高切割效率的切架
技术领域
本发明涉及一种高切割效率的切架,且尤其涉及一种包括多个用于从矩形基体材料上以预定倾斜角切割一种或更多种具有较小尺寸的矩形单元件的切割器的切架,所述切割器安装或形成在所述切架中以使得所述切割器与所述矩形单元件相对应,所述矩形单元件中的两个矩形单元件大体沿倾斜方向排列,以使得所述矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此接触,其中,假设当所述矩形单元件在每个矩形单元件的左边或右边彼此对齐(coincide)时,最左端虚构顶点的坐标为(Ax,Ay),且最右端虚构顶点的坐标为(Bx,By),则在切割面积率高于虚构阵列的阵列中,最右端顶点的坐标(B′x,B′y)基于最左端虚构顶点的坐标(Ax,Ay)而大于最右端虚构顶点的坐标(Bx,By)。
背景技术
用于切割具有较大尺寸的矩形基体材料以制造多个较小尺寸的矩形单元件的技术已在不同的领域中得到采用。例如,具有预定宽度与长的长度的基体材料片被切架重复地切割,以通过一次切割工序同时制造多个矩形单元件。
同时,基体材料的尺寸(宽度)为规定的,然而由于多种因素,例如基体材料供应商的限制、制造工序的效率方面、矩形单元件的需求变动等,矩形单元件的尺寸依照需求可能有所变化。在这种情况下,当基于基体材料的尺寸切割多个所期望的矩形单元件时,切割效率根据切架构造为哪种结构(即,用于从基体材料上切割矩形单元件的切割器排列为哪种结构)而有很大变化。低切割效率增加了产生于基体材料的且切割工序之后将被除去的废料量,最终其结果是,增加了矩形单元件的制造成本。
当基体材料的尺寸(宽和长)与具体的矩形单元件的尺寸(横向长度和纵向长度)成定比时,通过将矩形单元件顺序排列使得矩形单元件在具有这样定比的位置处彼此接触,这样有可能使得切割损失最小化。然而,当没有形成这样的定比时,切割损失可能根据矩形单元件的阵列结构而不同。
而且,当要与基体材料的纵向成预定角度切割矩形单元件时,将不可避免地产生大量的废料。
为了以预定角度切割矩形单元件,通常使用的阵列结构中切割器(例如刀具)排列在切架中使得与切割器相应的矩形单元件彼此相邻。
与该方式相关,如图1与图2典型地示出常用的切架,其中矩形单元件位于基体材料上以构造与矩形单元件相应的切割器。为了便于描述,基体材料被图示为具有预定长度。
参照上述附图,从具有预定宽度与长的长度的基体材料片10中切割多个期望的矩形单元件20。在切架30中排列有多个与矩形单元件20相应的切割器32。因此,矩形单元件20的阵列结构大体上与切割器32的阵列结构相同。
切割器32安装或形成在切架20中,使得切割器32能够通过一次切割工序切割预定数量(图1中为6个,而图2中为8个)的矩形单元件20。因此,由切架30切割基体材料片10,然后当基体材料片10在基体材料片10的纵向上交迭了预定长度s时,再次由切架30切割基体材料片10。这样,执行一系列的切割工序。
将每个矩形单元件20构造为每个矩形单元件20的纵边a长于每个矩形单元件20的横边b的矩形结构。而且,每个矩形单元件20相对基体材料片10的纵向以大约45度的角α倾斜。当在基体材料片10上排列有倾斜的矩形单元件20时,一般可考虑图1与图2中所示的两种矩形单元件的阵列结构。
如图1所示,矩形单元件的第一种阵列结构为:顺序排列矩形单元件使得各个矩形单元件的横边b彼此对齐。根据该阵列结构,可从具有有效宽度W和长度L的基体材料片10中切割出总共24个矩形单元件20。然而,不可能切割出位于偏离基体材料片10的有效宽度W的位置处的矩形单元件21。
在这种阵列结构中,实质上仅利用了切割宽度D而不是基体材料片10的有效宽度W,因此,剩余宽度W-D作为废料被除去。由于矩形单元件20倾斜大约45度角,所以在基体材料片10的上端区域不可避免地产生了废料。
如图2所示,矩形单元件的第二种阵列结构为:顺序排列矩形单元件使得各个矩形单元件的纵边a彼此对齐。根据该阵列结构,可从具有有效宽度W和长度L的基体材料片10中切割出总共19个矩形单元件20。
考虑到上述说明,可知切割效率可根据矩形单元件的阵列结构而不同。然而,当矩形单元件以特定角度相对基体材料片倾斜时,不易将矩形单元件以不同的阵列结构排列。因此,在现有技术中主要考虑如图1与图2所示的各矩形单元件的特定边(纵边或者横边)彼此对齐的矩形单元件的阵列结构。
而且,当要从同一基体材料中切割不同尺寸的两种或更多种矩形单元件时,矩形单元件的阵列结构将非常复杂。因此,仅考虑各个矩形单元件的特定边彼此对齐或者各个矩形单元件的中心轴彼此对齐的矩形单元件的阵列结构。
因此,当提供一种切割效率高于如上所述的矩形单元件的阵列结构的矩形单元件的阵列结构时,其可降低切割损失并最终降低产品的制造成本。切割效率的提高越来越重要,尤其当基体材料的价格较高且/或将大量制造矩形单元件时。
发明内容
因此,本发明用于解决上述问题,和其他有待解决的问题。
经过对切架的多种广泛且透彻的研究与试验后,本发明的发明人发现:当切割器以特定的矩形单元件阵列结构形成(下文将详细描述)从而使得切割器与各个矩形单元件相对应时,切割效率比常规的矩形单元件阵列结构有很大提高。本发明基于该发现而完成。
具体地,本发明的目的在于提供一种包括多个切割器的切架,所述切割器形成为在从具有较大尺寸的矩形基体材料上切割与矩形基体材料的纵向成预定角度倾斜的多个矩形单元件时展现出高切割效率。
本发明的另一个目的在于提供一种废料,其具有与矩形单元件相对应的穿孔,所述矩形单元件以上述展现出高切割效率的矩形单元件的阵列结构排列。
根据本发明的第一方案,通过提供一种包括多个切割器的切架可实现上述及其他目的,所述切割器用于从矩形基体材料上以预定倾斜角切割一种或更多种具有较小尺寸的矩形单元件,所述切割器安装或形成在所述切架中以使得所述切割器与所述矩形单元件相对应,所述矩形单元件中的两个矩形单元件大体沿倾斜方向排列,以使得所述矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此接触,其中假设当所述矩形单元件在每个矩形单元件的左边或右边 彼此对齐时,最左端虚构顶点的坐标为(Ax,Ay),且最右端虚构顶点的坐标为(Bx,By),则在切割面积率高于虚构阵列的阵列中,最右端顶点的坐标(B′x,B′y)基于最左端虚构顶点的坐标(Ax,Ay)而大于最右端虚构顶点的坐标(Bx,By)。根据这种情况,该矩形单元件的阵列结构在下文可称为“第一发明”。
根据本发明的另一方案,提供了一种切架,其包括多个用于从矩形基体材料上以预定倾斜角切割一种或更多种具有较小尺寸的矩形单元件的切割器,所述切割器安装或形成在所述切架中以使得所述切割器与所述矩形单元件相对应,所述矩形单元件中的两个矩形单元件大体沿与倾斜方向垂直的方向排列,以使得所述矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此接触,其中,假设当所述矩形单元件在每个矩形单元件的左边或右边彼此对齐时,最左端虚构顶点的坐标为(Cx,Cy),且最右端虚构顶点的坐标为(Dx,Dy),则在切割面积率高于虚构阵列的阵列中,最右端顶点的坐标(D′x,D′y)中的D′x小于Dx且D′y大于Dy。根据这种情况,该矩形单元件的阵列结构在下文可称为“第二发明”。
当按照如上所述从矩形基体材料中以预定倾斜角切割矩形单元件时,最重要的是对基体材料在其横向上的利用。因此,与如图1与图2中所示的矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此完全对齐的现有技术不同的是,当矩形单元件的位置坐标根据本发明进行特定配置时,虽然矩形单元件排列为使得矩形单元件彼此接触,但是矩形单元件呈现如下阵列结构:其中,一个矩形单元件的一个边与另一个矩形单元件的相应边不是完全对齐,而是稍微偏置。令我们惊奇的是,经证实,该矩形单元件的独特阵列结构使基体材料在其横向上的利用率最大化,从而具有高于传统切架的切割效率。
而且,其最终目的同样地是使基体材料在其横向上的利用率最大化,但是经证实,通过在使矩形单元件排列为使得矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此接触的方向上增加排列在基体材料横向上的矩形单元件的数量,或者通过当矩形单元件数量相同时使基体材料纵向上的矩形单元件的阵列的宽度减小,可提高切割效率。也就是,增加在基体材料横向上的矩形单元件数量的方法与第一发明相应,而减少在基体材料纵向上的矩形单元件阵列宽度的方法与第二发明相应。
当以矩形单元件的上述阵列结构重复地排列多个矩形单元件时,可比现有技术大大减少切割损失且大大提高切割效率。
根据本发明的切架优选地用于切割矩形单元件,且同时矩形单元件以预定角度被倾斜。本发明的发明人已经证实,当各个单元件构造为方形结构或者矩形单元件没有被倾斜地切割时,通过单元件彼此相邻排列使得单元件的相对边彼此完全对齐的阵列结构可展现出高切割效率,但是,当矩形单元件以其以预定角度倾斜地被切割时,通过建立矩形单元件的位置坐标使得一系列矩形单元件彼此偏置可进一步提高切割效率。这是划时代的发现,颠覆了传统概念,在传统概念中,仅仅当一系列矩形单元件被排列为使得矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此对齐或者矩形单元件被排列为使得矩形单元件位于同一个轴线上时才展现出切割效率。
在上述描述中,当矩形单元件在大体沿倾斜方向或者沿大体与倾斜方向垂直的方向上的每个矩形单元件的一个边处彼此接触时,词语“大体”是指在邻接的矩形单元件之间的关系中,接触区域的长度与接触边总长度的比值相对较大的方向。关于该方式,在图1中所示的矩形单元件的阵列结构中,邻接的矩形单元件在每个矩形单元件的短边处彼此完全接触,并且在每个矩形单元件的长边处彼此部分地接触。因此,其限定了矩形单元件排列为使得矩形单元件在大体沿倾斜方向的每个矩形单元件的一个边处彼此接触。另一方面,如图2中所示的矩形单元件的阵列结构可以限定为这种结构:其中矩形单元件被排列为使得矩形单元件在沿大体与倾斜方向垂直的方向上的每个矩形单元件的一个边处彼此接触。
根据本发明,如上所限定的,要求两个矩形单元件被排列为使得矩形单元件在每个将被排列的矩形单元件的一个边处彼此接触,从而矩形单元件在沿倾斜方向或者沿大体与倾斜方向垂直的方向上的每个矩形单元件的一个边处彼此接触。因此,要求在一个范围内调整最右端顶点坐标和最右端虚构顶点坐标之间的差以保持这样的接触。
当考虑这种要求时,在第一发明中,在左矩形单元件的对角轴线的延长线上的坐标(Ex,Ey)处未维持接触。因此,最右端顶点坐标(B′x,B′y)优选为不是坐标(Ex,Ey),这将参照图4在下面详细叙述。
而且,在第二发明中,当最上端的顶点坐标位于矩形单元件的对角轴线的延长线上时,最右端的顶点坐标(D′x,D′y)优选为不是最右端的顶点坐标(Fx,Fy),这将参照图8在下面详细描述。
所有矩形单元件排列为相对于基体材料的纵向倾斜预定角度。当基体材料在纵向或者横向上的固有物理特性必须通过相对于矩形单元件的预定角度来表示时,要求这种排列。例如,矩形单元件可以按照20至70度的角度倾斜,优选为45度。
在优选的实施例中,所述基体材料为一种包括在纵向或横向上仅吸收或透射特定方向的光波或电磁波的波动的层(“吸收层或透射层”)的薄膜,且从所述基体材料上切割出的矩形单元件为一种尺寸较小的薄膜,每个薄膜的吸收层或透射层以45度角倾斜。
根据本发明,当矩形单元件排列为使得矩形单元件具有预定坐标关系时,切割器可以排列为使得将两个矩形单元件的中心点互相联接的轴线(“实际中心连接轴线”)与当沿倾斜方向排列从而使得矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此接触的两个矩形单元件中的一个矩形单元件与另一个矩形单元件在每个矩形单元件的左边或右边处彼此对齐时的将两个矩形单元件的中心点互相联接的轴线(“虚构中心连接轴线”)之间有为0<δ<90的角度偏差。
当两个矩形单元件具有相同的尺寸时,虚构中心连接轴线可以与倾斜轴线平行或垂直。也就是,当两个矩形单元件在大体沿倾斜方向的每个矩形单元件的一个边处彼此接触时,虚构中心连接轴线与倾斜轴线平行。另一方面,当两个矩形单元件在沿大体与倾斜方向垂直的方向的每个矩形单元件的一个边处彼此接触时,虚构中心连接轴线与倾斜轴线垂直。
当矩形单元件具有为A的切割倾角时,中心连接轴线与倾斜轴线之间的角度偏差(δ)优选为满足0<δ<A的条件。
角度偏差可以根据基体材料的宽度或矩形单元件的尺寸而改变。优选地,可在按照相对于基体材料的宽度以预定倾斜度排列矩形单元件的同时,通过排列最大数量的矩形单元件或者使阵列的宽度最小来使切割效率最大化。
在优选的实施例中,当切割倾角为45度,角度偏差(δ)具有0<δ<20的范围。
在这种矩形单元件的阵列结构中,矩形单元件彼此稍微偏置,从而使得一个矩形单元件在其每个边处仅与另一个矩形单元件接触。当这种矩形单元 件的阵列结构应用于多数矩形单元件的阵列结构时,就展现出了现有技术所期待的独特的矩形单元件阵列结构。
在本发明中,基体材料可以为在其上能够执行一次或数次切割工序的分离的单独材料,或者为具有预定宽度且长度相对很长的连续材料。后者可以为长的基体材料片。在这种情况下,基体材料片可以从卷轴展开,且展开的基体材料片由切架顺序切割。考虑到矩形单元件的产品制造效率及经济效益,基体材料优选为连续材料。
在本发明中,矩形单元件的阵列结构基本上与切架的切割器一致或与该切割器的阵列结构一致。因此,只要没有给出附加说明,就可以理解为矩形单元件的阵列结构是指切割器或者切割器的阵列结构。
只要切割器展现出从基体材料切割矩形单元件的结构或特性,则对切割器的类型没有特别的限制。一般的,每个切割器可以为用于切割的刀具,例如金属刀或冲水刀(jet water knife),或者为用于切割的光源,例如激光。
而且,在之前参照图1和图2所描述的现有技术中,两个邻接的矩形单元件被排列为使得矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此完全对齐,因此,只要切割宽度D与基体材料的有效宽度W不成正比,则切割宽度D明显小于有效宽度W。因此,有效宽度W的下端区域的除了切割宽度D之外的部分被当作废料处理,因此,制造成本增加而生产率降低。
另一方面,根据本发明的构造为将最右端的顶点坐标移位至特定区域的结构的切架具有相比于现有技术实质上增加了基体材料的切割面积率的矩形单元件的阵列结构,这在下面将详细描述。
首先,如上所述,假定没有形成恒定比例,因此,基体材料的有效宽度就浪费了。在这种情况下,当按照矩形单元件的最大限值为(N)的条件对矩形单元件进行排列时,在将具有相同尺寸的矩形单元件大体沿倾斜方向排列为使得矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处完全对齐的阵列结构中,基体材料的有效宽度W大于切割宽度D,该切割宽度D即限定在每个最上行矩形单元件的上端与每个最下行矩形单元件的下端之间的宽度。此时,在根据第一发明的矩形单元件的阵列结构中,限定在最上行矩形单元件的上端与最下行矩形单元件的下端之间的切割宽度d可以构造为满足下面等式(1)
D<d≤W (1)
因此,根据第一发明的切割宽度比矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此完全对齐的传统的矩形单元件的阵列结构中的切割宽度要宽。因此,在根据第一发明的矩形单元件的阵列结构中,可在基体材料的横向另外排列矩形单元件或者进一步提高基体材料有效宽度W的利用率。
与上述矩形单元件的阵列结构相关,沿倾斜方向排列的矩形单元件的数量优选为满足下面等式(2)
n≥N+1 (2)
尤其是,当根据第一发明定义的在沿倾斜方向的每个矩形单元件的一个边处彼此接触的两个矩形单元件的最右端顶点坐标(B′x,B′y)大于虚构顶点坐标(Bx,By)时,在两个矩形单元件组合的最上端与最下端之间的高度减小了y坐标差By-B′y。因此,当这种两个矩形单元件的阵列结构重复地应用于多个矩形单元件时,高度差By-B′y成比例且累积的增加,结果,可沿实际中心连接轴线方向进一步包括一个或更多个的矩形单元件。更优选地,矩形单元件的阵列结构满足下列条件:n=N+1。
另一方面,当根据第二发明定义的在沿大体与倾斜方向垂直的方向的每个单元件的一个边处彼此接触的两个矩形单元件中的D′x小于Dx且D′y大于Dy时,两个矩形单元件的最上端与最下端之间的高度差减小,且与基体材料纵向相应的x坐标减小。因此,在基体材料纵向上的两个矩形单元件的阵列宽度减小了x坐标差Dx-D′x,从而在重复切割工序中提高了切割效率。虽然在基体材料横向上排列的矩形单元件的数量相同,但是该矩形单元件的阵列结构提高了对基体材料的有效宽度的利用率,并且减小了基体材料在纵向上的切割宽度,从而提高了切割效率。
然而,在最大化基体材料的切割宽度方面,第一发明与第二发明具有相同的效果。
在本发明中,基体材料的有效宽度是指除包括在切割的矩形单元件中的区域或者由于基体材料的特性或者在切割工序中导致的因素而引起切割困难(例如基体材料的上端与下端区域)的基体材料的区域之外的实质上能够进行切割的基体材料的区域。根据情况,基体材料的有效宽度可与基体材料的实际宽度相同。
在最大化地利用基体材料的有效宽度的优选实施例中,基体材料的宽度d不小于基体材料的宽度W的95%。更优选的,基体材料的宽度d为基体材 料的宽度W的100%。这样,最上行的矩形单元件与基体材料的有效宽度的上端接触,且最下排的矩形单元件与基体材料的有效宽度的下端接触。
根据本发明的另一个方案,提供一种废料,其是在从基体材料上以预定倾斜角切割一种或更多种矩形单元件之后获得的。
具体地,本发明提供一种废料,其是在从基体材料上以预定倾斜角切割一种或更多种矩形单元件之后获得的,所述废料包括通过切割边缘彼此连续地连接的与矩形单元件相对应的多个穿孔,矩形单元件穿孔中的两个矩形单元件穿孔大体沿倾斜方向排列,以使得矩形单元件穿孔在每个矩形单元件穿孔的一个边处彼此接触,其中,假设当矩形单元件穿孔在每个矩形单元件穿孔的左边或右边处彼此对齐时,最左端虚构顶点的坐标为(Ax,Ay),且最右端虚构顶点的坐标为(Bx,By),则在切割面积率高于矩形单元件穿孔的虚构阵列的矩形单元件穿孔的阵列中,最右端顶点的坐标(B′x,B′y)基于最左端虚构顶点的坐标(Ax,Ay)而大于最右端虚构顶点的坐标(Bx,By)。
根据本发明的另一个方案,本发明提供一种在从基体材料中按照预定倾斜角切割一种或更多种矩形单元件后获得的一种废料,所述废料包括通过切割边缘彼此连续地连接的与矩形单元件相对应的多个穿孔,矩形单元件穿孔中的两个矩形单元件穿孔大体沿与倾斜方向垂直的方向排列,以使得矩形单元件穿孔在每个矩形单元件穿孔的一个边处彼此接触,其中,假设当矩形单元件穿孔在每个矩形单元件穿孔的左边或右边彼此对齐时,最左端虚构顶点的坐标为(Cx,Cy),且最右端虚构顶点的坐标为(Dx,Dy),则在切割面积率高于矩形单元件穿孔的虚构阵列的矩形单元件穿孔的阵列中,最右端顶点坐标(D′x,D′y)中的D′x小于Dx且D′y大于Dy。
废料的矩形单元件穿孔的形状反映了切架的切割器或切割器的阵列形状。因此,在与废料相应的切架中,切割器在矩形单元件之间被切割边缘彼此隔开,且切割器被排列为使得邻接的在倾斜方向上或者在与倾斜方向垂直的方向上的两个矩形单元件彼此偏置。
附图说明
结合附图根据下面的描述将更清楚地理解本发明的上述及其他的目的、特征和其他优点,其中:
图1与图2为示出常规切架的代表性示意图,其中矩形单元件位于基体材料上以构造与矩形单元件相对应的切割器;
图3和图4为示出一种类型的在倾斜方向上的两个矩形单元件彼此接触的坐标系示意图,其中,图3示出传统的矩形单元件的阵列结构,而图4示出根据本发明的第一发明的优选实施例的矩形单元件的阵列结构;
图5和图6为示出两种类型的在倾斜方向上的两个矩形单元件彼此接触的坐标系示意图,其中图5示出传统的矩形单元件的阵列结构,而图6示出根据本发明的第一发明的优选实施例的矩形单元件的阵列结构;
图7和图8为示出一种类型的在与倾斜方向垂直的方向上的两个矩形单元件彼此接触的示意图,其中图7示出传统的矩形单元件的阵列结构,而图8示出根据本发明的第二发明的优选实施例的矩形单元件的阵列结构;
图9为示出根据现有技术的其中矩形单元件沿倾斜方向排列以使得各个矩形单元件在每个矩形单元件的一个边彼此完全对齐的阵列结构,以及根据本发明第一发明的矩形单元件沿倾斜方向排列的阵列结构的代表性示意图;及
图10为示出根据现有技术的其中矩形单元件沿与倾斜方向垂直的方向排列以使得各个矩形单元件在每个矩形单元件的一边处彼此完全对齐的阵列结构,以及根据本发明的第二发明的矩形单元件沿与倾斜方向垂直的方向排列的阵列结构的代表性示意图。
具体实施方式
现在将结合附图详细描述本发明的优选实施例。然而,应该理解的是所示出的实施例并不限定本发明的范围。
图3和图4为示出与切架的切割器相应的一种类型的在倾斜方向上的两个矩形单元件彼此接触以在切架中构造切割器的坐标系示意图。具体地,图3示出根据现有技术的矩形单元件的阵列结构,其中两个矩形单元件被排列为使得矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此完全对齐;而图4示出根据本发明第一方明的优选实施例的矩形单元件的阵列结构,其中矩形单元件组合的最右端顶点的坐标被移位了。作为参考,坐标系的x坐标指示基体材料的纵向,而坐标系的y坐标指示基体材料的纵向,这同时应用于以下附图。
首先参照图3,具有相同尺寸的两个矩形单元件101和102以大约45度的倾斜角排列,使得矩形单元件在每个矩形单元件的左边彼此对齐。因此,在倾斜方向上的两个矩形单元件101和102彼此大体接触,使得矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处完全对齐。与矩形单元件组合的最左端顶点相应的第一矩形单元件101的左上端顶点的坐标为(Ax,Ay),而与矩形单元件组合的最右端顶点相应的第二矩形单元件102的右下端顶点的坐标为(Bx,By)。此时,两个矩形单元件101和102的组合的高度H对应第一矩形单元件101的右上端顶点。
参照图4,另一方面,两个矩形单元件201和202的组合的左上端顶点的坐标(Ax,Ay)与图3中的坐标(Ax,Ay)相同,但是,坐标(B′x,B′y),即两个矩形单元件201和202的组合的最右端顶点的x坐标和y坐标,大于图3中的最右端顶点的x坐标和y坐标。也就是,相比较图3中的第二矩形单元件102,第二矩形单元件202被沿右上端方向移位了,结果矩形单元件排列为彼此部分接触,以使得一个矩形单元件的一边与沿倾斜方向的另一矩形单元件的相应边不是完全对齐,而是稍微偏置。此时,两个矩形单元件201和202的组合具有的高度H′小于图3中所示的两个矩形单元件101和102的组合的高度H。因此,基体材料具有与高度差H-H′相应的剩余宽度,且当多个矩形单元件重复排列时基体材料的剩余宽度成比例且累积地增加。因此,考虑到基体材料的有效宽度,当建立坐标以进一步形成与一个矩形单元件的高度相应的剩余宽度时,可充分利用基体材料的有效宽度,从而减小切割损失。
然而,在图4中,当两个矩形单元件201和202的组合的最右端顶点的坐标(B′x,B′y)与第一矩形单元件201的对角轴线的延长线上的坐标(Ex,Ey)相同时,第一矩形单元件201与第二矩形单元件202不接触。基于此原因,坐标(B′x,B′y)优选具有至少不包括(Ex,Ey)的范围。也就是,x坐标具有Bx<B′x<Ex的范围,而y坐标具有By<B′y<Ey的范围。
而且,在图3中,虚构中心连接轴线300与倾斜轴线平行,该虚构中心连接轴线300为将两个矩形单元件101和102的中心点互相联接的轴线。另一方面,在根据本发明的图4中,实际中心连接轴线400与虚构中心连接轴线300之间有预定的角度偏差δ,该实际中心连接轴线400为将两个矩形单 元件201和202的中心点互相联接的轴线。考虑到基体材料在其横向上的利用,角度偏差δ优选地具有下述范围:0<δ<20。
图5和图6为示出与切架的切割器相应的在倾斜方向上的两种类型的两个矩形单元件彼此接触,以构造切架中的切割器的坐标系示意图。具体地,图5示出根据现有技术的矩形单元件的阵列结构,其中两个矩形单元件被排列为使得矩形单元件在每个矩形单元件的左边处彼此完全对齐;而图6示出根据本发明的第一发明的另一优选实施例的矩形单元件的阵列结构,其中矩形单元件组合的最右端顶点的坐标被移位。图5示出图1中所示的矩形单元件的阵列结构中一些矩形单元件的阵列。
首先参照图5,具有较小尺寸的第一矩形单元件103和具有较大尺寸的第二矩形单元件104按照大约45度的倾斜角(由红色箭头指示)排列,以使得矩形单元件在每个矩形单元件的左边彼此对齐。与矩形单元件组合的最左端顶点相应的第一矩形单元件103左上端顶点的坐标为(A1x,A1y),而与矩形单元件组合的最右端顶点相应的第二矩形单元件104右下端顶点的坐标为(B1x,B1y)。
参照图6,另一方面,两个矩形单元件203和204的组合的左上端顶点的坐标(A1x,A1y)与图5中的坐标相同,但是,坐标(B′1x,B′1y),即两个矩形单元件203和204的组合的最右端顶点的x坐标和y坐标大于图5中的坐标。也就是,相对于图5中的第二矩形单元件104,第二矩形单元件204被沿着右上端方向移位,结果矩形单元件203和204被排列为使得一个矩形单元件的一边从另一个矩形单元件的相应边稍微偏置。而且,预定角度偏差被限定在图5中的虚构中心连接轴线301和图6中的实际中心连接轴线401之间。
在此,两个矩形单元件203和204的组合具有的高度H′1小于图5中所示的两个矩形单元件103和104的组合的高度H1。因此,基体材料具有与高度差H1-H′1相应的剩余宽度。如上所述,即使当使用两种类型的矩形单元件时,也能够按照与使用一种类型的矩形单元件的图3和图4所示的相同方式,即通过对矩形单元件组合的最右端顶点进行移位来减少高度差H-H′,从而从分利用基体材料的有效宽度。同时切割两种或更多类型的矩形单元件优选地用于根据需求的变动而主动制造不同类型的矩形单元件。
图7和图8为示出与切架的切割器相应的在与倾斜方向垂直的方向上的一种类型的两个矩形单元件(有红色箭头指示)彼此接触以构造切架中的切割器的坐标系示意图。特别的,图7示出根据现有技术的矩形单元件的阵列结构,其中两个矩形单元件被排列为使得矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处彼此完全对齐;而图8示出根据本发明的另一优选实施例的矩形单元件的阵列结构,其中矩形单元件组合的最右端顶点的坐标被移位。图7示出图2中所示的矩形单元件的阵列结构中的一些矩形单元件的阵列。
首先参照依据现有技术的图7,在与倾斜方向垂直的方向上的两个矩形单元件111和112彼此接触,使得矩形单元件在每个矩形单元件的长边处完全对齐。此时,与矩形单元件组合的最左端顶点相应的第一矩形单元件111左上端顶点的坐标为(Cx,Cy),而与矩形单元件组合最右端顶点相应的第二矩形单元件112右下端顶点的坐标为(Dx,Dy)。而且,虚构中心连接轴线302与倾斜方向垂直,该虚构中心连接轴线302为将第一矩形单元件111与第二矩形单元件112的中心点互相联接的轴线。另外,两个矩形单元件111和112的组合具有高度H2和在基体材料的纵向上的宽度L2。
参照图8,另一方面,根据本发明,两个矩形单元件211和212的组合的左上端顶点的坐标(Cx,Cy)与图7中所示的坐标相同,但是两个矩形单元件211和212的组合的最右端顶点的坐标(D′x,D′y)与图7中所示的最右端顶点坐标(Dx,Dy)不同。特别的,相比图7,x坐标减小,而y坐标增加。也就是,相比较图7中的第二矩形单元件112,第二矩形单元件212沿左上端方向移位,结果矩形单元件排列为彼此部分接触,使得一个矩形单元件的长边与在与倾斜方向垂直的方向上的另一个矩形单元件的相应长边不是完全对齐,而是稍微偏置。而且,预定角度偏差δ被限定在将两个矩形单元件211和212的中心点互相联接的实际中心连接轴线402与图7中的虚构中心连接轴线302之间。
在此,两个矩形单元件211和212的组合具有的高度H′2比图7中所示的矩形单元件组合的高度H2大。另一方面,两个矩形单元件211和212的组合具有的宽度L′2小于图7中所示的矩形单元件111和112的组合的宽度L2。
因此,一起参照图2和图8,通过增加的高度H2可最大化地利用基体材料的有效宽度,而且,另外,相比较图7所示的矩形单元件的阵列结构,通过在基体材料纵向上的减少的宽度L′2可实现更高的切割效率。
然而,在图8中,当两个矩形单元件211和212的组合的最右端顶点坐标(D′x,D′y)与当第二矩形单元件212右上端顶点的坐标具有在第一矩形单元件211的对角轴线的延长线上的坐标值时的第二矩形单元件212的右下端顶点的坐标(Fx,Fy)相同时,第一矩形单元件211与第二矩形单元件212不接触。基于此原因,坐标(D′x,D′y)优选具有至少不包括坐标(Fx,Fy)的范围。也就是,x坐标具有Dx<D′x<Fx的范围,而y坐标具有Dy<D′y<Fy的范围。
图9为示出根据现有技术的其中矩形单元件沿倾斜方向排列以使得各个矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处完全彼此对齐的阵列结构,以及根据本发明的第一发明的其中矩形单元件沿倾斜方向排列的阵列结构的代表性的示意图。为了便于描述,省略了基体材料的附图标记。而且,虽然未显示在附图中,但是可以在矩形单元件之间设置切割边缘使得矩形单元件能够由切架的切割器切割为单独的矩形单元件。
参照图9,当矩形单元件根据现有技术(500)沿倾斜方向排列时,切割宽度D显著地小于基体材料的有效宽度W,并且沿倾斜方向排列的矩形单元件的最大数量为三个,其中切割宽度D为最上排矩形单元件501的上端与最下排矩形单元件503的下端之间的宽度。
另一方面,当矩形单元件根据本发明而排列为使得矩形单元件相对彼此稍稍偏置时,切割宽度D几乎等于基体材料的有效宽度W,并且沿倾斜方向排列的矩形单元件的最大数量为四个,其中切割宽度D为最上排矩形单元件601的上端与最下排矩形单元件604的下端之间的宽度。因此,当对矩形单元件组合的最右端顶点的坐标进行移位以根据本发明排列矩形单元件时,可增加以最大长度排列的矩形单元件的数量,同时最大化地利用基体材料的有效宽度W,从而提高切割效率。
图10为示出根据现有技术的其中矩形单元件以大体沿与倾斜方向垂直的方向排列,从而使得各个矩形单元件在每个矩形单元件的一个边处完全对齐的阵列结构,以及根据本发明第二发明的其中矩形单元件大体沿与倾斜方向垂直的方向排列的阵列结构的代表性示意图。
参照图10,当根据现有技术(510)排列矩形单元件时,切割宽度D′显著地小于基体材料的有效宽度W′,并且以倾斜方向上的最大宽度彼此接触排列的矩形单元件的数量为四个,该切割宽度D′为最上排矩形单元件511的上 端与最下排矩形单元件514的下端之间的宽度。另一方面,根据本发明,当矩形单元件组合的最右端顶点的坐标的x坐标减小,而矩形单元件组合的最右端顶点的坐标的y坐标增加以使得矩形单元件彼此稍微偏置时,切割宽度d′几乎等于基体材料的有效宽度W′,并且以倾斜方向上的最大宽度彼此接触排列的矩形单元件的数量为四个,这与现有技术的数量相同,其中该切割宽度d′为最上排矩形单元件611与最下排矩形单元件614之间的宽度。因此,根据本发明,相比较传统的矩形单元件组合的宽度L,可大大减少基体材料纵向上的矩形单元件组合的宽度l,从而在重复切割工序中提高切割效率。
工业适用性
从以上描述中可以清楚地看出,当从基体材料上切割矩形单元件而该矩形单元件相对于基体材料倾斜时根据本发明的切架通过矩形单元件的独特且规律的阵列结构而展现出高切割效率,根据材料的性质对矩形单元件的方向特性是有要求的。尤其是,当通过批量生产来生产大量的矩形单元件时,可基于高切割效率而大大地减少矩形单元件的总制造成本。
虽然为了描述的目的公开了很发明的优选实施例,但是本领域技术人员应该理解,可在不脱离所附的权利要求书公开的本发明的范围与精神的前提下得到不同的改进、附加和替代。