專利名稱：用于型鋼切割系統(tǒng)的標(biāo)記設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于型鋼切割系統(tǒng)的標(biāo)記設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，型鋼是用于船舶的豎直和水平加強(qiáng)并用于海上設(shè)施(marine plants)上部的加強(qiáng)才才豸+。
為了以期望的形式將加強(qiáng)材料布置和固定在船舶的結(jié)構(gòu)上，所需 的過程包括通過切割和焊接扁平鋼板制造具有不同尺寸或類型的多 件型鋼；以指定的形狀彎曲成形和/或切割所制造的型鋼；根據(jù)型鋼的 安裝位置及用途才兆選彎曲成形和/或切割的型鋼；以及運(yùn)送和存儲所挑 選的型鋼。
由于待用于船舶的型鋼必須附接于彎曲的船身部分，因此切割過 程包括以下步驟切割折彎的型鋼以對應(yīng)于設(shè)計規(guī)格；將非直線的曲 線標(biāo)記在型鋼表面上；通過使用折彎曲機(jī)器折彎該型鋼使得彎曲的標(biāo) 記線成為直線。需要切割過程的非直線型鋼大約為全部型鋼的20%。
為了處理大量如圖1所示的型鋼，在切割過程中，通過使用常規(guī) 的噴墨式印刷單元在型鋼A上標(biāo)記出折彎線Al、各種標(biāo)志A2和肋骨 線(frame line ) A3 。
參照圖2，其中示出了已用于型鋼切割系統(tǒng)的印刷單元20。例如， 在本申請人共同擁有的第10-0633566號韓國專利登記中公開的型鋼切 割系統(tǒng)用于型鋼A。該型鋼切割系統(tǒng)除包括印刷單元20外，還包括橫 向輸送才幾l、進(jìn)料輥2、運(yùn)載單元10、切割單元30和具有控制回路40 的控制室50。
在此，橫向輸送機(jī)1將型鋼A輸送到進(jìn)料輥2上，運(yùn)載單元10 沿型鋼A的縱向?qū)⑺斔偷男弯揂運(yùn)載至切割位置。
印刷單元20通過多個標(biāo)記步驟實現(xiàn)標(biāo)記過程，以在型鋼A上形 成包括折彎線的各種印刷標(biāo)記。
4印刷單元20執(zhí)行多軸運(yùn)動，如在多軸機(jī)器人中的那樣。作為參考， 按如下限定多軸運(yùn)動的方向多軸的X-軸方向表示通過進(jìn)料輥2對型 鋼進(jìn)行進(jìn)料的進(jìn)料方向，Y-軸方向表示垂直于X-軸方向并對應(yīng)于型鋼 A的寬度方向的方向，Z-軸方向表示垂直X-Y平面并對應(yīng)于切割系統(tǒng) 的高度方向的方向。
然而，常規(guī)型鋼切割系統(tǒng)的印刷單元具有極慢的工作速度和4氐效 率的缺陷，因為必須進(jìn)行相對大量的標(biāo)記步驟，如線-印刷操作(對于 折彎線、肋骨線等)、和標(biāo)志-印刷操作。
此外，在常規(guī)型鋼切割系統(tǒng)中，考慮到根據(jù)型鋼的形狀或類型將 型鋼布置并運(yùn)載為使其折彎的部分向上的事實，必須在型鋼的傾4牛表 面上進(jìn)行印刷。然而，由于使用用于使型鋼豎直豎立的單獨的復(fù)雜運(yùn) 載裝置使得型鋼對應(yīng)于印刷單元的打印頭，因此降低了工作效率，并 且無法使型鋼非?？拷蛴☆^，從而極大地降低了標(biāo)記精確度和印刷 質(zhì)量
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
本發(fā)明的目的是提供型鋼切割系統(tǒng)的標(biāo)記設(shè)備，該標(biāo)記設(shè)備中， 根據(jù)型鋼的類型，具有多排噴墨頭的標(biāo)記頭組件被定位為靠近運(yùn)載單 元，從而僅通過一個運(yùn)輸步驟而無需多個標(biāo)記步驟實現(xiàn)標(biāo)記。 技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了用于包括測量機(jī)器人和輸送單元 的型鋼切割系統(tǒng)的標(biāo)記設(shè)備。該標(biāo)記設(shè)備包括運(yùn)載單元，用于實現(xiàn) 水平運(yùn)動和轉(zhuǎn)動以對應(yīng)于位于輸送單元上的型鋼的形狀；以及標(biāo)記頭
置進(jìn)行印刷的多個噴墨頭。 有益效果
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，型鋼切割系統(tǒng)的標(biāo)記設(shè)備具有運(yùn)載單元 和標(biāo)記頭組件，運(yùn)載單元和標(biāo)記頭組件在被移動和轉(zhuǎn)動以對應(yīng)于型鋼 的形狀之后進(jìn)行各種線、標(biāo)志等的標(biāo)記操作，從而通過多個噴墨頭同 時完成標(biāo)記，這樣提供了極快的工作速度和極高的工作效率。此外，甚至可以在僅使用現(xiàn)有切割系統(tǒng)時，通過由第二致動器實 現(xiàn)的初次轉(zhuǎn)動或通過由第三致動器實現(xiàn)的二次轉(zhuǎn)動以對應(yīng)于被布置和 運(yùn)載的型鋼的印刷表面的形狀進(jìn)行標(biāo)記以對應(yīng)于不同的型鋼形狀。具 體地，由于在豎直和水平導(dǎo)輥接觸型鋼同時被驅(qū)動的狀態(tài)下完成標(biāo)記， 因此標(biāo)記精度和印刷質(zhì)量非常高。


通過下面結(jié)合附圖給出的實施方式的描述，本發(fā)明的上述和其它
目的和特征顯而易見，在附圖中
圖1是圖示通過根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的印刷單元標(biāo)記的型鋼的立體圖； 圖2是圖示具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的印刷單元的型鋼切割系統(tǒng)的構(gòu)造
的視圖3是圖示4艮據(jù)本發(fā)明的實施方式的型鋼切割系統(tǒng)的主視圖； 圖4是用于解釋圖3所示的實施方式的部件之間關(guān)系的分解圖； 圖5是圖4所示的標(biāo)記頭組件的俯視圖； 圖6是圖5所示的標(biāo)記頭組件的主視圖； 圖7是沿圖6的B-B線取得的橫截面圖； 圖8是沿圖6的C-C線取得的橫截面圖；以及 圖9至ll是用于解釋圖4所示的實施方式的部件之間操作關(guān)系的 主視圖。
具體實施例方式
在下文中，參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。 圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、如圖2所示的型鋼切割系 統(tǒng)的主視圖，圖4是解釋圖3所示的實施方式的部件之間關(guān)系的分解 圖，圖5是圖4所示的標(biāo)記頭組件的俯視圖，圖6是圖5所示的標(biāo)記 頭組件的主視圖。此外，圖7是沿圖6的B-B線取得的剖面?zhèn)纫晥D， 圖8是沿圖6的C-C線取得的剖面平面圖，圖9至11是解釋圖4所 示的實施方式的部件之間操作關(guān)系的主視圖。
如圖3所示，本發(fā)明的標(biāo)記設(shè)備可以是圖2所示的型鋼切割系統(tǒng) 的多個才莫塊之一或多個部件之一，并且該標(biāo)記設(shè)備被定位在型鋼切割系統(tǒng)的切割單元的前方。
在本申請人共同擁有的第10-2007-0008683號韓國專利申請中7> 開了型鋼切割系統(tǒng)的示例，該示例包括設(shè)計系統(tǒng)、離線編程(OLP) 系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、型鋼輸入單元、機(jī)器人控制器和報告系統(tǒng)。
機(jī)器人控制器用于控制具有機(jī)械手81的測量機(jī)器人80、具有至 少一個供料輸送才幾的輸送單元90、和印刷單元，測量機(jī)器人80、輸送 單元卯和印刷單元均有機(jī)地關(guān)聯(lián)。
在詳細(xì)描述之前對與常規(guī)技術(shù)有關(guān)的部分進(jìn)行描述。
測量機(jī)器人80以根據(jù)供料輸送機(jī)操作的工作過程的順序接收型 鋼A。
型鋼A被布置為其相對較短的部分朝向輸送單元90的豎直輸送 輥91且其相對較長的部分(例如，印刷表面)傾斜并置于水平輸送輥 92上。因此，在型鋼的折彎部分朝上的同時沿輸送單元90輸送型鋼。 型鋼A根據(jù)其目的和用途具有數(shù)十個被限定的尺寸。 同時，測量機(jī)器人80根據(jù)來自上述機(jī)器人控制器的指令進(jìn)行操作。
測量機(jī)器人80通過使用機(jī)械手81檢查所接收的型鋼A的尺寸和 位置，將型鋼A移動至本實施方式P的工作位置，執(zhí)行用于印刷的設(shè) 定，并在與本實施方式P相關(guān)聯(lián)的印刷過程中沿X-軸方向移動型鋼A。
本實施方式P的標(biāo)記設(shè)備根據(jù)機(jī)器人控制器的指令操作，并同時 通過與測量機(jī)器人80相關(guān)聯(lián)將折彎線、肋骨線和標(biāo)志標(biāo)記在型鋼A 的表面上。
為此，本實施方式P的標(biāo)記i殳備包括運(yùn)載單元100,用于實現(xiàn) 水平移動和轉(zhuǎn)動以對應(yīng)于型鋼A的形狀或類型；標(biāo)記頭組件200,具 有將在下面描述的多排噴墨頭，如第一、第二和第三噴墨頭，多排噴 墨頭安裝在運(yùn)載單元100的端-側(cè)連接塊上以移動或轉(zhuǎn)動而靠近型鋼 A,并在無需多個標(biāo)記步驟的情況下印刷多個線和標(biāo)志。
每個噴墨頭的尺寸大到足以使噴墨頭與巨大的型鋼A區(qū)域的較大 部分進(jìn)行表面4妻觸。
首先，運(yùn)載單元100具有基礎(chǔ)框架110,在基礎(chǔ)框架110中，多 個軸向構(gòu)件相互平行地豎立在地面上，并且在運(yùn)載單元100的上部接
7合有伸出臂。
在此，基礎(chǔ)框架110關(guān)于型鋼切割系統(tǒng)的切割單元前方的位置圍
繞測量機(jī)器人80安裝在地面上，并優(yōu)選地固定在地面上以承受所施加 的載荷。
為了在維護(hù)、清潔等過程中收集因噴墨印刷的特性而排出的墨水， 具有開放閥門(例如，龍頭)的料斗式廢墨水回收部111優(yōu)選地在標(biāo) 記頭組件200下方安裝在基礎(chǔ)框架110上。
現(xiàn)在參照圖4對本實施方式P的部件之間的關(guān)系進(jìn)行描述。
如圖4所示，基礎(chǔ)框架110的伸出臂112沿其延伸方向上設(shè)置有 第一致動器113,以4吏標(biāo)記頭組件200以及用于不同運(yùn)動或轉(zhuǎn)動的部 件水平移動至待標(biāo)記的型鋼A (參見圖3 )的上部。
隨后述及的所有致動器包括致動器113均受控于上述機(jī)器人控制 器，并且通過工廠自動化的特性，這些致動器當(dāng)然可被設(shè)計為已知往 復(fù)運(yùn)動裝置(例如，這樣一種已知往復(fù)裝置，其中，電機(jī)、滾珠絲杠、 線性導(dǎo)軌、鏈條、皮帶、滑輪、具有永磁體式軸和動圈的軸電機(jī)、電 纜托架、軟管等結(jié)合在一起以實現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動)。
例如，第一致動器113包括固定于伸出臂112的動力缸、往復(fù)地 接合于動力缸內(nèi)部的操作臂114、安裝在伸出臂112的上表面的線性 導(dǎo)軌115、以及沿線性導(dǎo)軌滑動的多個線性塊116。
可移動框架120安裝在線性塊116上。
可移動框架120包括水平梁121,由線性塊116支撐；上梁122， 從水平梁121的左端側(cè)的上表面向上延伸；以及下梁123,從水平梁 121的左端側(cè)的下表面向下延伸。
下梁123在其側(cè)面接合至第一致動器113的操作臂114的端部， 以將第一致動器113的往復(fù)力傳遞至可移動框架120。
在這種情況下，可移動框架120可通過塊116和線性導(dǎo)軌115被 承載于基礎(chǔ)框架110的伸出臂112上。
綜上所述，第一致動器113用于使標(biāo)記頭組件200水平移動至型 鋼的上部。
同時，上梁122在其側(cè)面設(shè)置有鉸接接頭124。 第二致動器125的動力缸的中部鉸接至鉸接接頭124。
8第二致動器125用于使已被水平移動至型鋼的上部的標(biāo)記頭組件 200初次轉(zhuǎn)動/人而^吏標(biāo)記頭組件200傾斜以對應(yīng)于型鋼的形狀。
為此，第二致動器125的操作臂126被布置為面向"y"形的連接 件130并接合于連接件130的上接頭131。
連接件130在左側(cè)包括轉(zhuǎn)動的中心接頭132并在右側(cè)包括連接接 頭133。
連接件130的中心接頭132可轉(zhuǎn)動地接合于軸承座127，軸承座 127形成于可移動框架120的下梁123的端部。
第二致動器125的操作臂126的往復(fù)運(yùn)動允許連接件130的連接 接頭133關(guān)于轉(zhuǎn)動的中心接頭132和軸承座127轉(zhuǎn)動。
此外，第三致動器140的動力缸的端側(cè)鉸接接合在連接件130的 上接頭131附近。
第三致動器140用于4吏已經(jīng);故初次傾斜的標(biāo)記頭組件200進(jìn)4亍二 次轉(zhuǎn)動，使得標(biāo)記頭組件被二次傾斜而更靠近型鋼的形狀。
為此，第三致動器140的操作臂141被布置為朝向門形的支撐框 架150，并接合至轉(zhuǎn)向節(jié)接頭152,轉(zhuǎn)向節(jié)接頭152在關(guān)于支撐框架 150的上部的右上側(cè)方向偏離支撐框架150的連接接頭安裝孔151。
支撐框架150能夠與標(biāo)記頭組件200和將隨后描述的懸吊框架 160 —起關(guān)于將與安裝孔151接合的連接接頭133轉(zhuǎn)動。
多個線性塊153安裝在支撐框架150上。
在支撐框架150的左上部安裝有第四致動器154的動力缸。
第四致動器154的操作臂155與懸吊框架160連接。
在此，支撐框架150的線性塊153與懸吊框架160的線性導(dǎo)軌161 接合，使得懸吊框架160可根據(jù)第四致動器154的操作臂155的操作 移動。
如上所述，在懸吊框架160上固定有端側(cè)連接塊162。
此外，在懸吊框架160的下部或更優(yōu)選左下部，至少一個豎直導(dǎo) 輥163 :被安裝為沿型鋼相對短的部分滾動。
此外，在支撐框架150的下部安裝有沿型鋼相對長的部分滾動的 水平導(dǎo)4昆158和蓋159。
優(yōu)選地，支撐框架150或懸吊框架160還設(shè)置有用于檢測操作的
9控制狀態(tài)的多個接近傳感器157和169。
例如，安裝在懸吊框架160上的接近傳感器169用于檢測豎直導(dǎo) 輥163與型鋼之間的4妻近狀態(tài)。
可選地，LDS (激光距離傳感器)可用作豎直導(dǎo)輥163和水平導(dǎo) 輥158。 LDS可在無需接觸型鋼的情況下精確且快速地測量與型鋼的 距離。所測量的數(shù)據(jù)用于控制支撐框架150和懸吊框架160沿著型鋼 被引導(dǎo)并同時保持預(yù)定距離。在這種情況下，導(dǎo)輥可被置于靠近LDS 的型鋼附近以防止LDS與型鋼意外碰撞。
參照圖5和6,標(biāo)記頭組件200具有懸吊座201,懸吊座201與上
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懸吊座201是具有類似反轉(zhuǎn)T形的橫截面的部件，并對應(yīng)于標(biāo)記 頭組件200的基礎(chǔ)框架。
標(biāo)記頭組件200包括成對布置在懸吊座201的相對的下部的單點 式第一噴墨頭210和第三噴墨頭230、以及置于第一噴墨頭210與第 三噴墨頭230之間的80點式第二噴墨頭220。
第一噴墨頭210、第二噴墨頭220和第三噴墨頭230適于在通過 各自的線性模塊相對于懸吊座201單獨移動時進(jìn)行標(biāo)記。
對于線性模塊，例如，第一噴墨頭210和第三噴墨頭230使用由 如圖5所示的相應(yīng)驅(qū)動電才幾211和231 4喿作的已知的滾珠絲杠組件和 線性導(dǎo)向裝置，并在安裝在圖7的相應(yīng)支撐件212和232上且通過支 撐件212和232移動的狀態(tài)下標(biāo)記出各種線，其中，支撐件212和232 安裝在滾珠絲杠組件的移動塊上。
此外，第二噴墨頭220還使用如圖7或8所示與相應(yīng)驅(qū)動電機(jī)221 直接連接的已知滾珠絲杠組件，并在安裝在圖7的相應(yīng)支撐件222上 且通過支撐件222移動的狀態(tài)下標(biāo)記出標(biāo)志等，其中，支撐件222安 裝在滾珠絲杠組件的移動塊上。
現(xiàn)在參照圖3、4和9至11對本發(fā)明的部件之間的#:作關(guān)系進(jìn)行描述。
首先，如圖3所示，測量機(jī)器人80將相應(yīng)的型鋼A設(shè)定于初始 位置，通過與輸送單元90相結(jié)合的操作在該初始位置開始標(biāo)記。
然后，運(yùn)載單元100由機(jī)器人控制器操作以使標(biāo)記頭組件200水平移動和轉(zhuǎn)動，乂人而使標(biāo)記頭組件200更靠近型鋼A相對長的部分。 具體地，如圖4所示的第一致動器113使其操作臂114前進(jìn)以水
平移動可移動框架120和安裝于其上的所有部件，具體地如圖9所示，
使標(biāo)記頭組件200靠近型鋼A的上部。
然后，在圖9中，第二致動器125也使其操作臂向下前進(jìn)。 在這種情況下，如圖10所示，與第二致動器125的操作臂126
連接的連4妾件130關(guān)于轉(zhuǎn)動的中心接頭132初次轉(zhuǎn)動(Tl)。
在圖10中，水平導(dǎo)輥158變得更靠近型鋼A相對長的部分，而
豎直導(dǎo)輥163可能不會更靠近型鋼A相對短的部分。
在這種情況下，由于第四致動器154在操作F之后通過1'吏用相應(yīng)
的接近傳感器169停止，從而如圖ll所示，由支撐框架150支撐的整
個懸吊框架160最終移動到使得豎直導(dǎo)輥163也更靠近型鋼A相對短
的部分。
此外，根據(jù)型鋼A的類型自然地進(jìn)一步操作第三致動器140以進(jìn) 行二次轉(zhuǎn)動T2。
在這種狀態(tài)下，測量機(jī)器人位于輸送單元90上的型鋼A從初始 位置移動至最終位置，在最終位置完成標(biāo)記。在單一的移動步驟過程 中，水平導(dǎo)輥158和豎直導(dǎo)輥163在更靠近型鋼A同時被驅(qū)動。此外， 同時操作標(biāo)記頭組件200的第一、第二和第三噴墨頭以一次進(jìn)行各種 線和標(biāo)志的標(biāo)記。然后，^吏連"t妄件130和標(biāo)記頭組件200反向轉(zhuǎn)動以 返回其待命位置。
盡管已經(jīng)出于說明的目的而對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行了描 述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，在不偏離所附權(quán)利要求書中公開的 本發(fā)明范圍的情況下可以進(jìn)行各種修改、添加和替代。
權(quán)利要求
1.一種用于包括測量機(jī)器人和輸送單元的型鋼切割系統(tǒng)的標(biāo)記設(shè)備，所述標(biāo)記設(shè)備包括運(yùn)載單元，用于實現(xiàn)水平移動和轉(zhuǎn)動以對應(yīng)于位于所述輸送單元上的型鋼的形狀；以及標(biāo)記頭組件，安裝在所述運(yùn)載單元的端部連接塊上并具有用于在更靠近所述型鋼的位置進(jìn)行印刷的多個噴墨頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)記設(shè)備，其中，所述運(yùn)載單元包括 基礎(chǔ)框架，圍繞所述測量機(jī)器人安裝在地面上； 可移動框架，能夠基于所述基礎(chǔ)框架水平移動； 第一致動器，用于操作所述可移動框架；第二致動器，鉸接于所述可移動框架的上部；連接件，與所述第二致動器的操作臂接合以關(guān)于轉(zhuǎn)動的中心接頭轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動的中心接頭4史接于所述可移動框架的下部； 支撐框架，通過形成于所述連接件中的連接接頭接合； 第四致動器，安裝在所述支撐框架的左上部；以及 懸吊框架，與所述第四致動器的操作臂接合以基于所述支撐框架水平移動并具有用于安裝所述標(biāo)記頭組件的端部連接塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的標(biāo)記設(shè)備，其中，所述運(yùn)載單元進(jìn)一步 包括第三致動器，所述第三致動器通過使用所述支撐框架的轉(zhuǎn)向節(jié)接 頭而接合在所述連接件與所述支撐框架之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的標(biāo)記設(shè)備，其中，所述運(yùn)載單元進(jìn)一步 包括水平導(dǎo)輥，所述水平導(dǎo)輥安裝于所述支撐框架的下部以沿所述型 鋼相對長的部分滾動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的標(biāo)記設(shè)備，其中，所述水平導(dǎo)輥包括一個或多個激光距離傳感器(LDS)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的標(biāo)記設(shè)備，其中，所述運(yùn)載單元進(jìn)一步 包括至少一個豎直導(dǎo)輥，所述至少一個豎直導(dǎo)輥安裝在所述懸吊框架 的下部以沿所述型鋼相對短的部分滾動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的標(biāo)記設(shè)備，其中，豎直導(dǎo)輥包括一個或 多個激光距離傳感器(LDS)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)記設(shè)備，其中，所述標(biāo)記頭組件進(jìn)一 步包括懸吊座，與所述端部連接塊連接；以及多個線性模塊，被接合為基于所述懸吊座使所述多個噴墨頭單獨 移動。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)記設(shè)備，其中，所述多個噴墨頭包括 單點式第一噴墨頭和單點式第三噴墨頭，以成對的布局布置于所述懸吊座的相對的下部；以及多點式第二噴墨頭，布置于所述第一噴墨頭與所述第三噴墨頭之間。
全文摘要
一種用于包括測量機(jī)器人和輸送單元的型鋼切割系統(tǒng)的標(biāo)記設(shè)備包括運(yùn)載單元，用于實現(xiàn)水平運(yùn)動和轉(zhuǎn)動以對應(yīng)于位于輸送單元上的型鋼的形狀；以及標(biāo)記頭組件，安裝在運(yùn)載單元的端部連接塊上并具有在更靠近型鋼的位置進(jìn)行印刷的多個噴墨頭。運(yùn)載單元進(jìn)一步具有水平導(dǎo)輥，水平導(dǎo)輥安裝于支撐框架的下部以沿型鋼相對長的部分滾動。
文檔編號B25H7/04GK101678550SQ200880018804
公開日2010年3月24日 申請日期2008年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者安正基, 慎奉憲, 金大經(jīng) 申請人:三星重工業(yè)株式會社