KR20200028309A

KR20200028309A - 길이 방향 축에 대한, 작업 중인 튜브의 전방 변위 및/또는 작업 중인 튜브의 회전 변위를 측정하기 위한 광학 센서가 제공되는 튜브들의 작업을 위한 기계

Info

Publication number: KR20200028309A
Application number: KR1020190108955A
Authority: KR
Inventors: 로베르토 게미그나니
Original assignee: 비엘엠 에스.피.에이.
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2020-03-16
Also published as: JP2020040124A; SG10201908011TA; US20200070229A1; PL3620242T3; RU2019127783A; AU2019222835A1; PT3620242T; CN110877063A; ES2878500T3; ZA201905810B; IL269130A; BR102019018386A2; CA3054012A1; EP3620242B1; TW202021684A; HUE055797T2; EP3620242A1

Abstract

기계(100)는, 튜브(T) 상에서 하나 이상의 작업 작동들을 수행하기 위해 적절한 작업 도구들을 운반하는 작업 헤드(22); 튜브(T)를 그의 길이 방향 축(x)을 따라서 작업 헤드(22)를 향해 공급하기 위한 공급 유닛(14); 공급 유닛(14) 및 작업 헤드(22)를 제어하기 위한 프로그램 가능한 제어 유닛; 및 그의 길이 방향 축(x)을 따라 작업되는 튜브(T)의 전방 변위 및/또는 그의 길이 방향 축(x)에서 작업되는 튜브(T)의 회전 변위를 광학적으로 측정하도록 배열된 광학 센서(34)를 포함한다.

Description

길이 방향 축에 대한, 작업 중인 튜브의 전방 변위 및/또는 작업 중인 튜브의 회전 변위를 측정하기 위한 광학 센서가 제공되는 튜브들의 작업을 위한 기계{MACHINE FOR THE WORKING OF TUBES PROVIDED WITH AN OPTICAL SENSOR FOR MEASURING THE FORWARD DISPLACEMENT OF THE TUBE BEING WORKED AND/OR THE ROTATIONAL DISPLACEMENT OF THE SAME ABOUT THE LONGITUDINAL AXIS THEREOF}

본 발명은 일반적으로, 튜브들(tubes), 바들(bars), 프로파일링된 섹션들(profiled sections) 및 유사한 세장형 블랭크들(elongated blanks)의 작업, 예를 들어 굽힘을 위한 기계에 관한 것이다.

하기의 설명에서, 편의를 위해 튜브들의 작업에 대한 참조가 이루어질 것이며, 이는 본 발명이 임의의 다른 세장형 블랭크가 바, 프로파일링된 섹션 등인지의 여부와 관계없이 임의의 다른 세장형 블랭크의 작업에 적용가능한 것으로 이해되고 있다.

추가적으로, 하기의 설명이 코일로 권선된 튜브를 작업하도록 (구체적으로는 구부리도록) 배열되는 기계에 대한 특정한 참조를 제공하는 것일지라도, 본 발명은, 코일로 권선된 튜브들 또는 다른 세장형 블랭크들을 작업하도록 배열되는 기계들에 제한되는 것으로 의도되는 것이 아니라, 또한 직선형 튜브 섹션들 상에서 작동하는 기계들에 적용가능하다.

코일로 권선된 튜브로부터 시작하여, 튜브를 직선화하고, 구부리고 그리고 크기를 정하기 위해 절단하는 기계들이 공지되어 있다. 이러한 기계의 예는 4-RUNNER라는 명칭 하에 본 출원인에 의해 제조되고 시판되는 튜브 굽힘 기계이다. 이러한 기계는 첨부된 도면들 중 도 1 내지 도 3에서 예시되며, 여기서 도 1은 전체 기계를 도시하며, 도 2는 릴이 없는 기계를 도시하면서, 도 3은 기계의 직선화 유닛 및 이송 유닛을 상세히 도시한다.

작업될 튜브(T로 표시됨)는 릴(10) 상에서 코일(C)의 형태로 기계(일반적으로 100으로 표시됨)의 후방에 로딩되고, 그리고 작동 동안 릴(10)의 적합한 회전 움직임에 의해 코일(C)로부터 점차적으로 권선해제된다. 일단 코일(C)로부터 권선해제된다면, 튜브(T)는 직선화 유닛(12)에 의해 직선화되고 그리고 이송 유닛(14)에 의해 그의 길이 방향 축(x로 표시됨)을 따라 이송된다. 도 1 내지 도 3에서 예시되는 기계에서, 이송 유닛(14)은 직선화 유닛(12)의 하류에 위치되지만, 2개의 유닛들의 배열은 또한 역전될 수 있다.

직선화 유닛(12)은 코일(C)의 축에 수직인 제1 직선화 평면에서 튜브(T)의 대향 측면들 상에 작용하는 제1 세트의 아이들러 롤러들(idler rollers)(16), 및 제1 직선화 평면에 수직인 제2 직선화 평면에서 튜브(T)의 대향 측면들 상에 작용하는 제2 세트의 아이들러 롤러들(18)을 포함한다. 직선화 유닛(12)의 2개의 세트들의 아이들러 롤러들(16 및 18)의 기능은 직선화된 튜브를 최종적으로 획득하기 위해 하나 초과의 방향으로 튜브(T)의 재료를 소성 변형하는 것이다.

이송 유닛(14)은 2개 이상의 쌍들의 전동식 롤러들(20)을 포함하며, 이 전동식 롤러들은 튜브(T)의 대향 측면들 상에 배열되고, 그리고 회전함으로써, 마찰에 의해 튜브(T)로 모션(motion)을 전달하여, 튜브(T)가 그의 길이 방향 축(x)을 따라 전방으로 이동하는 것을 유발시킨다.

따라서 직선화된 튜브(T)는 기계의 전방 구역에 도달하며, 여기서 특별한 굽힘 공구들을 운반하는 굽힘 헤드(22)는 사용자에 의해 미리 규정된 기하학적 형상을 따라 튜브를 구부린다. 굽힘 헤드(22)는 튜브(T)의 길이 방향 축(x)에 대해 완전히 회전하기에 충분한 자유도들을 가지고, 그리고 따라서 상이한 평면들에서 튜브(T)를 구부릴 수 있다.

튜브 직선화 및 이송 작동들은 종종, 직선화 및 이송 유닛들의 하류에서 튜브를 위치결정하는 경우에 오차들을 유발시킨다. 사실상, 코일로 권선된 튜브의 단면은 종종 고르지 않고, 원형이 아니다. 롤러들에 의한 튜브의 인발(drawing)은, 튜브 상의 롤러들에 의해 가해지는 압력들의 부정확한 조절로 인해 또는 롤러들의 표면들의 기하학적 형상의 결함들로 인해, 튜브의 재료 상에 불균일한 압력들 및 그의 길이 방향 축에 대한 튜브의 연속적인 회전 변위들을 발생시킬 수 있다. 이러한 위치결정 오차들은 후속적인 튜브 굽힘 단계에 불가피하게 영향을 준다.

튜브 굽힘 단계가 바람직한 기하학적 형상에 따라 실행되는 것을 보장하기 위해, 그의 길이 방향 축을 따른 튜브의 전방 변위가 정확하게 측정되는 것 그리고 그의 길이 방향 축에 대한 튜브의 임의의 회전 변위들이 회피되거나, 대안적으로 측정되고 그리고 적합하게 보상되는 것이 필요하다.

통상적으로, 그의 길이 방향 축을 따른 튜브의 전방 변위는, 측정 휠을 포함하는 접촉 측정 디바이스를 사용하여 측정되고, 측정 휠은 튜브를 롤링하고, 광학 인코더로 튜브의 길이 방향 움직임을 전달한다. 측정 디바이스의 정확한 작동을 위해 중요한, 튜브의 재료와 측정 휠의 연속적인 접촉을 보장하기 위해, 통상적으로, 측정 휠은 심지어 튜브의 높은 속도들 및 가속들의 경우에 휠과 튜브 사이의 미끄러짐을 회피하기 위해 널링된(knurled) 접촉 표면을 갖는다. 그러나, 이는 종종 튜브의 표면 상에 바람직하지 않은 마크들을 발생시킨다. 이러한 불편함을 극복하기 위해, 측정 휠(또는, 튜브에 접촉하게 되는 것으로 의도되는 적어도, 휠의 반경 방향 최외각 부분)은 보다 높은 마찰 계수를 갖는 재료(예를 들어, 고무)로 만들어질 수 있다. 그러나, 이는 측정 휠의 보다 높은 변형으로 이어지며, 측정 정확도의 감소를 초래한다.

그의 길이 방향 축에 대한 튜브의 회전 변위를 방지하기 위해, 공지된 기계들에는 통상적으로 도 1 내지 도 3에서 24로 표시되는 회전 방지 디바이스가 설비된다. 회전 방지 디바이스(24)는 튜브(T)의 길이 방향 축(x)을 따라 이동가능한 캐리지(26), 및 캐리지(26)에 그리고 기계 구조물 각각에 통합된 2개의 공압-작동식 그리퍼들(pneumatically-operated grippers)(28 및 30)을 기본적으로 포함한다. 캐리지(26)는 재순환-볼 슈들(recirculating-ball shoes)로 안내부 상에서 자유롭게 미끄러지며, 그리고 휴지 조건에서의 그의 위치결정은 공압식 실린더(32)에 의해 고속으로 제어된다. 2개의 그리퍼들(28 및 30) 각각에는, 작업될 튜브(T)의 반경과 동일한 공칭 반경을 갖는 둥근 단면을 갖는 홈을 가지는 2개의 블록들이 설비된다. 그리퍼(28)(즉, 캐리지(26)에 통합된 가동 그리퍼)가 그의 축에 대한 튜브의 회전 변위를 회피하도록 폐쇄된 상태로 유지되면서, 튜브(T)가 항상 이송된다. 그리퍼(28)의 복귀 스트로크들(return strokes)에서, 튜브(T)는 다른 그리퍼(30)(즉, 기계 구조물에 통합된, 고정된 그리퍼)에 의해 제위치에 유지된다.

이러한 회전 방지 디바이스는 또한, 번거로운 것 이외에도, 또한 기계의 전체적인 순환 시간의 증가로 이어진다.

그의 길이 방향 축을 따른 튜브의 전방 변위 및/또는 그의 길이 방향 축에 대한 튜브의 회전 변위를 측정할 필요는 또한, 코일로 권선된 튜브들 상에서 작동하는 기계들에서뿐만 아니라, 직선형 튜브 섹션들 상에서 작동하는 튜브 작업 기계들, 특히 튜브 굽힘 기계들의 경우에 존재한다.

본 발명의 목적은 튜브 작업 기계(또는 보다 일반적으로, 설명의 도입 부분에서 언급되는 바와 같이, 세장형 블랭크들을 작업하기 위한 기계)를 제공하는 것이며, 이 튜브 작업 기계는 그의 길이 방향 축을 따라 작업 중인 튜브의 전방 변위 및/또는 그의 길이 방향 축에 대해 작업 중인 튜브의 회전 변위를 정밀하고, 신속하고 그리고 신뢰가능한 방식으로, 튜브의 재료의 표면을 손상시키거나 기계의 순환 시간을 증가시키지 않고, 측정할 수 있다.

이러한 그리고 다른 목적들은, 첨부된 독립항 제1 항에서 규정되는 특징들을 가지는 튜브 작업 기계에 의해 본 발명에 따라 완전히 달성된다.

본 발명의 유리한 실시예들은 종속항들에서 특정되며, 이 종속항들의 청구 대상은 하기의 설명의 일체적인 부분을 형성하는 것으로 이해될 수 있다.

요컨대, 본 발명은, 튜브가 작업 중인 동안, 그의 길이 방향 축을 따른 튜브의 전방 변위 및/또는 그의 길이 방향 축에 대한 튜브의 회전 변위를 광학적으로 측정하도록 배열되는 광학 센서를 기계에 설비하는 개념에 기초하며, 여기서 광학 센서는 작업 중인 튜브의 표면 부분을 조명하기 위한 광원(LED 또는 레이저), 튜브의 상기 표면 부분의 이미지들을 획득하기 위한 카메라, 및 각각의 시간 순간에, 카메라에 의해 그 시간 순간에서 획득되는 튜브의 상기 표면 부분의 이미지와 이전의 시간 순간에서 획득된 이미지의 비교에 기초하여, 그의 길이 방향 축을 따른 튜브의 전방 변위 및/또는 그의 길이 방향 축에 대한 튜브의 회전 변위를 결정하기 위한 디지털 처리 유닛을 포함한다. 작업 중인 튜브의 전방 및/또는 회전 변위를 측정하기 위한 이러한 광학 센서의 사용의 덕분으로, 종래 기술에서와 같이 측정 휠을 사용하는 것이 더 이상 필요하지 않으며, 그리고 따라서 측정 휠과 튜브의 재료 사이의 접촉과 관련된 이전에 언급된 불편함들이 회피된다.

추가적으로, 광학 센서가 또한, 작업 중인 튜브의 전방 변위뿐만 아니라 회전 변위의 정확한 측정을 또한 허용한다는 사실로 인해, 종래 기술을 갖는 경우에서와 같이, 튜브의 회전을 방지하기 위한 회전 방지 시스템을 제공하는 것이 더 이상 필요하지 않으며, 오히려, 작업 헤드의 적합한 움직임에 의해 이러한 회전 변위를 보상하는 것이, 작업 헤드의 상류에서의 튜브의 회전 변위를 안다면, 충분하다. 따라서, 기계의 순환 시간은 증가되지 않는다.

본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은 첨부 도면들을 참조로 하여 단지 비제한적인 예를 통해 주어진 하기의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 튜브 작업 기계를 도시한다.
도 2는 릴이 없는 도 1의 기계를 도시한다.
도 3은 도 1의 기계의 직선화 유닛, 이송 유닛 및 회전 방지 디바이스를 상세히 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 튜브 작업 기계를 도시한다.
도 5는, 작업 중인 튜브에 가까운 광학 센서를 위치결정하기 위한 그의 위치결정 기구와 함께 도 4의 기계의 센서를 도시한다.
도 6은 도 5의 광학 센서의 구조물을 개략적으로 도시한다.

도 4 ─ 여기서, 도 1 내지 도 3의 것들과 동일하거나 대응하는 부품들 및 요소들은 동일한 도면 번호들로 표시됨 ─ 를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 튜브 작업 기계는 일반적으로 100으로 표시된다.

도 4를 참조하여 아래에서 설명되는 기계는 튜브 굽힘 기계, 즉 튜브 굽힘 작동들을 실행하도록 구성되는 기계이지만, 본 발명은 이러한 유형의 기계에 제한되지 않고, 튜브들 상에서 (또는 다른 세장형 블랭크들 상에서) 임의의 다른 유형의 작업 작동들을 수행하도록 배열되는 기계들에 적용가능하다. 추가적으로, 비록 본원에서 설명되고 예시되는 기계가 코일들로 권선되는 튜브들을 처리하도록 설계되지만, 본 발명은 이러한 유형의 기계로 제한되는 것이 아니라, 또한 직선형 튜브 섹션들을 처리하도록 설계되는 기계들에 적용가능하다.

도 1 내지 도 3을 참조로 하여 전술된 종래 기술에서와 같이, 기계(100)는 기본적으로,

릴(10) ─ 릴 상에, 작업될(이러한 경우에 구부러질) 튜브(T)의 코일(C)이 배치됨 ─;

튜브가 코일(C)로부터 풀리는(unwound) 경우 튜브(T)를 직선화하도록 배열되는 직선화 유닛(12) ─ 직선화 유닛(12)은, 예를 들어, 코일(C)의 축에 수직인 제1 직선화 평면에서 튜브(T)의 대향 측면들 상에 작용하는 제1 세트의 아이들러 롤러들(16), 및 제1 직선화 평면에 수직인 제2 직선화 평면에서 튜브(T)의 대향 측면들 상에 작용하는 제2 세트의 아이들러 롤러들(18)을 포함함 ─;

그의 길이 방향 축(x)을 따라 직선화 유닛(12)으로부터 튜브(T)를 이송하도록 배열되는 이송 유닛(14) ─ 이송 유닛(14)은 예를 들어 2개 쌍들의 전동식(motorized) 롤러들(20)을 포함하며, 이 전동식 롤러들은 튜브(T)의 대향 측면들 상에 배열되고, 그리고 회전함으로써, 마찰에 의해 튜브(T)로 모션(motion)을 전달함 ─ ;

적합한 작업 공구들(이러한 경우에, 그 자체가 공지되고 따라서 본원에서 상세히 설명되지 않을 것인 굽힘 공구들)을 운반하고 그리고 튜브(T) 상에서 실행될 작업 작동들(이러한 경우에, 사용자에 의해 미리 규정될 수 있는 기하학적 형상에 따라 심지어 상이한 평면들에서의 굽힘 작동들)을 허용하기 위해 적합한 정도의 자유도를 가지는 작업 헤드(22)(이러한 경우에, 굽힘 헤드); 및

작업 헤드(22) 뿐만 아니라 이송 유닛(14) 그리고 (적용가능하다면, 본 경우에서와 같이) 릴(10)의 이동들을 관리하기 위해 프로그램가능한 제어 유닛(미도시)을 포함한다.

직선형 튜브 섹션들 상의 기계 작동의 경우에, 직선화 유닛은 분명히 제공되지 않을 것이지만, 이송 유닛은 제공될 것이다(그러나, 이송 유닛은 본원에서 예시되는 것과 상이한 구성을 가질 수 있음).

릴(10), 직선화 유닛(12), 이송 유닛(14), 작업 헤드(22) 및 제어 유닛의 구성적 그리고 기능적 상세들은 본 발명의 목적들에 대해 관련되지 않고, 따라서 본원에서 추가적으로 설명되고 예시되지 않을 것이다.

본 발명에 따라, 기계(100)는, 이송 유닛(14)의 하류에(그리고, 여기서 본 경우에 직선화 유닛이 또한, 직선화 유닛의 하류에 준비된다면, 직선화 유닛의 하류에) 그의 길이 방향 축(x)을 따라 작업 중인 튜브(T)의 전방 변위 및/또는 그의 길이 방향 축(x)에 대한 작업 중인 튜브(T)의 회전 변위를 광학적으로 측정하기 위한 광학 센서(34)를 더 포함한다.

도 5를 참조하여, 위치결정 기구(36)는, 특히 튜브(T)의 길이 방향 축(x)과 정렬하여 작업 중인 튜브(T)에 가깝게 광학 센서(34)를 유지하기 위해 광학 센서(34)와 연관된다.

도 6을 참조하여, 광학 센서(34)는 튜브(T)의 표면 부분(S)을 조명하기 위한 광원(38)(예를 들어, 레이저 또는 LED 소스), 표면 부분(S)의 이미지들의 매우 빈번한 획득을 위한 카메라(40), 및 임의의 시간 순간에, 카메라(40)에 의해 그 시간 순간에 획득되는 표면 부분(S)의 이미지와 이전의 시간 순간에 획득되는 이미지 사이의 비교에 기초하여, 길이 방향 축(x)을 따른 튜브(T)의 전방 변위(이후에, 간결성을 위해, 전방 변위로 간단히 지칭됨) 및/또는 길이 방향 축(x)에 대한 튜브(T)의 회전 변위(이후에, 간결성을 위해, 회전 변위로서 간단히 지칭됨)를 결정하기 위한 디지털 처리 유닛(42)을 포함한다.

카메라(40)에 의해 획득되는 이미지들은, 매우 작은, 예를 들어, 측면 당 15개의 픽셀들이지만, 광학 센서(34)가 배치되는 튜브의 전방에서의 튜브(T)의 표면 부분(S)의 작은 상세들 및 결함들을 포함한다. 카메라(40)에 의해 획득되는 이미지들은 디지털 처리 유닛(42)에 의해 쌍들로 처리되며, 그리고 각각의 쌍의 연속적인 이미지들은, 이러한 이미지들이 획득된 2개의 시간 순간들 사이의 시간 간격에서 튜브(T)의 (전방 및 회전) 변위를 산출하는 데 사용된다.

예를 들어, 2개의 연속적인 이미지들 사이의 변위는 교차-상관관계(cross-correlation)에 의해 결정된다. 제1 이미지의 좌표들(i, j)의 각각의 픽셀의 그레이 인텐시티(grey intensity)(이미지들이 사실상 그레이 스케일(grey scale)로 획득됨)를 I_A(i,j)로 , 제2 이미지의 동일한 픽셀의 그레이 인텐시티를 I_B(i,j)로, 그리고 2개의 수직 방향들에서의 제1 이미지에 대한 제2 이미지의 변위를 (픽셀 단위로) m 및 n으로 표시한다면, 상관관계 함수(Φ)는, 하기의 방정식에 따라, 2개의 이미지들의 각각의 픽셀의 인텐시티들의 곱셈들의 총 합과 동일하다:

상관관계 함수(Φ)는, 2개의 이미지들이 완벽하게 중첩될 때 그의 최대 값을 취한다. 2개의 연속적인 이미지들 사이의 변위를 결정하기 위해, 변위 값들(m 및 n)은 함수를 최대화하는 2개의 방향들로 산출된다. 이미지들의 연속적인 쌍들 사이의 이러한 변위 값들을 기초로 하여, 길이 방향 축(x)을 따를 뿐만 아니라 길이 방향 축(x)에 수직인 방향으로 광학 센서(36)를 향하는 튜브(T)의 표면 부분(S)의 변위는 순간마다(instant by instant) 결정된다. 튜브(T)의 직경을 알고 있다면, 길이 방향 축(x)에 대한 각변위(회전)는 길이 방향 축(x)에 수직인 방향으로 표면 부분(S)의 변위로부터 유도된다.

도 5를 이제 다시 참조하면, 위에서 언급된 광학 센서(34)의 컴포넌트들, 즉, 광원(38), 카메라(40) 및 디지털 처리 유닛(42)은 투명창(46)을 갖는 케이싱(44)에 수납되며, 이 투명창을 통해 광원(38)에 의해 발산되는 광 빔이 통과하고, 그리고 이 투명창을 통해 카메라(40)는 튜브(T)의 표면 부분(S)의 이미지들을 획득한다.

케이싱(44)은 튜브(T)에 가까운 상태가 유지되며, 이 때 투명창(46)은 튜브(T)를 향하고 이전에 언급된 위치결정 기구(36)에 의해 튜브의 길이 방향 축(x)과 정렬된다. 첨부된 도면들 중 도 5는 위치결정 기구(36)의 실시예의 예를 도시하며, 이러한 실시예가 본 발명의 목적들에 대해 구속되지 않는 것 그리고 이들이 튜브(T)에 가까운 그리고 튜브의 길이 방향 축(x)과 정렬되게 광학 센서(34)의 케이싱(44)의 위치결정을 보장하는 한, 기구들의 다른 실시예들이 또한 가능한 것이 이해된다.

도 5의 실시예에 따라, 위치결정 기구(36)는, 광학 센서(34)의 케이싱(44)이 장착되는 지지 본체(48)를 우선적으로 포함한다. 지지 본체(48)는, 자유롭게 회전가능하게 장착되고 그리고 케이싱(44)의 길이 방향으로 대향하는 측면들 상에, 하지만 튜브(T)의 동일한 측면 상에 배열되는 한 쌍의 롤러들(50)을 갖는다. 롤러들(50)은, 작동 동안, 이 때 롤러들(50)이 튜브(T)와 접촉하면서 튜브가 그의 길이 방향 축(x)을 따라 전방으로 이동하는 방식으로 투명창(46)이 제공되는 케이싱(44)의 전방 면(44a)으로부터 튜브(T)를 향해 돌출하며, 케이싱(44)의 전방 면(44a)은 튜브(T)의 길이 방향 방향 축(x)에 평행하게 그리고 튜브(T)의 표면으로부터 주어진 고정된 거리로 위치결정된다. 위치결정 기구(36)는, 롤러들(50)에 대해 튜브(T)의 대향 측면 상에 배열되고 그리고 자유롭게 회전가능하도록 슬라이드(54) 상에 장착되는 카운터 롤러(52)를 더 포함한다. 슬라이드(54)는, 예를 들어 한 쌍의 안내 로드들(56)을 따라 광학 센서(34)의 케이싱(44)의 전방 면(44a)에 수직한 방향으로 미끄럼가능하게 장착된다. 위치결정 기구(36)는, 카운터 롤러(52)를 롤러들(50)을 향해 압박하고 그리고 따라서 튜브(T)와의 롤러들(50)의 접촉을 보장하기 위해 지지 본체(48)와 슬라이드(54) 사이에 작동가능하게 끼워넣어지는 에어 스프링(58)을 더 포함한다.

광학 센서(34)의 존재로 인해, 기계의 제어 유닛은 실시간으로, 제어 유닛이 작업 공정을 제어하는 것을 기초로 하여, 그의 길이 방향 축(x)을 따른 튜브(T)의 전방 변위에 대한 정확한 정보를 수신한다. 추가적으로, 만약 존재한다면, 그의 길이 방향 축(x)에 대한 작업 헤드(22)의 상류에 있는 튜브(T)의 회전 변위들에 대한 정확한 데이터를 실시간으로 수신하는 사실로 인해, 기계의 제어 유닛은, 필요하다면, 작업 헤드(22)의 움직임들을 적합하게 제어함으로써, 따라서 그의 길이 방향 축(x)에 대한 작업 중인 튜브(t)의 회전 변위를 방지하기 위해 복잡하고 값비싼 회전 방지 기구를 사용할 필요가 없이 그리고 기계의 순환 시간을 증가시킴 없이, 이러한 회전 변위를 보상할 수 있다.

특정한 적용에 따라, 튜브의 움직임의 2개의 컴포넌트들 중 단지 하나, 즉, 단지 전방 변위 또는 단지 회전 변위를 측정하며, 광학 센서의 구조가 변하지 않는 상태를 유지하는 것이 물론 가능하다.

당연히, 본 발명의 원리는 변하지 않는 상태를 유지하며, 실시예들 및 구조적인 상세들은, 이에 의해 첨부된 청구항들에서 규정되는 바와 같이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고, 단지 비제한적인 예로써 본원에 설명되고 예시되는 것들에 대해 다양하게 변할 수 있다.

Claims

튜브들(tubes)(T) 및 예를 들어 바들(bars) 및 프로파일링된 섹션들(profiled sections)과 같은 유사한 세장형 블랭크들(elongated blanks)의 작업을 위한 기계로서,
상기 튜브(T) 상에서 하나 이상의 작업 작동들을 실행하는데 적합한 작업 공구들을 운반하는 작업 헤드(working head)(22), 상기 작업 헤드(22)를 향해 그의 길이 방향 축(x)을 따라 상기 튜브(T)를 이송시키기 위한 튜브 이송 유닛(tube feeding unit)(14), 및 상기 튜브 이송 유닛(14) 및 상기 작업 헤드(22)를 제어하도록 배열되는 프로그램가능한 제어 유닛(programmable control unit)을 포함하며,
상기 기계는, 상기 튜브(T)가 작업 중인 동안, 그의 길이 방향 축(x)을 따른 상기 튜브(T)의 전방 변위 및/또는 그의 길이 방향 축(x)에 대한 상기 튜브(T)의 회전 변위를 광학적으로 측정하도록 배열되는 광학 센서(optical sensor)(34)를, 상기 튜브 이송 유닛(14)의 하류에, 더 포함하며,
상기 광학 센서(34)는 상기 튜브(T)의 표면 부분(S)을 조명하기 위한 광원(light source)(38), 상기 튜브(T)의 상기 표면 부분(S)의 이미지들을 획득하기 위한 카메라(camera)(40), 및 각각의 시간 순간에서, 상기 카메라(40)에 의해 그 시간 순간에 획득되는 상기 튜브(T)의 상기 표면 부분(S)의 이미지와 이전의 시간 순간에서 획득된 이미지의 비교에 기초하여, 그의 길이 방향 축(x)에 따른 상기 튜브(T)의 전방 변위 및/또는 그의 길이 방향 축(x)에 대한 상기 튜브(T)의 회전 변위를 결정하기 위한 디지털 처리 유닛(digital processing unit)(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
튜브들 및 예를 들어 바들 및 프로파일링된 섹션들과 같은 유사한 세장형 블랭크들의 작업을 위한 기계.
제1 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 광학 센서(34)로부터 그의 길이 방향 축(x)에 따른 상기 튜브(T)의 전방 변위 및/또는 그의 길이 방향 축(x)에 대한 상기 튜브(T)의 회전 변위에 관한 데이터를 수신하기 위해, 그리고, 작업 동안 이러한 데이터에 기초하여 상기 튜브 이송 유닛(14) 및 상기 작업 헤드(22)를 제어하기 위해 상기 광학 센서(34)에 연결되는,
튜브들 및 예를 들어 바들 및 프로파일링된 섹션들과 같은 유사한 세장형 블랭크들의 작업을 위한 기계.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 광학 센서(34)를, 작업 중이고 상기 튜브(T)의 길이 방향 축(x)과 정렬되는 상기 튜브(T)에 가깝게 유지하기 위한 위치결정 기구(positioning mechanism)(36)를 더 포함하는,
튜브들 및 예를 들어 바들 및 프로파일링된 섹션들과 같은 유사한 세장형 블랭크들의 작업을 위한 기계.
제3 항에 있어서,
상기 광학 센서(34)는 상기 광원(38), 상기 카메라(40), 및 상기 디지털 처리 유닛(42)이 수용는 케이싱(casing)(44)을 포함하며, 상기 케이싱(44)은 작업 중인 상기 튜브(T)를 작동가능하게 향하는 전방 면(44a)을 가지며, 상기 전방 면(44a)에, 투명창(46)이 제공되며, 상기 투명창을 통해 상기 광원(38)에 의해 발산되는 광 빔이 통과하며 그리고 상기 투명창을 통해 상기 카메라(40)는 상기 튜브(T)의 상기 표면 부분(S)의 이미지들을 획득하고, 그리고
상기 위치결정 기구(36)는 작업 중인 상기 튜브(T)의 표면으로부터 주어진 고정된 거리를 두고 그리고 상기 튜브(T)의 길이 방향 축(x)에 평행하게 상기 케이싱(44)의 상기 전방 면(44a)을 유지하도록 구성되는,
튜브들 및 예를 들어 바들 및 프로파일링된 섹션들과 같은 유사한 세장형 블랭크들의 작업을 위한 기계.
제4 항에 있어서,
상기 위치결정 기구(36)는 제1 본체(48) ─ 상기 제1 본체 상에서, 상기 광학 센서(34)의 케이싱(44)이 장착됨 ─, 상기 제1 본체(48)에 의해 운반되는 제1 롤러 수단(50), 상기 제1 본체(48)를 향하고 상기 광학 센서(34)의 케이싱(44)의 상기 전방 면(44a)에 수직인 방향으로 상기 제1 본체에 대해 이동가능한 제2 본체(54), 상기 제2 본체(54)에 의해 운반되는 제2 롤러 수단(52), 및 상기 수직 방향을 따라 상기 제1 본체(48) 및 상기 제2 본체(54)를 서로를 향해 압박하기 위해 그리고 상기 튜브(T)의 길이 방향 축(x)의 대향 측면들 상에서 상기 튜브(T)의 표면과 접촉하게 상기 제1 및 제2 롤러 수단들(50, 52)을 유지하기 위해 상기 제1 본체(48)와 상기 제2 본체(54) 사이에 작동가능하게 끼워넣어지는 액추에이터 수단(58)을 포함하는,
튜브들 및 예를 들어 바들 및 프로파일링된 섹션들과 같은 유사한 세장형 블랭크들의 작업을 위한 기계.
제5 항에 있어서,
상기 액추에이터 수단(58)은 에어 스프링(air spring)을 포함하는,
튜브들 및 예를 들어 바들 및 프로파일링된 섹션들과 같은 유사한 세장형 블랭크들의 작업을 위한 기계.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업 헤드(22)는 상기 튜브(T) 상에서 굽힘 작동들을 실행하기 위한 굽힘 공구들을 운반하는,
튜브들 및 예를 들어 바들 및 프로파일링된 섹션들과 같은 유사한 세장형 블랭크들의 작업을 위한 기계.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기계(100)는 코일(C)에서 권선되는 상기 튜브들(T) 상에서 작업하도록 배열되고, 작업될 상기 튜브(T)의 코일(C)을 권선해제하기 위한 릴(reel)(10) 및 상기 튜브(T)가 상기 코일(C)로부터 권선해제되는 동안 상기 튜브(T)를 직선화하기 위한 직선화 유닛(straightening unit)(12)을 더 포함하며, 그리고 상기 광학 센서(34)는 상기 직선화 유닛(12)의 하류에 배열되는,
튜브들 및 예를 들어 바들 및 프로파일링된 섹션들과 같은 유사한 세장형 블랭크들의 작업을 위한 기계.