JPH08509662A - マイクロプロセッサー制御された、金属ビルディングパネルの形成装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 シート状材料を処理してビルディングを構築するためのビルディングパネルにするためのマイクロプロセッサー制御された装置および方法。シート状材料は平らな底部分および側面を具備したパネルに成形され、一方成形されたパネルの長さはモニターされて成形装置の作動を制御する。パネルは次いでカーブ成形装置に送られて該成形装置はパネルの少なくとも一部をクリンプしてそれによりパネルはアーチ形状とされまたはカーブされる。出力されるパネルの曲率はモニターされて調整可能なクリンパーローラの位置が制御される。クリンパーローラはカーブ成形装置に設けられており予め選択された曲率を具備したパネルの部分を提供する。直線部および曲げられた部分の双方を具備したパネルを製造するときにはパネルのカーブされた部分の長さはモニターされ、そしてクリンパーローラを自動的に異なる曲率半径の部分を成形するようリセットする。所望のパネルデザインがデータベースに記憶されており、マイクロプロセッサーは装置を制御して自動的にそのようなパネルデザインを適切なデータ入力に応じて製造する。

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロプロセッサー制御された、金属ビルディングパネルの 形成装置および方法 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（１９７ ４年）に示されている。互いにシームされた隣設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 ン特許により表されている先行技術はバージニア州レストンのエム 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（１９６ １年）および同第３，１５０，７０７号（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（Supe r 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 直ぐな部分と曲が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 ラメーターに設定する。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１９ ８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５ ８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 することかできる。 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１９ ３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２２ ０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。システムの較正を 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 部分の多数の組合わ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から出力され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、７ ４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から出力され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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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力され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力され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 前記第１の信号に応じてパネル成形機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カーブ成形機を制御し て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出力する マイクロプロセッサーからなることを特徴とする装置。 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力されるパネル 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。 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。 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。 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。 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出力されることを特徴とする請求項５に記載の 装置。 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。 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。 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。 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。 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 製造ずる装置であって、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力され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。 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、 該パネルの底部分をリンプするためのクリンピング手段の位置を確認してクリ ンピング手段が所望の曲率半径を該パネルに成形するようにし、もしクリンピン グ手段の位置が正しい半径を製造するものでない場合にはクリンピング手段を適 正な位置に移動させ、 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の信号を中央制御ユニット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前記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 はカーブ成形装置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、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カーブ成形装置から取除 くことからなることを特徴とする方法。 １３．前記パネルをカーブ成形装置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。 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。 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カーブされていない部分をそ のまとすることにより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。