JP2022543251A

JP2022543251A - 部品を製造するためのシステムおよび方法

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Publication number: JP2022543251A
Application number: JP2022506753A
Authority: JP
Inventors: フェリー、アラン; コノパッキ、ロナルド
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2019-08-06
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2022-10-11
Also published as: TWI829943B; CN114340840A; MX2022001402A; EP4010146A1; US11286536B2; US20210040575A1; WO2021025840A1; TW202128328A

Abstract

部品１２を製造するためのシステム１０が提供される。システム１０は、ガントリ１４と、第１の可動アーム２２および第２の可動アーム２４と、少なくとも１つのコンベヤ２６、２８と、少なくとも１つのセンサ３０、３２、３４、３６と、を含む。ガントリ１４は、第１の部材１６と、開口部２０を画定するように第１の部材１６に対向して配置された第２の部材１８と、を有する。第１の可動アーム２２および第２の可動アーム２４は、第１の部材１６および第２の部材１８にそれぞれ配置される。少なくとも１つのコンベヤ２６、２８は、第１の可動アーム２２および第２の可動アーム２４のアクセス内に部品１２を位置決めするために、開口部２０を通って部品１２を移動させるように動作する。少なくとも１つのセンサ３０、３２、３４、３６は、第１の可動アーム２２および第２の可動アーム２４を部品１２の１つまたは複数の領域３８、４０、４２に誘導するように動作する。第１の可動アーム２２および第２の可動アーム２４は、１つまたは複数の領域３８、４０、４２で部品１２に製造プロセスを実行するように動作する。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、一般に、ボイラの製造に関し、より具体的には、部品を製造するためのシステムおよび方法に関する。

多くの発電プラントは、蒸気発生装置を使用してタービンに動力供給し、これにより電力を生成している。そのようなプラントは、典型的にはボイラを使用して、燃焼室内の燃料の燃焼によって放出される熱エネルギーを捕捉する、本明細書で「圧力部品アセンブリ」または「管アセンブリ」と呼ばれる管のアセンブリを介して蒸気を生成する。そのような圧力部品アセンブリは、多くの場合、例えば「水冷壁」などの燃焼室内または燃焼室付近、あるいは過熱器、再加熱器および／またはエコノマイザセクションなどの付随する熱蒸気回収発電機（「ＨＲＳＧ」）の様々な領域に配置される。圧力部品アセンブリは、典型的には、互いに溶接された金属管によって形成され、本明細書では「アセンブリ管」および／または単に「管」とも呼ばれる。蒸気生成動作中、圧力部品アセンブリの管は水で満たされ、したがって、燃料および／または他の高温ガス／蒸気を燃焼させることによって放出された熱を捕捉／吸収し、捕捉された熱を水に伝達することによって、圧力部品アセンブリが熱交換器として機能することが可能になる。

管アセンブリの製造は、従来、管の手動溶接を必要とする困難で時間のかかるプロセスであった。さらに、管の間の溶接部は、溶接後熱処理または溶体化焼鈍を受けなければならないことが多い。そのような手順は、多くの場合、管アセンブリを主に製造するアセンブリラインに組み込まれていない独立型熱処理設備、例えば、「台車」式炉または「ボギー炉」での手動熱処理または処理のために、管アセンブリをバッチで列に並べることを含む。

そのような独立型熱処理設備は、通常、管アセンブリのバッチを炉内および炉外に輸送するための断熱可動車として機能する床を有する。しかしながら、理解されるように、管アセンブリをバッチに積み重ね、それらを炉からロードおよびアンロードすることは、熱処理される前の管アセンブリのハンドリングに起因して、溶接部および／または管アセンブリの他の部分を損傷する危険性がある時間のかかるプロセスである。

いくつかの独立型設備は、連続圧延炉、すなわち、開放炉を通って管アセンブリを連続的に移動させるコンベヤを利用するが、そのようなシステムは、通常、設置、動作および保守が高価である。さらに、そのようなシステムは、熱処理を必要とするか否かにかかわらず、典型的には管アセンブリのすべての部分を加熱するので、非常に非効率的であり得る。

したがって、部品を製造するための改良されたシステムおよび方法が必要とされている。

中国特許第１０９６２３１０４号明細書

一実施形態では、部品を製造するためのシステムが提供される。システムは、ガントリと、第１の可動アームおよび第２の可動アームと、少なくとも１つのコンベヤと、少なくとも１つのセンサと、を含む。ガントリは、第１の部材と、開口部を画定するように第１の部材に対向して配置された第２の部材と、を有する。第１および第２の可動アームは、第１および第２の部材にそれぞれ配置される。少なくとも１つのコンベヤは、第１および第２の可動アームのアクセス内に部品を位置決めするために、開口部を通って部品を移動させるように動作する。少なくとも１つのセンサは、第１および第２の可動アームを部品の１つまたは複数の領域に誘導するように動作する。第１および第２の可動アームは、１つまたは複数の領域で部品に製造プロセスを実行するように動作する。

別の実施形態では、部品を製造するための方法が提供される。本方法は、ガントリの開口部を通って部品を移動させるように動作する１つまたは複数のコンベヤで部品を受け入れるステップを含み、開口部は、ガントリの第１の部材と、第１の部材に対向して配置されたガントリの第２の部材と、によって画定される。本方法は、１つまたは複数のコンベヤを介して、ガントリの第１の可動アームおよびガントリの第２の可動アームのアクセス内に部品を位置決めするステップをさらに含む。第１および第２の可動アームは、第１および第２の部材にそれぞれ配置される。本方法は、少なくとも１つのセンサを介して、第１および第２の可動アームを部品の１つまたは複数の領域に誘導するステップをさらに含む。本方法は、第１および第２の可動アームを介して、１つまたは複数の領域で部品に製造プロセスを実行するステップをさらに含む。

さらに別の実施形態では、命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。これらの命令は、ガントリの開口部を通って部品を移動させるように動作する１つまたは複数のコンベヤで部品を受け入れるように少なくとも１つのプロセッサを適合させ、開口部は、ガントリの第１の部材と、第１の部材に対向して配置されたガントリの第２の部材と、によって画定される。命令は、少なくとも１つのプロセッサを、１つまたは複数のコンベヤを介して、ガントリの第１の可動アームおよびガントリの第２の可動アームのアクセス内に部品を位置決めするようにさらに適合させ、第１の可動アームおよび第２の可動アームはそれぞれ第１の部材および第２の部材に配置される。命令は、少なくとも１つのプロセッサを、少なくとも１つのセンサを介して、第１および第２の可動アームを部品の１つまたは複数の領域に誘導するようにさらに適合させる。命令は、少なくとも１つのプロセッサを、第１および第２の可動アームを介して、１つまたは複数の領域で部品に製造プロセスを実行するようにさらに適合させる。

本発明は、非限定的な実施形態の以下の説明を、添付の図面を参照して読むことにより、よりよく理解されるであろう。

本発明の一実施形態による、部品を製造するためのシステムの概略図である。本発明の一実施形態による、図１のシステムの別の概略図である。本発明の一実施形態による、図１のシステムのさらに別の概略図である。本発明の一実施形態による、図１のシステムによって製造された部品の概略図である。本発明の一実施形態による、図４の部品の断面図である。本発明の一実施形態による、図４の部品の別の断面図である。本発明の一実施形態による、図１のシステムを利用して部品を製造する方法を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による、図１のシステムを利用して部品を製造する別の方法を示すフローチャートである。

以下では、本発明の例示的な実施形態を詳細に参照し、それらの例は添付の図面に例示されている。可能な限り、図面全体を通して使用される同じ符号は、説明を繰り返さずに、同じまたは同様の部分を指す。

本明細書で使用する場合、「実質的に」、「略」および「約」という用語は、構成要素またはアセンブリの機能的目的を達成するのに適した理想的な所望の条件に対して、無理なく達成可能な製造および組立公差内の条件を示す。これも本明細書で用いられる、「上流」および「下流」という用語は、アセンブリライン／コンベヤシステムを通って移動する物体が、要素および／または段に出会う順序を規定する方向に対する、アセンブリライン／コンベヤシステムの要素、および／または段、の位置および／または順序を示す。また本明細書で使用する場合、「加熱接触」という用語は、参照される物体が、熱／熱エネルギーをこれらの物体の間で伝達することができるように、互いに近接していることを意味する。また、「リアルタイム」という用語は、十分に即時性があると使用者が感じる、またはプロセッサが外部プロセスに追いつくことが可能な、処理の応答性の水準を意味する。

さらに、本明細書に開示した実施形態は、ボイラまたはＨＲＳＧ、例えば圧力部品アセンブリの部品／構成要素の製造に関して主に説明されているが、本発明の実施形態は、他のタイプの装置／機械、例えばソーラーパネルの部品／構成要素の製造に適用可能であり得ることを理解されたい。

ここで図１および図２を参照すると、本発明の一実施形態による部品１２を製造するためのシステム１０が示されている。システム１０は、第１の部材１６と、開口部２０を画定するように第１の部材１６に対向して配置された第２の部材１８（図２に最もよく見られる）と、を有するガントリ１４を含む。システム１０は、第１の部材１６および第２の部材１８にそれぞれ配置された第１の可動アーム２２（図２に最もよく見られる）および第２の可動アーム２４をさらに含む。システム１０は、第１の可動アーム２２および第２の可動アーム２４のアクセス内に部品１２を位置決めするために、開口部２０を通して部品１２を移動させるように動作する少なくとも１つのコンベヤ２６、２８をさらに含む。本明細書で使用される場合、「アクセス内」という用語は、対象物によって作業されるのに十分な対象物の距離内にあることを意味する。同様に、本明細書で使用される「アクセスを有する」または「アクセスすることができる」という用語は、対象物に対して作用することができることを意味する。換言すれば、可動アーム２２、２４が部品１２にアクセス可能であること、または可動アーム２２、２４が部品１２にアクセス可能であることは、可動アーム２２、２４が部品１２に対して作業を実行するのに十分な部品１２の距離内にあることを意味する。システム１０は、第１の可動アーム２２および第２の可動アーム２４を部品１２の１つまたは複数の領域３８、４０、４２に誘導するように動作する少なくとも１つのセンサ３０（図２）、３２、３４、３６をさらに含む。以下でより詳細に理解および説明するように、第１の可動アーム２２および第２の可動アーム２４は、部品１２に製造プロセスを実行するように動作する。

図１に示すように、実施形態では、少なくとも１つのコンベヤは、ガントリ１４の両側に配置された第１の／上流側コンベヤ２６および第２の／下流側コンベヤ２８を含むことができる。そのような実施形態では、上流側コンベヤ２６は、受入端部４４と、中間セクション４６と、移送端部４８と、を有する。受入端部４４は、ローラおよび／または他の適切な装置を介して中間セクション４６に沿って移送端部４８に向かって移動され得る部品１２を受け入れるように動作する。同様に、下流側コンベヤ２８はまた、移送端部５０と、中間セクション５２と、送出端部５４と、を含むことができる。図２に最もよく見られるように、移送端部４８、５０は、部品１２が開口部２０を通過することによって上流側コンベヤ２６から下流側コンベヤ２８に移動／移送され得るように、開口部２０の近くおよび／または内部に配置されてもよい。

実施形態では、コンベヤ２６、２８は、接触ローラ、ベルト、磁石および／または他の適切なアクチュエータによって部品１２を移動させることができる。実施形態では、コンベヤ２６、２８は、約１５’～約４０’の幅Ｗ１（図１）および約６０’～約１２０’の長さＬ１およびＬ２（図１）を有することができる。実施形態では、コンベヤ２６、２８は、一致して、すなわち同じ速度および同じ方向で動作することができ、または互いに独立して動作することができる。実施形態では、コンベヤ２６、２８は、ガントリ１４に取り付けられ／固定されてもよい。

図２に最もよく見られるように、実施形態では、移送端部４８、５０は、第２の可動アーム２４が部品１２にアクセスすることを可能にするギャップ５６を形成するように互いに離間している。実施形態では、ギャップ５６は、約４’～約１０’の長さを有してもよい。したがって、理解されるように、実施形態では、可動アーム２２、２４は、部品１２のすべての側へのアクセス、すなわち３６０°のアクセスを共同して有する。

したがって、実施形態では、第１の可動アーム２２が部品１２の第１の側／頂部側５８へのアクセスを有し、第２の可動アーム２４が部品の底部側６０（図５および図６に最もよく見られる）へのアクセスを有するように、上流側コンベヤ２６が、受入端部４４で部品１２を受け入れることができ、開口部２０の近くおよび／または中に部品１２を位置決めすることができ、本明細書で使用する場合、底部側６０は、コンベヤ２６、２８および／または第２の部材１８に接触しているおよび／または最も近い部品１２の側であり、頂部側５８は、底部側６０の反対側のおよび／または第１の部材１６に最も近い部品１２の側である。可動アーム２２、２４が１つまたは複数の領域３８、４０にアクセスすることができる適切な位置に部品１２がくると、上流側コンベヤ２６は部品１２の移動を停止して、可動アーム２２、２４が製造プロセスを実行することを可能にすることができる。

理解されるように、実施形態では、上流側コンベヤ２６は、可動アーム２２、２４が、例えば、可動アーム２２、２４によって最初にアクセスされる領域、例えば３８、４０の上流側にあり得る追加の領域、例えば４２（図１）にアクセスできるように、必要に応じて部品１２を再位置決めすることができる。理解されるように、実施形態では、上流側コンベヤ２６および下流側コンベヤ２８は協働して、開口部２０に対して部品１２を位置決めすることができる。さらに、添付の図面に示す実施形態は、２つのコンベヤ２６、２８を含むが、他の実施形態は、単一のコンベヤおよび／または３つ以上のコンベヤを使用してもよいことも理解されよう。

図２に示すように、ガントリ１４の第１の部材１６および第２の部材１８は、追加の部材６２を介して、互いに対して定位置に支持および／または固定されてもよい。実施形態では、部材１６、１８および／または６２は、直線、湾曲、または他の適切な形状であってもよく、鋼、複合材、木材、プラスチック、または他の適切な材料から作製されてもよい。図２は、２つの可動アーム２２、２４を有するシステム１０の一実施形態を示しているが、他の実施形態は、図３に示すように、例えば３つ以上の追加の可動アーム６８を含んでもよい。実施形態では、ガントリ１４は、第１の部材１６と第２の部材１８との間の距離として定義される、約６’～約１５’の高さＨ１、約５’～約１５’の幅Ｗ３、および約１５’～約４０’の長さＬ３を有することができる。したがって、実施形態では、開口部２０は、添付の図に示すように実質的に長方形の形状を有することができる。しかしながら、実施形態では、開口部２０は、例えば円形、楕円形などの別の形状を有してもよいことが理解されよう。さらに、実施形態では、ガントリ１４の幅Ｗ３は、ギャップ５６の長さと同じであってもよい。しかしながら、他の実施形態では、ガントリ１４のＷ３は、ギャップ５６の長さよりも大きくても小さくてもよい。ガントリ１４は、ガントリ１４の長さＬ３に沿った可動アーム２２、２４の移動を容易にするために、第１の部材１６および第２の部材１８の中または上に配置された１つまたは複数のトラック６４、６６（および／またはリードスクリュー、スライドアセンブリなど）をさらに含むことができる。

上述したように、可動アーム２２、２４は、管アセンブリ内の屈曲部または溶接部位であり得る部品１２の領域３８、４０、４２に対して製造プロセスを実行するように動作する。したがって、実施形態では、可動アーム２２、２４は、製造プロセスを達成するための１つまたは複数のツール７０を含むことができる。１つまたは複数のツール７０は、磁石、締結具、クランプ、または他の適切な装置を介して可動アーム２２、２４に選択的に固定することができる。実施形態では、製造プロセスは、溶接、溶接後熱処理を含む熱処理、焼き戻し、溶体化焼鈍、検査、切断、穿孔、冷却、研磨、研削、および／または部品１２を製造するための他のプロセスを含むことができる。したがって、実施形態では、１つまたは複数のツール７０は、誘導ヒータ、ソー、溶接トーチ、光学高温計、研削および／または研磨ヘッド、レーザ、超音波および／または接触測定システム構成要素、染料浸透源、コンピュータビジョン機器、例えばレーダ、レーザセンサ、光学カメラ、例えば可視波長、赤外線および／または紫外線カメラ、超音波厚さおよび／または位相アレイ検査システム構成要素、スプレーコーティング装置、マーキング装置、強制冷却、ドリル、ならびに／あるいは製造プロセスを実行するのに適した他の種類の装置を含んでもよい。実施形態では、可動アーム２２および／または２４は、容器７２に格納された異なるツール７０と、１つまたは複数のツール７０のうちの１つを自動的に交換することができる。可動アーム２２、２４ならびにツール７０に関して本明細書で使用される場合、「自動的に交換する」という用語は、人間の介入なしに第１のツールを可動アームから取り外し、第２のツールを可動アームに取り付けることを意味する。

例えば、図４を簡単に参照すると、実施形態では、部品１２は、アセンブリ管７４で作られたボイラまたはＨＲＳＧ用の圧力部品アセンブリであってもよい。図４は、中実のバー相互接続管を有する圧力部品アセンブリとして部品１２を示しているが、実施形態では、部品１２は、単一の管または他の任意のタイプの製造部品であってもよいことが理解されよう。次に図５および図６を参照すると、そのような実施形態では、可動アーム２２、２４は、図５に示すように、当初、領域３８、４０でアセンブリ管７４を一緒に溶接するためのツール７０として取り付けられた溶接トーチを有することができる。次いで、可動アーム２２、２４は、溶接後の領域３８、４０の溶接後熱処理のために、図６に示すように、トーチを誘導ヒータと交換することができる。理解されるように、実施形態では、誘導ヒータ７０（図６）は、アセンブリ管７４の輪郭に一致する形状の誘導ヒータであってもよい。本明細書で使用する場合、「成形誘導ヒータ」という用語は、その加熱／磁気要素が湾曲および／または傾斜している、すなわち実質的に線形／直線ではない誘導ヒータを指す。領域３８、４０の溶接後熱処理後に、可動アーム２２、２４は、領域３８、４０の検査を実行するために、誘導ヒータ７０（図６）を光学高温計と交換することができる。

図１および図２に戻って参照すると、少なくとも１つのセンサ３０（図２）、３２、３４、３６は、赤外線、紫外線、および可視波長カメラを含む光学カメラ、レーザ、レーダセンサ、圧力センサ、ならびに／あるいは開口部２０および／または可動アーム２２、２４に対する部品１２のサイズおよび／または位置を決定することができ、および／または領域３８、４０、４２を識別することができる他のタイプのセンサであってもよい。センサは、可動アーム２２、２４、例えばセンサ３０（図２）に取り付けられてもよく、ガントリ１４、例えばセンサ３２（図１）に取り付けられてもよく、コンベヤ２６および／または２８、例えばセンサ３４（図１）に取り付けられてもよく、および／またはガントリ１４、コンベヤ２６、２８、ならびに可動アーム２２、２４、例えばセンサ３６（図１）から離れていてもよい。

実施形態では、センサ３０、３２、３４、３６は、可動アーム２２、２４によって作業される領域３８、４０、４２を識別するために、センサ３０、３２、３４、３６から受信したデータを部品に関する既知の情報、例えばＣＡＤ図面と比較するコントローラ７６（図１）と電子的に通信することができる。したがって、理解されるように、実施形態では、コンベヤ２６、２８は、可動アーム２２、２４に対する部品１２の一般的な位置決めを提供し、センサ３０、３２、３４、３６は、領域３８、４０、４２に対する可動アーム２２、２４の局所的な位置決めを提供する。言い換えれば、実施形態では、コンベヤ２６および／または２８は、領域３８、４０が可動アーム２２、２４の到達／アクセス内にあるように部品１２を位置決めし、一方、センサ３０、３２、３４、３６は、可動アーム２２、２４を領域３８、４０に誘導する。

ここで図７を参照すると、本発明の一実施形態による、システム１０（図１および図２）を利用して部品１２（図１）を製造するための方法１００が示されている。したがって、方法１００は、部品１２を１つまたは複数のコンベヤ２６、２８で受け入れるステップ１０２を含む。上述したように、部品１２は、上流側コンベヤ２６の受入端部４４（図１）で受け入れられ得る。例えば、部品１２は、人間、クレーン、または他の適切な方法によって上流側コンベヤ２６上に配置されてもよく、および／または部品１２の製造のための上流側プロセスに関連する別のコンベヤを介して受入端部４４に供給されてもよい。

方法１００は、部品１２が可動アーム２２、２４のアクセス内にあるように、１つまたは複数のコンベヤ２６、２８を介して部品１２を位置決めするステップ１０４をさらに含む。言い換えれば、実施形態では、上流側コンベヤ２６は、中間セクション４６（図１）に沿って開口部２０（図１）に向かって部品を移動させる。部品１２を位置決めするステップ１０４は、部品１２の底部をコンベヤ２６、２８と接触させるステップ１０６を含むことができる。

方法１００は、１つまたは複数のセンサ３０、３２、３４、３６を介して、可動アーム２２、２４を１つまたは複数の領域３８、４０、４２に誘導するステップ１０８をさらに含む。実施形態では、可動アーム２２、２４を領域３８、４０、４２に誘導するステップ１０８は、センサ３０、３２、３４、３６を介して部品１２をスキャンするステップ１１０をさらに含むことができる。

方法１００は、１つまたは複数の領域３８、４０、４２で部品１２の製造プロセスを実行するステップ１１２をさらに含む。実施形態では、製造プロセスを実行するステップ１１２は、第１の可動アーム２２で部品１２の頂部側５８（図５および図６）にアクセスするステップ１１４、および／または第２の可動アーム２４で部品１２の底部側６０（図５および図６）にアクセスするステップ１１６をさらに含むことができる。

図７にさらに示すように、実施形態では、方法１００は、可動アーム２２、２４を介して部品１２に対して追加の製造プロセスが実行されるかどうかを判定するステップ１１８を含むことができ、そうである場合には、方法１００はまた、１つまたは複数のツール７０を他のツールと交換するステップ１２０と、作業される部品１２の次の領域がアーム２２および／または２４のアクセス内にあるかどうかを判定するステップと、そうでない場合には、領域がアーム２２および／または２４のアクセス内にあるように部品１２を再位置決めするステップと、を含むことができる。

図８には、本発明の一実施形態による、システム１０（図１および図２）を利用して部品１２を製造する別の方法２００が示されている。方法２００は、管アセンブリ１２をシステム１０に移動させるステップ２０２と、管アセンブリ１２のリード端部をコンベヤ２６上に位置決めするためにコンベヤ２６を停止するステップ２０４と、を含む。コンベヤ２６を停止するステップ２０４は、視覚的近接センサおよび／または近接スイッチによって容易にすることができる。

方法２００はまた、センサを介して、またはオペレータによる手動検査によって、管アセンブリ１２の部品番号／識別子チェック２０６を含むことができる。方法２００は、熱処理を必要とする領域３８、４０を識別するために管アセンブリ１２をスキャンするステップ２０８をさらに含む。方法２００は、スキャンデータをＣＡＤ図面と照合するステップ２１０をさらに含む。実施形態では、方法２００は、管アセンブリ１２を所望の長さに切断／ソーイングするステップ２１２をさらに含む。方法２００は、可動アーム２２および／または２４のためのツール７０を選択するステップ２１４と、可動アーム２２、２４を介して識別された領域３８、４０に対して製造プロセスを実行するステップ２１６と、をさらに含むことができる。方法２００は、識別された領域３８および／または４０を熱処理するステップ２１８と、次いで同じ領域３８および／または４０の高温熱処理を実行するステップ２２０と、をさらに含むことができる。次いで、方法２００は、領域３８および／または４０を静止または循環空気で冷却するステップ２２２と、領域３８および／または４０を焼き戻しするステップ２２４と、を含むことができる。実施形態では、方法２００は、部品１２に別の製造プロセス２１６を実行するかどうかを決定するステップ２２６と、そうでない場合に、部品１２を塗装するステップ２２８（またはシステム１０とは別のプロセス）および／または部品１２を格納するステップとを含むことができる。

最後に、システム１０は、本明細書に記載の機能、例えば機械化もしくは自動化を実行するために、および／または本明細書に記載の結果を達成するために、リアルタイムで実行することのできる必要な電子機器、ソフトウェア、メモリ、記憶装置、データベース、ファームウェア、論理／状態マシン、マイクロプロセッサ、通信リンク、表示装置または他の視覚的もしくは聴覚的ユーザインターフェース、印刷装置、および他の任意の入力／出力インターフェースを含んでもよいことを理解されたい。例えば、上述のように、システム１０は、システム１０の１つまたは複数の構成要素と電気的に通信するコントローラの形態で、少なくとも１つのプロセッサとシステムメモリ／データ記憶構造とを含んでもよい。加えて、システム１０の様々な構成要素の１つまたは複数を制御するソフトウェアアプリケーションは、コンピュータ可読媒体から少なくとも１つのプロセッサのメインメモリに読み込まれてもよい。

上記の説明は、制限ではなく例示を意図していることをさらに理解されたい。例えば、上述の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用されてもよい。加えて、本発明の範囲から逸脱せずに、それらの教示に特定の状況または材料を適合させる多くの改変を施してもよい。

例えば、一実施形態では、部品を製造するためのシステムが提供される。システムは、ガントリと、第１の可動アームおよび第２の可動アームと、少なくとも１つのコンベヤと、少なくとも１つのセンサと、を含む。ガントリは、第１の部材と、開口部を画定するように第１の部材に対向して配置された第２の部材と、を有する。第１および第２の可動アームは、第１および第２の部材にそれぞれ配置される。少なくとも１つのコンベヤは、第１および第２の可動アームのアクセス内に部品を位置決めするために、開口部を通って部品を移動させるように動作する。少なくとも１つのセンサは、第１および第２の可動アームを部品の１つまたは複数の領域に誘導するように動作する。第１および第２の可動アームは、１つまたは複数の領域で部品に製造プロセスを実行するように動作する。特定の実施形態では、第１および第２の可動アームは、部品への３６０°のアクセスを有するように共同して動作する。特定の実施形態では、第１および第２の可動アームは、部品の頂部側および頂部側の反対側に配置された部品の底部側にそれぞれアクセスするように動作する。特定の実施形態では、少なくとも１つのコンベヤは、部品の底部側に接触するように動作する。特定の実施形態では、製造プロセスは、熱処理、焼き戻し、溶体化焼鈍、および／または検査である。特定の実施形態では、第１および／または第２の可動アームは、製造プロセスを達成するためのツールを含む。特定の実施形態では、ツールは、誘導ヒータ、溶接トーチ、および／または光学高温計である。特定の実施形態では、ツールは誘導ヒータであり、誘導ヒータは成形される。特定の実施形態では、第１および／または第２の可動アームは、ツールを別のツールと自動的に交換するように動作する。特定の実施形態では、部品はボイラ用の圧力部品アセンブリである。

さらに別の実施形態は、部品を製造するための方法を提供する。本方法は、ガントリの開口部を通って部品を移動させるように動作する１つまたは複数のコンベヤで部品を受け入れるステップを含み、開口部は、ガントリの第１の部材と、第１の部材に対向して配置されたガントリの第２の部材と、によって画定される。本方法は、１つまたは複数のコンベヤを介して、ガントリの第１の可動アームおよびガントリの第２の可動アームのアクセス内に部品を位置決めするステップをさらに含む。第１および第２の可動アームは、第１および第２の部材にそれぞれ配置される。本方法は、少なくとも１つのセンサを介して、第１および第２の可動アームを部品の１つまたは複数の領域に誘導するステップをさらに含む。本方法は、第１および第２の可動アームを介して、１つまたは複数の領域で部品に製造プロセスを実行するステップをさらに含む。特定の実施形態では、第１および第２の可動アームは、部品への３６０°のアクセスを有するように共同して動作する。特定の実施形態では、第１および第２の可動アームを介して、１つまたは複数の領域の部品の製造プロセスを実行するステップは、第１および第２の可動アームを介して部品の頂部側および部品の底部側にそれぞれアクセスするステップを含む。頂部側は底部側の反対側にある。特定の実施形態では、１つまたは複数のコンベヤを介して部品を位置決めするステップは、部品の底部側を１つまたは複数のコンベヤと接触させるステップを含む。特定の実施形態では、製造プロセスは、熱処理、焼き戻し、溶体化焼鈍、および／または検査である。特定の実施形態では、第１および／または第２の可動アームは、製造プロセスを達成するためのツールを含む。特定の実施形態では、ツールは、誘導ヒータ、溶接トーチおよび／または光学高温計である。特定の実施形態では、ツールは誘導ヒータであり、誘導ヒータは成形される。特定の実施形態では、本方法は、ツールを別のツールと自動的に交換するステップをさらに含む。

さらに別の実施形態は、命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。これらの命令は、ガントリの開口部を通って部品を移動させるように動作する１つまたは複数のコンベヤで部品を受け入れるように少なくとも１つのプロセッサを適合させる。開口部は、ガントリの第１の部材と、第１の部材に対向して配置されたガントリの第２の部材と、によって画定される。命令はさらに、少なくとも１つのプロセッサを、１つまたは複数のコンベヤを介して、ガントリの第１の可動アームおよびガントリの第２の可動アームのアクセス内に部品を配置するように適合させる。第１および第２の可動アームは、第１および第２の部材にそれぞれ配置される。命令は、少なくとも１つのプロセッサを、少なくとも１つのセンサを介して、第１および第２の可動アームを部品の１つまたは複数の領域に誘導するようにさらに適合させる。命令は、少なくとも１つのプロセッサを、第１および第２の可動アームを介して、１つまたは複数の領域で部品に製造プロセスを実行するようにさらに適合させる。

したがって、部品の自動化された局所的な溶接後熱処理を提供することにより、本発明のいくつかの実施形態は、加熱の恩恵を受けない部品のセクションを損傷するリスクを低減することができる。さらに、部品の局所的な領域／エリアのみを加熱するが、本発明のいくつかの実施形態は、バッチ焼成炉または開放連続炉よりも高い効率を提供する。言い換えれば、本発明のいくつかの実施形態は、部品を処理するために使用される熱／エネルギーの量を大幅に低減しながら、列をなすバッチプロセスで時間を費やすことなく部品の連続的な作業フローを提供する。

さらに、本発明のいくつかの実施形態は、移動式であってもよく、例えば、コンベヤおよびガントリは、車輪または容易な移動に適した他の装置上にあってもよい。理解されるように、そのような実施形態は、アセンブリラインの様々な位置に容易に挿入／一体化することができるワークステーション、すなわちガントリおよび可動アームを提供することができる。

さらにまた、部品の自動化された局所的処理を提供することにより、本発明のいくつかの実施形態は、従来の手動方式よりも部品の処理時間の短縮を提供することができ、ならびに／あるいは、典型的には部品が同じサイズであること、および／または部品がサイクルごとに同じ位置に受け入れられることを必要とする従来の製造ラインと比較して、広範囲の形状およびサイズを有する部品を受け入れて処理する、すなわち製造プロセスを実行するための改善された柔軟性の範囲内で、処理ステーション、例えばガントリを提供することができる。

さらにまた、コンベヤ流路、すなわち上流側コンベヤから下流側コンベヤへの経路内の間隙の両側に可動アームが配置されることによって、本発明のいくつかの実施形態は、部品への局所的な３６０°のアクセスを提供する。

さらにまた、同じ装置内で溶接および溶接後熱処理を実行する能力を提供することにより、本発明のいくつかの実施形態は、溶接後熱処理の前に部品の移動／ハンドリングの量を低減し、それにより、部品破損のリスクを低減し、および／またはより高い製造効率を提供する。

さらにまた、ガントリ／開口部を通過する部品の両側に配置された２つの可動アームを介して３６０°のアクセスを提供することによって、本発明のいくつかの実施形態は、管の一部または他の成形部品の、すなわち管のすべての側に沿った協調された熱処理を提供する。言い換えれば、一方の可動アームは、管の円周の１８０°部分を熱処理することができ、他方の可動アームは、管の円周の残りの１８０°部分を同時に熱処理することができる。同様に、いくつかの実施形態はまた、管の一部または他の部分の協調された溶接を提供することができ、これにより管の反りを軽減および／または排除することができる。

さらに、ツールを交換するための可動アームを提供することによって、いくつかの実施形態は、製造プロセスの作業フローを改善することができる。例えば、いくつかの実施形態では、可動アームは、最初にアセンブリの領域を溶接し、次いで熱処理要素に切り替えることができる。理解されるように、そのような実施形態では、領域は、溶接プロセス中に発生した熱のために、既に熱処理温度または熱処理温度に近い場合がある。したがって、溶接トーチから熱処理要素に迅速に切り替える能力を提供することによって、いくつかの実施形態は、溶接プロセスからの残留熱を利用して、領域の熱処理を完了するのに必要な時間を短縮することができる。

本明細書で説明した材料の寸法および種類は、本発明のパラメータを定義することを意図しており、決して限定ではなく、単なる例示的な実施形態である。上記の説明を検討することにより、他の多くの実施形態が当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与える十分な均等物の範囲と共に決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ここで（ｉｎｗｈｉｃｈ）」という用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語のそれぞれの平易な英語の同義語として使用される。また、以下の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」、「第３の」、「上部の」、「下部の」、「底部の」、「頂部の」などの用語は、単なる目印として使用されており、それらの対象に数値的または位置的な要件を課すことを意図してはいない。さらに、以下の特許請求の範囲の制限は、このような特許請求の範囲の制限が、その後にさらなる構造を欠いた機能の記述が続く「～する手段（ｍｅａｎｓｆｏｒ）」という語句を明示的に用いていない限り、ミーンズプラスファンクションの形式では書かれておらず、そのように解釈されることを意図していない。

本明細書では、例を使用して本発明のいくつかの実施形態を最良の形態を含めて開示し、また、任意の装置またはシステムの製作および使用、および組み込まれた任意の方法の実行を含めて当業者が本発明の実施形態を実施することを可能にする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含んでもよい。そのような他の例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない均等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。

本明細書において使用されるとき、単数形で記載され、単語「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」の後に続く要素またはステップは、とくに明示的に述べられない限りは、それらの要素またはステップが複数である場合を除外しないと理解されるべきである。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、そこで記載された特徴も組み込んださらなる実施形態の存在を除外するように解釈されることを意図していない。加えて、明示的に相反する記載がない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有さない追加の要素を含んでもよい。

本明細書に込められた本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、上述の発明にいくらかの変更を施し得るので、添付の図面に示す上記の説明の主題のすべては、本明細書における本発明の概念を例示する単なる例として解釈されるべきであり、本発明を限定するものとみなされるべきではないことを意図している。

１０システム
１２部品、管アセンブリ
１４ガントリ
１６第１の部材
１８第２の部材
２０開口部
２２第１の可動アーム
２４第２の可動アーム
２６上流側コンベヤ
２８下流側コンベヤ
３０センサ
３２センサ
３４センサ
３６センサ
３８領域
４０領域
４２領域
４４受入端部
４６中間セクション
４８移送端部
５０移送端部
５２中間セクション
５４送出端部
５６ギャップ
５８頂部側
６０底部側
６２追加の部材
６４トラック
６６トラック
６８追加の可動アーム
７０ツール、誘導ヒータ
７２容器
７４アセンブリ管
７６コントローラ
１００方法
１０２受け入れるステップ
１０４位置決めするステップ
１０６接触させるステップ
１０８誘導するステップ
１１０スキャンするステップ
１１２実行するステップ
１１４アクセスするステップ
１１６アクセスするステップ
１１８判定するステップ
１２０交換するステップ
２００方法
２０２移動させるステップ
２０４停止するステップ
２０６部品番号／識別子チェック
２０８スキャンするステップ
２１０照合するステップ
２１２切断／ソーイングするステップ
２１４選択するステップ
２１６実行するステップ、製造プロセス
２１８熱処理するステップ
２２０実行するステップ
２２２冷却するステップ
２２４焼き戻しするステップ
２２６決定するステップ
２２８塗装するステップ

Claims

部品（１２）を製造するためのシステム（１０）であって、前記システム（１０）は、
第１の部材（１６）と、開口部（２０）を画定するように前記第１の部材（１６）に対向して配置された第２の部材（１８）と、を有するガントリ（１４）と、
前記第１の部材（１６）および前記第２の部材（１８）にそれぞれ配置された第１の可動アーム（２２）および第２の可動アーム（２４）と、
前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）のアクセス内に前記部品（１２）を位置決めするために、前記開口部（２０）を通って前記部品（１２）を移動させるように動作する少なくとも１つのコンベヤ（２６、２８）と、
前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）を前記部品（１２）の１つまたは複数の領域（３８、４０、４２）に誘導するように動作する少なくとも１つのセンサ（３０、３２、３４、３６）と、
を含み、
前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）は、前記１つまたは複数の領域（３８、４０、４２）で前記部品（１２）に製造プロセス（２１６）を実行するように動作する、システム（１０）。
前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）は、前記部品（１２）に対して３６０°のアクセスを有するように共同して動作する、請求項１に記載のシステム（１０）。
前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）は、前記部品（１２）の頂部側（５８）および前記頂部側（５８）の反対側に配置された前記部品（１２）の底部側（６０）にそれぞれアクセスするように動作する、請求項１に記載のシステム（１０）。
前記少なくとも１つのコンベヤ（２６、２８）は、前記部品（１２）の前記底部側（６０）に接触するように動作する、請求項３に記載のシステム（１０）。
前記製造プロセス（２１６）は、熱処理、焼き戻し、溶体化焼鈍、および／または検査である、請求項１に記載のシステム（１０）。
前記第１の可動アーム（２２）および／または前記第２の可動アーム（２４）は、前記製造プロセス（２１６）を達成するためのツール（７０）を含む、請求項１に記載のシステム（１０）。
前記ツール（７０）は、誘導ヒータ（７０）、溶接トーチ、および／または光学高温計である、請求項６に記載のシステム（１０）。
前記ツール（７０）は前記誘導ヒータ（７０）であり、前記誘導ヒータ（７０）は成形されている、請求項７に記載のシステム（１０）。
前記第１の可動アーム（２２）および／または前記第２の可動アーム（２４）は、前記ツール（７０）を別のツールと自動的に交換するように動作する、請求項６に記載のシステム（１０）。
前記部品（１２）は、ボイラ用の圧力部品アセンブリである、請求項１に記載のシステム（１０）。
部品（１２）を製造するための方法（１００）であって、前記方法（１００）は、
ガントリ（１４）の開口部（２０）を通って前記部品（１２）を移動させるように動作する１つまたは複数のコンベヤ（２６、２８）で前記部品（１２）を受け入れるステップ（１０２）であって、前記開口部（２０）は、前記ガントリ（１４）の第１の部材（１６）と、前記第１の部材（１６）に対向して配置された前記ガントリ（１４）の第２の部材（１８）と、によって画定される、ステップ（１０２）と、
前記部品（１２）を、前記１つまたは複数のコンベヤ（２６、２８）を介して、前記ガントリ（１４）の第１の可動アーム（２２）および前記ガントリ（１４）の第２の可動アーム（２４）のアクセス内に位置決めするステップ（１０４）であって、前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）は、前記第１の部材（１６）および前記第２の部材（１８）にそれぞれ配置される、ステップ（１０４）と、
少なくとも１つのセンサ（３０、３２、３４、３６）を介して、前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）を前記部品（１２）の１つまたは複数の領域（３８、４０、４２）に誘導するステップ（１０８）と、
前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）を介して、前記１つまたは複数の領域（３８、４０、４２）で前記部品（１２）に製造プロセス（２１６）を実行するステップ（１１２）と、
を含む方法（１００）。
前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）は、前記部品（１２）に対して３６０°のアクセスを有するように共同して動作する、請求項１１に記載の方法（１００）。
前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）を介して、前記１つまたは複数の領域（３８、４０、４２）で前記部品（１２）に製造プロセス（２１６）を実行するステップ（１１２）は、
前記第１の可動アーム（２２）および前記第２の可動アーム（２４）を介して前記部品（１２）の頂部側（５８）および前記部品（１２）の底部側（６０）にそれぞれアクセスするステップ（１１４、１１６）であって、前記底部側（６０）は前記頂部側（５８）の反対側である、ステップ（１１４、１１６）
を含む、請求項１１に記載の方法（１００）。
前記部品（１２）を、前記１つまたは複数のコンベヤ（２６、２８）を介して位置決めするステップ（１０４）は、
前記部品（１２）の前記底部側（６０）を前記１つまたは複数のコンベヤ（２６、２８）と接触させるステップ（１０６）
を含む、請求項１３に記載の方法（１００）。
前記製造プロセス（２１６）は、熱処理、焼き戻し、溶体化焼鈍、および／または検査である、請求項１１に記載の方法（１００）。