CH633743A5

CH633743A5 - Verfahren zum schneiden von flachmaterial mittels einer gesteuerten schneidmaschine mit einer schneidklinge.

Info

Publication number: CH633743A5
Application number: CH442378A
Authority: CH
Inventors: Heinz Joseph Gerber
Original assignee: Gerber Garment Technology Inc
Priority date: 1977-04-22
Filing date: 1978-04-24
Publication date: 1982-12-31
Also published as: IT1108327B; ATA284178A; NO154527C; FR2387744A1; AT369800B; GB1596135A; IT7867492A0; SE7804090L; CA1089557A; JPS53132877A; NO154527B; NO781348L; JPS5614437B2; HK21483A; US4140037A; FR2387744B1; DE2817675A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht auf ein Verfahren zum Schneiden von Flachmaterial gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.

Automatisch gesteuerte Schneidmaschinen sind beispielsweise aus den US-PS 3 855 887 und 3 864 997 bekannt und werden seit einiger Zeit zum Schneiden von verschiedenen Arten von Flachmaterial, insbesondere von schlaffem Flachmaterial wie Stoffen, Papier, Pappe, Produkten aus Kunstleder, Gummi und anderen, verwendet. Im allgemeinen leiten derartige automatisch gesteuerte Maschinen Informationen aus einer Markierung ab, die die Konturen oder Schneidbahnen bestimmt, denen gefolgt werden soll. Eine Markierung ist eine Reihe von dicht gepackten Musterstük-ken, die mit Bezug aufeinander auf die gleiche Weise in Stellung gebracht sind, in der sie aus dem Flachmaterial geschnitten werden. Um die Markierungsinformationen in Maschinenbefehle umzuwandeln, werden die Schneidbahnen durch einen Digitalisierer auf Punktdaten reduziert, und dann werden die digitalisierten Daten in grundlegende oder fundamentale Maschinenbefehlssignale umgewandelt, die von der automatischen Maschine empfangen werden und die ein Schneidmesser oder ein anderes Schneidwerkzeug in dem Material entlang von Schneidbahnen führen, die den Mustern und Konturen in der Markierung entsprechen. Es können aber auch Linienfolgegeräte oder andere Einrichtungen den Mustern oder Konturen in der Markierung in Spur folgen und Informationen liefern, die in die fundamentalen Maschinenbefehle umgewandelt werden.

Eine besondere Technik zum Steuern der Schneidklinge während des Vorwärtsbewegens derselben entlang einer Schneidbahn in einer Auflage aus Flachmaterial ist in den erwähnten US-PS 3 855 887 und 3 864 997 offenbart. Insbesondere wird eine Gierungstechnik, die aus einem geringfügigen Drehen der Schneidklinge aus einer der Schneidbahn tangentialen Stellung heraus besteht, zum Steuern einer sich hin und her bewegenden Schneidklinge während des Vorwärtsbewegens derselben entlang einer Schneidbahn in enger Nachbarschaft zu danebenliegenden Schnitten verwendet. Die Drehung erfolgt in einer Richtung, die die Klinge von dem vorherigen danebenliegenden Schnitt weg ausrichtet und die Klinge daran hindert, in den Schnitt in der Nähe des Berührungspunktes aufgrund unausgeglichener seitlicher Belastung der Klinge zu springen. Hinzu kommt, dass die Vorschubrate des Schneidmessers, speziell bei sich hin und her bewegenden Schneidklingen, zu gleicher Zeit verringert werden kann, um den Schneidvorgang durch Erhöhung der Anzahl von Schneidhüben pro Längeneinheit der Schneidbahn zu verfeinern. Die Gierungsbefehle und die Befehle der verringerten Vorschubrate sind in der die Schneidmaschine steuernden Datenverarbeitungsanlage enthalten und werden wahlweise in Übereinstimmung mit vorher aufgezeichneten Daten herangezogen.

Diese besonderen Techniken zum Steuern der Bewegungen eines Schneidmessers veranlassen die Klinge, einer gewünschten Schneidbahn mit minimaler Abweichung trotz kompletter Belastung insbesondere bei mehrschichtigen Auflagen aus Flachmaterial in Spur zu folgen. Eine innerhalb der Klinge durch die Belastung hervorgerufene Beanspruchung und Dehnung veranlassen die Klinge, sich von einer gewünschten Schneidbahn trotz der Genauigkeit, mit der Servomechanismen oder andere Positioniermechanismen das Messer einstellen, weg zu verbiegen oder von ihr abzuweichen. Ohne diese besonderen Techniken reichen diese Deviationen oftmals aus, um Schneidfehler hervorzurufen, die zu bedeutend sind, um unbeachtet zu bleiben.

Durch die besonderen Techniken des Steuerns der Klingenbewegungen werden mehrere Ziele erreicht. Zunächst wird das Schneiden mit grösserer Sorgfalt und Gleichmässig-keit ausgeführt. Es ist überaus wünschenswert, eine Gleich-mässigkeit unter denjenigen Musterstücken zu erlangen, die aus verschiedenen Schichten einer mehrschichtigen Auflage aus Flachmaterial geschnitten werden, weil eine derartige Gleichmässigkeit es den Musterstücken ermöglicht, untereinander auswechselbar verwendet zu werden. Ein Pol2

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stermöbel oder ein Kleidungsstück kann daher mit grösserer Leichtigkeit und gleichbleibender Qualität zusammengesetzt werden.

Zusätzlich können die Musterstücke, wobei verstärkt sichergestellt ist, dass das Schneidmesser in Spur einer gewünschten Schneidbahn folgt, dichter in die Markierung gepackt werden. Ein dichteres Packen spart Material, und da das Material ein bedeutender Faktor bei den Kosten des Endprodukts ist, kann das Produkt mit einem geringeren Kostenaufwand hergestellt werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem verschiedene Parameter und Bedingungen der Schneidtechnik festgelegt und angewendet werden sollen, um dadurch die Gesamt-Schneidleistung zu verbessern. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die Massnahmen der Ansprüche 1 bis 6 umschrieben.

In vorteilhafter Weise werden die Schneidversuche an dem Flachmaterial zu Beginn durchgeführt. Die Relativbewegungen der Schneidklinge bzw. des Schneidmessers und des Flachmaterials können mit zeitlich abgestimmten ergänzenden Bewegungen zwecks Erhöhens der Schneidgenauigkeit verändert werden. Das Verfahren nach der Erfindung kann besonders beim Schneiden von Auflagen aus schlaffem Flachmaterial von Nutzen sein. Das Messer kann beispielsweise ein sich hin und her bewegendes Schneidmesser sein. Die Versuche werden z.B. unter Schneidbedingungen durchgeführt, die im allgemeinen Schnitte mit minderer Genauigkeit hervorbringen können. Anschliessend können besondere oder ergänzende Bewegungen des Messers und des Materials bestimmt werden, die das Schneidmesser unterstützen und die Gesamtleistung der Schneidmaschine verbessern können.

Nachdem z.B. eine Vielzahl von Schneidversuchen durchgeführt worden ist und die genauen besonderen Bewegungen festgelegt wurden, kann ein Zeitplan der besonderen mit den ausgewählten Schneidbedingungen in wechselseitige Beziehung gebrachten Bewegungen festgesetzt werden. Der Zeitplan wird vorzugsweise in einem Speicher in der automatisch gesteuerten Schneidmaschine oder an anderer Stelle zur künftigen Verwendung aufgezeichnet. Während der z. B. aufeinanderfolgenden Schneidvorgänge kann der Zeitplan der besonderen Bewegungen beim Auftreten der entsprechenden Schneidbedingungen verwendet werden. Somit können, wenn der Zeitplan beispielsweise in einem Speicher der Datenverarbeitungsanlagen, die den Schneidvorgang steuert, aufgezeichnet worden ist, die besonderen Bewegungen mit den Standard-Bewegungen kombiniert werden. Diese können von der Datenverarbeitungsanlage errechnet oder anderweitig immer dann erzeugt werden, wenn z. B. die Datenverarbeitungsanlage eine oder mehrere der ausgewählten Schneidbedingungen erkennt, oder immer dann, wenn es z.B. der Maschine durch die Bedienungsperson, die die besonderen Schneidbedingungen erkennt, befohlen wird, von den besonderen Bewegungen Gebrauch zu machen.

Schneidversuche, z.B. unter Berücksichtigung gewisser Schneidbedingungen, gestatten vorzugsweise ein experimentelles Bestimmen des genauen Werts oder der Grössenord-nung der besonderen Bewegungen durch empirische oder andere Verfahren, so dass das Schneiden ohne Beschränkung auf herkömmliche Schneidtechniken ausgeführt werden kann. Nach Feststellung gestattet z. B. der Zeitplan der besonderen Bewegungen und entsprechenden Schneidbedingungen ein Ausführen aufeinanderfolgender Schneidvorgänge mit grösserer Genauigkeit und Leichtigkeit und verbessert dadurch die Gesamtleistung einer automatisch gesteuerten Schneidmaschine.

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

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer automatisch gesteuerten Schneidmaschine,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Auflage aus Flachmaterial, mit den Auswirkungen der seitlichen Belastung auf ein Schneidmesser beim Vorwärtsbewegen desselben durch das Material,

Fig. 3 eine fragmentarische Draufsicht auf das Schneidmesser, in einem Winkel zu den Materialfasern bei Bewegung durch ein gewebtes Flachmaterial,

Fig. 4 eine fragmentarische Draufsicht auf eine Flachmaterialauflage bei einem Schneidversuch zur Bestimmung von den Schneidbetrieb verbessernden besonderen Bewegungen,

Fig. 5 ein Diagramm eines Zeitplans von Gierungsbewegungen aus dem Versuch von Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Versuchs-Befestigung zum Bestimmen von besonderen Schneidbefehlen bei einem Schneidversuch,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Versuchs-Befestigung von Fig. 6,

Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf eine Flachmaterialauflage mit Gierungsbewegungen an aufeinanderfolgenden Stellen entlang einer Schneidbahn,

Fig. 9 ein Diagramm des Zeitplanes der Gierungsbewegungen von Fig. 8 und

Fig. 10 ein Diagramm eines Zeitplanes von Vorschubraten als Funktion von Längskräften auf das Schneidmesser.

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 3 855 887 dargestellt und beschrieben ist. Die Schneidmaschine wird zum Schneiden von einzelnen oder mehrschichtigen Auflagen aus Flachmaterial, das aus gewebten oder ungewebten Stoffen besteht, in Übereinstimmung mit vorher festgesetzten Schneidbahnen verwendet, die beispielsweise eine Markierung von Musterstücken begrenzen können. Die dargestellte Maschine 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 ein Steuerkabel 14 auf den Tisch übertragen werden. Die Datenverarbeitungsanlage 12 liest in digitaler Form die Konturen der Schneidbahnen oder der zuzuschneidenden Musterstücke bestimmende digitale Daten aus einem Programmband 16 und erzeugt die Maschinenbefehlssignale, die bei Ausführung des Schneidvorgangs ein sich hin und her bewegendes Schneidmesser 20 über den Tisch führen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das offenbarte numerische Steuersystem beschränkt und kann auch in Verbindung mit anderen Echt-zeit- oder Systemen mit vorher verarbeiteten analogen oder digitalen Daten, die Linienfolgegeräte der Art einschliessen, wie sie z.B. in der DE-OS 2 817 676 dargestellt und beschrieben sind.

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 leicht eindringen kann, ohne dass beiden beim Durchqueren einer Schneidbahn P Schaden zugefügt wird. Das Bett kann auch von einem derartigen Vakuumsy-

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stem 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. Die Erfindung kann jedoch auch in Verbindung mit nicht eindringbaren Klingen und Zuschneideti-schen Anwendung finden, wie sie in der US-PS 3 245 295 dargestellt sind.

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 auf einem Satz von Zahnstangen 30 und 32 in der eingezeichneten X-Koordinatenrichtung vor und zurück. 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 dem Programmband 16 entnommenen digitalisierten Daten hervorgerufen, die das sich hin und her bewegende Schneidmesser 20 entlang der 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 befestigten Antriebsmotors 42 hin und her bewegt. Ein weiterer (nichtdar-gestellter) Motor auf der Plattform dreht oder richtet das Messer um eine O-Achse rechtwinklig zum Flachmaterial aus und bringt das Messer allgemein 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 Bandmesser und Kreismesser verwendet werden.

Wie bereits vorstehend in Verbindung mit der US-PS 3 855 887 erwähnt, erzeugt die Datenverarbeitungsanlage 12 Maschinenbefehle, die sowohl den Betrieb der Antriebsmotoren 34 und 36 als auch derjenigen Motoren steuern, die das Schneidmesser ausrichten und dieses in und ausser Schneideingriff mit dem Flachmaterial bewegen. Es ist allgemein und wohlbekannt, dass die Datenverarbeitungsanlage zum Umwandeln der digitalisierten oder anderen Konturendaten in grundlegende oder fundamentale Maschinenbefehle, die das Schneidmesser entlang der Schneidbahn allgemein tangential zur Bahn an jeder Stelle und mit gegebenen Vorschubraten bewegen, von Algorithem Gebrauch macht. Es gibt jedoch viele besondere Umstände oder Bedingungen, unter denen die fundamentalen Befehle zum Bewirken eines Schneidens des Materials mit hoher Genauigkeit und hoher Qualität unzureichend sind, die durch die vorliegende Erfindung jedoch berücksichtigt werden können.

Fig. 2 zeigt ein Schneidmesser 20 von hinten beim Vorwärtsbewegen durch die Auflage L aus Flachmaterial, die auf dem aus Borsten bestehenden Bett 24 ausgebreitet ist. Es sind zwischen dem sich vorwärtsbewegenden Schneidmesser und dem Material erzeugte Kräfte F dargestellt, die gerade auf die linke Seite der Klinge zwecks Hervorrufens einer unausgeglichenen seitlichen Belastung oder Kraft einwirken,

die die Klinge in die durch gestrichelte Linien angedeutete Stellüng verbiegt und ablenkt. Es ist ohne weiteres einleuchtend, dass die unteren bei abgelenkter Klinge geschnittenen Schichten des Flachmaterials eine etwas andere Form oder Kontur als die oberen Schichten aufgrund der Klingenverbiegung haben werden. Natürlich sind ein derartiges Verbiegen und dessen Resultate unerwünscht, wenn Musterstük-ke und andere Produkte mit hoher Genauigkeit zugeschnitten werden sollten.

Die auf das Schneidmesser beim Vorwärtsbewegen desselben erzeugten Kräfte F können einer Anzahl von Faktoren wie der Auflage, der Stärke der Tuchfasern, dem Winkel der Fasern und der Schneidbahn, dem Schärfungswinkel der Klinge, der Schärfe der Klinge und anderen zugeschrieben werden. Fig. 3 zeigt das Schneidmesser in der Draufsicht, wie es sich gerade durch gewebtes Material mit Fasern F, die sich in einer Richtung erstrecken, und Fasern T, die sich in einer Querrichtung erstrecken, vorwärtsbewegt. Da die Klinge durch die Fasern in dem dargestellten Winkel schneidet, liegt die verjüngte linke vordere Seite der Klinge fest parallel zu den Fasern F, und aufgrund der Parallelität neigt die Klinge dazu, die Fasern, wie dargestellt, leicht zu schieben, bevor sie geschnitten werden. Dementsprechend entwickeln die Fasern, wie in Fig. 2 dargestellt, Reaktionskräfte F, die das Verbiegen der Klinge hervorrufen. Folglich kann die unausgeglichene seitliche Belastung des Schneidmessers sich mit der Winkelbeziehung zwischen der Schneidbahn oder der Klinge und den Fasern, aus denen sich das gerade geschnittene Material zusammensetzt, verändern. Die Stärke der unausgeglichenen Kräfte würde auch von der Schärfe der Klinge, dem Schärfungswinkel der Klinge, der Stärke der Fasern F, die nicht notwendigerweise die gleiche wie die Stärke der Fasern T ist, und der Tiefe der Auflage abhängen, durch die die Klinge gerade schneidet.

Den unausgeglichenen seitlichen Kräften auf die Klinge kann entgegengewirkt werden, indem die fundamentalen Klingenbewegungen durch eine Gierung ergänzt werden, so dass das Schneidmesser in einem leichten Winkel zur Schneidbahn, die es durchquert, ausgerichtet wird, wobei die Gierung oder Drehung um eine Achse herum erfolgt, die im allgemeinen rechtwinklig zum Flachmaterial liegt und die Klinge leicht nach einer Seite der Schneidbahn richtet, von der aus die unausgeglichenen Kräfte angelegt sind.

Durch ein Gieren des Schneidmessers beim Vorwärtsbewegen desselben entlang der Schneidbahn um einen vorher ausgewählten Betrag, kann die Genauigkeit, mit der der gewünschten Schneidbahn in Spur gefolgt wird, erhöht werden. Zwecks optimaler Gesamtleistung sollte der Betrag der Gierung mit einiger Sorgfalt bestimmt werden.

In einer Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. 4 einen Schneidversuch, durch den der Gierungsbetrag für ausgewählte Schneidbedingungen bestimmt werden kann. Das Schneidmesser 20 wird dazu gebracht, ein rautenförmiges Probemuster D in einer Auflage L aus einem ausgewählten gewebten Flachmaterial auf dem Zuschneidetisch 22 in Fig. 1 zu durchqueren. Anfangs wird das Messer nur durch fundamentale in der Datenverarbeitungsanlage 12 erzeugte Befehle geführt, die das Schneidmesser tangential um das Muster D herum auf ideale Weise vorwärtsbewegen. Aufgrund der speziellen Winkelbeziehungen des Schneidmessers und der Fasern im Material und anderer ausgewählter Schneidbedingungen beeinflussen unausgeglichene seitliche Kräfte und andere Variablen jedoch die tatsächlichen Schnitte, die vom Messer entlang jeder Seite des Probemusters hervorgerufen werden. Der anfängliche Probeschnitt, der mit fundamentalen Befehlen zustandekommt, wird dann visuell inspiziert, und es wird das Abweichen der Klinge von der gewünschten Bahn entlang jeder Seite des Musters be4

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stimmt. Daraufhin wird der Schneidversuch an einer anderen nicht geschnittenen Stelle in der Auflage L wiederholt; während des zweiten Versuchs können jedoch ausgewählte Gierungsbeträge den fundamentalen Befehlen auf jeder der betreffenden Seiten des rautenförmigen Musters D hinzugefügt werden, wobei der Betrag in Übereinstimmung mit den von dem anfanglichen Schneidversuch her visuell beobachteten Ergebnissen ausgewählt wird. Wenn beispielsweise die unteren Schichten der Auflage anzeigten, dass das Messer 20 nach der rechten Seite der Schneidbahn entlang einer Seite der rautenförmigen Bahn abgelenkt wurde, würde ein passender Gierungsbetrag nach der gegenüberliegenden Seite der Schneidbahn für den zweiten Schneidversuch hinzugefügt werden. Durch mehrmaliges Wiederholen des Versuches und Überprüfen der Ergebnisse ist es möglich, ideale Gierungswerte für die speziellen Schneidbedingungen zu bestimmen, die während der Schneidversuche bestehen. Die vier in Fig. 4 dargestellten numerischen Werte + 3° und -3° könnten die bevorzugten Gierungswerte darstellen, die nach mehreren Schneidversuchen unter dem veranschaulichten Bedingungssatz bestimmt wurden.

Wenn die Gierungswerte für ein Probemuster einmal festgesetzt worden sind, kann die Form der Raute durch Abflachen oder Drehen derselben verändert werden, um einen weiteren Versuchssatz mit neuen Winkelbeziehungen zwischen der Schneidbahn und den Fasern des Materials durchzuführen. Durch Ausführen einer Vielzahl von Schneidversuchen mit verschiedenen Winkelbeziehungen zwischen den Schneidbahnen und den Fasern und Interpolieren der Ergebnisse kann ein ganzer Zeitplan von Gierungswerten als Funktion sämtlicher Winkelbeziehungen der Schneidbahn und der Fasern bestimmt werden. Ein solcher Zeitplan ist in Fig. 5 veranschaulicht und enthält diejenigen Ergebnisse, die in dem in Fig. 4 dargestellten Versuch angegeben wurden. Insbesondere schwanken die idealen Gierungswerte über eine 180°-Richtungsänderung der Schneidbahn mit Bezug auf die Fasern, und eine Hälfte des Zeitplans ist das Spiegelbild der anderen Hälfte. Es können zahlreiche andere Zeitpläne sowohl symmetrischer als auch asymmetrischer Natur durch Erprobung anderer gewebter Materialien mit unterschiedlichen Fasern im Gewebe bestimmt werden. Der Zeitplan braucht nicht notwendigerweise Spiegelbilder zu enthalten, und der Wertzyklus kann mehr oder weniger als 180° sein. Es können auch Zeitpläne für gewirkte und andere Materialien entwickelt werden.

Nachdem ein Zeitplan von ergänzenden Gierungswerten festgelegt worden ist, wird dieser immer dann bei aufeinanderfolgenden Schneidvorgängen verwendet, wenn die entsprechenden Schneidbedingungen auftreten. Vom Zeitplan kann durch Aufzeichnen desselben in die Datenverarbeitungsanlage 12 zur Auswahl durch die Bedienungsperson der Maschine auf die Weise Gebrauch gemacht werden, wie sie in der vorerwähnten DE-OS 2 817 676 angegeben ist. Die Datenverarbeitungsanlage 12 erzeugt, kurz gesagt, die fundamentalen Maschinenbefehle, die bei Abwesenheit von äusseren Einflüssen auf das Schneidmesser fundamentale Bewegungen hervorrufen, die das Messer tangential entlang der gewünschten Schneidbahn führen. Wenn die auf dem Zuschneidetisch ausgebreitete Auflage aus Flachmaterial dasjenige Gewebe und andere Eigenschaften aufweist, für die ein Zeitplan von ergänzenden Gierungsbewegungen festgelegt worden ist, wählt die Bedienungsperson der Schneidmaschine das Wahlprogramm aus, in dem der Zeitplan definiert ist. Das Schneidmesser und das Flachmaterial bewegen sich dann in Schneideingriff relativ zueinander in Abhängigkeit von kombinierten fundamentalen und ergänzenden Maschinenbefehlen. Die Befehle rufen eine Kombination aus fundamentalen und besonderen Klingenbewegungen hervor,

so dass das Schneidmesser eine Schneidbahn mit Gierungsbewegungen durchquert, die durch die vorherigen Schneidversuche festgelegt wurden. Die sich ergebenden in dem Flachmaterial geschnittenen Bahnen oder Muster werden genauer gebildet, und die Gesamtleistung der Schneidmaschine verbessert sich.

Die vorstehend beschriebenen Schneidversuche zum Festlegen besonderer Bewegungen oder Steuervorgänge des Schneidmessers stützen sich auf die visuelle Überprüfung der Schnitte und ein empirisches Ermittlungsverfahren zum Erreichen einer verbesserten Schneidleistung. Eine direktere Versuchsmethode umfasst das Erfühlen eines speziellen Schneidparameters, der durch die Relativbewegung des Schneidmessers und des Flachmaterials beeinflusst wird, und ein anschliessendes Einstellen oder Ergänzen der Relativbewegung, bis der erfühlte Parameter einen bevorzugten oder gewünschten Wert erreicht, der mit der verbesserten Schneidleistung in wechselseitige Beziehung gebracht worden ist.

Es wurde vorstehend in Verbindung mit Fig. 2 und 3 aufgezeigt, dass unausgeglichene seitliche Kräfte auf das Schneidmesser einen Schneidfehler hervorrufen. Dementsprechend durchquert das Schneidmesser, wenn diesen Kräften entgegengewirkt wird und dieselben ausgenullt werden, die Schneidbahn ohne ein Verbiegen und Abgelenktwerden, und die sich ergebenden Schnitte sind genauer.

Es wird daher eine Versuchs-Befestigung, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, verwendet, um Schneidkräfte während Versuchen zu messen. Die allgemein mit 50 bezeichnete Befestigung enthält eine stationäre Grundplatte 52, auf der eine sich bewegende Platte 54 mittels eines Satzes von parallelen Führungen 56 und 58 mit geringer Reibung angebracht ist. Die Grundplatte 52 ist direkt auf dem Bett 24 des Zu-schneidetisches 22 in Fig. 1 in Stellung gebracht und stellungsgebunden befestigt, so dass die Platte 54 sich mit Bezug auf das Bett in einer gegebenen Richtung, beispielsweise der X-Koordinatenrichtung, bewegen kann. Auf der sich bewegenden Platte 54 ist ein Drehtisch 60 mittig festgestellt, der Borstenmatten 62 besitzt, die ein dem Bett 24 im wesentlichen identisches durchlässiges Bett bilden. Der Drehtisch 60 wird auf der sich drehenden Platte 54 mittels eines Drehzapfens 64 drehbar gehalten, der in ein entsprechendes Loch der Platte eingesteckt ist. Ein auf der Peripherie des Drehtisches montierter Arretierbolzen 66 schraubt sich in oder befestigt sich anderweitig mit irgendeiner einer Reihe von Ge-windebohrungen 68 entlang der Peripherie des Drehtisches, so dass der Tisch in eine Anzahl von verschiedenen Winkelstellungen mit Bezug auf die Koordinatenachsen der Schneidmaschine 10 rundgeschaltet werden kann. Die Schaltmarkierung 70 auf dem Drehtisch 60 und die Winkelschaltmarkierungen 72, die den Bohrungen 68 auf der Platte 54 entsprechen, gestatten ein genaues Bestimmen der Winkelbeziehung des Drehtisches und der Koordinatenachsen.

Bei einem Schneidversuch wird eine Probeauflage TL aus Flachmaterial auf den Borstenmatten 62 zwecks Zu-schneidens durch das Messer 20 der Maschine 10 positioniert. Um die Auflage festzuhalten und diese für Fühlkräfte starrer zu machen, kann ein Vakuum innerhalb der Auflage durch Bedecken der Auflage und der Matten mit einem luftundurchlässigen Überzug 74 und Ziehen eines Vakuums durch die Borsten mittels des Vakuumschlauches 76 und der (nichtdargestellten) angeschlossenen Pumpe gezogen werden. Um Kräfte zu erfühlen, die an den parallelen Bettbahnen 56 und 58 durch die Wechselwirkung der Klinge und des Flachmaterials während eines Schneidversuches erzeugt werden, erstreckt sich ein Paar von Haltefedern 80, 81 zwischen der stationären Grundplatte 52 und der sich bewegenden Platte 54, und ein Stellungswandler in Form eines linear

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veränderlichen Differentialtransformators (LVDT) 82 misst die Bewegung der Platte 54 oder das Zusammenpressen der Federn 80, 81, das proportional den erzeugten Kräften ist. Die erfühlten Kräfte können auf einem geeichten Messgerät 84 direkt angezeigt werden.

Um unausgeglichene vom Schneidmesser 20 hervorgerufene seitliche Kräfte zu messen, wird das Messer über die Probeauflage TL entlang einer Schneidbahn bewegt, die sich rechtwinklig zu den Führungen 56 und 58 erstreckt. Während die Kräfte auf dem Messgerät 84 abgelesen werden, führt die Bedienungsperson der Maschine einen begrenzten Gierungsbetrag über die Datenverarbeitungsanlage 12 von Hand ein und bestimmt den Gierungsbetrag, der zum Ausnullen der Kräfte erforderlich ist. Dieser Gierungswert wird zu den Schneidwinkel zwischen den Fasern in der Auflage und der Ausrichtung des Schneidmessers in wechselseitige Beziehung gebracht und wird ein Wert des Gierungszeitplans. Ein weiterer Wert im Zeitplan wird durch ein Drehen des Drehtisches 60 in eine neue Winkelstellung mit Bezug auf die Platte 54 und ein Wiederholen des Schneidversuchs in einem unberührten oder nicht geschnittenen Abschnitt der Auflage TL bestimmt. Aus diesem Verfahren wird eine Reihe von Gierungswerten und entsprechenden Schneidwinkeln bestimmt, und durch Interpolation kann ein vollständiger Zeitplan von Gierungswerten, wie in Fig. 5 dargestellt, festgesetzt werden.

Die Versuchs-Befestigung 50 kann auch zum Festsetzen von Zeitplänen anderer Schneidparameter verwendet werden, die zum Verbessern des Schneidbetriebs benutzt werden können. Beispielsweise ist es, wie in der vorerwähnten DE-OS 2 817 676 beschrieben, manchmal wünschenswert, von einer Gierung dort Gebrauch zu machen, wo die gerade durchquerte Schneidbahn gekrümmt ist. Fig. 8 zeigt eine gekrümmte Schneidbahn C, und das Schneidmesser 20 ist in mehreren Stellungen an aufeinanderfolgenden Stationen entlang der Bahn dargestellt. Es ist ersichtlich, dass an den Stellen, wo die Bahn im allgemeinen gerade ist, die Klinge mit der Schneidbahn in Fluchtlinie gehalten wird; an den Stellen jedoch, wo die Bahn gekrümmt ist, wird der Klinge auf das Innere der Krümmung zu eine geringfügige Gierung verliehen.

Der bevorzugte Gierungsbetrag für Krümmungen unter ausgewählten Bedingungen kann auch mittels der Versuchs-Befestigung 50 in Fig. 6 und 7 bestimmt werden. Insbesondere ist das Schneidmesser 20 in Querrichtung entlang des Radiallagers des Drehtisches positioniert, das parallel zu den Führungen 56 und 58 verläuft. Der Drehtisch wird dann von Hand oder durch einen (nichtdargestellten) Motor gedreht, und das ortsfest gehaltene Messer schneidet eine bogen- oder kreisförmige Schneidbahn von ausgewähltem Radius in der Probeauflage TL. Der Krümmungsradius wird vom Drehzapfen 64 ab und die vom Schneidmesser hervorgerufene seitliche Belastung vom Wandler 82 und vom Messgerät 84 gemessen. Durch ein Einstellen des Gierungsbetrages über die Datenverarbeitungsanlage 12 kann die Bedienungsperson der Maschine die seitlichen Kräfte ausnullen und denjenigen Gierungsbetrag bestimmen, der für eine gegebene Krümmung bei der speziellen Art des unter Erprobung befindlichen Flachmaterials erforderlich ist. Durch ein Wiederholen des Versuches, wobei sich das Schneidmesser 20 in verschiedenen Radien vom Zapfen 64 ab befindet, kann ein Gierungszeitplan als Funktion der Krümmung für die Nullbelastung bei dem unter Erprobung befindlichen Material bestimmt werden.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel eines Gierungs- und Krümmungszeitplans. Bei einer Zunahme der Krümmung (die gleich dem umkehrbaren Radius ist) nimmt der Gierungsbetrag ab und nähert sich asymptotisch Null in einer unbegrenzten Krümmung, die einer geraden Schneidbahn entspricht.

Die Versuchs-Befestitung 50 kann auch zum Messen von an das Schneidmesser angelegten Längskräften verwendet werden und aus diesen Kräften einen geeigneten Vorschubraten-Zeitplan bestimmen. Beispielsweise ist in Fig. 10 eine Vorschubrate V als Funktion von Längskräften dargestellt. Der Zeitplan gibt eine allgemeine Linearbeziehung innerhalb vorher festgelegter oberer und unterer Begrenzungen an. Längskräfte unterhalb irgendeines durch Schneidversuche mit der Befestigung 50 festgelegten Minimalwerts fl zeigen an, dass das Schneidmesser nicht mit dem Material in Eingriff steht oder gebrochen ist und dass deshalb die Vorwärtsbewegung des Schneidmessers beendet werden sollte. Beim Stumpferwerden des Messers aufgrund längeren Schneidens nimmt die rückwärtige Kraft auf die Klinge zu, und in solchen Situationen ist es erwünscht, die Vorschubrate herabzusetzen, um mehr Schneidhübe pro Längeneinheit der Schneidbahn zu schaffen. Wenn die Längskraft eine obere Grenze f2 erreicht, die durch Schneidversuche mit der Befestigung 50 bestimmt wurde, ist die Klinge zum wirksamen Schneiden des Materials ohne die Gefahr des Versagens der Klinge zu stumpf, und der Vorschub wird dann beendet oder ein Signal zum Initiieren eines Schärfungsvorgangs erzeugt, wobei angenommen wird, dass die Schneidmaschine einen automatischen Messerschärfer besitzt. Auf diese Weise kann die Befestigung 50 zum Festsetzen eines Zeitplans von Vorschubraten verwendet werden, die zwischen oberen und unteren Kraftbegrenzungen schwanken, welche von den auf der Auflage TL durchgeführten Versuchen her festgelegt wurden.

Beim Durchführen von Versuchen zum Messen von Längskräften auf das Schneidmesser ist die Befestigung 50 auf dem Bett 24 des Zuschneidetisches 22 positioniert und ortsfest auf dem Tisch in Stellung gehalten. Die Klinge ist in einer parallel zu den Führungen 56 und 58 verlaufenden Richtung ausgerichtet und wird parallel zu den Führungen durch die Auflage vorwärtsbewegt. Auf diese Weise entspricht die auf dem Messgerät 84 angezeigte Kraft eher den Klingenlängskräften als die vorstehend beschriebenen seitlichen Kräfte.

Mit dem beschriebenen Verfahren zum Schneiden von Flachmaterial können ausgewählte oder ergänzende Bewegungen des Schneidmessers und des Flachmaterials mittels Durchführen von Versuchen unter ausgewählten Schneidbedingungen festgelegt werden. Die das Schneidmesser unter den ausgewählten Schneidbedingungen unterstützenden ergänzenden Bewegungen werden dann zwecks Festsetzens eines Zeitplans der Bewegungen und der Bedingungen gesammelt und aufgezeichnet, und der Zeitplan wird immer dann bei aufeinanderfolgenden Schneidvorgängen verwendet, wenn die entsprechenden Schneidbedingungen auftreten.

Die Erfindung kann in verschiedenen anderen, nichtdargestellten Ausführungsformen durchgeführt werden, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So können andere einen Schneidvorgang beeinflussende Variablen wie die Hubrate des Schneidmessers ebenfalls bei Schneidversuchen überprüft werden, und gewünschte Zeitpläne und entsprechende Schneidbedingungen können auch für diese anderen Variablen festgesetzt werden. So erleichtert z.B. die Versuchs-Befestigung 50 die Messimg der Kräfteparameter eines Schneidvorgangs. Die Befestigung 50 oder andere Versuchs-Befestigüngen können jedoch auch mit anderen Schneidparametern zum Festsetzen von Schneidzeitplänen herangezogen werden.

Die festgesetzten Schneidzeitpläne können auch in Abhängigkeit von einer automatischen Datenverarbeitungsaus6

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rüstung aktiviert werden. Beispielsweise können bei von Li-nienfolgegeräten Gebrauch machenden Systemen kritische Schneidbedingungen in einer Markierung wie Stellen der Berührung oder der dichten Annäherung beim In-Sicht-Kom-men der Stellen identifiziert werden. Dann aktiviert das Li-nienfolgegerät ein zeitlich abgestimmtes Programm zur Erzeugung von ergänzenden Bewegungen, die für die identifizierten Schneidbedingungen geeignet sind. Bei automatisierten Datenverarbeitungssystemen kann die Identifizierung der kritischen Schneidbedingungen auch aus einer Datenanalyse erhalten werden. Das Steuercomputer 12 kann beispielsweise eine Datenanalyse-Logik zum Identifizieren der ausgewählten kritischen Bedingungen enthalten, bei denen zeitlich abgestimmte ergänzende Befehle benötigt werden. Des weiteren schliessen automatische Markierungserzeuger, die Datenprozessoren enthalten, häufig eine Pack-Unterroutine ein, welche die Musterstücke gegeneinander stösst und bewegt, bis sämtliche Musterstücke in einer ein minimales Segment benötigenden Markierung ausgelegt sind. Die gleiche die Musterstücke indentifizierende Datenverarbeitung kann viele kritische Schneidbedingungen wie Stellen der Berührung, der dichten Annäherung und längere parallele Bahnen in dicht angrenzender Beziehung identifizieren, s Eine zeitlich abgestimmte Korrektur der fundamentalen Befehle ist eine Methode zum Erreichen eines genaueren Schneidens; diese Korrektur kann jedoch auch in Verbindung mit anderen Korrektursystemen verwendet werden, wie sie in der DE-OS 2 817 674 offenbart sind. Eine zeitlich io abgestimmte Korrektur ist nicht nur bei den dargestellten und beschriebenen numerisch gesteuerten Schneidmaschinen von Nutzen, sondern sie kann auch bei anderen Arten von Schneidmaschinen einschliesslich derjenigen angewendet werden, bei denen die Schneidinformationen von Scha-i5 blonen und graphischen Darstellungen der Schneidbahnen mittels Profil- und Linienfolgegeräte abgeleitet werden. Demgemäss wurde die vorliegende Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele eher zum Zwecke der Veranschaulichung als der Beschränkung beschrieben.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Schneiden von Flachmaterial mit einer gesteuerten Schneidmaschine mit einer Schneidklinge, dadurch gekennzeichnet, dass a) Schneidversuche an dem Flachmaterial (L) mit der Schneidmaschine (10) unter Berücksichtigung von Schneidbedingungen mittels Relativbewegung von Schneidklinge (20) und Flachmaterial (L) zueinander entlang mindestens einer vorbestimmten Schneidbahn (P) ausgeführt werden;

b) die unter den berücksichtigten Bedingungen während der Schneidversuche seitlich auf die Schneidklinge (20) einwirkenden Kräfte (F) überwacht werden;

c) die Schneidklinge (20) zur Verminderung der Wirkung der seitlich einwirkenden Kräfte auf dieselbe um in-krementelle Winkel um eine zum Flachmaterial (L) senkrechte Achse und zu derjenigen Seite der Schneidbahn hin gedreht wird, von der die seitlichen Kräfte auftreten;

d) ein Verzeichnis der während der Schneidversuche angewendeten inkrementellen Winkel und der zugehörigen Schneidbedingungen erstellt wird; und e) anschliessend weiteres Flachmaterial (L) entlang einer gewünschten Schneidbahn (P) in aufeinanderfolgenden Schneidvorgängen geschnitten wird, wobei die im Verzeichnis enthaltenen inkrementellen Winkel den auftretenden zugehörigen Schneidbedingungen entsprechend angewendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Schneiden eines Stapels von gewebtem Flachmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidversuche entlang einer Vielzahl von Schneidbahnen ausgeführt werden, die unter verschiedenen Winkeln bezüglich des Gewebes des Flachmaterials (L) verlaufen und dass die Schneidklinge (20) zur Aufhebung der auf dieselbe wirkenden seitlichen Kräfte (F) um die inkrementellen Winkel gedreht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch visuelles Prüfen des von der Schneidklinge (20) im Flachmaterial (L) erzeugten Schnittes die Bereiche bestimmt werden, in denen die Schneidklinge (20) durch die seitlichen Kräfte (F) abgelenkt wurde.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten zunehmender seitlicher Belastung die Geschwindigkeit der Relativbewegung von Schneidklinge (20) und Flachmaterial (L) mittels der im Verzeichnis erfassten Werte herabgesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Schneidversuche Vielfachlagen des Flachmaterials als eine Probeauflage (TL) in einer Prüfvorrichtung (50) angeordnet werden, dass die Schneidklinge (20) durch die Probeauflage (TL) geführt wird und dass die zwischen der Auflage (TL) und der Schneidklinge (20) erzeugten Kräfte (F) mittels der Prüfvorrichtung (50) gemessen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Kräfte (F) mit einem Belastungsfühler (80, 81, 82,84) überwacht werden.