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KR101866605B1 - 절단용 컨트롤 룰 및 변수를 이용하여 한 편의 소재의 부분들을 기계 절단하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

절단용 컨트롤 룰 및 변수를 이용하여 한 편의 소재의 부분들을 기계 절단하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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KR101866605B1
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마그너스 노베르그 올슨
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토모로직 에이비
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Abstract

본 발명은 빔 절단 기술을 이용하여 한 편의 소재를 몇몇 부분(31, 32, 33, 34)으로 기계 절단하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 2차원의 형상 또는 패턴을 절단하기 위한 한 세트의 컨트롤 룰 및 변수를 제공한다. 하나의 룰 또는 몇몇 룰의 조합이 절단될 형상이나 패턴에 따라 절단 동작을 위해 사용되고, 상기 형상이나 패턴은 상기 한 편의 소재로부터의 상기 부분들(31, 32, 33, 34)을 형성한다. 본 발명은 구체적으로, 상기 컨트롤 룰의 세트가 자유 형태 형상을 갖는 부분들의 클러스터(3A)를 형성하기 위한 룰로 구성되며, 상기 부분들은 서로 매우 근접하게 배치되어, 상기 부분들의 형상이 허락하는 경우 절단 빔으로부터의 단일 절단의 두께만이 인접하는 부분들 사이에서 발견되도록 함을 교시한다.

Description

절단용 컨트롤 룰 및 변수를 이용하여 한 편의 소재의 부분들을 기계 절단하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램{Method of, system and computer program for machine cutting several parts of a piece of material using controlling rules and variables for cutting}
본 발명은 빔(beam) 절단 기술을 이용하여 한 편의 소재(a piece of material)를 몇 부분으로 기계 절단하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 2차원의 형상 또는 패턴을 절단하기 위한 한 세트의 컨트롤 룰 및 변수를 제공하며, 하나의 룰 또는 몇몇(several) 룰의 조합이 절단될 형상이나 패턴에 따라 절단 동작을 위해 사용되고, 상기 형상이나 패턴이 상기 한 편의 소재로부터 상기 부분들을 형성한다.
본 발명은 또한 본 발명의 방법이 실행될 수 있도록 하는 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
한 편의 소재로부터 부분을 절단하기 위해 공지된 절단 기술은 다양하게 있으며, 본 발명은 소위 빔 절단 기술에 관한 것이다. 빔 절단은 레이저 절단, 플라스마 절단, 이온 빔 절단, 불꽃(flame) 또는 토치(torch) 절단, 물 절단, 펠릿 절단 또는 공기 절단과 같이, 절단제(cutting agent)로서 일종의 빔을 이용하는 것으로 정의된다. 이는 절단제가 커팅 블레이드(cutting blade) 또는 회전 커팅 헤드(rotating cutting head)와 같이 기계적 부재인 기계적 절단과 혼동되어서는 아니된다.
한 편의 소재로부터 절단될 부분들을 취하기 위한 네스팅 부품 배치 방법(nesting part placement methods)에 기초한 작업 계획 최적화 공구를 이용하는 것은 이미 알려져 있다. 네스팅(Nesting)은 주어진 작업 영역에서 다각형을 회전 및 쌓는 서로 다른 경험적 서치 알고리즘에 기초한 2차원으로 작업되는 기하 최적화 공구(geometry optimization tool)이다. 그래픽적 방식으로 네스팅된 작업 계획은 상당히 양호한 솔루션을 제공하지만 제작시에는 안전 거리가 부분들 사이에 이용될 필요가 있다. 안전 거리는 제작 과정에서 일어나는 기계 가공(machining) 및 재료 기술 조건을 고려하여야 한다. 안전 거리의 크기는 사용된 소재(material) 및 사용된 절단 기술에 따라 다르며, 부분들 사이의 보통 안전 거리는 5 - 20 mm 이다.
기계의 절단 작업을 제어하기 위해 사용된 제어 룰(controlling rules)의 예는 다음을 취급하는 방법이다:
- 날카로운 엣지(sharp edges),
- 터닝 포인트(turning points),
- 중요 영역에서 부러지는 빔,
- 커팅 헤드의 감지,
- 소재가 배치될 수 있는 그리드(grid)의 고려,
- 예비-절단의 피벗(pivot) 위험도 세부사항 고려,
- 리드 인(lead in)의 길이, 형상 및 각도,
- 리드 아웃(lead out)의 길이, 형상 및 각도,
- 부분들에 대한 마이크로 조인트, 및
- 절단시 기체의 서로 다른 용도 및 물 절단시 추상적 소재(abstractive material)의 부피.
사용된 소재와 관련된 제어 룰의 예는 다음과 같을 수 있다:
- 서로 다른 금속에 대한 롤링(rolling) 방향,
- 열,
- 소재의 정착(the material settles),
- 소재 내 서로 다른 패턴,
- 소재 스트레치(material stretch),
- 부분에 대한 공차(tolerances), 및
- 부분 품질.
상기 언급된 제작 및 소재 관련 조건들로 인하여 절단 부분들 사이에는 폐 소재(waste material)가 있을 것이다.
빔이 소재를 절단할 때 절단 두께는 빔의 두께와 동일하거나 그에 대응하므로, 상기 부분들을 소재 상에 배치하고 상기 부분들 사이에 안전 거리를 설정할 때 빔 두께를 고려하여야 한다. 절단 과정에서 공구 반경 보정(tool radius compensation)을 사용하는 것은 알려져 있으며, 절단 방향에서 상기 부분의 왼쪽으로 절단이 되면 왼쪽 공구 반경 보정이 이용되고, 절단 방향에서 상기 부분의 오른쪽으로 절단이 되면 오른쪽 공구 반경 보정이 이용된다. 상기 공구 반경 보정이 변경될 때마다, 절단 과정은 중단되고, 빔은 꺼지며, 새로운 천공(piercing)이 이루어진다.
신뢰성 있는 제작 과정을 제공하기 위해 이용되는 몇몇 공지 기술들은 일 부분과 그 부분을 둘러싸고 있는 소재 사이의 마이크로 조인트, 보통 소재 골격(material skeleton)을 이용하는 것이다. 마이크로 조인트는 절단 경로를 따르는 절단에서 절단 빔을 멈추고, 상기 절단 경로를 따라 절단 장치를 짧은 거리 이동시킨 다음, 상기 절단 빔을 다시 시작하여 상기 절단 경로를 따라 절단을 계속함으로써 생성된다. 그러면 그 작은 미절단 부분(uncut part)이 마이크로 조인트를 구성할 것이다.
절단 과정에서 천공의 수와 배치 거리를 최소화하기 위하여 부분들 사이에 가교(bridges)를 수동으로 배치하고 절단을 묶는 것(chain)이 알려져 있다.
소재 폐기물 및 절단 길이를 최소화하기 위하여 두 지점 사이의 직선에 대하여 공통 절단을 이용하여 소재 폐기물을 최소화하는 것이 또한 알려져 있다. 공통 절단에서 두 부분들 사이의 거리는 절단 빔으로부터의 단일 절단의 두께일 뿐이며 절단 과정 동안 어떠한 공구 반경 보정도 사용되지 않는다.
문제점
어떠한 유형의 빔 절단 기술이든 커다란 문제는 폐기물이다. 보통의 제작에서 신뢰할 만한 절단 계획은 20-50%의 폐기물을 갖는다. 제작시 발생하는 이러한 낭비의 배경은, 각 절단 방법 및 각 소재에 대한 기술 룰과 결합하여, 원 소재에 부분을 배치하는 비효과적인 방법이다.
절단 기술이 제작 방법으로서 이용될 경우, 세부 가격을 일으키는 4가지 다른 비용이 있다. 보통 세부 가격의 50% 보다 상당히 더 많은 소재 비용, 및 3가지 다른 카테고리의 기계 비용; 천공(piercings), 배치 거리(position distance) 및 절단 거리. 폐기 소재의 양을 줄이는 것이 문제이다. 절단 과정에서 요구되는 천공의 수를 제한하는 것도 문제이며 절단 과정에서 배치 거리 및 절단 거리를 최적화하는 것이 문제이다.
폐기 소재를 최소화하기 위하여 자유 성형된 부분들 사이의 거리를 최소화하는 것이 문제이다.
부분들이 서로 너무 근접하여 배치될 경우, 천공의 수를 최소로 유지하고, 빔 절단 과정을 위한 선회 영역(turning areas)을 제공하며, 일 부분이 결합될 수 있는 이웃하는 골격이 없을 경우 부분들이 피벗하는 것을 피하는 것이 또한 문제이다.
빔 절단 기술에서는, 절단 장치와 소재 사이의 상대적 운동에서 절단 빔이 상기 소재의 상부면으로부터 상기 소재의 바닥면까지 뒤떨어지는 것(lag)이 문제이다. 이는 상기 장치가 운동을 멈추고 상기 빔을 돌리면 소재가 절단의 끝 지점에서 완전히 절단되지 않았을 것임을 의미한다.
또 다른 문제는, 이러한 뒤처짐을 따라잡기 위해 상기 빔이 켜져 있는 상태에서 상기 절단 운동이 여전히 존재하는 경우, 중단 지점 근처 영역에서 상기 소재의 특성들은 영향을 받을 것이며, 예를 들어 몇몇 절단 기술로 상기 소재가 가열 및 경화될 수 있다. 이는, 새로운 절단의 시작 지점에서도 동일하며, 여기서 상기 소재의 천공은 이 시작 지점 근처에 특성들이 영향을 받은 소재의 반경을 갖는 구멍(crater)을 생성할 것이다. 이러한 문제들로 인하여, 소위 리드 인(lead in) 및 리드 아웃(lead out)이 각 절단의 시작점 및 끝점에서 종종 사용되며, 이 경우 상기 리드 인 및 리드 아웃은 실제 절단의 밖에 있게 되어, 영향받은 소재의 이러한 영역은 절단부의 일부가 아닐 것이다.
솔루션
상기의 문제점들 중 하나 이상을 해결하기 위하여, 상기 발명의 기술 분야의 관점에서, 본 발명은 일 세트의 컨트롤 룰이 자유 형태 형상을 갖는 부분들의 클러스터(cluster)를 형성하기 위한 룰로 구성됨을 교시하며, 상기 부분들은 상기 부분들의 형상이 허락하는 경우에는 언제나 절단 빔으로부터의 단일 절단(one cut)의 두께만이 인접하는 부분들 사이에서 발견되도록 서로 근접하게 배치된다.
이는 폐기 소재를 감소시킬 것이며 절단 과정에서 배치 거리 및 절단 거리를 최적화할 것이다.
본 발명은, 일 세트의 컨트롤 룰이, 부분들을 포켓(pocket)과 함께 또는 인접 부분들을 서로 함께 보유하는(holding) 마이크로 조인트에 의해 상기 클러스터 내 부분들을 함께 연결시키기 위한 룰로 구성됨을 교시한다.
구체적으로, 마이크로 조인트는 절단될 윤곽 내로 설정 거리(set distance)로 윤곽 절단을 개시하거나, 또는 절단될 윤곽이 끝나기 전에 설정 거리로 윤곽 절단을 중단하여, 상기 윤곽의 완전한 절단을 폐쇄(closing)하지 않도록 함으로써 만들어지는 것이 교시되며, 여기서 상기 윤곽의 미절단된 시작 및 끝이 상기 마이크로 조인트를 구성하고 이렇게 만들어진 마이크로 조인트의 크기는 상기 설정 거리에 대응한다. 이는 상기 절단 과정 중에 상기 절단 빔을 개시 및 중단할 필요 없이 마이크로 조인트의 제조가 가능하도록 할 것이며, 이는 절단 빔의 개시 및 중단이 더 적어진 절단 과정을 제공할 것이다. 이렇게 함으로써 마이크로 조인트에 의해 서로 연결된 부분들의 클러스터는 절단 공정에서 하나의 복합 부분으로서 처리될 수 있다.
또한, 컨트롤 룰의 세트가, 부분들을 주변 소재와 함께 보유하는 마이크로 조인트에 의해 클러스터 주변의 소재와 함께 상기 부분들을 연결시키기 위한 룰로 구성된다는 것이 제안된다. 또한 이러한 마이크로 조인트는 절단될 윤곽 내로 설정 거리로 윤곽 절단을 개시하거나, 또는 절단될 윤곽이 끝나기 전에 설정 거리로 윤곽 절단을 중단하여, 상기 윤곽의 완전한 절단을 폐쇄하지 않도록 함으로써 만들어지며, 여기서 상기 윤곽의 미절단된 시작 및 끝이 상기 마이크로 조인트를 구성하고 이렇게 제조된 마이크로 조인트의 크기는 상기 설정 거리에 대응한다.
상기 마이크로 조인트의 크기는 상기 컨트롤 룰을 통해 제어되며, 상기 크기를 제어하기 위한 변수들은 상기 설정 거리, 사용된 소재 및 사용된 절단 장치에 의존한다는 것이 제안된다.
공구 반경 보정은 때때로, 이웃하는 부분들 사이에 원하는 거리를 유지하기 위해, 그리고 절단 부분의 원하는 품질이 공구 반경 보정을 요하는 경우 필요하다. 천공의 수를 제한하고 리드 인 및 리드 아웃을 그에 속하게 할 목적으로, 또한 하나의 클러스터에 속하는 부분들의 복합 조합을 가능하게 할 목적으로, 컨트롤 룰의 세트는 절단 빔을 턴-오프 및 턴-온 하지 않고 선 또는 윤곽을 계속 절단하는 동안 오른쪽 공구 반경 보정, 왼쪽 공구 반경 보정 및 무 공구 반경 보정 사이를 전환하기 위한 룰로 구성되는 것이 제안된다.
또한 동일한 이유로, 컨트롤 룰의 세트가 전략적으로 배치된 선회 영역의 생성을 위한 룰로 구성되는 것이 제안되며, 상기 생성은 이러한 목적으로 분할 절단(split cut)을 하거나 또는 반드시 요구되는 것보다 더 긴 선 또는 윤곽을 절단하고, 이렇게 생성된 갭(gap)을 선회 영역으로서 이용함으로써 가능하다.
상기 갭을 선회 영역으로서 이용하는 것은 상기 절단 빔이 선회 영역에서 사용된 절단 장치를 따라가도록(catch up with) 함으로써 실행되는데, 이는 절단 빔의 래그(lag)가 상기 선회 영역에서 제거될 수 있어서, 상기 절단 빔이 방향을 바꾸고 새로운 방향으로 절단을 계속할 때 직선 절단 빔을 허용하도록 함을 의미한다.
이는, 상기 기계가 상기 절단 빔을 또 다른 방향으로 선회시킬 때, 상기 선회 지점에서 인접 소재들 사이에 원하지 않는 가교 소재(bridging material)를 남기지 않고, 심지어 상기 선회 지점에서 상기 소재 전체를 통해 완전히 절단되도록 할 것이다.
또한, 컨트롤 룰의 세트가, 절단 빔이 인터셉션 지점을 가로지를 때 상기 절단 빔이 인터셉션 지점에서 사용된 절단 장치를 따라갈 수 있도록 하는 룰로 구성되는 것이 제안된다.
몇몇 부분들(several parts)은 서로 근접하게 배치되므로, 그것의 형태에 따라, 때때로 매우 작은 각도의 절단이 요구될 것이다. 이러한 작은 각도들은 2개의 직선 절단, 2개의 접선(tangents) 또는 곡선, 또는 상기 각도로 진행하는 직선 절단 및 곡선의 조합에 의해 형성될 수 있다. 작은 각도를 절단하는 것은 기술적으로 문제이며, 본 발명은 컨트롤 룰의 세트가 작은 각도를 절단하는 룰로 구성되는 것을 제안하며, 상기 룰은 작은 각도가 두 개의 절단으로 절단되고, 상기 각도 내로 진행하는 각각의 선에 하나의 절단이 되도록 한다. 이는 상기 각도 내로 양 절단을 진행시키거나 또는 하나의 절단은 각도 내로 진행하도록 하고 하나의 절단은 상기 각도로부터 진행해 나가도록 함으로써 실행될 수 있다. 어느 쪽이든 상기 각도의 팁(tip)까지 완전히 절단이 진행되도록 하거나, 또는 상기 각도의 팁 전에 절단을 중단하여 상기 각도의 팁에 마이크로 조인트를 형성하도록 하는 것이 가능하다.
서로 매우 근접하게 배치된 부분들의 클러스터를 형성하는 것은 때때로 얇은 줄(stripes)이 소재로부터 절단되어 나올 것을 요할 것이며, 본 발명은 두 절단 사이의 거리가 너무 짧아서 두 절단 사이의 소재의 특성이 영향을 받아 힘들어지기 시작할 수 있을 경우, 각 절단을 2개의 부분 절단으로 하도록 함으로써, 얇은 부분들에서 영향받는 소재의 문제점을 최소화하도록 함을 교시한다. 이러한 부분 절단은 각 절단의 중심을 향하여 각 절단의 외부 부분들로부터 시작된다.
또한, 상기 부분 절단들이 각 절단을 따라 완전히 이루어지지 않고, 마이크로 조인트가 상기 2개의 부분 절단 사이에 남겨져서, 이웃하는 부분과 상기 얇은 부분에 대한 지지를 제공하도록 하는 것이 제안된다.
컨트롤 룰의 세트가 포켓 영역에서 새로운 천공을 하기 위한 룰로 구성되는 것이 제안된다.
또한, 컨트롤 룰의 세트는, 천공을 하고 상기 클러스터 주변의 소재에서 절단을 개시한 다음, 상기 클러스터 내에서 상기 포켓 또는 상기 포켓의 일부를 절단해 냄으로써 포켓을 절단하기 위한 룰로 구성된다는 것이 제안된다.
또한, 컨트롤 룰의 세트는, 천공을 하고 상기 클러스터 내에서 제 1 포켓에서 절단을 개시한 다음, 상기 클러스터 내에서 제 2 포켓 또는 상기 제 2 포켓의 일부를 절단해 냄으로써, 상기 클러스터 내에서 제 2 포켓을 절단하기 위한 룰로 구성된다는 것이 제안된다.
컨트롤 룰의 세트가 이미 만들어진 절단에 새로운 천공을 하기 위한 룰로 구성되는 것이 또한 제안된다.
천공을 하고 포켓을 절단해 내는 것에 관한 이러한 룰은 더 적은 천공을 해야 하는 요구로 인하여 비용 효과적인 천공을 하기 쉽도록 하며, 이러한 룰은 또한 자유 형성된 부분들 사이에서 포켓을 절단할 수 있도록 할 것이 요구된다.
폐 소재(waste material)를 더 최소화하기 위하여 제안된 것은, 이웃하는 부분들 사이에서 절단 빔으로부터의 단일 절단의 두께만이 발견되는 것이 허용되지 않을 때, 하나의 부분이 상기 클러스터 내의 또 다른 부분일 수 있고, 동일한 소재 조각으로부터 절단된 또 다른 클러스터 내의 일 부분, 동일한 소재 조각으로부터 절단된 하나 또는 몇몇 단일 부분들, 또는 상기 주변 소재의 외부 틀일 수 있는 경우, 적어도 2개의 서로 다른 변수가 2개의 서로 다른 클러스터로부터 이웃하는 부분들 사이의 거리를 설정하는데 사용된다는 것이 제안된다. 제 1 변수는 가장자리의 평행선을 갖는 이웃하는 부분들 사이에 제 1 최소 거리를 나타내고, 제 2 변수는 이웃하는 부분들 사이에 제 2 최소 거리를 나타내며, 여기서 상기 이웃하는 부분들 중 적어도 하나는 직선이 아닌 가장자리 선을 갖고, 상기 제 2 변수로 표시되는 거리는 상기 제 1 변수로 표시되는 거리 보다 짧은데, 이는 두 개의 평행한 절단이 직선이 아닌 선을 갖는 일 절단 보다 이웃하는 부분의 소재에 더 영향을 줄 것이기 때문이다.
또한, 예를 들어 더 작은 반경을 갖는 형상이 더 큰 반경을 갖는 형상보다 더 짧은 최소 거리를 허용할 경우, 상기 제 2 변수로 표시되는 상기 제 2 거리가 상기 직선이 아닌 선의 형상에 의존한다는 것이 제안된다. 또한 가장자리 모서리를 갖는 형상은 반경을 갖는 형상보다 더 짧은 최소 거리를 허용할 것이다.
이러한 룰들의 실행은 사용된 빔 절단 기술 및 사용된 소재에 따라 다르다는 것을 이해하여야 하며, 따라서 제 3 변수는 사용된 소재를 나타내고, 제 4 변수는 사용된 절단 기술, 예를 들어 플라스마, 레이저, 불꽃, 물, 이온, 토치, 펠릿 또는 공기로의 절단을 나타내어, 특정의 절단 작동에 상기 룰을 적용할 때 이들 변수들이 고려될 수 있다는 것이 제안된다.
서로 다른 절단 기술은 절단 빔에 서로 다른 두께를 제공할 것이며, 동일한 절단 기술을 사용하는 서로 다른 절단 장치는 또한 상기 절단 빔에 상기 절단 장치의 조건에 따라 서로 다른 두께를 제공할 것이다. 따라서, 제 5 변수는 상기 절단 빔의 폭 또는 두께를 나타내는 것이 제안된다. 이러한 제 5 변수는 또한 상기 제 3 및 제 4 변수에 의존한다.
본 발명은 컨트롤 룰의 세트가 사용된 소재, 사용된 소재의 두께 및 사용된 절단 기술에 따라 달라지는, 리드 인 또는 리드 아웃에 대한 각도, 형상 및/또는 길이의 자동 조절에 의해, 리드 인 또는 리드 아웃하기 위한 룰을 제공할 수 있음을 교시하며, 상기 각도 및 길이 조절은 상기 절단의 시작 및 중지 지점을 상기 절단으로부터 충분히 멀리 떨어져 배치하도록 구성되며, 가능한 한 작은 리드 인 또는 리드 아웃 각도를 갖는다.
본 발명은 절단 동작이, 상기 클러스터의 외부 윤곽을 완성하기 전에, 상기 클러스터 내에서 모든 절단 동작들, 예를 들어 모든 구멍의 절단, 전략적으로 배치된 분할 절단, 공통 절단 및 포켓을 실행하고 그럼으로써 요구되는 마이크로 조인트를 생성하는 순서로 실행된다고 제안한다.
본 발명의 방법은 컴퓨터 지원 제조(CAM), 컴퓨터 지원 디자인(CAD) 용 도구로서, 또는 컴퓨터 수치 제어(CNC)에 의해 제어되는 절단 장비에서 수치 제어기에 의해 사용되는 컨트롤 룰 및 변수들의 일부로서 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 방법에서 개시된 룰 및 변수들은 수동 개입(manual intervention)을 필요로 하지 않고 설정 변수 및 거리에 따라 자동 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명은 또한 한편의 소재로부터 몇몇 부분들을 기계 절단하기 위한 시스템에 관한 것으로, 이는 빔 절단 장치 및 본 발명의 방법에 따라 상기 제어를 실행하도록 구성된 상기 빔 절단 장치를 제어하기 위한 제어 장치로 구성된다.
본 발명은 또한 컴퓨터 프로그램 코드로 구성되는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것으로, 이는 실행시 컴퓨터가 본 발명의 방법에 따라 상기 컨트롤 룰 및 변수들을 실행할 수 있도록 한다.
잇점
본 발명에 따른 방법, 시스템, 컴퓨터 프로그램 제품의 잇점은, 본 발명을 통해 소재 폐기물을 최소화하고 최적화된 기계 비용(천공의 수, 배치 거리 및 절단 거리에 관한 최적화를 의미함)을 갖는 제작시 신뢰할만한 절단 계획을 세울 수 있다는 것이다.
본 발명은 신뢰할 만한 공정을 얻도록 절단 기계 내 절단 변수들을 제어할 수 있는 절단 작업 계획으로 최적의 절단을 제공한다. 본 발명은 선회 영역, 부분들 사이의 거리, 하나 보다 많은 자유 형성된 부분들을 함께 묶을 경우(clustering), 부분들 사이의 마이크로 조인트, 리드 인의 길이, 형상 및 각도, 리드 아웃의 길이, 형상 및 각도, 공구 반경 보상들 사이의 전환, 및 클러스터 영역 내 스캐닝에 대한 제어를 제공하며, 감지 절단 헤드(sensing cutting head)를 이용할 수 있고, 상기 클러스터 영역 내에서 구멍들, 분할들(splits), 공통 절단들 및 포켓들 사이에 상기 헤드를 들어올리지 않고 배치 거리를 최소화할 수 있다.
상기 제공된 제작 신뢰성은 안전한 공정, 부분들에 대한 올바른 공차(right tolerance), 및 최소의 원료 폐기물을 갖는 부분들의 최적 품질을 의미한다.
본 발명은 자유 형태 부분들에 대한 클러스터를 생성할 수 있는 가능성을 제공한다. 가까운 클러스터들 내 작업 영역 상에서 최적화된 단일 부분들은 소재 폐기물을 최소화할 가능성을 제공한다. 클러스터가 생성될 때, 세부 사항들은 클러스터링(clustering) 시 모든 접선 부분들을 이용할 수 있도록 서로에 대하여 배치된다. 본 발명의 몇몇 부분들로 된 클러스터는 새로운 부분을 안전 거리 없이 단지 접선, 분할, 가교(bridges), 선회 영역, 마이크로 조인트, 공통 절단 선 및 포켓을 생성한다. 서로 다른 무리(constellations)의 본 발명의 룰 및 변수는 자유 형성된 2차원의 부분들이 안전 거리 없이 클러스터링되려고 할 때 임의 유형의 다가오는 상황에 대하여 신뢰할만한 절단 공정을 제공할 수 있는 가능성을 제공한다.
절단될 부분들 사이 및/또는 부분들과 포켓 사이에 마이크로 조인트를 사용하는 것은 또한 수동 또는 자동화된 선별 과정(sorting process)에서 잇점을 제공한다.
본 발명의 선회 영역을 이용하는 것은 또한, 절단 방향 변경을 위해 골격(skeleton) 영역을 이용하는 것을 회피하고, 대신 절단 방향이 변경된 이미 절단된 선을 이용할 수 있는 가능성을 제공할 것이며, 이는 다시 폐기물을 최소화시킬 것이다.
본 발명에 따른 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품은 이제 첨부 도면을 참고하여 상세히 기재될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품을 간략히 도식적으로 예시한다.
도 2는 두 부분만을 갖는 부분 클러스터의 예를 도식적으로 나타낸다.
도 3은 몇몇 부분을 갖는 클러스터를 도식적으로 예시한다.
도 4는 몇몇 인터셉션 지점(interception points) 위로 절단하는 방법을 도식적으로 예시한다.
도 5는 서로 다른 수단을 얻기 위하여 공통 절단이 어떻게 종료하는가를 간략히 도식적으로 예시한다.
도 6a 및 6b는 작은 각도를 절단하는 방법을 간략히 도식적으로 예시한다.
도 7a 및 7b는 두 부분을 절단하는 두 가지 방법을 도식적으로 예시하며, 여기서 이웃하는 접선은 절단 빔으로부터의 단일 절단(one cut) 두께의 거리에 있다.
도 8은 얇은 끈을 절단하는 방법을 도식적으로 예시한다.
도 9는 서로 다른 클러스터들 사이의 거리가 어떻게 세팅될 수 있는지를 도식적으로 예시한다.
도 10은 리드 인(lead ins) 및 리드 아웃(lead outs)을 세팅하는 방법을 도식적으로 예시한다.
도 11은 천공을 위한 서로 다른 배치와 포켓을 절단하는 서로 다른 방법을 간략히 도식적으로 예시한다.
이제 본 발명을 도 1을 참고하여 기재하겠다. 도 1은 빔 절단 기술을 이용하여 한 편의 소재(12)로부터 몇몇 부분들(12a, 12b, 12c)을 기계 절단하는 방법을 예시한다. 도 1의 도식적 예시는 절단 장치(13)가 이동 가능하고 상기 소재(12)가 고정되어 있는 것을 도시하지만, 본 발명이 절단 장치가 고정되고 소재는 이동 가능한 시스템에서도 실행될 수 있음을 이해하여야 한다. 본 발명은 무엇이 이동하고 무엇이 고정되어 있는지에 상관없이 소재(12)와 절단 장치(13) 사이의 상대적 운동을 제어하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 명세서에서는 특정의 용어가 하나의 특정한 빔 절단 기술을 기술하기 위하여 사용될 수 있으나, 본 발명은 임의의 빔 절단 기술에 관한 것임을 이해하여야 하며, 당업자라면 하나의 빔 절단 기술에 대한 특정의 용어로 기재된 특징이 어떻게 또 다른 빔 절단 기술에서 적용되고 실행될 수 있는지를 이해할 것이다.
본 발명의 방법은 2차원의 형상 또는 패턴을 절단하기 위한 한 세트의 컨트롤 룰 및 변수를 제공하며, 여기서 하나의 룰 또는 몇몇 룰의 조합이 절단될 형상이나 패턴에 따라 절단 작동을 위해 사용되고, 상기 형상이나 패턴은 상기 한 편의 소재로부터의 상기 부분들을 형성한다. 상기 컨트롤 룰 및 변수는 절단 장치(13)와 한 편의 소재(12) 사이의 상대적 이동을 제어하기 위하여 사용되어, 이 운동이 절단 작동을 수행하는 제어된 방식으로 실행되도록 한다.
구체적으로 교시된 것은, 상기 컨트롤 룰의 세트가 자유 형태의 형상을 갖는 부분들의 클러스터(15)를 형성하기 위한 룰로 구성된다는 것이다. 자유 형태의 형상은 상기 부분들이 상기 소재로부터 절단되는 2차원의 임의의 형태 또는 형상을 가질 수 있음을 의미한다.
본 발명은, 상기 부분들(12a, 12b, 12c)이 서로 매우 근접하게 배치되어, 상기 부분들의 형상이 허락하는 경우에는 언제나 상기 절단 빔(13a)으로부터의 단일 절단(one cut)의 두께(13a')만이 인접하는 부분들 사이에서 발견됨을 교시한다.
이는, 절단될 공통선이 두 지점 사이에서 직선이 아니고, 오히려 임의의 곡선형, 또는 몇몇의 연결된 직선들일 수 있을 경우, 공통 절단이 부분들 사이에 요구될 것임을 의미한다.
아래의 상세한 설명에서 제시되는 서로 다른 실시예들은 서로 다른 형태 또는 형상을 갖는 부분들이 그 부분들 사이에 어떠한 골격을 필요로 하지 않고 절단될 수 있음으로써, 많은 소재를 절약할 수 있는 경우의 예를 나타낸다.
일 예가 도 2에 예시되는데, 여기서 제 1 부분(21) 및 제 2 부분(22)은 매우 근접하게 배치되어 절단 빔으로부터의 단일 절단(23)의 두께만이 상기 부분들(21, 22) 사이에서 발견된다.
컨트롤 룰의 세트는 포켓과 함께 각각의 부분을 보유하는 마이크로 조인트에 의해 상기 클러스터 내에서 하나 또는 몇몇의 포켓과 함께 부분들을 연결시키기 위한 마이크로 조인트를 제조하기 위한 룰, 또는 인접한 부분들을 서로 함께 보유하는 마이크로 조인트에 의해 부분들을 함께 연결시키기 위한 룰로 구성되는 것이 제안되며, 마이크로 조인트는 절단될 윤곽 내로 설정 거리(set distance)로 윤곽 절단을 개시하거나, 또는 절단될 윤곽이 끝나기 전에 설정 거리로 윤곽 절단을 중단하여, 상기 윤곽의 완전한 절단을 폐쇄(closing)하지 않도록 함으로써 만들어지는 것이 제안되며, 이는 도 5를 참고하여 좀 더 상세히 도시될 것이다. 이렇게 제조된 마이크로 조인트의 크기는 상기 설정 거리에 대응한다.
컨트롤 룰의 세트가 또한, 부분들을 주변 소재와 함께 보유하는 마이크로 조인트에 의해 클러스터 주변의 소재와 함께 상기 부분들을 연결시키기 위한 룰로 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이며, 이는 제 1 마이크로 조인트(24)와 제 2 마이크로 조인트(25)가 상기 부분들(21, 22)을 그 주변 소재(2)와 연결시키는 것을 나타내는 도 2에서 예시된다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제 1 마이크로 조인트(24)는 윤곽 절단을 절단될 윤곽 내로 설정 거리에서 개시함으로써 만들어지고, 상기 제 2 마이크로 조인트(25)는 윤곽 절단을 절단될 윤곽이 끝나기 전 설정 거리에서 중단하여 상기 윤곽의 완전한 절단을 폐쇄하지 않음으로써 만들어지며, 이렇게 만들어진 마이크로 조인트(24, 25)의 크기는 상기 설정 거리에 대응한다.
소재의 두께에 따라, 마이크로 조인트가 전혀 요구되지 않을 수 있음을 이해하여야 하는데, 이는 상기 소재가 충분히 두꺼운 경우 절단된 부분들이 작은 부분들에 대해 기울어지는 위험 없이 상기 골격 및 이웃하는 부분들에 붙어(stick) 있을 것이기 때문이다.
마이크로 조인트의 크기는 상기 컨트롤 룰을 통해 제어되며, 상기 크기를 제어하기 위한 변수들은 상기 설정 거리, 사용된 소재 및 사용된 절단 장치에 의존한다. 예를 들어 절단 기술과 소재의 조합이 상기 빔의 래그(lag)을 유발하는 경우, 절단은 상기 빔이 선회하는 또 다른 절단 부분까지 거의 완전히 이루어질 수 있으며, 이 경우 빔의 래그로 인하여 상기 소재 배면의 더 두꺼운 조인트는 상기 마이크로 조인트의 일부가 된다. 절단 기술과 소재의 조합이 빔의 래그를 유발하지 않는다면, 상기 마이크로 조인트는 정확한 크기로 절단될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 부분(21, 22)이 공구 반경 보정을 요할 경우, 본 발명은 지점(2a)에서 절단을 시작할 때, 상기 제 1 부분(21)의 윤곽을 공통 절단이 시작되는 지점(2b)까지 절단하기 위해 왼쪽 공구 반경 보정이 사용됨을 교시한다. 지점(2b)으로부터 지점(2c)까지, 상기 윤곽의 공통 절단 부분 동안, 어떠한 공구 반경 보정도 사용되지 않으며, 지점(2c)으로부터 지점(2d)까지는, 상기 제 2 부분(22)의 윤곽을 절단하기 위해 오른쪽 공구 반경 보정이 사용된다. 따라서, 컨트롤 룰의 세트는 절단 빔을 턴-오프 및 턴-온 하지 않고 선 또는 윤곽을 계속해서 절단하는 동안 오른쪽 공구 반경 보정, 왼쪽 공구 반경 보정 및 무 공구 반경 보정 사이를 전환하기 위한 룰로 구성되는 것이 제안된다. 이는 도 2에서 상기 두 부분(21, 22)의 절단이 지점(2a)으로부터 지점(2d)까지 하나의 연속 절단으로 실행될 수 있음을 의미한다. 상기 도면은 또한 어떻게 마이크로 조인트(24, 25)가 절단을 완전히 완결하지 않음으로써 형성되는지를 보여준다.
도 2는 부분들의 클러스터가 단지 2개 부분을 포함하므로 본 발명의 매우 간단하면서도 구체적인 실시예를 예시한다.
도 3은 4개의 부분들, 제 1 (31), 제 2 (32), 제 3 (33) 및 제 4 (34) 부분을 갖는 클러스터(3A)의 또 다른 예이다. 여기서는 상기 네 개의 부분이 둥근 모서리를 가지므로 상기 네 개 부분들 사이의 중간에 상기 절단 부분이 포켓(3B)을 생성하는 것을 볼 수 있다.
본 발명은, 컨트롤 룰의 세트가 전략적으로 배치된 선회 영역의 생성을 위한 룰로 구성됨을 교시하며, 상기 생성은 이러한 목적으로 분할 절단(split cut)을 하거나 또는 반드시 요구되는 것보다 더 긴 선 또는 윤곽을 절단하고, 이렇게 생성된 갭(gap)을 선회 영역으로서 사용함으로써 가능하다.
도 3에서는 상기 부분들 중 세 개 사이의 공통 절단이 먼저 절단되는 것을 제안하며, 예를 들어 먼저 상기 제 1 및 제 2 부분(31, 32) 사이의 제 1 공통 절단(35), 그 다음 상기 제 2 및 제 3 부분(32, 33) 사이의 제 2 공통 절단(36), 그 다음 상기 제 3 및 제 4 부분(33, 34) 사이의 제 3 공통 절단(37)이다. 이들 3개의 공통 절단(35, 36, 37)은 가운데 포켓(3B) 내로 절단되어, 각 공통 절단의 끝에 3개의 선회 영역, 제 1 선회 영역(35'), 제 2 선회 영역(36') 및 제 3 선회 영역(37')을 생성한다.
제 4 공통 절단(38)이 절단되면, 가운데의 포켓이 동일한 절단에 의해 만들어지고, 여기서 상기 3개의 선회 영역(35', 36', 37')은 빔이 상기 선회 영역 내로 들어가서 선회한 다음 상기 선회 영역 밖으로 계속되어, 그 다음 모서리를 절단하고, 그 다음 선회 영역으로 계속되어, 전체 포켓(3B) 둘레로 계속되도록 한다.
도 3에 따른 실시예는 또한 공구 반경 보정의 변화가 절단되는 동안 요구되는 예이다. 이를 예시하기 위하여 제 4 공통 절단(38)이 될 때 상기 제 1 부분(31)과 제 4 부분(34) 사이를 절단하는 동안 어떠한 공구 반경 보정이 이용되지 않는 것으로 도시되며, 이는 그 다음 제 4 부분(34)의 둥근 모서리를 절단하는 동안, 제 3 선회 영역(37')에서 선회하는 동안, 제 3 부분(33)의 둥근 모서리를 절단하는 동안, 제 2 선회 영역(36')에서 선회하는 동안, 제 2 부분(32)의 둥근 모서리를 절단하는 동안, 제 1 선회 영역(35')에서 선회하는 동안, 그리고 상기 제 1 부분(31)의 둥근 모서리를 절단하는 동안 왼쪽 공구 반경 보정으로 변화된다.
상기 절단 빔이 선회 영역에서 사용된 절단 장치를 따라가도록(catch up with) 함으로써 상기 갭을 선회 영역으로서 이용하게 된다.
상기 빔은 상기 절단 장치를 서로 다른 방법으로 따라잡도록 할 수 있으며 어떤 방법을 선택할지는 구체적인 절단 상황에 따라 다르다.
빔이 절단 장치를 따라갈 수 있도록 하는 한가지 방법은 절단 속도가 상기 선회 영역 내에서 늦어지도록 하고 절단 동작이 상기 선회 영역 밖으로 진행함에 따라 정상 절단 속도로 가속되도록 하는 것이다. 빽빽한(tight) 선회 영역은 본 발명의 실질적 응용에 있어서 상기 선회 영역 내에서 선회가 이루어질 때 상기 절단 속도가 느려지도록 함으로써, 상기 선회 영역 내에서 선회가 될 때 상기 빔이 상기 절단 장치를 따라가도록 할 것이다. 일부 적용에서는, 신뢰도 및/또는 품질 요건에 따라, 상기 빔이 진정으로 따라가는 것이 허용되는지를 확인하기 위해 상기 절단 과정에서의 운동을 적극적으로 늦추거나 심지어 멈출 필요가 있을 수 있다.
상기 빔이 절단 장치를 따라가도록 하는 또 다른 방법은 절단 장치가 상기 선회 영역 내에서 반경을 가도록 하는 것이다.
상기 빔이 절단 장치를 따라가도록 하는 또 다른 방법은 절단 장치가 상기 선회 영역 내에서 각도 또는 상(phase)을 가도록 하는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 도시하며, 절단 빔(41)이 몇몇의 이미 절단된 선들(4a, 4b, 4c, 4d) 또는 인터셉션 지점을 가로지른다. 이는 상기 빔이 상기 절단 장치 뒤로 뒤처지면(lagging) 문제를 일으킬 수 있는데, 왜냐하면 상기 빔의 하부가 상기 인터셉션 지점의 제 1 면을 가로질러 절단하기 전에 상기 빔의 상부가 상기 인터셉션 지점의 또 다른 면에서 절단을 시작할 수 있기 때문이며, 이는 절단 중단(cutting interruption)의 위험이 될 수 있다.
이를 방지하기 위하여 본 발명은, 컨트롤 룰의 세트가, 절단 빔이 인터셉션 지점을 가로지를 때 상기 절단 빔이 인터셉션 지점에서 사용된 절단 장치를 따라갈 수 있도록 하는 룰로 구성됨을 교시한다.
이러한 따라잡기는 서로 다른 방법으로 실행될 수 있으며, 3가지 다른 제안된 방법은 상기 절단 장치가 상기 절단 갭 내에서 작은 반경(A)을 하도록 하거나, 상기 절단 장치가 상기 절단 갭에서 작은 상(B)을 하도록 하거나, 또는 상기 갭으로 들어갈 때 절단 속도를 낮춘 다음 상기 갭(C)을 나갈 때 정상 속도로 절단을 시작하는 것이다.
도 5는 본 발명의 서로 다른 특징들을 달성하기 위하여 어떻게 절단이 서로 다른 방법으로 종료될 수 있는지의 예를 나타낸다. 상기 도면은 부분들의 클러스터(5A)에 속하는 제 1 부분(51), 제 2 부분(52), 제 3 부분(53) 및 제 4 부분(4)을 도식적으로 나타내며, 클러스터 전체는 도면에 도시되지 않는다.
상기 부분들은 제 1 부분(51)과 제 2 부분(52) 사이의 제 1 절단(512)이 공통 절단이고, 제 2 부분(52)과 제 3 부분(53) 사이의 제 2 절단(523)이 공통 절단이고, 제 3 부분(53)과 제 4 부분(54) 사이의 제 3 절단(534)이 공통 절단이 되도록 배치되며, 상기 4개 부분 모두는 외부 절단(55)에 경계를 이룬다.
여기서 볼 수 있는 것은, 상기 제 1 절단(512)은 상기 외부 절단(55)에 도달하기 전에 중단되어, 상기 제 1 부분(51)과 상기 제 2 부분(52) 사이에 마이크로 조인트(56)를 형성한다는 것이다.
또한 볼 수 있는 것은, 상기 제 2 절단(523)은 상기 외부 절단(55)까지 완전히 절단되어, 상기 제 2 부분과 제 3 부분(52, 53)을 서로 분리시킨다는 것이다.
또한 볼 수 있는 것은, 상기 제 3 절단(534)은 상기 외부 절단을 넘어 절단되어, 선회 영역(57)으로서 이용될 수 있는 전략적으로 배치된 절단을 제공하게 된다는 것이다.
도 6a는 본 발명이 작은 각도(6A)를 절단하는 것과 관련하여 어떻게 솔루션을 제공하는지를 예시한다. 본 발명은, 컨트롤 룰의 세트가, 작은 각도(6A)는 두 개의 절단, 제 1 절단(61) 및 제 2 절단(62)으로 절단되고, 각각의 선에 대하여 한 번 절단되는 룰로 구성됨을 교시하며, 이 실시예에서는 양 절단이 상기 각도(6A)로 진행해 들어오는 것을 보여준다. 상기 도면은 각 절단이 상기 각도(6A)의 팁(6A')으로 나아감(61', 62')을 나타내지만, 상기 절단들 중 하나 또는 모두가 상기 각도의 팁으로 끝까지 진행해 나갈 필요는 없으므로, 상기 각도의 팁에 마이크로 조인트를 남길 수 있거나, 또는 상기 절단들 중 하나 또는 모두가 상기 각도의 팁을 지나칠 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 상기 도면에서, 상기 각도는 서로에 대하여 나아가는 2개의 곡선으로 예시되지만, 그것이 또한 2개의 직선이거나, 또는 서로에 대하여 나아가는 하나의 직선 및 하나의 곡선일 수 있음을 이해하여야 한다.
도 6b는 각도(6B)를 절단하는 방법의 또 다른 실시예를 도시한다. 여기에 도시된 것은, 상기 각도(6B)는 2개의 절단(63, 64)으로 절단되고, 일 절단(64)은 각도(6B)로 진행하여 들어오고(64') 일 절단(63)은 각도(6B)로 진행해 나간다(63')는 것이다. 이 도면에 도시된 것은, 상기 각도(6B)로 진행해 들어오는 절단(64)이 상기 각도의 팁(6B')까지 완전히 진행하지 않으므로, 상기 각도의 팁에 마이크로 조인트(65)를 남기는 것이지만, 양 절단이 도 6a에 도시된 바와 같이 팁까지 완전히 진행할 수 있거나, 또는 상기 절단들 중 하나 또는 모두가 상기 각도의 팁을 지나치기도 함을 이해하여야 한다.
도 11은 새로운 천공(piercing)을 하는 방법 및 2개의 포켓(11e, 11f) 및 클러스터(11)를 둘러싼 소재(11g)와 함께 4개의 부분(11a, 11b, 11c, 11d)을 갖는 클러스터(11)에서 포켓들을 절단하는 방법에 관한 서로 다른 실시예들을 도시한다.
이들 실시예에 의하면, 컨트롤 룰의 세트는 새로운 천공(11e')이 포켓 영역(11e)에서 이루어져야 한다는 룰로 구성된다.
여기서 또한 볼 수 있는 것은, 포켓(11f)은 천공(11g')을 하고 상기 클러스터를 둘러싼 소재(11g)에서 절단을 개시한 다음, 포켓(11f) 또는 상기 포켓의 일부를 상기 클러스터(11) 내에서 절단해 냄으로써 절단될 수 있다는 것이다.
또한, 제 2 포켓(11f)은 천공(11e')을 하고 상기 클러스터(11) 내 제 1 포켓(11e)에서 절단을 개시한 다음, 상기 클러스터 내에서 상기 제 2 포켓(11f) 또는 상기 제 2 포켓의 일부를 절단해 냄으로써, 상기 클러스터 내에서 절단될 수 있다는 것이 제안된다.
또한 이미 만들어진 절단에서 새로운 천공(11b')이 될 수 있다는 것도 제안된다.
도 7a는 제 1 부분(7a1)과 제 2 부분(7a2)이, 이웃하는 접선 사이의 거리가 단지 절단 빔으로부터의 단일 절단의 두께가 되도록 배치되는 예를 도시한다. 도 7a에서 절단 동작은 상기 제 1 및 제 2 부분(7a1, 7a2)의 공통 접선을 통과하여 전략적으로 배치된 분할 절단(7a3)을 함으로써 개시된다. 그 다음 상기 두 부분(7a1, 7a2)은 단일 절단으로 절단되며, 이 경우 상기 절단 빔은 상기 전략적으로 배치된 분할 절단(7a3)을 선회 영역(7a3')으로서 이용할 것이다. 이러한 절단에서 어떠한 반경 보정의 변화도 필요하지 않은데, 이는 절단 방향(7a4, 7a4')이 전체 절단을 하는 동안 상기 반경 보정이 동일하게 있도록 하기 때문이다.
도 7b는 또한 제 1 부분(7a1)과 제 2 부분(7a2)이, 이웃하는 접선 사이의 거리가 단지 절단 빔으로부터의 단일 절단의 두께가 되도록 배치되는 예를 도시한다. 도 7b에서, 상기 두 개의 부분(7b1, 7b2)은 단일 절단으로 절단되며, 이 경우 상기 절단 빔은 상기 절단 빔이 이미 절단된 접선 지점(7b3)을 두번째로 절단할 때 상기 지점(7b3)을 가로지를 것이며, 따라서 상기 이미 절단된 접선 지점(7b3)은 도 4에 따라 인터셉션 지점이 된다. 공구 반경 보정의 필요가 있는 경우, 이는 상기 절단 빔이 상기 제 1 부분(7b1)을 절단하는 것에서부터 상기 제 2 부분(7b2)을 절단하는 것으로, 그리고 그 반대로 움직일 때 반경 보상의 변화에 의해 제공될 수 있는데, 이는 절단 방향(7b4, 7b4')이 상기 절단 빔이 상기 접선 지점(7b3)을 통과할 때 반경 보상이 변화되도록 하기 때문이다.
도 8에 도시된 것은, 세 개의 절단, 제 1 절단(81), 제 2 절단(82) 및 제 3 절단(83) 사이의 거리가 너무 작아서 이웃하는 2개의 절단 사이에 소재의 특성이 영향받아 힘겨워지기 시작할 경우, 본 발명은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 절단(81 , 82, 83)이 각각의 절단(81, 82, 83)의 외부 부분으로부터 출발하여 각 절단(81, 82, 83)의 중심을 향하는 2개의 부분 절단(81a, 81b, 82a, 82b, 83a, 83b)으로 이루어짐을 제안한다는 것이다.
도 8은 또한, 상기 제 1 및 제 2 부분 절단(81a, 81b, 82a, 82b)이 각각의 절단(81, 82)을 따라 완전히 이루어지지 않고, 상기 두 개의 부분 절단(81a, 81b, 82a, 82b) 사이에 마이크로 조인트(81c, 82c)가 남으며, 반면 상기 제 3 부분 절단(83a, 83b)은 상기 제 3 절단(83)의 윤곽을 폐쇄하도록 완전히 이루어짐을 나타낸다.
본 발명은 절단 장치의 제어를 위해 서로 다른 변수들이 이용가능함을 교시한다.
이웃하는 부분들 사이에서 절단 빔으로부터의 단일 절단의 두께만이 발견되는 것이 허용되지 않을 때, 하나의 부분이 클러스터 내의 또 다른 부분일 수 있고, 동일한 소재 조각으로부터 절단된 또 다른 클러스터 내의 일 부분, 동일한 소재 조각으로부터 절단된 하나 또는 몇몇 단일 부분들, 또는 주변 소재의 외부 틀일 수 있는 경우, 본 발명은 제 1 및 제 2 변수가 이웃하는 부분들 사이에 허용되는 최소 거리를 제어하기 위해 사용됨을 교시한다.
이는 도 9에 예시되며, 이는 두 개 이상의 클러스터(9A, 9B, 9C)가 하나의 소재 조각으로부터 절단됨을 도시하고, 또한 주변 소재의 외부 틀(9D)의 일 부분이 이웃하는 부분들을 모두 나타남을 보여준다. 상기 클러스터들은 몇 가지 서로 다른 부분들로 구성될 수 있지만, 간소화를 위해 상기 클러스터들(9A, 9B, 9C)은 실선 부분(solid parts)으로 도식적으로만 예시된다. 상기 제 1 변수는 가장자리의 평행선(9A', 9B')을 갖는 이웃하는 부분들(9A, 9B) 사이에 제 1 최소 거리(a9)를 나타낸다. 상기 제 2 변수는 이웃하는 부분들(9A, 9C) 사이에 제 2 최소 거리(b9)를 나타내며, 여기서 상기 이웃하는 부분들 중 적어도 하나(9C)는 직선이 아닌 가장자리 선(9C')을 갖는다. 본 발명은 상기 제 2 변수로 표시되는 상기 거리(b9)가 상기 제 1 변수로 표시되는 상기 거리(a9) 보다 짧음을 교시한다.
본 발명은 또한, 제 2 변수로 표시되는 상기 제 2 거리(b9)가 직선이 아닌 선(9C')의 형상에 의존함을 교시한다. 도 9는 또한, 더 작은 반경을 갖는 형상(9C")은 이웃하는 부분들(9A, 9C) 사이에 더 큰 반경을 갖는 형상(9C')에 대한 상기 최소 거리(b9) 보다 이웃하는 부분들(9C, 9D) 사이에 더 짧은 최소 거리(d9)를 허용할 것임을 나타낸다. 또한, 상기 이웃하는 부분들 중 적어도 하나(9B)가 가장자리 모서리(9B")를 가질 경우, 상기 거리(c9)는 상기 제 2 변수로 표시되는 다른 비평행선(9C', 9C")에 대한 거리들(b9, d9) 보다 더 짧을 수 있다는 것이 도시된다.
제 3 변수는 사용된 소재를 나타내고, 제 4 변수는 사용된 빔 절단 기술, 예를 들어 플라스마, 레이저, 불꽃, 물, 이온, 토치, 펠릿 또는 공기로의 절단을 나타낸다는 것이 제안된다.
또한, 제 5 변수는 상기 제 3 및 제 4 변수에 의존하는, 절단 빔의 폭을 나타낸다는 것이 제안된다.
도 10은, 리드 인(101) 또는 리드 아웃(102)이 사용된 소재, 사용된 소재의 두께 및 사용된 절단 기술에 따라 달라지는, 상기 리드 인(101) 또는 리드 아웃(102)에 대한 각도, 형상 및/또는 길이의 자동 조절에 의해 제공될 수 있음을 나타낸다.
각도(101a, 102a)는 절단(103)과의 관계에서 가능한 작게 선택되어, 절단 빔이 상기 리드 인(101)에서 시작될 때 천공에 의해 생성되는 구멍(101b), 또는 상기 빔이 상기 리드 아웃(102)에서 중단될 때 생성되는 영향 구역(affected zone; 102b)이, 상기 리드 인(101) 및 리드 아웃(102) 각각의 길이를 최소화하면서, 상기 절단(103) 외부에 배치될 것이 제안된다.
클러스터의 외부 윤곽을 완성하기 전에, 클러스터 내에서 모든 절단 동작들, 예를 들어 모든 구멍의 절단, 전략적으로 배치된 분할 절단, 공통 절단 및 포켓 및 그럼으로써 요구되는 마이크로 조인트의 생성이 제안된다.
본 발명에 의한 방법은 컴퓨터 지원 제조(CAM), 컴퓨터 지원 디자인(CAD) 용 도구로서, 또는 컴퓨터 수치 제어(CNC)에 의해 제어되는 절단 장비에서 수치 제어기에 의해 사용되는 컨트롤 룰 및 변수들의 일부로서 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 방법에서 개시된 룰 및 변수들은 수동 개입(manual intervention)을 필요로 하지 않고 설정 변수 및 거리에 따라 자동 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명은 또한 다시 도 1을 참고로 기재될 시스템에 관한 것으로, 한편의 소재(12)로부터 몇몇 부분들(12a, 12b, 12c)을 기계 절단하기 위한 시스템(11)에 관한 것이며, 본 발명의 시스템(11)은 빔 절단 장치(13) 및 상기 빔 절단 장치(13)를 제어하기 위한 제어 장치(14)로 구성된다.
상기 제어 장치(14)는 2차원의 형상 또는 패턴을 절단하기 위한 컨트롤 룰의 세트를 따르도록 구성되며, 하나의 룰 또는 몇가지 룰의 조합이 절단될 형상 또는 패턴에 따라 절단 작동을 위해 사용될 수 있으며, 상기 형상 또는 패턴이 상기 한 편의 소재(12)로부터 상기 부분들(12a, 12b, 12c)을 형성한다.
본 발명은 구체적으로, 상기 제어 장치(14)가 자유 형태 형상을 갖는 부분들(12a, 12b, 12c)의 클러스터(15)를 형성하기 위한 룰로 구성되는 컨트롤 룰의 세트를 따르도록 구성됨을 교시하며, 여기서 상기 부분들(12a, 12b, 12c)은 서로 매우 가깝게 배치되어 상기 부분들의 형상이 허용하는 경우, 절단 빔(13a)으로부터의 단일 절단의 두께(13a')만이 인접하는 부분들 사이에 발견되도록 한다.
상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여 인접하는 부분들 사이 또는 부분들과 하나 또는 몇 개의 포켓 사이에 마이크로 조인트를 남기도록 구성되어, 상기 마이크로 조인트가 인접하는 부분들을 함께 보유하거나 또는 일 부분과 포켓을 보유하도록 하는 것이 제안되며, 여기서 상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여 절단될 윤곽 내로 설정 거리를 윤곽 절단 개시하거나, 또는 도 5에 도시된 바와 같이 절단될 윤곽의 말단 전에 설정 거리로 윤곽(512) 절단하는 것을 멈추도록 구성됨으로써, 상기 절단 장치는 상기 윤곽의 완전한 절단을 폐쇄하지 않도록 제어되어, 상기 제 1 부분(51) 및 상기 제 2 부분(52)을 연결하는 마이크로 조인트(56)가 제공되도록 하며, 상기 마이크로 조인트의 크기는 상기 설정 거리에 대응한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하도록 구성되어 상기 부분들(21, 22)과 상기 클러스터 주변의 소재(2) 사이에 마이크로 조인트(24, 25)가 형성되도록 하여 상기 마이크로 조인트(24, 25)가 상기 주변 소재와 함께 상기 부분들(21, 22)을 보유하도록 하는 것이 제안된다.
상기 제어 장치는 상기 마이크로 조인트의 크기를 설정하는 제어 룰을 따르도록 구성되며, 상기 크기를 제어하기 위한 변수는 사용된 소재 및 사용된 절단 장치에 따라 다르다.
상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여, 상기 제 1 및 제 2 부분(21, 22)이 공구 반경 보정을 요구되는 경우, 이를 위해 새로운 구멍을 절단할 필요 없이 선이나 윤곽을 계속 절단하는 동안, 오른쪽 공구 반경 보정, 왼쪽 공구 반경 보정 및 무 공구 반경 보정 사이를 전환하도록 구성되는 것이 제안된다. 도 2는 이를 예시하며, 지점(2a)에서 절단을 시작할 때, 상기 제 1 부분(21)의 윤곽을 지점(2b)까지 절단하기 위해 왼쪽 공구 반경 보정이 사용됨을 도시한다. 지점(2b)부터 지점(2c)까지 공통 절단이 시작되면, 윤곽의 공통 절단 부분 동안, 어떠한 공구 반경 보정이 사용되지 않으며, 지점(2c)부터 지점(2d)까지는, 상기 제 2 부분(22)의 윤곽을 절단하기 위하여 오른쪽 공구 반경 보정이 사용된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여 전략적으로 배치된 선회 영역(35', 36', 37')을 생성하도록 구성되며, 이는 이러한 목적으로 분할 절단을 하거나 또는 반드시 요구되는 것보다 더 긴 선 또는 윤곽을 절단하게 함으로써 이루어지고, 상기 절단 장치를 제어하여 이렇게 생성된 갭을 선회 영역으로서 이용하도록 구성된다.
성가 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어함으로써 상기 절단 장치가 상기 갭을 선회 영역으로서 제어하도록 구성되어, 상기 절단 빔은 상기 선회 영역에서 상기 절단 장치를 따라가도록 허용된다.
상기 빔의 따라잡기는 서로 다른 방법으로 제공될 수 있다. 상기 제어 장치는 상기 절단 동작을 제어하여 상기 절단 갭 내에서 절단 속도를 늦추도록 하고 상기 절단 동작이 상기 갭의 다른 편에서 개시될 때 정상적인 절단 속도로 가속하도록 적용될 수 있다. 상기 선회 영역 내 빡빡한 선회 지점의 자연스런 원인은, 상기 절단 속도가 선회가 이루어짐에 따라 늦추어지지만, 일부 적용에서는, 신뢰성 및/또는 품질 요건에 따라, 상기 절단 공정에서의 이동을 적극적으로 늦추거나, 심지어 멈추도록 하여 상기 빔이 진정으로 확실히 따라잡도록 할 필요가 있을 수 있다는 것이다.
상기 제어 장치는 또한 상기 절단 장치를 상기 절단 갭 내에서 반경을 하도록 제어하거나, 또는 상기 절단 갭 내에서 하나의 각도 또는 상(phase)을 하도록 제어하도록 구성될 수 있다.
동일한 방식으로, 상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여 상기 절단 빔이 인터셉션 지점을 가로지를 때 상기 절단 빔이 인터셉션 지점에서 사용된 절단 장치를 따라잡도록 구성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여 작은 각도(6A)를 두 개의 절단, 제 1 절단(61) 및 제 2 절단(62)(각 선마다 하나의 절단)으로 절단하도록 구성되는 것이 제안되며, 본 실시예에서 각 절단(61, 62)은 각도(6A)로 나아간다. 상기 도면은 각 절단(61, 62)이 상기 각도(6A)의 팁(6A')으로 진행되는 것을 도시하지만, 상기 절단들 중 하나 또는 모두는 상기 각도의 팁까지 완전히 나아갈 필요는 없어서, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 각도의 팁에서 마이크로 조인트(65)를 남기도록 함을 이해하여야 한다.
도 6b는 상기 제어 장치가 상기 절단 장치를 제어하여 2개의 절단(63, 64)으로 각도(6B)를 절단하도록 구성된 또 다른 실시예를 도시하며, 하나의 절단(64)은 상기 각도로 진행해 들어가고 하나의 절단(63)은 상기 각도로부터 멀어져 나아간다. 이 도면에서는, 상기 각도로 들어가는 절단(64)은 상기 각도의 팁(6B')까지 완전히 나아가지 않으므로, 상기 각도의 팁에 마이크로 조인트(65)를 남기지만, 양 절단이 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 팁까지 완전히 진행될 수도 있음을 이해하여야 한다.
도 11은 상기 제어 장치가 어떻게 상기 절단 장치를 제어하여 새로운 천공을 만들도록 구성되는지, 또 클러스터 내에서 어떻게 포켓을 절단하는지에 관한 서로 다른 실시예를 도시한다. 이들 실시예에 의하면, 컨트롤 룰의 세트는 새로운 천공(11e')이 포켓 영역(11e)에서 이루어져야 한다는 룰로 구성된다.
여기서 또 볼 수 있는 것은, 상기 제어 장치가 상기 절단 장치를 제어하여 천공(11g')을 하고 상기 클러스터(11) 주변의 소재(11g)에서 절단을 시작한 다음, 상기 클러스터 내에서, 포켓(11f) 또는 상기 포켓의 일부를 절단해 냄으로써 포켓(11f)을 절단하도록 할 수 있다는 것이다.
상기 절단 장치는 또한 천공(11e')을 하고 상기 클러스터(11) 내에서 제 1 포켓(11e)의 절단을 시작한 다음, 상기 클러스터 내에서 상기 제 2 포켓(11f) 또는 상기 제 2 포켓의 일부를 절단해 냄으로써 상기 클러스터 내에 제 2 포켓을 절단하도록 제어될 수 있다.
상기 절단 장치는 또한 이미 만들어진 절단에서 새로운 천공(11b')을 하도록 제어될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 두 개의 절단, 제 1 절단(81) 및 제 2 절단(82) 사이의 거리가 너무 작아서 상기 두 개의 절단(81, 82) 사이에서 소재의 특성이 영향받아 힘겨워지기 시작할 경우, 상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여, 각 절단의 중앙을 향하여 각각의 절단의 외부 부분들로부터 시작하는 두 개의 부분 절단(81a, 81b, 82a, 82b)으로 각각의 절단(81, 82)을 하도록 구성된다는 것이 제안된다.
상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여 상기 부분 절단(81a, 81b, 82a, 82b)을 각각의 절단을 따라 완전히 하지 않고, 마이크로 조인트가 상기 부분 절단들 사이에 남겨지도록 구성된다는 것이 또한 제안된다. 또한 제 3 절단(83)은 2개의 부분 절단(83a, 83b)이 마이크로 조인트를 남기지 않고 제 3 절단(83)의 윤곽을 폐쇄하도록 완전히 이루어지는 것으로 도시된다.
또한, 상기 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여, 부분들의 클러스터를 주변 소재 또는 임의의 부분에 속하지 않는 부분들 사이의 소재가 완전히 없는 상태로 절단하도록 구성된다는 것이 제안된다.
이웃하는 부분들 사이에서 절단 빔으로부터 단일 절단의 두께만이 발견되는 것이 허용되지 않을 때, 하나의 부분이 클러스터 내의 또 다른 부분일 수 있고, 동일한 소재 조각으로부터 절단된 또 다른 클러스터 내의 일 부분, 동일한 소재 조각으로부터 절단된 하나 또는 몇몇 단일 부분들, 또는 주변 소재의 외부 틀일 수 있는 경우, 본 발명은 상기 제어 장치가 상기 절단 장치를 제어하기 위해 제 1 및 제 2 변수를 이용하도록 구성되고 이웃하는 부분들 사이에 최소 거리를 허용하도록 함을 교시한다.
이는 도 9에 예시되며, 이는 두 개 이상의 클러스터(9A, 9B, 9C)가 하나의 소재 조각으로부터 절단됨을 도시하고, 또한 주변 소재의 외부 틀(9D)의 일 부분이 이웃하는 부분들을 모두 나타남을 보여준다. 상기 클러스터들은 몇 가지 서로 다른 부분들로 구성될 수 있지만, 간소화를 위해 상기 클러스터들(9A, 9B, 9C)은 실선 부분(solid parts)으로 도식적으로 예시될 뿐이다.
상기 제 1 변수는 가장자리의 평행선(9A', 9B')을 갖는 이웃하는 부분들(9A, 9B) 사이에 제 1 최소 거리(a9)를 나타낸다. 상기 제 2 변수는 이웃하는 부분들(9A, 9C) 사이에 제 2 최소 거리(b9)를 나타내며, 여기서 상기 이웃하는 부분들 중 적어도 하나(9C)는 직선이 아닌 가장자리 선(9C')을 갖는다. 본 발명은 상기 제 2 변수로 표시되는 상기 거리(b9)가 상기 제 1 변수로 표시되는 상기 거리(a9) 보다 짧음을 교시한다.
본 발명은 또한, 제 2 변수로 표시되는 상기 제 2 거리(b9)가 직선이 아닌 선(9C')의 형상에 의존함을 교시한다. 도 9는 또한, 더 작은 반경을 갖는 형상(9C")은 이웃하는 부분들(9A, 9C) 사이에 더 큰 반경을 갖는 형상(9C')에 대한 상기 최소 거리(b9) 보다 이웃하는 부분들(9C, 9D) 사이에 더 짧은 최소 거리(d9)를 허용할 것임을 나타낸다. 또한, 상기 이웃하는 부분들 중 적어도 하나(9B)가 가장자리 모서리(9B")를 가질 경우, 거리(c9)는 상기 제 2 변수로 표시되는 다른 비평행선(9C', 9C")에 대한 거리들(b9, d9) 보다 더 짧을 수 있다는 것이 도시된다.
또한, 상기 제어 장치는 사용된 소재를 나타내는 제 3 변수, 및 사용된 빔 절단 기술, 예를 들어 플라스마, 레이저, 불꽃, 물, 이온, 토치, 펠릿 또는 공기를 나타내는 제 4 변수를 고려하도록 구성된다는 것이 제안된다.
또한, 상기 제어 장치는 상기 제 3 및 제 4 변수에 의존하는, 절단 빔의 폭을 나타내는 제 5 변수를 고려하도록 구성된다는 것이 제안된다.
도 10은, 상기 제어 장치가, 사용된 소재, 사용된 소재의 두께 및 사용된 절단 기술에 따라 달라지는, 리드 인(101) 또는 리드 아웃(102)에 대한 각도, 형상 및/또는 길이의 자동 조절에 의해, 리드 인(101) 또는 리드 아웃(102)을 제공하도록 구성됨을 나타낸다.
본 발명에 따른 제어 장치는 상기 절단 장치를 제어하여, 클러스터의 외부 윤곽을 완성하기 전에, 클러스터 내에서 모든 절단 동작들, 예를 들어 모든 구멍의 절단, 전략적으로 배치된 분할 절단, 공통 절단 및 포켓 및 그럼으로써 요구되는 마이크로 조인트의 생성을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 시스템은 컴퓨터 지원 제조(CAM) 또는 컴퓨터 지원 디자인(CAD)을 위한 도구로서 기능하도록 구성될 수 있으며, 본 발명의 제어 장치는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 장치 내 수치 제어기일 수 있다.
상기 제어 장치는 수동 개입(manual intervention)을 필요로 하지 않고 설정 변수 및 거리에 따라 본 발명의 룰 및 변수들 자동 실행하도록 구성될 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 또한 도 1에 도식적으로 예시된 컴퓨터 프로그램 제품(P)에 관한 것으로, 이는 컴퓨터 프로그램 코드(P1)로 구성되며, 실행시 컴퓨터(C)가 본 발명의 방법에 따라 상기 컨트롤 룰 및 변수들을 실행할 수 있도록 한다.
본 발명이 상기 기재되고 예시된 실시예들로 제한되지 않으며 첨부하는 특허청구범위에 기재된 바와 같이 본 발명의 개념 범위 내에서 변경이 가해질 수 있음을 이해할 것이다.
2: 주변 소재
12: 소재
12a, 12b, 12c: 부분들
13: 절단 장치
14: 제어 장치
15: 클러스터
21, 22: 부분들
23: 단일 절단
24: 제 1 마이크로 조인트
25: 제 2 마이크로 조인트
31, 32, 33, 34: 부분들
35, 36, 37, 38: 공통 절단
41: 절단 빔
51, 52, 53, 54: 부분들
55: 외부 절단
56: 마이크로 조인트
57: 선회 영역
61, 62: 제 1 및 제 2 절단
81, 82, 83: 절단들
81a, 81b, 82a, 82b, 83a, 83b: 부분 절단
101: 리드 인
102: 리드 아웃
101a, 102a: 각도
103: 절단

Claims (47)

  1. 2차원의 형상 또는 패턴을 절단하기 위한 컨트롤 룰 및 변수들의 세트를 제공하며, 하나의 룰 또는 몇몇 룰의 조합이 절단될 형상이나 패턴에 따라 절단 동작에 대하여 사용되며, 상기 형상이나 패턴은 한 편의 소재로부터의 부분들을 형성하는, 빔 절단 기술을 이용하여 한 편의 소재로부터 몇몇 부분들을 기계 절단하는 방법으로서,
    상기 컨트롤 룰의 세트는 자유 형태 형상을 갖는 부분들의 클러스터를 형성하기 위한 룰로 구성되며, 상기 부분들은 절단 빔으로부터의 단일 절단(one cut)에 의해 분리되고, 상기 부분들의 형상이 허락하는 경우 상기 절단 빔으로부터의 상기 단일 절단의 두께만이 인접하는 부분들 사이에서 발견되도록 서로 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 컨트롤 룰의 세트는 각도를 절단하는 룰로 구성되며, 상기 룰은 하나의 각도가 두 개의 절단으로 절단되는 것을 특징으로 하고, 양 절단은 상기 각도의 팁으로 나아가거나, 또는 하나의 절단은 상기 각도 내로 진행하고 하나의 절단은 상기 각도로부터 진행해 나가는 것을 특징으로 하며, 상기 각도 내로 진행하는 적어도 하나의 절단은 상기 각도의 팁으로 끝까지 진행하지는 않으므로, 상기 각도의 팁에 마이크로 조인트를 남기거나, 또는 상기 절단들 중 하나 또는 모두가 상기 각도의 팁을 지나치는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤 룰의 세트는 상기 각 부분을 포켓과 함께 보유하는 마이크로 조인트에 의해 상기 클러스터 내에서 상기 부분들을 하나 또는 몇몇의 포켓과 함께 연결시키기 위한 룰로 구성되고, 마이크로 조인트는 절단될 윤곽 내로 설정 거리(set distance)로 윤곽 절단을 개시하거나, 또는 절단될 윤곽이 끝나기 전에 설정 거리로 윤곽 절단을 중단함으로써 만들어지는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤 룰의 세트는 인접 부분들을 서로 함께 보유하는 마이크로 조인트에 의해 상기 부분들을 함께 연결시키기 위한 룰로 구성되고, 마이크로 조인트는 절단될 윤곽 내로 설정 거리로 윤곽 절단을 개시하거나, 또는 절단될 윤곽이 끝나기 전에 설정 거리로 윤곽 절단을 중단함으로써 만들어지는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤 룰의 세트는 상기 부분들을 주변 소재와 함께 보유하는 마이크로 조인트에 의해 상기 클러스터 주변의 소재와 함께 상기 부분들을 연결시키기 위한 룰로 구성되고, 마이크로 조인트는 절단될 윤곽 내로 설정 거리로 윤곽 절단을 개시하거나, 또는 절단될 윤곽이 끝나기 전에 설정 거리로 윤곽 절단을 중단함으로써 만들어지는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤 룰의 세트는 전략적으로 배치된 선회 영역의 생성을 위한 룰로 구성되며, 상기 생성은 이러한 목적으로 분할 절단을 하거나 또는 반드시 요구되는 것보다 더 긴 선 또는 윤곽을 절단하고, 이렇게 생성된 갭(gap)을 선회 영역으로서 이용함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 갭을 선회 영역으로서 이용하는 것은 상기 절단 빔이 상기 선회 영역에서 사용된 절단 장치를 따라가도록 함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤 룰의 세트는 천공을 하고 상기 클러스터 주변의 소재에서 절단을 개시한 다음, 포켓 또는 포켓의 일부를 상기 클러스터 내에서 절단해 냄으로써 상기 포켓을 절단하기 위한 룰로 구성되는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤 룰의 세트는 천공을 하고 상기 클러스터 내 제 1 포켓에서 절단을 개시한 다음, 상기 클러스터 내에서 제 2 포켓 또는 상기 제 2 포켓의 일부를 절단해 냄으로써, 상기 클러스터 내에서 상기 제 2 포켓을 절단하기 위한 룰로 구성되는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  14. 삭제
  15. 청구항 1에 있어서, 이웃하는 부분들 사이에서 상기 절단 빔으로부터의 단일 절단의 두께만이 발견되는 것이 허용되지 않을 때, 하나의 부분이 상기 클러스터 내의 또 다른 부분일 수 있고, 동일한 소재 조각으로부터 절단된 또 다른 클러스터 내의 일 부분, 상기 동일한 소재 조각으로부터 절단된 하나 또는 몇몇 단일 부분들, 또는 상기 클러스터 주변 소재의 외부 틀일 수 있는 경우, 적어도 2개의 서로 다른 변수들이 상기 이웃하는 부분들 사이에 거리를 설정하기 위하여 이용되고, 제 1 변수는 가장자리의 평행선을 갖는 이웃하는 부분들 사이에 제 1 최소 거리를 나타내고, 제 2 변수는 이웃하는 부분들 사이에 제 2 최소 거리를 나타내며, 상기 이웃하는 부분들 중 적어도 하나는 직선이 아닌 가장자리 선을 가지며, 상기 제 2 변수로 표시되는 상기 거리가 상기 제 1 변수로 표시되는 상기 거리 보다 짧은 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  16. 삭제
  17. 청구항 1에 있어서, 제 3 변수는 사용된 소재를 나타내고, 제 4 변수는 사용된 절단 기술, 예를 들어 플라스마, 레이저, 불꽃, 물, 이온, 토치, 펠릿 또는 공기로의 절단을 나타내는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 제 5 변수는 상기 절단의 폭을 나타내고, 이는 상기 제 3 및 제 4 변수에 의존하는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  19. 청구항 1에 있어서, 사용된 소재, 사용된 소재의 두께 및 사용된 절단 기술에 따라 달라지는, 리드 인 또는 리드 아웃에 대한 각도, 형상 및/또는 길이의 자동 조절에 의해, 상기 리드 인 또는 리드 아웃을 제공하는 것으로 구성되는 기계 절단 방법.
  20. 청구항 1에 있어서, 상기 클러스터의 외부 윤곽을 완성하기 전에, 모든 구멍의 절단, 전략적으로 배치된 분할 절단, 공통 절단 및 포켓을 포함하는 상기 클러스터 내에서의 모든 절단 동작들을 실행하고 그럼으로써 요구되는 마이크로 조인트를 생성하는 것으로 구성되는 기계 절단 방법.
  21. 청구항 1에 있어서, 상기 방법은 컴퓨터 지원 제조(CAM) 또는 컴퓨터 지원 디자인(CAD) 용 도구로서 실행되는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  22. 청구항 1에 있어서, 상기 방법은 컴퓨터 수치 제어(CNC)에 의해 제어되는 절단 장비에서 수치 제어기에 의해 사용되는 컨트롤 룰 및 변수들의 일부로서 실행되는 것을 특징으로 하는 기계 절단 방법.
  23. 청구항 1에 있어서, 상기 룰 및 변수들을 설정 변수 및 거리에 따라 자동 실행하는 것으로 구성되는 기계 절단 방법.
  24. 한 편의 소재로부터 몇몇 부분들을 기계 절단하기 위한 시스템으로서, 빔 절단 장치 및 상기 빔 절단 장치를 제어하도록 하는 제어 장치로 구성되고, 2차원의 형상 또는 패턴을 절단하기 위한 컨트롤 룰 및 변수들의 세트를 제공하며, 하나의 룰 또는 몇몇 룰의 조합이 절단될 형상이나 패턴에 따라 절단 동작에 대하여 사용되며, 상기 형상이나 패턴은 상기 한 편의 소재로부터의 상기 부분들을 형성하는 시스템에서,
    상기 컨트롤 룰의 세트는 자유 형태 형상을 갖는 부분들의 클러스터를 형성하기 위한 룰로 구성되며, 상기 부분들은 절단 빔으로부터의 단일 절단(one cut)에 의해 분리되고, 상기 부분들의 형상이 허락하는 경우 상기 빔 절단 장치의 절단 빔으로부터의 상기 단일 절단의 두께만이 인접하는 부분들 사이에서 발견되도록 서로 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 컨트롤 룰의 세트는 각도를 절단하는 룰로 구성되며, 상기 룰은 하나의 각도가 두 개의 절단으로 절단되는 것을 특징으로 하고, 양 절단은 상기 각도의 팁으로 나아가거나, 또는 하나의 절단은 상기 각도 내로 진행하고 하나의 절단은 상기 각도로부터 진행해 나가는 것을 특징으로 하며, 상기 각도 내로 진행하는 적어도 하나의 절단은 상기 각도의 팁으로 끝까지 진행하지는 않으므로, 상기 각도의 팁에 마이크로 조인트를 남기거나, 또는 상기 절단들 중 하나 또는 모두가 상기 각도의 팁을 지나치는 것을 특징으로 하는 기계 절단용 시스템.
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  46. 청구항 24에 있어서, 상기 제어 장치는 설정 변수 및 거리에 따라, 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 6, 청구항 7, 청구항 12, 청구항 13, 청구항 15, 청구항 17 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 따른 상기 룰 및 변수들을 자동 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기계 절단용 시스템.
  47. 삭제
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