专利名称：用于型钢切割系统的标记设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于型钢切割系统的标记设备。
背景技术：
通常，型钢是用于船舶的竖直和水平加强并用于海上设施(marine plants)上部的加强才才豸+。
为了以期望的形式将加强材料布置和固定在船舶的结构上，所需 的过程包括通过切割和焊接扁平钢板制造具有不同尺寸或类型的多 件型钢；以指定的形状弯曲成形和/或切割所制造的型钢；根据型钢的 安装位置及用途才兆选弯曲成形和/或切割的型钢；以及运送和存储所挑 选的型钢。
由于待用于船舶的型钢必须附接于弯曲的船身部分，因此切割过 程包括以下步骤切割折弯的型钢以对应于设计规格；将非直线的曲 线标记在型钢表面上；通过使用折弯曲机器折弯该型钢使得弯曲的标 记线成为直线。需要切割过程的非直线型钢大约为全部型钢的20%。
为了处理大量如图1所示的型钢，在切割过程中，通过使用常规 的喷墨式印刷单元在型钢A上标记出折弯线Al、各种标志A2和肋骨 线(frame line ) A3 。
参照图2，其中示出了已用于型钢切割系统的印刷单元20。例如， 在本申请人共同拥有的第10-0633566号韩国专利登记中公开的型钢切 割系统用于型钢A。该型钢切割系统除包括印刷单元20外，还包括横 向输送才几l、进料辊2、运载单元10、切割单元30和具有控制回路40 的控制室50。
在此，横向输送机1将型钢A输送到进料辊2上，运载单元10 沿型钢A的纵向将所输送的型钢A运载至切割位置。
印刷单元20通过多个标记步骤实现标记过程，以在型钢A上形 成包括折弯线的各种印刷标记。
4印刷单元20执行多轴运动，如在多轴机器人中的那样。作为参考， 按如下限定多轴运动的方向多轴的X-轴方向表示通过进料辊2对型 钢进行进料的进料方向，Y-轴方向表示垂直于X-轴方向并对应于型钢 A的宽度方向的方向，Z-轴方向表示垂直X-Y平面并对应于切割系统 的高度方向的方向。
然而，常规型钢切割系统的印刷单元具有极慢的工作速度和4氐效 率的缺陷，因为必须进行相对大量的标记步骤，如线-印刷操作(对于 折弯线、肋骨线等)、和标志-印刷操作。
此外，在常规型钢切割系统中，考虑到根据型钢的形状或类型将 型钢布置并运载为使其折弯的部分向上的事实，必须在型钢的倾4牛表 面上进行印刷。然而，由于使用用于使型钢竖直竖立的单独的复杂运 载装置使得型钢对应于印刷单元的打印头，因此降低了工作效率，并 且无法使型钢非常靠近打印头，从而极大地降低了标记精确度和印刷 质量
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供型钢切割系统的标记设备，该标记设备中， 根据型钢的类型，具有多排喷墨头的标记头组件被定位为靠近运载单 元，从而仅通过一个运输步骤而无需多个标记步骤实现标记。 技术方案
根据本发明的实施方式，提供了用于包括测量机器人和输送单元 的型钢切割系统的标记设备。该标记设备包括运载单元，用于实现 水平运动和转动以对应于位于输送单元上的型钢的形状；以及标记头
置进行印刷的多个喷墨头。 有益效果
根据如上所述的本发明，型钢切割系统的标记设备具有运载单元 和标记头组件，运载单元和标记头组件在被移动和转动以对应于型钢 的形状之后进行各种线、标志等的标记操作，从而通过多个喷墨头同 时完成标记，这样提供了极快的工作速度和极高的工作效率。此外，甚至可以在仅使用现有切割系统时，通过由第二致动器实 现的初次转动或通过由第三致动器实现的二次转动以对应于被布置和 运载的型钢的印刷表面的形状进行标记以对应于不同的型钢形状。具 体地，由于在竖直和水平导辊接触型钢同时被驱动的状态下完成标记， 因此标记精度和印刷质量非常高。
通过下面结合附图给出的实施方式的描述，本发明的上述和其它
目的和特征显而易见，在附图中
图1是图示通过根据现有技术的印刷单元标记的型钢的立体图； 图2是图示具有根据现有技术的印刷单元的型钢切割系统的构造
的视图3是图示4艮据本发明的实施方式的型钢切割系统的主视图； 图4是用于解释图3所示的实施方式的部件之间关系的分解图； 图5是图4所示的标记头组件的俯视图； 图6是图5所示的标记头组件的主视图； 图7是沿图6的B-B线取得的横截面图； 图8是沿图6的C-C线取得的横截面图；以及 图9至ll是用于解释图4所示的实施方式的部件之间操作关系的 主视图。
具体实施例方式
在下文中，参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。 图3是图示根据本发明的实施方式的、如图2所示的型钢切割系 统的主视图，图4是解释图3所示的实施方式的部件之间关系的分解 图，图5是图4所示的标记头组件的俯视图，图6是图5所示的标记 头组件的主视图。此外，图7是沿图6的B-B线取得的剖面侧视图， 图8是沿图6的C-C线取得的剖面平面图，图9至11是解释图4所 示的实施方式的部件之间操作关系的主视图。
如图3所示，本发明的标记设备可以是图2所示的型钢切割系统 的多个才莫块之一或多个部件之一，并且该标记设备被定位在型钢切割系统的切割单元的前方。
在本申请人共同拥有的第10-2007-0008683号韩国专利申请中7> 开了型钢切割系统的示例，该示例包括设计系统、离线编程(OLP) 系统、监视系统、型钢输入单元、机器人控制器和报告系统。
机器人控制器用于控制具有机械手81的测量机器人80、具有至 少一个供料输送才几的输送单元90、和印刷单元，测量机器人80、输送 单元卯和印刷单元均有机地关联。
在详细描述之前对与常规技术有关的部分进行描述。
测量机器人80以根据供料输送机操作的工作过程的顺序接收型 钢A。
型钢A被布置为其相对较短的部分朝向输送单元90的竖直输送 辊91且其相对较长的部分(例如，印刷表面)倾斜并置于水平输送辊 92上。因此，在型钢的折弯部分朝上的同时沿输送单元90输送型钢。 型钢A根据其目的和用途具有数十个被限定的尺寸。 同时，测量机器人80根据来自上述机器人控制器的指令进行操作。
测量机器人80通过使用机械手81检查所接收的型钢A的尺寸和 位置，将型钢A移动至本实施方式P的工作位置，执行用于印刷的设 定，并在与本实施方式P相关联的印刷过程中沿X-轴方向移动型钢A。
本实施方式P的标记设备根据机器人控制器的指令操作，并同时 通过与测量机器人80相关联将折弯线、肋骨线和标志标记在型钢A 的表面上。
为此，本实施方式P的标记i殳备包括运载单元100,用于实现 水平移动和转动以对应于型钢A的形状或类型；标记头组件200,具 有将在下面描述的多排喷墨头，如第一、第二和第三喷墨头，多排喷 墨头安装在运载单元100的端-侧连接块上以移动或转动而靠近型钢 A,并在无需多个标记步骤的情况下印刷多个线和标志。
每个喷墨头的尺寸大到足以使喷墨头与巨大的型钢A区域的较大 部分进行表面4妻触。
首先，运载单元100具有基础框架110,在基础框架110中，多 个轴向构件相互平行地竖立在地面上，并且在运载单元100的上部接
7合有伸出臂。
在此，基础框架110关于型钢切割系统的切割单元前方的位置围
绕测量机器人80安装在地面上，并优选地固定在地面上以承受所施加 的载荷。
为了在维护、清洁等过程中收集因喷墨印刷的特性而排出的墨水， 具有开放阀门(例如，龙头)的料斗式废墨水回收部111优选地在标 记头组件200下方安装在基础框架110上。
现在参照图4对本实施方式P的部件之间的关系进行描述。
如图4所示，基础框架110的伸出臂112沿其延伸方向上设置有 第一致动器113,以4吏标记头组件200以及用于不同运动或转动的部 件水平移动至待标记的型钢A (参见图3 )的上部。
随后述及的所有致动器包括致动器113均受控于上述机器人控制 器，并且通过工厂自动化的特性，这些致动器当然可被设计为已知往 复运动装置(例如，这样一种已知往复装置，其中，电机、滚珠丝杠、 线性导轨、链条、皮带、滑轮、具有永磁体式轴和动圈的轴电机、电 缆托架、软管等结合在一起以实现往复运动)。
例如，第一致动器113包括固定于伸出臂112的动力缸、往复地 接合于动力缸内部的操作臂114、安装在伸出臂112的上表面的线性 导轨115、以及沿线性导轨滑动的多个线性块116。
可移动框架120安装在线性块116上。
可移动框架120包括水平梁121,由线性块116支撑；上梁122， 从水平梁121的左端侧的上表面向上延伸；以及下梁123,从水平梁 121的左端侧的下表面向下延伸。
下梁123在其侧面接合至第一致动器113的操作臂114的端部， 以将第一致动器113的往复力传递至可移动框架120。
在这种情况下，可移动框架120可通过块116和线性导轨115被 承载于基础框架110的伸出臂112上。
综上所述，第一致动器113用于使标记头组件200水平移动至型 钢的上部。
同时，上梁122在其侧面设置有铰接接头124。 第二致动器125的动力缸的中部铰接至铰接接头124。
8第二致动器125用于使已被水平移动至型钢的上部的标记头组件 200初次转动/人而^吏标记头组件200倾斜以对应于型钢的形状。
为此，第二致动器125的操作臂126被布置为面向"y"形的连接 件130并接合于连接件130的上接头131。
连接件130在左侧包括转动的中心接头132并在右侧包括连接接 头133。
连接件130的中心接头132可转动地接合于轴承座127，轴承座 127形成于可移动框架120的下梁123的端部。
第二致动器125的操作臂126的往复运动允许连接件130的连接 接头133关于转动的中心接头132和轴承座127转动。
此外，第三致动器140的动力缸的端侧铰接接合在连接件130的 上接头131附近。
第三致动器140用于4吏已经;故初次倾斜的标记头组件200进4亍二 次转动，使得标记头组件被二次倾斜而更靠近型钢的形状。
为此，第三致动器140的操作臂141被布置为朝向门形的支撑框 架150，并接合至转向节接头152,转向节接头152在关于支撑框架 150的上部的右上侧方向偏离支撑框架150的连接接头安装孔151。
支撑框架150能够与标记头组件200和将随后描述的悬吊框架 160 —起关于将与安装孔151接合的连接接头133转动。
多个线性块153安装在支撑框架150上。
在支撑框架150的左上部安装有第四致动器154的动力缸。
第四致动器154的操作臂155与悬吊框架160连接。
在此，支撑框架150的线性块153与悬吊框架160的线性导轨161 接合，使得悬吊框架160可根据第四致动器154的操作臂155的操作 移动。
如上所述，在悬吊框架160上固定有端侧连接块162。
此外，在悬吊框架160的下部或更优选左下部，至少一个竖直导 辊163 :被安装为沿型钢相对短的部分滚动。
此外，在支撑框架150的下部安装有沿型钢相对长的部分滚动的 水平导4昆158和盖159。
优选地，支撑框架150或悬吊框架160还设置有用于检测操作的
9控制状态的多个接近传感器157和169。
例如，安装在悬吊框架160上的接近传感器169用于检测竖直导 辊163与型钢之间的4妻近状态。
可选地，LDS (激光距离传感器)可用作竖直导辊163和水平导 辊158。 LDS可在无需接触型钢的情况下精确且快速地测量与型钢的 距离。所测量的数据用于控制支撑框架150和悬吊框架160沿着型钢 被引导并同时保持预定距离。在这种情况下，导辊可被置于靠近LDS 的型钢附近以防止LDS与型钢意外碰撞。
参照图5和6,标记头组件200具有悬吊座201,悬吊座201与上
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悬吊座201是具有类似反转T形的横截面的部件，并对应于标记 头组件200的基础框架。
标记头组件200包括成对布置在悬吊座201的相对的下部的单点 式第一喷墨头210和第三喷墨头230、以及置于第一喷墨头210与第 三喷墨头230之间的80点式第二喷墨头220。
第一喷墨头210、第二喷墨头220和第三喷墨头230适于在通过 各自的线性模块相对于悬吊座201单独移动时进行标记。
对于线性模块，例如，第一喷墨头210和第三喷墨头230使用由 如图5所示的相应驱动电才几211和231 4喿作的已知的滚珠丝杠组件和 线性导向装置，并在安装在图7的相应支撑件212和232上且通过支 撑件212和232移动的状态下标记出各种线，其中，支撑件212和232 安装在滚珠丝杠组件的移动块上。
此外，第二喷墨头220还使用如图7或8所示与相应驱动电机221 直接连接的已知滚珠丝杠组件，并在安装在图7的相应支撑件222上 且通过支撑件222移动的状态下标记出标志等，其中，支撑件222安 装在滚珠丝杠组件的移动块上。
现在参照图3、4和9至11对本发明的部件之间的#:作关系进行描述。
首先，如图3所示，测量机器人80将相应的型钢A设定于初始 位置，通过与输送单元90相结合的操作在该初始位置开始标记。
然后，运载单元100由机器人控制器操作以使标记头组件200水平移动和转动，乂人而使标记头组件200更靠近型钢A相对长的部分。 具体地，如图4所示的第一致动器113使其操作臂114前进以水
平移动可移动框架120和安装于其上的所有部件，具体地如图9所示，
使标记头组件200靠近型钢A的上部。
然后，在图9中，第二致动器125也使其操作臂向下前进。 在这种情况下，如图10所示，与第二致动器125的操作臂126
连接的连4妾件130关于转动的中心接头132初次转动(Tl)。
在图10中，水平导辊158变得更靠近型钢A相对长的部分，而
竖直导辊163可能不会更靠近型钢A相对短的部分。
在这种情况下，由于第四致动器154在操作F之后通过1'吏用相应
的接近传感器169停止，从而如图ll所示，由支撑框架150支撑的整
个悬吊框架160最终移动到使得竖直导辊163也更靠近型钢A相对短
的部分。
此外，根据型钢A的类型自然地进一步操作第三致动器140以进 行二次转动T2。
在这种状态下，测量机器人位于输送单元90上的型钢A从初始 位置移动至最终位置，在最终位置完成标记。在单一的移动步骤过程 中，水平导辊158和竖直导辊163在更靠近型钢A同时被驱动。此外， 同时操作标记头组件200的第一、第二和第三喷墨头以一次进行各种 线和标志的标记。然后，^吏连"t妄件130和标记头组件200反向转动以 返回其待命位置。
尽管已经出于说明的目的而对本发明的优选实施方式进行了描 述，但是本领域技术人员可理解，在不偏离所附权利要求书中公开的 本发明范围的情况下可以进行各种修改、添加和替代。
权利要求
1.一种用于包括测量机器人和输送单元的型钢切割系统的标记设备，所述标记设备包括运载单元，用于实现水平移动和转动以对应于位于所述输送单元上的型钢的形状；以及标记头组件，安装在所述运载单元的端部连接块上并具有用于在更靠近所述型钢的位置进行印刷的多个喷墨头。
2. 根据权利要求1所述的标记设备，其中，所述运载单元包括 基础框架，围绕所述测量机器人安装在地面上； 可移动框架，能够基于所述基础框架水平移动； 第一致动器，用于操作所述可移动框架；第二致动器，铰接于所述可移动框架的上部；连接件，与所述第二致动器的操作臂接合以关于转动的中心接头转动，所述转动的中心接头4史接于所述可移动框架的下部； 支撑框架，通过形成于所述连接件中的连接接头接合； 第四致动器，安装在所述支撑框架的左上部；以及 悬吊框架，与所述第四致动器的操作臂接合以基于所述支撑框架水平移动并具有用于安装所述标记头组件的端部连接块。
3. 根据权利要求2所述的标记设备，其中，所述运载单元进一步 包括第三致动器，所述第三致动器通过使用所述支撑框架的转向节接 头而接合在所述连接件与所述支撑框架之间。
4. 根据权利要求2所述的标记设备，其中，所述运载单元进一步 包括水平导辊，所述水平导辊安装于所述支撑框架的下部以沿所述型 钢相对长的部分滚动。
5. 根据权利要求4所述的标记设备，其中，所述水平导辊包括一个或多个激光距离传感器(LDS)。
6. 根据权利要求2所述的标记设备，其中，所述运载单元进一步 包括至少一个竖直导辊，所述至少一个竖直导辊安装在所述悬吊框架 的下部以沿所述型钢相对短的部分滚动。
7. 根据权利要求6所述的标记设备，其中，竖直导辊包括一个或 多个激光距离传感器(LDS)。
8. 根据权利要求1所述的标记设备，其中，所述标记头组件进一 步包括悬吊座，与所述端部连接块连接；以及多个线性模块，被接合为基于所述悬吊座使所述多个喷墨头单独 移动。
9. 根据权利要求1所述的标记设备，其中，所述多个喷墨头包括 单点式第一喷墨头和单点式第三喷墨头，以成对的布局布置于所述悬吊座的相对的下部；以及多点式第二喷墨头，布置于所述第一喷墨头与所述第三喷墨头之间。
全文摘要
一种用于包括测量机器人和输送单元的型钢切割系统的标记设备包括运载单元，用于实现水平运动和转动以对应于位于输送单元上的型钢的形状；以及标记头组件，安装在运载单元的端部连接块上并具有在更靠近型钢的位置进行印刷的多个喷墨头。运载单元进一步具有水平导辊，水平导辊安装于支撑框架的下部以沿型钢相对长的部分滚动。
文档编号B25H7/04GK101678550SQ200880018804
公开日2010年3月24日 申请日期2008年6月9日 优先权日2007年6月7日
发明者安正基, 慎奉宪, 金大经 申请人:三星重工业株式会社