CH630553A5

CH630553A5 - Maschine zum selbsttaetigen schneiden von flachmaterial.

Info

Publication number: CH630553A5
Application number: CH442178A
Authority: CH
Inventors: Heinz Joseph Gerber
Original assignee: Gerber Garment Technology Inc
Priority date: 1977-04-22
Filing date: 1978-04-24
Publication date: 1982-06-30
Also published as: FR2387745B1; CA1179422A; HK21683A; GB1596138A; DE2817676A1; JPS5621558B2; ATA283978A; SE7804092L; SG5783G; GB1596137A; HK21583A; HK21783A; NO149701C; IT7867490A0; FR2387745A1; GB1596139A; DE2817676C2; NO149701B; AT369053B; HK21983A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum selbsttätigen Schneiden von Flachmaterial gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Techniken des Steuerns der Bewegungen eines Schneidmessers, während es sich entlang einer Schneidbahn durch eine Auflage aus Flachmaterial vorwärtsbewegt, basieren teilweise auf technischen Schlussfolgerungen und teilweise auf einschlägig gemachten Erfahrungen. So ist z.B. in den US-PS 3 855 887 und 3 864 997 eine Gierungstechnik zum Steuern einer sich hin und her bewegenden Schneidklinge während des Vorwärtsbewegens derselben entlang einer

Schneidbahn in enger Nachbarschaft zu danebenliegenden Schnitten offenbart. Eine derartige Technik besteht im geringfügigen Drehen der Schneidklinge aus einer der Schneidbahn tangentialen Stellung heraus und von einem vorherigen benachbarten Schnitt weg, um zu verhindern, dass die Schneidklinge bei Annäherung an einen Berührungspunkt in den vorherigen Schnitt springt.

Die besonderen Techniken zum Steuern der Bewegungen eines Schneidmessers veranlassen die Klinge, einer gewünschten Schneidbahn mit minimaler Abweichung von der Spur zu folgen, und zwar trotz der zusammengesetzten Belastung der Klinge, die ihre Schneidtätigkeit, insbesondere bei mehrschichtigen Auflagen aus Flachmaterial, beeinträchtigt. Beanspruchung und Dehnung innerhalb der Klinge bewirken eine Deviation derselben von einer gewünschten Schneidbahn trotz der Genauigkeit, mit der Servomechanis-men oder andere Positioniermechanismen das Messer einstellen, und ohne diese besonderen Techniken reichen die Deviationen oftmals aus, um Schneidfehler hervorzurufen, die zu bedeutend sind, um unbeachtet zu bleiben.

Durch die besonderen Techniken des Steuerns der Klin-genbewegungen werden mehrere Ziele erreicht. Zunächst ist es überaus wünschenswert, eine Gleichmässigkeit unter denjenigen Musterstücken zu erlangen, die an verschiedenen Stellen in einer mehrschichtigen Auflage aus Flachmaterial zugeschnitten werden. Eine derartige Gleichmässigkeit ermöglicht es den Musterstücken, untereinander ausgewechselt und zu einem Endprodukt, wie einem Polsterartikel oder einem Kleidungsstück, mit grösserer Leichtigkeit und gleichbleibender Qualität zusammengefasst zu werden.

Damit gewährleistet ist, dass das Schneidmesser der Spur einer gewünschten Schneidbahn folgt, können die Musterstücke in der Markiereinrichtung oder in Form einer Gruppierung von aus Flachmaterial geschnittenen Musterstücken dicht gepackt werden. Ein dichteres Packen spart Material, und da das Material ein bedeutender Faktor bei den Kosten eines Endproduktes ist, kann das Produkt mit einem geringeren Kostenaufwand hergestellt werden.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass es der besonderen Schneidtechniken nicht immer bedarf. Einige Flachmaterialien oder markierte Musterstücke können durchaus zufriedenstellend zugeschnitten werden, ohne die Maschine auf die Anwendung besonderer Techniken hin anzupassen, und in der Tat können, wenn die Techniken angewendet werden, die sich ergebenden Musterstücke wegen unterschiedlichen Materialverhaltens und Schneidbedingungen weniger fehlerfrei sein. Anderseits können diese besonderen Techniken in anderen Situationen vorteilhaft angewendet werden, und es ist wünschenswert, Zugang zu diesen Techniken zu haben.

Bei den US-PS 3 855 887 und 3 864 997 sind die besonderen Schneidtechniken in das Schneidprogramm in die digitalisierten Daten eingegeben. Deshalb war es für die Bedienungsperson oder die Schneidmaschine nicht möglich, bei der Anwendung der Techniken wählerisch zu sein, nachdem die Konturen in den digitalisierten Daten festgelegt worden sind.

Die in diesen PSen offenbarten besonderen Schneidtechniken sind nur in begrenzter Weise anwendbar. Eine allgemeinere Anwendung der besonderen Techniken ist jedoch erforderlich, wenn eine beliebige Anwendung erfolgen soll.

Demgemäss ist es Aufgabe der vorhegenden Erfindung, eine Maschine zum selbsttätigen Schneiden von Flachmaterial der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der beliebige Schneidtechniken in einen Schneidvorgang einführbar sein sollen und mit der das Zuschneiden von Musterstücken insbesondere wahlweise mit verschiedenen Schneidprogrammen ermöglicht werden kann. Diese Aufgabe wird mit den kenn-zeichenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

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Vorteilhafte Ausführungsformen werden durch die Ansprüche 2 bis 6 umschrieben.

Die auch nachfolgend verwendete Bezeichnung «Gierungssignal» soll den Winkelanstellbefehl bedeuten.

Es können daher Musterstücke aus Flachmaterial mit einer automatisch gesteuerten Schneidmaschine gemäss Daten geschnitten werden, die die Konturen der Musterstücke und ihre Stellungsbeziehung zueinander und die Grenzen des Flachmaterials bestimmen, aus dem sie geschnitten werden. Die Daten können in einem Datenprozessor oder einer anderen geeigneten Einrichtung verwendet werden, um die Maschinenbefehlssignale für die Relativbewegung des Schneidmessers und des Flachmaterials mit Bezug aufeinander entlang einer Schneidbahn zu erzeugen, die den Konturen der Musterstücke entspricht. Der Datenprozessor liefert z.B. auch Signale zum Drehen der Klinge, die das Schneidmesser in eine Stellung drehen können, die im allgemeinen an jeder Stelle mit der Schneidbahn fluchtet.

Mittels z.B. sich hin und her bewegender Klinge kann insbesondere die automatisch gesteuerte Schneidmaschine wahlweise programmiert werden, so dass gewünschte Schneidtechniken durch das Messer während des Schneidvorgangs erzielt werden können. Die Programme können aufgrund der Kenntnis, Erprobung und früheren Erfahrung ausgewählt werden. Dabei können Faktoren wie die Art des zu schneidenden Flachmaterials, die besonderen Merkmale oder Konturen der Muster oder Reihen von zu schneidenden Mustern, die Nähe von nebeneinanderliegenden Schnittlinien, die Tiefe des Flachmaterials und die gewünschte Genauigkeit des Endproduktes berücksichtigt werden.

In einer Ausführungsform der Erfindung können ein oder mehrere Wahlprogramme festgesetzt und in einer Speichereinrichtung gespeichert werden, die dem Datenprozessor zugeordnet ist. Diese Programme werden z.B. abgerufen, wenn besondere Schneidtechniken von der Maschine gewünscht oder benötigt werden. In solchen Fällen wird das Wahlprogramm z.B. ausgewählt und aktiviert, um Maschinenbefehlssignale zu erzeugen, die das Schneidmesser beispielsweise geringfügig aus einer mit der Schneidbahn fluchtenden Stellung herauslenken oder -gieren. In Fällen, in denen z.B. besondere Gierungstechniken gewünscht werden, erzeugt das Wahlprogramm Gierungssignale, die z.B. mit errechneten Signalen zum Drehen der Klinge zwecks Er-zeugens veränderter Klingendrehungssignale zusammengelegt werden. Dementsprechend können das Schneidmesser und das Flachmaterial relativ zueinander entlang einer Schneidbahn infolge veränderter Maschinenbefehlssignale vorwärtsbewegt werden, um voneinander verschiedene und verbesserte Ergebnisse zu erzielen.

Da es nicht immer wünschenswert ist, besondere Schneidtechniken oder die gleiche Schneidtechnik anzuwenden, ist die Schneidmaschine z.B. mit einer Programmauswähleinrichtung versehen, um der Maschine oder der Bedienungsperson die Möglichkeit zu verschaffen, ein Programm auswählen zu können, das die Schneidmaschine in geeignetster Weise an eine besondere Situation anpassen kann. Die Auswähleinrichtung schliesst z.B. eine Einrichtung zur Gradabgleichung der Signalveränderung und die Art der Veränderrung ein.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, dabei zeigen:

Fig. 1 eine automatisch gesteuerte Schneidmaschine in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 ein schematisches Diagramm der bei einem automatischen Schneidvorgang verwendeten hauptsächlichen Teile,

Fig. 3 eine Vorderansicht eines Schaltarmaturenbretts der Programmauswähleinrichtung einer Datenverarbeitungsanlage,

Fig. 4a und 4b einen die 0-Kanal-Unterroutine in der Datenverarbeitungsanlage darstellenden Ablaufplan, die Maschinenbefehlssignale erzeugt, welche die Klingenausrichtung während des Schneidens steuern,

Fig. 5 einen Teil einer Auflage aus Flachmaterial, mit besonderer Schneidtechnik die Klingenausrichtung steuernder Schneidtechnik in schematischer Darstellung in Draufsicht, Fig. 6 eine Auflage mit Schneidmesser, das sich durch ein gewebtes, anisotropisches Flachmaterial vorwärtsbewegt, welches Fasern in verschiedener Stärke besitzt, die sich in unterschiedlichen Richtungen erstrecken, in schematischer Darstellung in Draufsicht,

Fig. 7 ein Diagramm mit einem Zeitplan der Gierungskompensation in einem Wahlprogramm,

Fig. 8 einen Teil einer Flachmaterialauflage, die schematisch die Wirkung des in Fig. 7 gezeigten Programms darstellt, in schematischer Darstellung in Draufsicht,

Fig. 9 einen Teil eines hin und her bewegbaren Schneidmessers und eines Wandlers zur dynamischen Steuerung der Klinge, in schematischer Darstellung in Seitenansicht,

Fig. 10 das Schneidmesser von Fig. 9 mit einer von einer seitlichen Belastung der Klinge herrührender Klingenverbiegung in Vorderansicht,

Fig. 11 ein Diagramm der charakteristischen Übertragungsfunktion eines weiteren Wahl-Gierungsprogramms, welches von einer Klingenbelastungsrückkopplung Gebrauch macht,

Fig. 12 einen Teil einer weiteren Flachmaterialauflage, die die Offset-Schneidtechnik darstellt, in Draufsicht,

Fig. 13 einen Teil einer Auflage mit einer Schneidbahn, die bei Anlegung eines Zitterns an das Schneidmesser erstellt wird, in Draufsicht,

Fig. 14 ein Diagramm, das einen Zeitplan von Befehlsimpulsen darstellt, die das Klingenzittern in Fig. 13 bewirken,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer automatisch gesteuerten Schneidmaschine, bei der ein Linienfolgegerät zum Erzeugen der die gewünschten Schneidbahnen bestimmenden Daten verwendet wird,

Fig. 16 eine Seitenansicht der Schneidmaschine einschliesslich des Linienfolgegeräts von Fig. 15 und

Fig. 17 ein schematisches Diagramm der Steuerungen der Schneidmaschine von Fig. 15.

Fig 1 zeigt eine automatisch gesteuerte Schneidmaschine, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und zu der Art gehört, wie sie ausführlicher in der US-PS 3 495 492 dargestellt und beschrieben ist. Die Schneidmaschine 10 wird zum Schneiden einer Markierung von Musterstücken aus einzelnen oder mehrschichtigen Auflagen L aus Flachmaterial wie gewebten und ungewebten Stoffen, Papier, Pappe, Leder, Gummi, Kunststoffen und anderen Materialien verwendet. Eine Markierung ist eine dicht gepackte Reihe von Musterstücken, wie sie aus dem Material geschnitten werden. Die dargestellte Maschine 10 ist eine numerisch gesteuerte Maschine mit einem Steuergerät oder einer Datenverarbeitungsanlage 12, die die Funktion eines Datenprozessors ausübt, und einem Zuschneidetisch 22, der den Schneidvorgang auf dem Flachmaterial in Abhängigkeit von Maschinenbefehlssignalen ausführt, die aus der Datenverarbeitungsanlage über das Steuerkabel 14 auf den Tisch übertragen werden. Die Datenverarbeitungsanlage 12 liest die Konturen der zuzuschneidenden Musterstücke bestimmende digitalisierte Daten aus einem Programmband 16 und erzeugt die Maschinenbefehlssignale, die bei Ausführung des Schneidvorgangs ein sich hin und her bewegendes Schneidmesser 20

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führen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das offenbarte numerische Steuersystem beschränkt, sondern kann auch in Verbindung mit anderen Echtzeit- oder Systemen mit vorher verarbeiteten Daten angewendet werden, die Linienfolgegeräte und Analogsysteme einschliessen.

Der offenbarte Zuschneidetisch 22 besitzt ein durchlässiges Bett 24, das eine flache, die Auflage L während des Schneidens abstützende Oberfläche bildet. Das Bett kann aus einem geschäumten Material bestehen oder vorzugsweise ein Borstenbett sein, in das das sich hin und her bewegende Schneidmesser 20 eindringen kann, ohne dass beiden beim Durchqueren einer Schneidbahn P Schaden zugefügt wird. Das Bett kann auch von einem derartigen Vakuumsystem zum festen stellungsgebundenen Zusammenpressen und Starrmachen der Auflage auf dem Tisch Gebrauch machen, wie es ausführlicher in der US-PS 3 495 492 dargestellt und beschrieben ist, auf die vorstehend Bezug genommen wurde.

Das Schneidmesser 20 ist über der Auflagefläche des Bettes 24 mittels eines X-Schlittens 26 und eines Y-Schlittens 28 hängend angeordnet. Der X-Schlitten bewegt sich vor und zurück auf einem Satz von Zahnstangen 30 und 32 in der eingezeichneten X-Koordinatenrichtung. In die Zahnstangen greifen Ritzel ein, die von einem X-Antriebsmotor 34 in Abhängigkeit von Befehlssignalen aus der Datenverarbeitungsanlage 12 angetrieben werden. Der Y-Schlitten 28 ist an dem X-Schlitten 26 zwecks Relativbewegung zum X-Schlitten in der Y-Koordinatenrichtung angebracht und wird von dem Y-Antriebsmotor 36 und einer Führungsschraube 38 bewegt, die zwischen den Motor und den Schlitten geschaltet ist.Der Antriebsmotor 36 wird wie der Antriebsmotor 34 durch Befehlssignale aus der Datenverarbeitungsanlage 12 erregt. Es werden koordinierte Bewegungen der Schlitten 26 und 28 durch die Datenverarbeitungsanlage in Abhängigkeit von den dem Programmband 16 entnommenen digitalisierten Daten hervorgerufen, die das sich hin und her bewegende Schneidmesser 20 entlang einer Schneidbahn P führen. Auf diese Weise wird das Schneidmesser zum Schneiden von Musterstücken über jeden Abschnitt des das Flachmaterial tragenden Tisches verwendet.

Das Schneidmesser 20 hängt vorspringend von einer verstellbaren Plattform 40 herab, die an dem vorspringenden Ende des Y-Schlittens 28 befestigt ist. Die verstellbare Plattform bewegt die scharfe vordere Schneide des Messers in und ausser Schneideingriff mit dem Flachmaterial. Das Messer wird mittels eines auf der Plattform 40 angebrachten Antriebsmotors 42 hin und her bewegt. Ein weiterer (nichtdar-gestellter) Motor auf der Plattform dreht oder richtet das Messer um eine 0-Achse rechtwinklig zum Flachmaterial aus und bringt das Messer im allgemeinen mit der Schneidbahn an jeder Stelle in Fluchtlinie. Zwecks genauerer Beschreibung des Messerantriebs- und -tragmechanismus kann die US-PS 3 955 458 herangezogen werden. Natürlich können andere Arten von Schneidmessern wie die in der US-PS 3 350 969 gezeigten Bandmesser und die in der US-PS 3 776 072 gezeigten sich drehenden Schneidmesser verwendet werden. Weiterhin braucht das Schneidmesser nicht vollständig von der Plattform 40 vorspringend zum Eindringen in das Bett 24 herabzuhängen, sondern es kann mit einer Klingenführung und einem Fuss zusammenwirken, der unter der Auflage entlangläuft, wie dies in den US-PS 1 172 058 oder 3 245 295 gezeigt ist.

Fig. 2 zeigt die hauptsächlichen von der Maschine 10 bei einem automatischen Schneidvorgang benutzten Teile. Die primären Eingabedaten für die Maschine sind die Konturen der Musterstücke 46. Ein automatischer Markierungsgenerator 48 kann zum Anordnen der Musterstücke in Stellungsbeziehungen verwendet werden, die mit den Beziehungen der Stücke übereinstimmen, wenn sie aus dem Flachmaterial geschnitten werden. Der Markierungsgenerator 48 kann zu der in der US-PS 3 596 068 offenbarten automatischen, von einer Datenverarbeitungsanlage gesteuerten Art gehören. Von einer Datenverarbeitungsanlage gesteuerte Markierungsgeneratoren, die vollautomatisiert sind, schlies-sen eine Pack-Unterroutine ein, welche tatsächlich die Musterstücke innterhalb der Grenzen einer Markierung verschiebt und zusammenstösst, bis die zum Schneiden der Stücke erforderliche Materialmenge ein Minimum ist. Er-wartungsgemäss berühren sich die Musterstücke in der Markierung nach dem Packen und besitzen Stellen der Berührung, Stellen der dichten Annäherung, gemeinsame Konturensegmente zwischen benachbarten Stücken und in dichtem Abstand voneinander angeordnete parallele Segmente. Es sind genau diese Bedingungen und andere, die besondere Schneidtechniken, wie sie nachstehend beschrieben werden, erforderlich machen.

Die Markierung kann natürlich auch von Hand oder halbauton^tisch erzeugt werden. Bei dem manuellen Vorgang werden Pappdarstellungen der Muster auf einem Tisch verschoben, bis die am meisten verdichtete Reihe erhalten ist. Bei dem halbautomatischen Vorgang wird von einem wechselseitig wirkenden Graphiksystem Gebrauch gemacht. Bei diesem System werden die Musterstücke auf einer Platte oder dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre (CRT) angezeigt, die mit einer die Anzeige erstellenden Datenverarbeitungsanlage verbunden ist. Ein Indexiergerät wie ein elektrischer Handlesekopf oder Lichtschreiber wirkt mit der Platte oder der CRT zusammen und gestattet es den Stük-ken, in verschiedene Stellungen verschoben zu werden. Durch ein empirisches Ermittlungsverfahren, das dem gesamten manuellen Vorgang ähnlich ist, wird die dicht gepackte Reihe erhalten und, wenn an der abschliessenden Gruppierung angekommen ist, eingefroren.

Gleichgültig, von welchem Vorgang bzw. Verfahren Gebrauch gemacht wird: Die Markierung 50 oder die die Markierimg bestimmenden Daten werden die Eingabe der automatisch gesteuerten Schneidmaschine. Die Markierung für die numerisch gesteuerte Schneidmaschine muss auf digitale Daten reduziert werden, die aus dem Markierungsgenerator selbst kommen können, und in diesem Fall werden die Daten direkt einem Musterspeicher 54 zugeführt. Der Musterspeicher kann ein Packen Lochkarten oder Magnetband oder Lochstreifen wie das in Fig. 1 dargestellte Band 16 sein.

Wenn die Konturen und Stellungen der Musterstücke identifizierende digitalisierte Daten nicht bereits im Verlauf der Erzeugung der Markierung 50 erstellt worden sind, wird der Digitalisierer 52 zur Verminderung der Musterkonturen in der Markierung auf Punktdaten betätigt. Der Digitalisierer kann ein von Hand betätigbarer Digitalisierer oder ein Linienfolgegerät sein, das die Daten automatisch ausgibt und sie in den Musterspeicher 54 stellt. Auf diese Weise werden die Konturen der Musterstücke in dem Speicher als Reihe von digitalen Befehlen bestimmt, die gerade oder gekrümmte Liniensegmente darstellen, welche von den den Endpunkten jedes Segments zugeordneten X- und Y-Koordinaten identifiziert werden.

Die hauptsächlichen Teile der Datenverarbeitungsanlage 12 und die an die Datenverarbeitungsanlage gelieferten Grundeingaben sind ebenfalls in Fig. 2 dargestellt. Die Haupteingabe besteht natürlich aus Musterdaten aus dem Speicher 54.Die Datenverarbeitungsanlage empfängt des weiteren ein Schneidprogramm, das sich aus Standard-Ser-vo- und Kurvenalgorithmen zusammensetzt.Solche Algorithmen legen dem Zuschneidetisch 22 eigene Maschinenbefehlsberechnungen fest und berücksichtigen Beschränkungen wie die maximale Beschleunigungsrate. Die Algorithmen bestimmen auch, wann die Klinge entlang einer Schneid4

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bahn angehoben oder abgesenkt werden muss, und legen andere Funktionen fest, die zusammengefasst sämtliche von einem Schneidmesser und irgendwelchen Zubehörteilen ausgeführten Routinearbeiten während eines Schneidvorgangs einschliessen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung empfängt die Datenverarbeitungsanlage auch Wahlprogramme, wie nachstehend näher erläutert werden wird.

Auf die im Speicher 54 gespeicherten Musterdaten wird durch Rechenschaltungen 60 innerhalb der Datenverarbeitungsanlage eingewirkt, um die Daten auf Maschinenbefehle zu reduzieren, die in Echtzeit in einer Form ausgegeben werden, welche für die Servomotorantriebseinrichtungen auf dem Zuschneidetisch verständlich ist. Die Musterdaten treten in die Datenverarbeitungsanlage über einen Puffer 62 ein, und die Rechenschaltungen lesen die Daten nach Bedarf. Im Verlauf einer Rechenoperation werden die Schaltungen von dem in einem Speicher 64 gespeicherten Schneidprogramm gesteuert. Die Maschinenbefehle werden aus der Datenverarbeitungsanlage in Form von elektrischen Signalen ausgegeben und können direkt an den Zuschneidetisch 22 mit einer gesteuerten Rate angelegt werden, oder die Signale können in einem Puffer 66 zur Verwendung bei Bedarf gespeichert werden. Mit Ausnahme des Wahlprogrammspeichers 70, der Programmauswähleinrichtung 72 und der zugeordneten Schaltungen, die sämtlich nachstehend beschrieben werden, ist das in Fig. 2 gezeigte System herkömmlicher Art und auf dem Gebiet des numerisch gesteuerten Zuschneidens wohlbekannt.

Die grundlegenden oder fundamentalen Maschinenbefehlssignale, die aus den digitalisierten Musterdaten durch die Rechenschaltungen erstellt werden, schliessen X- und Y-Verschiebungssignale ein, welche an die Servomotoren 34 und 36 in Fig. 1 angelegt werden, um ein Bewegen des Schneidmessers 20 mit Bezug auf das Flachmaterial entlang der Schneidbahn zu bewirken. Um das Schneidmesser in und ausser Schneideingrilf mit dem Flachmaterial zu bewegen, werden des weiteren «Klinge aufwärts»- oder «Klinge ab-wärts»-Signale erzeugt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Signal zum Drehen der Klinge in der Datenverarbeitungsanlage aus den digitalisierten Daten errechnet, um das Schneidmesser um die 0-Achse herum tangential zur Schneidbahn an jeder Stelle entlang der Bahn auszurichten. Somit bestimmen die Verschiebungssignale, die «Aufwärts»- und «Abwärts»-Signale und die Drehungssignale vollständig die Grundbewegungen des Schneidmessers, die die Klinge veranlassen, eine genau bestimmte Bahn in Schneidbeziehung mit dem Flachmaterial zu durchqueren.

Ein hauptsächliches Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt im Einschliessen eines Wahlprogrammspeichers 70 und eines Schaltarmaturenbretts 72 der Programmauswähleinrichtung in die Datenverarbeitungsanlage. Der Wahlspeicher 70 ist mit den Rechenschaltungen verbunden, und diese benutzen die Wahlprogramme, wenn sie durch die Bedienungsperson der Maschine zum Verändern der grundlegenden oder fundamentalen Maschinenbefehlssignale ausgewählt werden. Dadurch, dass im Speicher 70 eine Anzahl von Wahlprogrammen geschaffen wird, kann die Bedienungsperson der Maschine oder jemand anders dasjenige Programm auswählen, das nach seiner Kenntnis, Erprobung und früherer Erfahrung die am sorgfaltigsten zugeschnittenen Musterstücke mit dem geringsten Schwierigkeitsgrad und Zeitaufwand herstellt. Einige der zu berücksichtigenden Faktoren sind die Art des zu schneidenden Materials, die besonderen Merkmale oder Konturen der Muster oder Reihe von Mustern, die Nähe der benachbarten Schnittlinien, die Tiefe der Auflage und die zulässigen Toleranzen der zugeschnittenen Musterstücke. Die automatisch gesteuerte

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Schneidmaschine mit dem Wahlprogrammspeicher 70 und dem Schaltarmaturenbrett 72 der Auswähleinrichtung ist vielseitiger, weil Markierungsmuster aus Flachmaterial mit oder ohne besondere in den Wahlprogrammen festgelegte Schneidtechniken geschnitten werden können. Da die Bedienungsperson das Schneidmesser nach Belieben steuern kann, ergibt sich hieraus eine bedeutende Verbesserung des Standes der Technik, weil dem Schneiden vorher durch das feste Programm Grenzen auferlegt wurden, das aus den digitalisierten Daten im Speicher 64 erstellt wird.

Für die Erhöhung der Schneidgenauigkeit als wünschenswert erachtete spezifische Wahlprogramme beziehen das Gieren des Schneidmessers mit ein. Unter «Gieren» versteht man den Unterschied zwischen dem Klingenwinkel mit Bezug auf irgendeine Bezugslinie und dem Geschwindigkeitsvektor oder eine Winkeldrehung oder Vorspannung des Schneidmessers aus einer Stellung heraus, die im allgemeinen mit der Schneidbahn fluchtet oder tangential zu dieser ist, wobei der Winkelbetrag eines derartigen Gierens im allgemeinen 10° nicht übersteigt (obwohl Werte bis zu 25° oder darüber verwendet werden können) und häufiger in den Bereich von 0 bis 5° fällt. Während es widersprüchlich erscheinen mag, die Klinge aus einer mit der Schneidbahn fluchtenden Stellung zu drehen, um die Genauigkeit zu erhöhen, ist ein derartiges Vorgehen doch für diesen Zweck wegen seitlicher Kräfte nützlich, die an die Klinge angelegt werden und die Klinge veranlassen, in Spur einer Bahn zu folgen, die von der, in der die Klinge läuft, verschieden ist.

Da das Gieren der Klinge im Grunde genommen eine Drehung der Klinge ist, besteht das Einbringen eines Wahl-Gierungsprogramms in das herkömmliche Schneidprogramm aus einem Kombinieren der Gierungsbefehle mit den herkömmlichen Klingendrehungsbefehlen, die üblicherweise ein Ausrichten mit der Richtung der Schneidbahn an jeder Stelle festlegen. Fig. 4 zeigt dementsprechend in einem Flussdiagramm die 9-Kanal-Unterroutine der Datenverarbeitungsanlage 12, die der Bestimmung der Befehlssignale für die Klingendrehung zugeordnet ist, wobei diese Signale die Drehung der Klinge um die 0-Achse rechtwinklig zum Tischbett 24 bestimmen. In Fig. 4 ist eine Anzahl von Wahl-Gierungsprogrammen veranschaulicht, die im Speicher 70 gespeichert sind. Jedes dieser Programme wird nachstehend in Verbindung mit der Operation der Unterroutine beschrieben.

Da jeder Datenpunkt durch die Datenverarbeitungsanlage 12 verarbeitet wird, wird die 0-Kanal-Unterroutine bei 80 eingegeben und in Verbindung mit die benachbarten Liniensegmente der gewünschten Schneidbahn festsetzenden Daten der Winkel an der fraglichen Stelle zwischen den benachbarten Liniensegmenten bei 82 errechnet. Dann wird dieser Winkel zu dem bestehenden Klingendrehungswert bei 84 hinzugezählt, so dass unter normalen Umständen und in Abwesenheit jedweder besonderer Gierungsbefehle dem Schneidmesser der Befehl erteilt wird, sich entlang der programmierten Schneidbahn in Fluchtlinie mit der Bahn zu bewegen.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird das Klingendrehungssignal dann jedoch über ein Abfrageglied 86 in den Rechenschaltungen 60 oder den in Fig. 2 dargestellten Wahlprogrammspeicher 70 verarbeitet. Das Glied 86 wird durch das Schaltarmaturenbrett 72 der Programmauswähleinrichtung gesteuert, das in Fig. 2 und ausführlicher in Fig. 3 dargestellt ist. Das Armaturenbrett hat einen «festen» Schalter 88, und wenn dieser von der Bedienungsperson der Maschine niedergedrückt wird, aktiviert das Glied 86 das feste Gierungsprogramm.

Das feste Gierungsprogramm fügt einem vorbestimmten Betrag an Gierungsvorspannung oder -kompensation der bei

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84 errechneten Drehung hinzu, und der Wineklbetrag ist konstant oder an jeder Stelle auf der Schneidbahn der gleiche; er kann jedoch durch die Bedienungsperson mittels des Einstellknopfes 90 auf dem Armaturenbrett der Auswähleinrichtung eingestellt werden. Der ausgewählte Betrag kann von dem Anzeigemesser 92 neben dem Knopf abgelasen werden. Der Sinn oder die Richtung der Gierungsvorspannung wird ebenfalls durch den Knopf 90 festgelegt, und somit ist klar, dass die Vorspannung das Schneidmesser leicht nach einer Seite der Schnittlinie oder nach der anderen drehen kann. Die Vorspannung wird vorzugsweise so eingestellt, um das Schneidmesser auf das Innere des Musterstückes zu drehen, so dass dicht nebeneinanderliegende Musterstücke nicht versehentlich beim Überschreiten von Punkten der Berührung oder der dichtesten Annäherung durch das Schneidmesser zerschnitten werden. Wenn ein Musterstück im Uhrzeigersinn digitalisiert ist, durchquert das Schneidmesser die Peripherie des Musterstücks im gleichen Sinn. Wenn dem Schneidmesser auf das Innere des Musterstückes zu eine Gierung verliehen werden soll, muss die Klinge im Uhrzeigersinn um ihre Hin- und Herbewegungsachse herum gedreht werden, die, wie durch den Messer 92 in Fig. 3 gezeigt, als positive Vorspannung bezeichnet ist. Wenn jedoch ein Musterstück im Gegenuhrzeigersinn digitalisiert worden ist, wird die Bedienungsperson mittels der Signallampe 94 davon in Kenntnis gesetzt, die auf in den digitalisierten Musterdaten gespeicherte Information anspricht. In einem solchen Fall muss der Sinn der Vorspannung umgekehrt werden, um eine Gierungsvorspannung auf das Innere des Musters zu aufrechtzuerhalten.

Das feste im Wahlprogrammspeicher 70 gespeicherte Gierungsprogramm ist im einzelnen in Fig. 4A unter der «JA»-Verzweigung des Abfragegliedes 86 veranschaulicht. Da es wünschenswert ist, die Richtung zu kennen, in der das Schneidmesser das Musterstück durchquert, ist ein Tor 98 vorgesehen. Wenn die Klinge das Muster im Uhrzeigersinn durchquert, wird der fest durch den Knopf 90 festgelegte Gierungswinkel zu dem bei 84 errechneten Klingendrehungswinkel bei 100 algebraisch hinzugezählt, und die Unterroutine wird bei 102 austreten. Wenn die Klingenbewegung im Gegenuhrzeigersinn erfolgt, wird der feste Gierungswinkel bei 104 von dem errechneten Winkel algebraisch abgezogen, und die Ungerroutine wird bei 106 austreten.

Wenn kein festes Gierungsprogramm von der Bedienungsperson am Glied 86 ausgewählt wurde, wird ein proportionales Gierungsprogramm am Abfrageglied 110 geprüft. Das proportionale Gierungsprogramm ist einleuchtender durch die fragmentarische Draufsicht auf die Auflage L in Fig. 5 veranschaulicht, bei der das Schneidmesser 20 an verschiedenen Stellen entlang der Schneidbahn P dargestellt ist.

Das proportionale Gierungsprogramm setzt im allgemeinen einen Gierungswinkel fest, der so berechnet ist, dass er proportional der Krümmung der Schneidbahn an der fraglichen Stelle ist. Wie aus der Stellung des in vollen Linien ausgezogenen Messers 20 ersichtlich, ist dasselbe in einem Winkel a in bezug auf die Tangente der Schneidbahn an dieser Stelle gedreht. Zum Zwecke der Klarheit ist der Winkel a übertrieben gross dargestellt; üblicherweise würde er die vorstehend erwähnte 10°-Grenze nicht überschreiten. An der nächsten Stelle, an der das Schneidmesser 20 in gestrichelten Linien dargestellt ist, ist der Winkel zwischen der Schneidbahn und dem Messer aufgrund der geringeren Krümmung der Bahn an dieser Stelle etwas kleiner. An der letzten Stelle, an der das Schneidmesser ebenfalls in gestrichelten Linien dargestellt ist, ist die Schneidbahn P gerade und der Gierungswinkel somit gleich Null, so dass das Messer im allgemeinen mit der Schneidbahn ausgerichtet erscheint. Die Steuerung der Gierungsvorspannung im Verhältnis zur Krümmimg der Bahn wird als nützlich angesehen, weil die Drehung des Messers dahin tendiert, dieses in die neue Richtung umzulenken, von der angenommen wird, dass das Messer sie nach einer beliebigen begrenzten Verschiebung einnehmen wird. Das Messer neigt somit dazu, seine nächste Stellung vorwegzunehmen, und die Wirkungen der auf der Klinge hervorgerufenen seitlichen Kräfte werden verringert, wenn nicht sogar ganz aufgehoben. Da es mit zunehmender Krümmung der Bahn eines stärkeren Ansprechens bedarf, wird die Gierungsvorspannung dieses Programms proportional der Krümmung gemacht. Der Proportionalitätsfaktor kann durch eine Anzahl von Faktoren, wie das zu schneidende Material, die Konfiguration der Klinge und die Tiefe der Auflage, festgelegt werden, und es ist von Vorteil, diesen Faktor entsprechend variieren zu können.

Die proportionale Gierungsvorspannung wird durch die Bedienungsperson der Maschine mittels des «Proportional»-Schalters 112 auf dem Armaturenbrett der Auswähleinrichtung in Fig. 3 ausgewählt. Beim Niederdrücken des Schalters aktiviert das Glied 110 in Fig. 4A die Proportional-Pro-grammroutine, die der «JA»-Verzweigung des Gliedes zugeordnet ist. Da jeder digitalisierte Datenpunkt entlang der Peripherie des Musterstückes verarbeitet wird, wird die Bahnkrümmung an der Stelle bei 114 errechnet. Diese Berechnungen gehören zum Stand der Technik, weil das Geschwindigkeitsprofil der Schneidmesserbewegung auch auf der Bahnkrümmung basiert. Die Gierungsvorspannung oder der der Krümmung proportionale Winkel derselben wird dann bei 116 errechnet. Wenn am Tor 118 festgelegt wird, dass das Schneiden im Uhrzeigersinn erfolgen soll, wird der proportionale Gierungswinkel zu der bei 84 errechneten Klingendrehung bei 120 algebraisch hinzugezählt, und die Unterroutine wird bei 122 austreten. Wenn das Schneiden im Gegenuhrzeigersinn erfolgt, wird die proportionale Gierung bei 124 von der errechneten Klingendrehung algebraisch abgezogen, und die Unterroutine wird bei 126 austreten. Die Klingendrehung könnte aber auch mit einem Multiplizieroder anderen Faktor errechnet werden, der als Funktion der Bahnkrümmung verändert wird.

Wenn keine proportionale Gierung von der Bedienungsperson der Maschine ausgewählt wurde, wird das Abfrageglied 130 geprüft, um zu bestimmen, ob ein zeitüch abgestimmtes Gierungsprogramm ausgewählt worden ist. Das Glied 130 wird durch die Bedienungsperson der Maschine über den ®Zeitabstimmungs»-Schalter 132 auf dem Armaturenbrett der Auswähleinrichtung in Fig. 3 erregt. Ein zeitlich abgestimmtes Gierungsprogramm ist ein Programm, bei dem die Gierungswinkel empirisch bestimmt oder auf vorher ausgewählte Werte eingestellt sind, die sich unter den gegebenen Schneidbedingungen als besonders wirkungsvoll erwiesen haben.

Fig. 6 zeigt beispielsweise ein Schneidmesser 20 in Draufsicht, wie es sich gerade durch eine Bahn aus gewebtem Material mit anisotropischen Stärkeeigenschaften vorwärtsbewegt. Die das gewebte Material bildende Fasermatrix setzt sich insbesondere aus einem Satz von Fasern S zusammen, die sich in eine Richtung erstrecken und sonderlich stärker als die eines weiteren Satzes von Fasern W sind, die sich rechtwinklig zu den Fasern S erstrecken. Solche anisotropischen Eigenschaften lassen sich in vielen Stoffen wie «De-nim» und in Stoffen finden, bei denen Kunstfasern mit Naturfasern vermischt sind. Es wurde festgestellt, dass der Gierungsbetrag, der zum Halten der Schneidmessers auf der Schneidbahn erforderlich ist, wenn das Messer sich in eine Richtung mit Bezug auf die Fasern bewegt, von dem Betrag verschieden ist, der erforderlich ist, wenn das Messer sich in

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eine andere Richtung bewegt. Man glaubt, dass die Erklärung für derartige unterschiedliche Werte in der Tatsache zu suchen ist, dass die auf die scharfe vordere Schneide des Messers treffenden stärkeren Fasern einen anderen Einfluss auf die Schneidwirkung des Messers haben als die schwächeren Fasern. Die starken und schwachen Fasern können auch unterschiedliche Feder- und Schneideigenschaften besitzen, die ein unterschiedliches Weglenken von oder Zurückweichen der Fasern vor der winkelförmig ausgerichteten Klinge bewirken. Wenn die Klinge sich in einem Winkel zu den stärkeren Fasern bewegt und die verjüngte vordere Seite der Klinge dabei fast parallel zu den stärkeren Fasern, wie in Fig. 6 dargestellt, verläuft, werden die stärkeren Fasern zuerst geschoben und üben auf die eine Seite der vorderen Kante grössere Ablenkkräfte aus als die schwächeren Fasern auf die andere Seite, und folglich ist eine stärkere Gierungskompensation erforderlich. Anderseits ist, wenn sich die Klinge quer zu den stärkeren Fasern bewegt, die Wirkung auf die eine Seite der Schneide im wesentlichen die gleiche wie die auf die andere Seite, und es ist keine Kompensation notwendig. Dies trifft auch zu, wenn die Klinge sich in Querrichtung zu den schwächeren Fasern bewegt. Eine ähnliche Wirkung kann bei gewirkten Materialien beobachtet werden.

Diese Theorie wird durch ein Schneiden von Prüflinien oder -mustern gegebener Form, wie sie in der Draufsicht in Fig. 8 dargestellt sind, und ein Ausrichten der Linien oder Muster in verschiedenen Winkeln zu den Fasern bei verschiedenen Versuchen bestätigt. Dieses Prüf- und Schneidverfahren ist z.B. in der DE-OS 2 817 675 beschrieben.

Während das Schneidmesser 20 das Prüfmuster in Fig. 8 durchquert, werden die zwischen dem gewebten Material und dem Schneidmesser erzeugten seitlichen Kräfte gemessen oder die Schnitte nach dem Durchqueren geprüft. Der Winkel der Klinge wird dann durch Einführen eines bestimmten Gierungsbetrages eingestellt, und der Versuch wird fortgesetzt oder so lange wiederholt, bis die Gierungswinkel, die den seitlichen Kräften entgegenwirken und diese ausnullen oder genaue Schnitte bewirken, festgelegt sind. Aus den beim Beispiel in Fig. 8 dargestellten Gierungskompensa-tionswinkeln lässt sich erkennen, dass für eine Nullbelastung und eine maximale Genauigkeit im Zuschnitt oder in der Identität der Muster die gleiche Gierungsvorspannung oder der gleiche Kompensationswinkel entlang paralleler Seiten des Prüfmusters erforderlich ist; jedoch macht jedes Paar von parallelen Seiten eine unterschiedliche Kompensation notwendig. Eine derartige Kompensation kann auf die Stärke und die Ausrichtung der Fasern in dem Material bezogen sein.

Wenn die Linien oder das Prüfmuster in einen geringfügig verschiedenen Winkel mit Bezug auf die Fasern gedreht werden, wird ein weiterer Versuch zur Festlegung anderer Gierungswerte für die Nullbelastung durchgeführt. Am Schluss einer Anzahl von Versuchen ist ein Plan von Gierungswinkeln für begrenzt unterschiedliche Schneidrichtungen bestimmt worden, und durch Interpolation kann ein vollständiger Winkelplan für sämtliche Richtungen erstellt werden. Fig. 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Plans von Gierungswinkeln als Funktion des Winkels 0 oder der Richtung veranschaulicht, in der sich eine Schneidbahn durch anisotropisches Material erstreckt. Es ist zu beobachten, dass der Plan über einen 180°-Zyklus hinweg variiert, wie dies durch die in Fig. 8 dargestellten Gierungswinkel impliziert wird. Es versteht sich jedoch von selbst, dass andere Gierungskompensationspläne für andere Tucharten und Schneidbedingungen festgelegt werden können.

Ein spezieller Plan von Gierungswinkelwerten kann ohne weiteres im Wahlprogrammspeicher 70 programmiert oder

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ein die Form eines Bandlesers 133 und auswechselbarer Bandkassetten 135 annehmender getrennter Speicher zwecks leichteren Programmierens in das Armaturenbrett der Auswähleinrichtung eingebracht werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn das Abfrageglied 130 das zeitlich abgestimmte Programm aktiviert hat, wird der Gierungswert bei 134 aus dem passenden Speicher bestimmt. Daraufhin wird der Wert zu dem bei 84 errechneten Klingendrehungswert bei 136 hinzugezählt, und die Unterroutine wird bei 138 austreten. Es ist ohne weiteres einleuchtend, dass die Anzahl der im Speicher 70 gespeicherten, zeitlich abgestimmten Gierungsprogramme nur durch die Speicherkapazität begrenzt ist, vorausgesetzt, dass ein geeigneter Auswählschalter auf dem Armaturenbrett 72 der Programmauswähleinrichtung vorgesehen ist. Wenn auswechselbare Bandkassetten verwendet werden, ist die Anzahl der Programme unbegrenzt.

Wenn das Glied 130 nicht erregt worden ist, kann ein dynamisch abgeleitetes Gierungsprogramm durch die Bedienungsperson der Maschine über das Abfrageglied 140 in Fig. 4B mittels des «abgeleiteten» Schalters 142 in Fig. 3 ausgewählt werden. Das Gierungsprogramm wird in diesem Fall aus Schneidparametersignalen erhalten, die zur Datenverarbeitungsanlage 12 aus einem Sensor oder einem Wandler zurückgeleitet werden, der den fortschreitenden Schneidvorgang überwacht. Die von dem Wandler erzeugten Rück-koppelungssignale werden dann in Gierungssignale umgewandelt, wie dies bei 144 in Fig. 4B dargestellt ist. Das auf diese Weise abgeleitete Gierungssignal wird anschliessend bei 146 zu der bei 84 errechneten Klingendrehung hinzugezählt, und die Unterroutine wird bei 148 austreten. Das von einer Schneidparameterrückkoppelung Gebrauch machende Verfahren ist z.B. in der DE-OS 2 817 674 beschrieben.

Hinsichtlich eines Beispiels einer Vorrichtung zum Überwachen der Schneidparameter bei fortschreitendem Schneidvorgang sei auf Fig. 9 bis 11 verwiesen. In Fig. 9 und 10 ist das im allgemein flache Schneidmesser 20 mit einer scharfen vorderen Kante 150 und einer parallelen hinteren Kante 152 in einer Stange 154 angebracht, die innerhalb einer schlittenmontierten Muffe 156 mittels des Antriebsmotors 42 hin und her bewegt wird. Ein Dehnungsmesswandler 160 ist an der Seite der Muffe 156 zum Messen von seitlichen Belastungen auf das Schneidmesser angebracht. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, verbiegt eine derartige Belastung, die durch das Flachmaterial hervorgerufen werden kann, durch das die Klinge läuft, die Klinge in die durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung und veranlasst somit den unteren Abschnitt des Schneidmessers, einer anderen Schneidbahn in Spur zu folgen und ein anderen Musterstück als der obere Abschnitt der Klinge herzustellen. Diese Belastung und ihre Wirkung auf die Bewegung des Schneidmessers kann durch Einführen eines Gierungswinkels korrigiert werden, der im allgemeinen den Wirkungen der seitlichen Kräfte entgegenwirkt und es dem Schneidmesser gestattet, entlang der gewünschten Schnittlinie fortzufahren, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit dem zeitlich abgestimmten Gierungsprogramm vorgeschlagen wurde.

Zu diesem Zweck misst der Wandler 160 die seitliche Belastung auf das Schneidmesser und erzeugt Rückkop-pelungssignale, die der Belastung proportional sind. Innerhalb der Datenverarbeitungsanlage 12 kann auf solchen Rückkoppelungskräften durch ein Programm gearbeitet werden, das eine lineare Beziehung oder Übertragungsfunktion, wie in Fig. 11 dargestellt, besitzt. Grundsätzlich wird, wenn die Rückkoppelungskraft F ermittelt ist, der Betrag der Gierungsvorspannung so berechnet, dass er proportional der Kraft und von entgegengesetztem Sinn ist. Natürlich können andere Rückkoppelungssignale und lineare oder nichtlineare Funktionen zum dynamischen Errechnen oder

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Festsetzen des Gierungswertes in jedem gegebenen Fall verwendet werden.

Wenn das Abfrageglied 140 in Fig. 4B das abgeleitete Programm nicht aktiviert hat, wird dasAbfrageglied 190 geprüft. Das dem Glied 190 zugeordnete Programm fügt den die Klingenausrichtung steuernden Maschinenbefehlen einen Gierungszitterplan hinzu und veranlasst die Klinge, sich um vorher ausgewählte Beträge intermittierend und schnell aus der mit der Schneidbahn fluchtenden Stellung heraus und wieder in sie zurück zu bewegen, ohne ein wesentliches Segment der Schneidbahn während der Drehung zu durchqueren. Solche intermittierenden Drehungen sind dann wünschenswert, wenn das Schneidmesser 20 bespielsweise eine von dem schlaffen Flachmaterial ausgehende unausgeglichene seitliche Belastung aufgrund des Nichtvorhandenseins oder Fehlens von seitlicher Abstützung an einer Seite der Klinge in der Nähe der Ränder der Auflage oder an dicht nebeneinanderliegenden Schnitten erfahrt oder wenn die Klingenbelastung wegen der in Verbindung mit Fig. 6 beschriebenen anisotropischen Materialeigenschaften unausgeglichen ist. Das Messer wird vorzugsweise auf die Seite der Bahn zu gedreht, von der her die stärkste seitliche Belastung angelegt wird, und somit wird im Falle des Durchquerens einer Kurve das Messer intermittierend auf das Innere der Kurve zu gedreht oder im Falle von anisotropischen Materialien das Messer auf die stärkeren Fasern zu gedreht. Die während des Vorwärtsbewegens des Messers erfolgende abrupte Drehung schneidet das Material in Stufen und hebt die vom Material verursachte Belastung und Klingenbeanspruchung auf.

Fig. 13 zeigt eine fragmentarische Ansicht der Auflage L und der vom Messer 20 durchquerten Schneidbahn P, wenn der Klingenbewegung ein Zittern auferlegt wird. Es wird angenommen, dass die rechte Seite der Klinge eine schwere seitliche Belastung unter den dargestellten Bedingungen erfährt, und daher werden die kleinen Stufen d in der Schneidbahn nach rechts erzeugt. Die dargestellten Stufen d sind zum Zwecke des besseren Verständnisses übertrieben gross eingezeichnet und würden in einem zugeschnittenen Musterstück kaum bemerkt werden so lange, wie der Zitterbetrag auf beispielsweise nicht mehr als 10° begrenzt ist und innerhalb eines kurzen Bahnsegements ausgeführt wird. Fig. 14 zeigt einen Zeitplan von Zitterbefehlsimpulsen, die die in Fig. 13 gezeigte Schneidbahn erstellen. Die Breite jedes Impulses sollte verhältnismässig kurz sein, und die Frequenz der Impulse kann in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Messers oder der Krümmung der Bahn ausgewählt werden, so dass das sich vorwärtsbewegende Messer im allgemeinen auf der gewünschten Schneidbahn bleibt.

Das der «JA»-Verzweigung des Abfragegliedes 190 zugeordnete Zitterprogramm wird durch den Steuerschalter 192 auf dem Armaturenbrett 72 der Auswähleinrichtung in Fig. 3 aktiviert und kann mehrere unterschiedliche Formen annehmen, was davon abhängt, wie das Zittern angelegt werden soll. Das in Fig. 4B dargestellte Programm legt ein Zittern an die errechnete Klingendrehung als Funktion der Bahnkrümmung an, und somit wird diese Krümmung bei 194 bestimmt. Da das Zittern die Klinge aus der Kurve nach innen drehen sollte, wird der Sinn der Krümmung bei 196 bestimmt. Wenn die Krümmung in einem Sinn als positiv angesehen wird, werden zu der errechneten Drehung bei 198 Zitterimpulse hinzugefügt, und diese Impulse werden vorzugsweise in einer Rate entlang der Schneidbahn hinzugefügt, die der Krümmung proportional ist. Mit anderen Worten: Wenn die Krümmung scharf ist, werden Zitterimpulse häufiger hinzugefügt, während die Zitterimpulse, wenn die Krümmung schwach ist, weniger häufig sind. Dann lässt man das Programm bei 200 austreten. Wenn die Krümmung sinngemäss negativ ist, werden die Zitterimpulse von der errechneten Drehung bei 202 abgezogen, und zwar wieder in einer Rate, die der Krümmung proportional ist, und das Programm wird bei 204 austreten. Natürlich kann das Zittern zu einer Funktion einer einzigen Variablen oder einer Kombination von Variablen wie Krümmung und Winkelbeziehung der Schneidbahn und der Fasern in gewebtem Flachmaterial gemacht werden. Weitere Formen des Zitterns können in Übereinstimmung mit dem speziellen gerade adressierten Schneidproblem benutzt werden. Obwohl das Flussdiagramm in Fig. 4 vorschlägt, dass das Zitterprogramm für sich allein verwendet wird, ist es auch möglich, von einem Zittern in Kombination mit anderen Wahlprogrammen Gebrauch zu machen.

Für den Fall, dass die Bedienungsperson der Maschine keines der Gierungsprogramme im Wahlprogrammspeicher ausgewählt hat und dass dementsprechend keines der Programme mittels der Abfrageglieder 86,110,130,140 oder 190 in Fig. 4 aktiviert worden ist, gibt die Unterroutine die errechnete Klingendrehung bei 170 ohne Gierungsvorspannung aus und tritt bei 172 aus.

Ein anderes Verfahren zum Zuschneiden von Musterstücken leicht unterschiedlicher Grösse aus Flachmaterial ist in Fig. 12 veranschaulicht und kann ebenfalls aus einem Wahl-Schneidprogramm auf die gleiche Weise Nutzen ziehen wie das mehr herkömmliche Schneidverfahren, das versucht, das Schneidmesser entlang einer Schneidbahn zu führen, die mit einer Musterstückkontur zusammenfällt. Fig. 12 ist eine fragmentarische Draufsicht auf die Auflage L an einer von Musterstücken A, B, C und D eingenommenen Stelle. Das Schneidmesser 20 ist im Verlauf des Druchquerens einer gestrichelten Schneidbahn T dargestellt, die mit der gegebenen Peripherie des Musterstückes A nicht zusammenfallt, sondern der Peripherie ähnlich und innerhalb derselben um einen vorbestimmten Betrag b versetzt ist. Während die entlang der Bahn T zugeschnittenen Stücke nicht genau die gleiche Grösse wie das festgelegte Musterstücke A besitzen werden, ist der Grössenunterschied nicht von wesentlicher Bedeutung, wenn die Versetzimg zwischen der festgelegten Peripherie und der Schneidbahn nicht grösser als 0,8 mm (V32 Zoll) ist. Normalerweise werden Musterstücke auf Genauigkeiten über 8,8 mm (1/32 Zoll) nicht zugeschnitten, und demzufolge kann ein etwas zu klein geratenes Stück wenig oder gar keine nachteilige Wirkung auf das Endprodukt haben.

Vom Standpunkt des Schneidens aus gesehen, erleichtert die Versetzung bedeutend das Problem des Zuschneidens von Musterstücken, die dicht gepackt sind und lange, dünne Materialzüge in den Zwischenräumen der Musterstücke begrenzen. Das Musterstück C passt sich nicht genau an das Musterstück A an, und somit trennt ein sehr dünner und langgestreckter Tuchabschnitt die Stücke, wenn sie dicht gepackt sind. Das Musterstück B berührt das Musterstück A an einer Stelle und begrenzt zwei Züge von dazwischenliegendem Tuch an jeder Seite des Berührungspunktes. Ein ähnlicher Zustand besteht zwischen dem Musterstück A und dem Musterstück D. Wenn herkömmliche Schneidtechniken angewendet werden, d.h. wenn das Schneidmesser 20 entlang einer Schneidbahn geführt wird, die mit den Musterstückperipherien zusammenfällt, trifft man auf Schwierigkeiten, egal, welches der Musterstücke zuerst zugeschnitten wird. Mit der gezeigten und beschriebenen Versetzung werden diese Schwierigkeiten beträchtüch gemindert, vorausgesetzt, dass sich das Schneidmesser genau entlang der vesetz-ten Schneidbahn bewegt. Die vorstehend beschriebenen Wahlprogramme unterstützen dieses andere Schneidverfahren in dieser Hinsicht.

Während die Auswahl der vorstehend beschriebenen

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Wahlprogramme durch die Bedienungsperson der Schneidmaschine über das Schaltarmaturenbrett 72 der Auswähleinrichtung vorgenommen wird, kann solch ein Auswählen auch durch die Datenverarbeitungsanlage 12 selbst, basierend auf einer Analyse der im Musterspeicher 54 gespeicherten Musterdaten und den Bedingungen eines gegebenen Schneidvorgangs, erfolgen. Diese Analyse würde ein Identifizieren von Berührungen und dicht nebeneinanderliegenden Schneidbahnen gestatten, so dass das Gieren oder Verlangsamen durch Auswählen des geeigneten Programms befohlen werden könnte. Die Auswahl wird gegebenenfalls aufgrund der Tiefe der zu schneidenden Auflage, die Art des Materials in der Auflage und anderer Faktoren vorgenommen, die von den im Speicher 54 gespeicherten Daten oder dem Programm im Speicher 64 nicht eingeschlossen sind.

Bei automatisierten Systemen mit dem automatischen Markierungsgenerator 46 ist es auch möglich, die kritischen Stellen in einer Markierung wie Stellen der Berührung oder der dichten Annäherung und dicht nebeneinanderliegende parallele Schneidbahnen zu identifizieren, während die Markierung gerade erzeugt wird. Dann liefert der Markierungsgenerator die kritischen Stellen identifizierende Information oder Daten an die Datenverarbeitungsanlage 12, so dass diese das geeignete Wahlprogramm, basierend auf Analysen der Schneidbedingungen an den kritischen Stellen, auswählen kann.

Fig. 15 und 16 zeigen eine weitere automatisch gesteuerte Schneidmaschine, die allgemein mit 250 bezeichnet ist und ein Schneidwerkzeug in Form eines hin und her bewegten Schneidmessers 252 besitzt, das in Schneideingriff mit einer Auflage L auf einem Zuschneidetisch 254 geführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wirkt das Schneidmesser 252 mit einem (nichtdargestellten) Fuss zusammen, der sich mit dem Messer unter der Auflage aus dem Flachmaterial und oben auf dem Tisch 254 bewegt. Der Tisch hat somit kein durchlässiges Bett, obwohl eine dünne Schicht aus zusammenpressbarem Material zwischen der Auflage und dem Tisch wünschenswert ist, um es dem Fuss zu erlauben, das Material herunterzudrücken und nicht-störend unter der Auflage durchzulaufen, während das Schneidmesser eine Schneidbahn durchquert. Zwecks ausführlicherer Beschreibung und Darstellung eines derartigen Schneidmechanismus kann die US-PS 3 245 295 herangezogen werden.

Die grundlegenden Daten zum Steuern der Bewegung des Schneidmessers während eines Schneidvorgangs sind in einer Markierungszeichnung D oder einem anderen Medium wie einer Schablone enthalten und werden mittels eines Li-nienfolgegeräts 256 erhalten. Das Linienfolgegerät ist eine Spurfolgeeinrichtung, die an einer entfernten Stelle einer graphischen Darstellung der Schneidbahn oder den zu schneidenden Konturen folgt und die Bewegung des Messers 252 in der Auflage L gleichzeitig entsprechend steuert. Die Zeichnung D kann beispielsweise eine graphische Darstellung der Markierung beinhalten, die vom Schneidmesser 252 in der Auflage L geschnitten werden soll. Während eines Schneidvorgangs bewegt sich das Linienfolgegerät entlang der Linien T vor und ruft Ausgangssignale hervor, auf denen von der Datenverarbeitungsanlage 280 gearbeitet wird und die die Bewegung des Linienfolgegeräts in spurfolgender Beziehung zu den Linien fortsetzen. Der innere Aufbau und die Arbeitsvorgänge eines Linienfolgegeräts sind einschlägig bekannt, und zwecks einer eingehenderen Beschreibung eines derartigen Folgegeräts kann die US-PS 3 529 984 herangezogen werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Schneidmaschine 250 sind die Tische 254 und 260 parallel zueinander angeordnet, und ein gemeinsamer X-Schlitten 262 ist

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rittlings auf den Tischen angebracht und trägt sowohl das Schneidmesser 252 als auch das Linienfolgegerät 256 in herabhängender Beziehung. Der Schlitten 262 durchquert die Tische in der eingezeichneten X-Koordinatenrichtung mittels eines X-Antriebsmotors 264 und zugeordneter Zahnstangen auf eine Weise, die der des in Fig. 1 dargestellten X-Schlittens 26 ähnlich ist. Ein Y-Schlitten 266 trägt das Schneidmesser 252 zwecks Relativbewegung zum X-Schlitten 262 und zum Tisch 254 in der eingezeichneten Y-Rich-tung, und ein weiterer Y-Schlitten 268 trägt das Linienfolgegerät 256 zwecks ähnlicher Relativbewegung zum Tragtisch 260.

Die Schlitten 266 und 268 sind untereinander mittels einer von einem Y-Antriebsmotor 272 angetriebenen Führungsschraube 270 verbunden. Auf diese Weise sind das Linienfolgegerät 256 und das Schneidmesser 252 durch die Schlitten und den Verbindungsmechanismus zum Bewegen in paralleler Beziehung sowohl in der X- als auch in der Y-Koordinatenrichtung mechanisch verbunden.

Hinzu kommt, dass das Schneidmesser 252 um eine 8-Achse herum rechtwinklig zum Zuschneidetisch 254 mittels eines O-Antriebsmotors 286 (Fig. 17) auf dem Schlitten 266 gedreht und mittels eines weiteren (nichtdargestellten) schlittenmontierten Motors in und ausser Schneideingriff mit der Auflage L bewegt wird. Der (nichtdargestellte) Motor zum Hin- und Herbewegen des Schneidmessers ist ebenfalls auf dem Y-Schlitten 266 angebracht.

Während eines Schneidvorgangs geben, während das Linienfolgegerät 256 gerade einer Linie T in Spur folgt, die Ausgangssignale aus dem Folgegerät die Tangentialrichtung oder die Ausrichtung der nachgezogenen Linie an jeder Stelle an, und die Signale werden über ein elektrisches Kabel auf einen Steuercomputer 200 übertragen. Innerhalb des Computers werden die Ausgangssignale zum Entwickeln von Maschinenbefehlssignalen verwendet, die an die Antriebsmotoren 264 und 272 geliefert werden und das Linienfolgegerät veranlassen, sich entlang der in Spur gefolgten Linie vorwärtszubewegen. Da die Bewegungen des Schneidmessers 252 die Bewegungen des Linienfolgegeräts parallelisieren, entspricht die Schneidbahn P, die durch das im Eingriff mit dem Material befindliche Messer 252 erstellt wird, der nachgezogenen Linie. Mit anderen Worden: Das Schneidmesser 252 ist dem Linienfolgegerät untergeordnet und erstellt Schneidbahnen in der Auflage, die den in der Markierungszeichnung D in Spur gefolgten Linien entsprechen.

Fig. 17 zeigt schematisch ein Steuersystem, durch das das Schneidmesser und das Linienfolgegerät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zusammenwirken. Die Bauelemente im Steuercomputer 280 sind innerhalb der gestrichelten Linie identifiziert.

Das Linienfolgegerät erzeugt zwei analoge Spannungssignale Ex und Ey, die über einen Speiseratenprogrammierer 282 zwecks Erregens des X-Antriebsmotors 264 und des Y-Antriebsmotors 272 verarbeitet werden. Die Antriebsmotoren veranlassen ihrerseits das Linienfolgegerät, sich entlang der nachgezogenen Linie zu bewegen, und das Schneidmesser, eine entsprechende Schneidbahn zu erstellen. Der Programmierer 282 liegt die Rate fest, in der die Motoren angetrieben werden und das Linienfolgegerät und das Schneidmesser sich vorwärtsbewegen.

Die Ausgangsspannungssignale Dx und Ey werden weiter einem Anstiegsgeneratot 284 zugeführt, der aus dem Verhältnis der Spannungen die Winkelausrichtung des nachgezogenen Liniensegments mit Bezug auf die X- oder Y-Koordinatenachse bestimmt. Der Generator erzeugt ein Ausrichtungssteuersignal, das an den 0-Antriebsmotor 286 über eine Summierverbindung 288 angelegt wird, und der Antriebsmotor richtet das Messer 252 entsprechend aus. Bis hierhin

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sind die Steuerungen des Linienfolgegeräts herkömmlicher Art und erzeugen Grundbefehle, die die Antriebsmotoren veranlassen, das Schneidmesser tangential entlang der Schneidbahn zu bewegen.

Um eine erfindungsgemässe Gierungssteuerung einzuführen, ist ein Gierungsprogrammierer 290 innerhalb des Steuercomputers 280 vorgesehen, der die Spannungssignale empfängt, aus denen die Winkelausrichtung für die nachgezogene Linie und die Schneidbahn festgelegt wird. Der Programmierer 290 kann jedoch zusätzlich ein oder mehrere Wahlprogramme wie diejenigen einschliessen, die insbesondere in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie unter Bezugnahme auf Fig. 4A und 4B beschrieben sind. Der Programmierer kann beispielsweise ein solches zeitlich vorher abgestimmtes Gierungsprogramm einschliessen, wie es in Fig. 7 veranschaulicht ist. Zusätzlich oder alternativ kann ein Sensor 292 dem Schneidmesser zugeordnet sein, um Schneidparameter wie diejenigen Kräfte zu messen, wie sie vorstehend in Verbindung mit Fig. 9 und 10 beschrieben sind, und der Programmierer kann ein solches Gierungsprogramm einschliessen, wie es in Fig. 11 veranschaulicht ist. Aus den Programmen erstellt der Programmierer ergänzende Befehle, die den grundlegenden Befehlen an der Summierverbindung 288 hinzugefügt werden. Dann wird das Schneidmesser entlang der Schneidbahn mit den durch die ergänzenden Gierungsbefehle veränderten grundlegenden Befehlen bewegt.

Wenn das Linienfolgegerät eine optische Einrichtung ist, die Darstellungen der Schneidbahn auf der Zeichnung D nachzieht, kann das Linienfolgegerät schwierige Schneidbedingungen innerhalb seines Blickfeldes wie scharfe Kurven, Berührungen, Stellen der dichten Annäherung und dicht im Abstand voneinander angeordnete parallele Linien identifizieren. Durch Erzeugen eines bei 294 angedeuteten geeigneten Signals kann das Linienfolgegerät ausgewählte Gierungsprogramme automatisch abrufen, die die identifizierte Schneidbedingung enthalten. Dann erzeugt der Gierungsprogrammierer 290 ergänzende, die Messerausrichtung verändernde Befehle.

Zusätzlich zu den Gierungsprogrammen ist es auch möglich, in den Programmierer 282 besondere Speiseratenprogramme einzubauen, die beispielsweise das Schneidmesser bei schwierigen oder kritischen Schneidbedingungen wie Berührungen und Stellen der dichten Annäherung in der Bewegung verlangsamen. Wieder kann das Linienfolgegerät,

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wie bei 296 angedeutet, Signale liefern, die die besonderen Speiseratenprogramme im Programmierer 282 abrufen. Der Speiseratenprogrammierer kann auch wie dargestellt angeschlossen werden, um Signale aus dem Messersensor 292 zu 5 empfangen und die Speiserate in Übereinstimmung mit vom Sensor ermittelten Schneidparameter zu ändern.

Zusammenfassend sei gesagt, dass das Verfahren und die Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial durch eine automatisch gesteuerte Schneidmaschine geschaffen werden, 10 bei der die Datenverarbeitungsanlage einen Wahlprogrammspeicher und eine Auswähleinrichtung einschliesst, durch die verschiedene Wahl-Schneidprogramme ausgewählt und mit einem Standard-Schneidprogramm zum Bewirken eines verbesserten Schneidvorgangs kombiniert werden können. Mit 15 den Wahlprogrammen ist die Schneidmaschine nicht durch das Standard-Schneidprogramm begrenzt, sondern es kann basierend auf früherer Erfahrung, Erprobung und Kenntnis der Schneidtechnologie dasjenige Programm oder diejenige Kombination von Programmen ausgewählt werden, das 20 bzw. die die günstigsten Ergebnisse zeitigt. Eine Anzahl der Wahlprogramme bestimmt besondere Verfahren des Schneidens von Flachmaterial, die für sich neuartig sind und zu einer erhöhten Schneidleistung, ganz abgesehen von der Wahlprogrammiereinrichtung, beitragen.

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Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass zahlreiche Veränderungen und Auswechselungen vorgenommen werden können, ohne da-30 durch vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Obwohl spezifische Gierungswahlprogramme identifiziert und beschrieben worden sind, sollte beispielsweise ohne weiteres einleuchtend sein, dass zahlreiche andere Wahlprogramme in Verbindung mit oder anstelle der beschriebenen Program-35 me verwendet werden können, und die beschriebenen Programme können auch in Kombination verwendet werden. Die Programme können zum Steuern der Klingengierung oder anderer Messerbewegungen wie die Vorschubrate des Messers entlang der Schneidbahn und die Hubrate einer sich 40 hin und her bewegenden Klinge verwendet werden. Die Auswahl der Wahlprogramme kann einmal am Beginn des Schneidens einer ganzen Markierung oder häufiger vorgenommen werden. Demgemäss wurde die vorliegende Erfindung anhand einer Anzahl von bevorzugten Ausführungs-45 beispielen zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Maschine zum selbsttätigen Schneiden von Flachmaterial, mit einer Schneidklinge und einem das Flachmaterial tragenden Tisch, wobei Klinge und Flachmaterial in Abhängigkeit von Maschinenbefehlen, welche von aus dem Flachmaterial zu schneidende Musterstücke bestimmenden Programmdaten abgeleitet werden, Relativbewegungen zueinander ausführen, und mit einem auf die Programmdaten ansprechenden, Befehlssignale für die gesteuerte Führung der Klinge tangential entlang von Schneidbahnen in dem Flachmaterial, die den von den Programmdaten bestimmten Musterstückumrissen entsprechen, erzeugenden ersten Rechenwerk, gekennzeichnet durch ein zweites, auf ein Wahlprogramm ansprechendes Rechenwerk, das die Klinge selektiv aus der tangentialen, vom ersten Rechenwerk (12, 82, 84,64, 280,282,284) festgesetzten Ausrichtung zur Schneidbahn bewegende Winkelanstellbefehle erzeugt, durch einen ein Wahlprogramm (86,110,130,140,190) speichernden Speicher (70), das die von dem zweiten Rechenwerk den Klingenbefehlen zuzufügenden Winkelanstellbefehle bestimmt, und durch eine Selektorsteuerung (72), die mit dem Speicher verbunden ist, um wahlweise den Speicher mit dem zweiten Rechenwerk zu koppeln und die Winkelanstellbefehle in das zweite Rechenwerk einzuführen, wobei das zweite Rechenwerk auch auf die Winkelanstellbefehle anspricht und einen die Winkelanstellbefehle mit den Klingenbefehlen vom ersten Rechenwerk kombinierenden Teil enthält.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (70) einen ein festes Winkelanstellprogramm bestimmenden Zweig (86, 98,100,102,104,106) enthält.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ein festes Winkelanstellprogramm bestimmende Zweig eine von Hand betätigbare, das Winkelanstellprogramm einregelnde Steuerung (90,92) enthält.
4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (70) einen ein vorbestimmtes Zeitprogramm von Winkelanstellbefehlen bestimmenden Zweig (130,134,136,138) enthält.
5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (70) einen Zweig (110,114,115,118,120, 122,124,126) enthält, der der Krümmung der die Musterstückumrisse bildenden Segmente proportionale Winkelanstellbefehle erzeugt.
6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Schneidklinge betriebsmässig zugeordneter Wandler (160) vorgesehen ist, der die auf die Klinge durch das Flachmaterial während des Schneidvorganges ausgeübten Kräfte misst, und dass der Speicher (70) ein gespeichertes Winkelanstellprogramm (140,144,146,148) enthält, das die Kräfte mit den entsprechenden Winkelanstellbefehlen in Beziehung setzt.