CN102844159A - 切割机和在平的，柔性的或其他材料上执行切割工作的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切割机和使用至少两个切割装置同时进行切削加工的用于执行切割平的，柔性的或其他材料的方法。切割装置是按照如下方式的操作的使得当切割装置同时操作时，每个切割装置在材料的不同片段执行各自的切割工作，每个切割装置只执行切削加工一块材料上的各自部分。在这种方式中，切割装置或切割机器部件承载相同，可以防止碰撞，这反过来又具有积极的影响，可以实现更高的切割性能。

Description

切割机和在平的,柔性的或其他材料上执行切割工作的方法

本发明涉及一种方法，按照权利要求1的前序部分和一种切割机，按照权利要求12的前序部分所述。

考虑到具体的例子，由切割机所切割的材料，是平坦的，柔性的的材料，包括但不限于面料，皮革，皮，纸，薄膜，软木，橡胶，毛毯等。

预定尺寸和形状的部分通常从被切削材料上切出，优选的采用计算机控制。切出采用切割装置执行，该切割装置基于多种原理进行操作，例如使用一个绘图刀片，一个圆刀片，一个振荡的刀片，该刀片进行向上和向下的运动，一个高频率刀片，其频率可达到超声范围内，水射流，激光，或等离子体切割机。

这种公知的切割机的基本结构如图1所示，图1所示的切割机。包括一支撑面1，一桥31，该桥31可以沿双向箭头A移动，也就是说沿着相关联的支撑面1移动，和一切割装置41，该切割装置安装在桥31上，可以沿双向箭头B移动，也就是说横向与相关联的桥31的横向移动A。

由切割机所切割的材料放置到支撑面1.在所给出的示例中，为一块皮革，以数字2标记。

任意所需数量的任意大小和形状的部分从皮革2上切出，从皮革2的任意位置，由相应的相桥31和切割装置41的运动实现。桥31和切割装置41的运动通常由计算机控制。

哪些部分从皮革的哪些区域切出的决定通常同样是至少部分由计算机确定的。为实现此目的，首先确定皮革2在支撑面1上的位置，皮革2的形状和大小，和皮革2上有缺陷的和/或质量不同的区域的位置、大小和形状，这些结果至少部分完全自动使用一个扫描仪来实现。对于有缺陷和质量问题的区域，采用人工手动识别是有利的，仅皮革的标记自动记录和评价。然后以上述信息，计算机确定哪些部分被切出和从皮革的哪里切出(排样)，优选的，确定切出部分是最佳排样，也就是说尽可能小的材料闲置。随后计算机自动生成切割方式，与材料切割期间的桥31和切割装置的移动相对应。

本领域技术人员通常把这种切割机称为铣刀。

在多种材料上以尽可能少的材料消耗尽可能快的进行切割具有技术需要，这是显而易见的，不需要作进一步的解释。

为此目的，可以设想增加切割速度。然而，切割速度不能设置在任意速度，如果速度过高，

材料切割不正确，或该材料在切割过程中，切出的部件不具有所需的尺寸，因此不可用。

除此之外，可以设想进行准备工作(记录被切割材料的位置和轮廓，缺陷和质量区域)，该准备工作不在图1所示的切割站中而是在单独的扫描仪或者嵌套排样站，然后在切割站的皮革2的切割过程中，接下来的要切割的皮革2的准备工作在单独的扫描仪或者嵌套排样站进行。这种方式具有积极影响，切割在切割站几乎可以不间断的执行。当扫描仪/嵌套排样站、切割站，和优选的，清理站，在清理站中切出部分的残余物被除去和分类，排列等间距布置时这尤其适用。待切割的材料放置在耐切割的传送带上，当需要时传送带将其分别传送至下一个工作站。但是，即使这样安排，如果切割站中进行的切割可以实现更短的时间仍将是可取的。

实现这个目的的一种可能性是提供多个切割装置，如图2所示的切割机或切割站。图2所示的切割机在很大程度上对应于图1所示的切割机。唯一的区别是，图2所示的切割机另外还包括一个第二个桥32和第二切割装置42，可以像第一个桥31和第一个切断装置41那样移动。这种切割机，因此，两个切割装置可以同时切出从皮革2上切出的部分。

同时工作在皮革上的切割装置的数目增加一倍，切割所需时间并不会减少一半，原因在于切割装置41，42的和/或装载它们的桥31，32之间会出现相互干扰。具体地说，必须避免切割装置41，42和/或装载它们的桥31，32碰撞导致切割设备之一必须闲置等待，否则它会与其他的切割装置碰撞。

本发明基于权利要求1前述部分的方法和权利要求12前述部分的切割机和额外的小改进，基于此种方式实现了更好的切割性能。

这个目的的实现是根据权利要求1的方法和权利要求12的切割机。

本发明的方法，区别在于下述方面：

-当切割装置同时操作时，每个切割装置仅在不同的材料片段执行自己的切割工作；并且

-每个切割装置各自执行在材料片段上进行的切割工艺的一部分。

根据本发明的切割机区别特征在于在上述方法的基础上工作。

尽管有多个切割装置同时工作，但是并不会出现多个切割装置工作在一块材料上的情况，因此不存在切割装置和/或承载它们的切割机部件碰撞的风险，切割装置可以特别有效的工作，通过这种方式实现了更高的切割性能。

本发明的有益改进在从属权利要求中。

根据实施例和相应的附图本发明得以更细节的阐明，其中：

图1示出了本文开始时已经描述的第一种现有的切割机的从上方看的俯视图；

图2示出了本文开始时已经描述的第二种现有的切割机的从上方看的俯视图；

图3示出了下述更详细描述的切割机的从上方看的俯视图。

与本文开始所述的现有切割机类似，本发明的切割机用来切割平的、柔性材料，包括但不限于面料，皮革，皮，纸，薄膜，软木，橡胶，毡等，然而，切割机也可以切割任何其它所需的材料，例如用于切割大理石板坯或其他非柔性材料。

本发明切割机的基本结构如图3所示，图3所示的切割机包括支撑面101，第一个桥131，该桥可以沿双向箭头A移动，也就是说沿着相关的支撑面101移动，安装在第一桥131上的第一切割装置141，可以沿双向箭头B移动，也就是说横向与第一桥131的移动A的方向，第二个桥132，该桥可以沿双向箭头A移动，也就是说沿着相关的支撑面101移动，安装在第二个桥132上的第二切割装置142，可以沿双向箭头B移动，也就是说横向与第二桥132的移动A的方向。优选的，支撑面101是耐切割的传送带，也可以使桌面或其他类似物。

切割装置141，142可以工作任何所需原则基础上，例如使用绘图刀片，圆刀片，进行向上和向下运动的振荡刀片，频率可达超声范围的高频率刀片，水射流，激光，或等离子体切割机。

由切割机切割的材料放置到支撑面101，下面更详细说明，本发明提出的切割机的切割装置141，142不在同一块材料同时进行工作。以下述实施例和图3所示的状态，第一切断装置141在这个过程中切割第一块材料121，第二切削装置142同时切割第二块材料122，因此本发明中被切割机处理的材料包括多个材料，在本例中具有每个切割装置的材料片段，这些材料片段参考标号121和122，已放置到支撑面101。

在所给出的示例中，材料片段121和122分别是一块皮革，例如分别是一个完整的牛皮。

切割机控制部件(切割装置141，142，桥131，132，传送带和任选的另外的切割机部件)由属于切割机的计算机或者单独的计算机进行控制，在下述将会进行更准确的陈述。

哪些部分从皮革的哪些区域切出的决定通常同样是至少部分由计算机确定的。为实现此目的，首先确定皮革在支撑面101上的位置，皮革的形状和大小，和皮革上有缺陷的和/或质量不同的区域的位置、大小和形状，这些结果至少部分完全自动使用一个扫描仪来实现，所述扫描仪优选的安装在一个单独的与图3所述的排列相邻的上游的扫描站或排样站中，对于有缺陷和质量问题的区域，采用人工手动识别是有利的，仅皮革的标记自动记录和评价。然后以上述信息，计算机确定哪些部分被切出和从皮革的哪里切出(排样)，优选的，确定切出部分是最佳排样，也就是说尽可能小的材料闲置。随后计算机自动生成切割方式，与材料切割期间的桥31和切割装置的移动相对应。

需要注意的是，出于结构完整性的目的，还提供了一个单独的清理站，在清理站中切出的部分和残留物移除并分类，清理站位于图3所示结构布置的下游。除图3所示结构布置之外，如上所述还提供了单独的扫描仪/嵌套排样站和/或一个单独的清理站，形成支撑面101的传送带延伸(扩展)在整个结构布置，也就是说在所有的工作站都存在。

作为切割装置141和142和装载它们的桥131和132的移动性的结果，有每个切割装置的区域内，各自的切割装置可以移动，并可以从到达其的材料片段切出部分。这些区域下述称为切割区域，为了表述更加准确，第一切割装置141可以切割的区域称为第一切割区域，第二切割装置142可以切割的区域称为第二切割区域。

优选的，切割区域的大小为使合适的材料片段完全容纳在每个切割区域内。优选的，切割机以下述方式成形，第一切割装置141的第一切割区域和第二切割装置142的第二切割区域不重叠。优选的，所述切割区域保持在这样一个距离使得在理论上不可能出现切割装置141，142和/或桥131，132发生碰撞。

因此，切割装置141，142和桥131，132移动完全彼此独立。桥131，132和切割装置141，142适当的移动允许材料片段在彼此独立的切割区域使任何大小的、任何期望数量的、任何形状的部分在材料片段的任何位置被同时切割。

此外，切割机以这样的方式激活使得切割装置141，142分别在不同的材料片段工作，在各自材料片段进行的切割工作，部分由第一切割装置141执行，部分由第二切削装置142执行。

为了更加精确，在本例中所述切割过程中更具体地执行过程如下。

我们假设首先尚未有任何一块待切割的材料121，122放在支撑面101上，至少图3所示的支撑面的区域；我们还假设传送带用作材料的支撑面101并从底部向上运送材料，以图3作为代表，也就是说如箭头C所示。

通过将作为支撑面101的传送带启动运行，第一材料片段121被带入第二切割装置142的切割区域。当第一材料片段121到达预期位置时传送带停止。在此种情形下。第一材料片段121位于图3所示的第二材料片段122的位置，图3所示的第一材料片段121的位置处没有材料片段。

然后，第二切割装置142开始从第一材料片段121上切割部件，第二切割装置142并不从第一材料片段121上切出所有部件，由于第一切割装置141的切割区域没有材料片段，在此阶段第一切割装置141不执行任何切割操作。

接下来，传送带再次运行，第一材料片段121到达第一切割装置141的切割区域，也就是图3所示的第一材料片段121的位置。这伴随着预先已经放到传送带上的第二材料片段122到达第二切割装置142的切割区域，也就是说图3中所示的第二材料片段122的位置。此后，传送带再次停止。在这个阶段，第一材料片段121和第二材料片段122均如图3所示的位置。

然后切割装置141、142都进入运转。第一切割装置141以此种方式被激活使得其要执行的在第一材料片段121上进行的切割工作以前没在第二切割装置142进行过。同时，第二切割装置142从第二材料片段122上切出部件。但是第二切割装置142并不从第二材料片段122上切出所有部件，余下的工作稍后被第一切割装置141执行。完成这个工作阶段后，所有部件从第一材料片段121上切出，也就是说所有的切割工作已经完成。进一步的切割工作稍后由第一切割装置141在第二材料片段122上进行。

接下来传送带再次运转，把第一材料片段121送出图3所示的切割装置的区域，优选的，第一材料片段121到达清理站(图中未示出)，在此位置从第一材料片段121上切出的部件和残留物从传送带移除并分类，伴随着第二材料片段122到达第一切割装置141的切割区域，还伴随着预先已经放置到传送带上的第三材料片段进入第二切割装置142的切割区域，例如图3所示的第二材料片段122的位置。在此之后，传送带再次停止。在此种状态下，第二材料片段122和第三材料片段位于图3所示的第一材料片段121和第二材料片段122的位置。

切割装置141和142再次进入运转。第一切割装置141以此种方式激活使得其执行在第二材料片段122上进行的先前第二切割装置142没有进行的切割工作，同时，第二切割装置142从第三材料片段上切出部件。再次的，第二切割装置142并不从第三材料片段上切出所有部件。余下的切割工作稍后再次由第一切割装置141进行，完成此阶段后第二材料片段122上部件完全切出，也就是说所有的切割工作已经完成，接下来的切割工作稍后依旧在第三材料片段上进行。

接下来，传送带再次进进行操作传送接下来的材料片段，当传送带停止时这些材料片段再次被切割，以此类推。

如上所述，切割装置所进行的切割工作是由计算机控制的，在材料片段上所进行的切割工作优选的在切割装置之间这样分开，使得

-在材料片段上进行的切割工作，切割工作不是由一个切割装置执行或者已经被其他的切割装置所执行，和/或

-每个切割装置执行在片段材料上所进行的切割工作的一部分；

-切割装置以此种方式操作时的尽可能多的切割装置同时工作；

-切割装置以此种方式操作使得切割装置尽可能长久的同时工作；

-由切割装置同时执行的切割工作差异尽可能小；

-每个切割装置在给定时间在材料片段上进行的切割工作的划分基于在材料片段上由切割装置正在进行的切割工作；

-每个切割装置在给定时间在材料片段上进行的切割工作的划分基于在下一个材料片段上或者将要正在被切割装置处理的材料片段之后的被加工处理的下一个材料片段上所要执行的切割工作；

-在材料片段上所进行的切割工作在切割装置间均匀分配；

-在材料片段上所进行的切割工作在切割装置间不均匀分配，和/或

-切割装置相互独立移动；

-本发明所述的切割机和切割方法可以以多种不同方式进行修改。

例如，并非限定为两个切割设备，原则上，任意所需更大数目的切割装置可以用于本发明。

此外，像本发明例子中所提供的那样安装切割装置(在桥131，132上)，切割装置可以安装到其他任何所需的切割机组件上，例如在机器臂上。

本发明的切割机用于切割卷筒材料也是有利的，这涉及到由至少两个切割装置141，142在材料卷筒的不同区域同时执行切割工作，这些材料区域类似于多个材料片段121，122或多个切割装置141，142的切割区域安置了卷筒材料，与多个材料片段121，122相同的方式切割工作被执行。这意味着除了其他因素外，

-切割装置141，142同时操作，每个切割装置在不同材料区域执行切割工作，并且

-每个切割装置141，142各自执行在材料区域上进行的切割工作的一部分；

因此，卷筒材料可以视为多个彼此相连结的材料片段。

不考虑这一点，按照上述描述的方式在切割以前预备工作不是绝对必要的，也就是说确定各自材料片段在支撑面101上的位置，材料片段的形状和大小，材料片段上相关的缺陷和各种质量区域的形状和大小，被切出的嵌套排样部分。尤其是，不采用计算机进行全自动嵌套排样，手工执行嵌套排样也是可行的，在这种方式中用户自己在监视器上进行嵌套排样，或使用显示图案和/或各自材料片段上的其他信息的视频投影仪或激光投影仪，或其他任意所需方式。混合方式也是可行的，其中计算机提供嵌套排样的建议用户可以进行更改，或者其中的嵌套排样部分由用户部分手动执行(对于要切出的特定部件或材料特定区域)，部分由计算机自动执行(其余要被切出的部件或余下的材料区域)。同样的可以适用于确定支撑面101上的各自材料片段位置，材料片段的形状和大小，材料片段上相关的缺陷和各种质量区域的形状和大小，所需要的工作，也可以由用户手动地或由计算机自动，或部分由用户手动和部分由计算机自动的执行。

此外，还可以设定传送带在切割过程中不是固定的，而是连续移动，从而使得本发明中的切割装置不间断切割。另外，还可以设定在给定时间和/或其他参数要执行的切割工作的基础上改变传送带的速度，例如，以此种方式更精确，在每一个时间点，多个切割装置在尽可能高的速度进行切割。

与切割时相同，同样的原理可以用于清理切好的材料片段。也就是说，提供按顺序排列的两个或者更多的清理站，每个清理站包括一个自身的清理装置，这些清理装置以此种方式操作使得

-清理装置同时操作时，每个清理装置清理不同材料片段的部件，并且

-每个清理装置各自执行部分在材料片段上进行的清理工作，并且

优选的，清理装置以此种方式或者能够以此种方式进行操作使得

-材料片段上执行的清理工作，清理工作不是由一个清理装置执行或已经被其他的清理装置执行；

-每个清理装置执行在材料片段上进行的清理工作的一部分；

-尽可能多的清理装置同时工作；

-清理装置尽可能长的同时工作；

-清理装置同时进行的清理工作的程度差异尽可能小；

-每个清理装置在给定时间在材料片段上进行的清理工作的划分基于在材料片段上由清理装置正在进行的清理工作；

-每个清理装置在给定时间在材料片段上进行的清理工作的划分基于在下一个材料片段上或者将要正在被清理装置处理的材料片段之后的被加工处理的下一个材料片段上所要执行的清理工作；

-清理装置彼此独立移动；

-每个清理装置具有一能够移动和执行清理工作的区域，每个清理区域放置有材料片段；

-材料片段由传送带传送至第一清理区域并进一步的从清理区域传送到清理区域，和/或

-当一个或多个切割装置执行切割操作时，传送带停止。

本发明的切割机和方法，无论实现其的实际细节如何，都是有利的。

名称列表

1支撑面

2要切割的材料

31桥

32桥

41切割装置

42切割装置

101支撑面

121的材料的第一片

122第二材料片段

131第一桥

132第二桥

141第一切割装置

142第二切割装置

A，31，32，131，132的运动方向

B：41，42，141，142的运动方向

C传送带的移动方向。

Claims (15)

1.使用具有至少两个可以同时执行切割工作的切割装置(141，142)的切割机在平的，柔性的或其他材料(121，122)上执行切割的方法，其特征在于切割装置(141，142)以如下方式操作：

-切割装置(141，142)同时操作时，每个切割装置在不同的材料片段(121，122)执行其切割工作；并且

-切割装置(141，142)中的每一个各自执行在材料片段(121，122)上进行的切割工艺的一部分。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于切割装置(141，142)以此种方式操作使得每个切割装置执行在材料片段(121，122)上进行的切割工作的一部分，并且切割工作在材料片段(121，122)上执行，切割工作不是由一个切割装置执行或者其他切割装置已经执行。

3.上述权利要求之一所述的方法，其特征在于切割装置(141，142)以此种方式操作使得尽可能多的切割装置尽可能长的同时工作。

4.上述权利要求之一所述的方法，其特征在于切割装置(141，142)以此种方式操作使得切割装置同时进行切削加工的程度的差异尽可能少。

5.上述权利要求之一所述的方法，其特征在于每个切割装置(141，142)在要切割的材料片段(121，122)上在给定时间执行的的切割工作的划分基于被切割装置处理的材料片段上执行的切割工作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于每个切割装置(141，142)在要切割的材料片段(121，122)上在给定时间执行的的切割工作的划分基于在正在被切割装置处理的片段之后，将要被被切割装置处理的下一材料片段上执行的切割工作。

7.上述权利要求之一所述的方法，其特征在于在材料片段(121，122)上所执行的切割工作在切割装置(141，142)之间均匀分布。

8.如权利要求1到6之一所述的方法，其特征在于在材料片段(121，122)上所执行的切割工作在切割装置(141，142)之间不均匀分布。

9.上述权利要求之一所述的方法，其特征在于材料片段(121，122)通过传送带依次进入当前第一个切割装置(141，142)的切削区域并进一步进入安置在上游的较远的切割装置的切割区域；只要有一个或多个切割装置(141，142)执行切削操作时，传送带停止。

10.上述权利要求之一所述的方法，其特征在于切割机的控制部件由属于切割机的计算机或者外部计算机控制。

11.上述权利要求之一所述的方法，其特征在于切好的材料片段(121，122)的清理由至少两个连续安装的清理站执行，每个清理站包括一个自身的清理装置，这些清理装置以下列方式操作：

-当清理装置同时操作时，每个清理装置清理材料片段的不同部分，并且

-每个清理装置各自只执行在材料片段上要执行的清理工作的一部分。

12.切割机，在平的，柔性的或其他材料(121，122)上执行切割工作，具有至少两个切割装置(141，142)，能同时执行切割工作，其特征在于切割机按照上述权利要求之一的方法工作。

13.按照权利要求12所述的切割机，其特征在于每个切割装置(141，142)具有一可移动的切割区域，能够执行切割工作，并且各自的切割区域的大小能够在每个切割区域内放置一个完整的材料片段(121，122)。

14.前述权利要求之一所述的切割机，其特征在于每个切割装置(141，142)具有一可移动的切割区域，能够执行切割工作，并且不同的切割装置的切割区域以这样的方式安置：切割装置和/或承载其的切割机组件不能出现碰撞，各自切削区域内的各自切割装置的位置无关。

15.前述权利要求之一所述的切割机，其特征在于切割装置(141，142)依次安置，并具有传送带，通过传送带材料片段(121，122)能从切割装置间传送到传送装置。

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