気ベルトＣ２４は、図４に示されるように、切断経路Ｐ１を避けるように特徴信号Ｎ１に従って収縮される。
【００３０】
切断経路Ｐ１に沿って切断するときには、図５に示されるように、供給磁気ベルトＣ１４が切断経路Ｐ２を避けるように特徴信号Ｎ２に従って収縮される一方、排出磁気ベルトＣ２４がシートの一部を運ぶように特徴信号Ｎ２に従って伸長される。その後は、レーザヘッドが経路Ｌ２を切断する。同時に、供給磁気ベルトＣ１４は切断経路Ｌ２を避けるように特徴信号Ｎ３に従って再び収縮され、供給磁気ベルトＣ１４は供給端部位置に調整される。図６はまた、供給磁気ベルトおよび排出磁気ベルトの最終の端部位置を示す。次のブロックが予め設定された切断領域に入り、ブロック加工のための次の循環動作を開始する。この実施形態では、移動している磁気ベルトは非磁化される一方、固定されている磁気ベルトの全てまたは一部は加工要求に従って磁化される。各磁気ベルトには、電磁モジュールが設けられ、個別に制御され得る。同様に、切断プロファイルによって形成される切断経路のために、磁気特徴情報に対応する磁気ベルトの電磁モジュールのための磁気信号が生成されて切断システムの制御下で磁力の制御を実現する。
【００３１】
磁気ベルトがレーザ切断に追従することを可能にする方法を実現するために、当該方法を実施するための切断制御システムは、数値制御システムと、磁気ベルト制御システムと、磁気ベルトの電磁制御システムとの間のＰＲＯＦＩＢＵＳ通信によって、レーザカッタと磁気ベルトの供給セットおよび排出セットとの協働的な制御を達成する。この方法は、数値制御システムが事前に切断経路、切断特徴信号および磁気特徴信号に関する決まりを作ることができるように、磁気ベルトのセットがレーザ切断手順に動的に追従することを効率的に確保し、磁化および非磁化を効率的に制御する。数値制御システムと磁気ベルト制御システムとの同期方法は、図７に示される。
【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６】
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【図７】
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