CN104511924B - 裁断机及其裁断头升降控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种裁断机及其裁断头升降控制方法，即使减小在裁断刃的周围按压片状的坯布的底压器能够追随表面的高度变化的升降行程范围，也能够应对超过升降行程范围的变动而进行按压。位移判定单元(33)监视通过编码器(28)检测的位移量，基于预定的基准判定位移的有无。升降控制单元(34)对应于判定结果，以使裁断头(2)升降直至底压器(8)的位置为在升降行程的范围内预先设定的基准位置的方式控制(Z)轴升降机构(6)。即使减小底压器(8)能够追随坯布(4)的表面的高度变化的升降行程的范围，监视位移量，如果判定为有位移，则使裁断头(2)升降，因此也能够应对超过能够追随的范围的变动而按压坯布(4)。

Description

裁断机及其裁断头升降控制方法

技术领域

本发明涉及裁断机及裁断机的裁断头升降控制方法，所述裁断机在裁断头具备裁断刃和底压器(フットプレッサー)，在裁断片状的坯布(生地)时，以底压器在裁断刃的周围按压坯布的表面的方式使裁断头升降。

背景技术

目前，裁断机用于按照预先设定的裁断数据裁断片状的布帛等(例如参照专利文献1)。该裁断机具备载置应裁断的片状材料的裁断工作台和能够在裁断工作台上移动的作为裁断头的切割头。切割头上，设有使刀具刺入片状材料而上下往复移动的机构，并且设有面对裁断工作台并在刀具的周围按压片状材料的表面的作为底压器的按压盘。按压盘能够相对于切割头在根据使用部件、结构等预先设定的升降行程的范围内位移。在切割头的上升位置，按压盘在升降行程范围的下限成为经由弹簧吊下的状态，按压盘的底面从片状材料的表面向上方离开。使切割头下降时，按压盘的底面与片状材料的表面接触。而且使切割头下降时，按压盘能够在从升降行程范围的下限到上限之间位移，按压盘相对于切割头接近，弹簧被压缩，对按压盘向下方施力，按压盘的底面按压片状材料的表面。

用刀具裁断片状材料时，在片状材料的表面用按压盘按压成为刀具的周围的区域同时进行裁断。由此，刀具上下往复移动，特别是在上升时，防止片状材料上浮，能够进行稳定的裁断。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特公平4-33595号公报

发明内容

为了提高裁断效率，有时将片状材料在层叠多张的状态下裁断。在层叠软的原材料的片状材料而裁断等情况下，载置于裁断工作台上的片状材料的厚度容易变动。关于按压片状材料的表面的按压盘，如果按压力大，则虽然能够压下片状材料的厚度的变动，但是仅按压盘所按压的部分被压缩。按压盘未按压的周围的部分未被压缩，因此成为在片状材料中产生局部的变形的状态下的裁断，在按压解除后，裁断位置可能偏离。

如果按压盘的按压力小，则片状材料的表面在刀具的上升时上浮，裁断位置可能偏离。因此，按压盘需要对应于片状材料的特性而以适当的按压力按压片状材料的表面。另外，在这样的按压状态下，希望即使产生片状材料的厚度的变动，按压盘的位置也追随变动。

这种按压盘能够追随片状材料的表面的变动的升降行程范围根据支承按压盘并按压于片状材料的表面的机构的结构而定。如果能够扩大范围，则容易应对片状材料的表面的变动，使适当的按压力从按压盘作用于片状材料的表面。但是，能够扩大用适当的按压力使按压盘按压片状材料表面的升降行程范围的机构会大型化。另外，用于使切割头上升而使按压盘从片状材料的表面浮起的上升量也变大，会使裁断效率下降。

本发明的目的在于提供一种裁断机及其裁断头升降控制方法，即使缩小在裁断刃的周围按压片状的坯布的底压器能够追随表面的高度变化的升降行程范围，所述裁断机也能够应对超过该升降行程范围的变动而进行按压。

本发明提供一种裁断机，具有：

工作台，载置应裁断的坯布；

裁断头，具备裁断坯布的裁断刃，能够沿工作台的表面在X轴方向及Y轴方向的二维上移动，且能够在与工作台的表面垂直的Z轴方向上升降移动；

底压器，以面对工作台的方式设于裁断头，能够相对于裁断头以预先设定的升降行程的范围内的位置向Z轴方向位移，

所述裁断机的特征在于，包括：

按压单元，使底压器与坯布的表面接触，以预先设定的按压力按压坯布；

位移量检测单元，检测相对于裁断头的底压器的位移量；

位移判定单元，监视通过位移量检测单元检测的位移量，基于预定的判定基准判定位移的有无；

升降控制单元，对应于位移判定单元的判定结果，按照以相对于裁断头的底压器的位置成为在该升降行程范围内预先设定的基准位置的方式使裁断头升降的方式进行控制。

本发明中，其特征在于，

所述位移判定单元在预先设定的时机监视所述位移量。

本发明中，其特征在于，

所述位移判定单元在所述位移量超过预定的判定范围时判定为有位移。

本发明中，其特征在于，

所述按压单元包括：

气缸，具有两个空气输入口，利用基于口间的差压被驱动的活塞的输出来按压所述底压器；

电-气调压阀，向气缸的至少一方的口供给电气上能够控制的设定压力的空气。

而且，本发明提供一种裁断机的裁断头升降控制方法，所述裁断机中，

在工作台上载置应裁断的坯布，

能够使具备裁断坯布的裁断刃的裁断头沿工作台的表面在X轴方向及Y轴方向的二维上移动，且能够使所述裁断头在与工作台的表面垂直的Z轴方向上升降移动，

在裁断头上面对工作台一侧设有底压器，所述底压器能够相对于裁断头以预先设定的升降行程的范围内的位置向Z轴方向位移，

所述裁断机的裁断头升降控制方法的特征在于，

使底压器与坯布的表面接触，以预先设定的按压力按压坯布，

检测相对于裁断头的底压器的位移量，

监视检测的位移量，基于预定的判定基准判定位移的有无，

对应于判定结果，按照以相对于裁断头的底压器的位置成为在该升降行程范围内预先设定的基准位置的方式使裁断头升降的方式进行控制。

【发明效果】

根据本发明，在裁断载置于工作台上的坯布时，按压坯布的表面的底压器通过位移量检测单元检测相对于裁断头的位置的位移量。位移判定单元监视位移量，基于预定的判定基准判定位移的有无。对应于基于位移判定单元的判定结果，升降控制单元以相对于裁断头的底压器的位置成为在升降行程的范围内预先设定的基准位置的方式进行控制。即使减小在裁断刃的周围按压片状的坯布的底压器能够追随坯布表面的高度变化的升降行程的范围，如果监视位移量而判定为有位移，则使裁断头升降，因此也能够应对超过能够追随的升降行程的范围的变动，能够利用底压器按压坯布。

根据本发明，位移判定单元在预先设定的时机监视位移量，因此小的周期的变动由底压器的按压单元吸收，能够降低使裁断头升降的频率。

根据本发明，位移判定单元在位移量超过预定的判定范围时判定为有位移，因此仅在产生大的位移时，使裁断头升降，能够适当地控制相对于裁断头的底压器的位置。

根据本发明，利用气缸的输出进行底压器的按压，从电-气调压阀向气缸的至少一方的口控制电气上能够控制的设定压力的空气。也能够将底压器的按压力设定在比基于底压器的自重的按压力小的范围，能够适当地按压柔软的原材料的坯布同时进行裁断。

而且，根据本发明，在裁断载置于工作台上的坯布时，监视按压坯布的表面的底压器的相对于裁断头的位置的位移量，基于预定的判定基准判定位移的有无。对应于判定结果，按照以相对于裁断头的底压器的位置成为在升降行程的范围内预先设定的基准位置的方式使裁剪头升降的方式控制裁剪头。即使减小底压器能够追随坯布表面的高度变化的升降行程的范围，也能够利用裁剪头的升降应对超过能够追随的升降行程范围的变动，能够利用底压器适当地按压坯布的表面。

【标号说明】

1 裁断机

2 裁断头

3 工作台

4 坯布

5 裁断刃

6 Z轴升降机构

7 控制部

8 底压器

20 按压单元

23 弹簧

24 气缸

28 编码器

33 位移判定单元

34 升降控制单元

35 电-气调压阀

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施例的裁断机1的概略结构的图。

图2是表示图1的按压单元20的结构的配管系统图。

图3是表示图1中使裁断头2升降的控制的基本思路的图。

图4是表示图1中使裁断头2下降而用底压器8按压坯布4的表面的动作的图。

图5是表示用图1的裁断机1进行底压器8的升降控制的思路的流程图。

具体实施方式

以下用图1～图5说明本发明的一实施例。各图的说明中，使用在该图中不存在而在先说明的图中存在的标号进行说明，或对于与先说明的图所示的部分对应的部分标注同一参照标号，而省略重复的说明。

【实施例】

图1表示作为本发明的一实施例的裁断机1，特别是裁断头2的主要部分的概略结构。裁断机1及裁断头2的基本结构与专利文献1中记载的结构相同。即，裁断头2支承于在沿水平的工作台3的表面的X轴方向及Y轴方向上二维移动的基底部分，沿与工作台3的表面垂直的Z轴方向升降移动，同时进行载置于工作台3上的片状的坯布4的裁断。工作台3使合成树脂制的刚毛刷3a排列，具有利用从下方直立的刚毛形成且具有通气性的表面，能够从刚毛刷3a的下方进行吸引而保持坯布4。坯布4层叠1张或多张，表面用非通气性的合成树脂薄膜覆盖。

本实施例的裁断头2中，安装有刀具状的裁断刃5作为裁断刃。裁断刃5具有向下方突出的刀尖5a，使侧方的刃缘5b与坯布4接触而裁断。为了进行裁断刃5的升降移动，设有Z轴升降机构6。对于Z轴升降机构6的控制用控制部7进行。控制部7为了进行包括裁断头2的向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的移动在内的裁断机1的整体控制而设置。裁断刃5进行裁断的坯布4的表面能够用以面对坯布4的方式设于裁断头2的底压器8按压。裁断刃5的刃缘5b的朝向能够利用R轴单元9绕与工作台3的表面垂直的轴线改变。

Z轴升降机构6包括用升降电动机10驱动的滚珠丝杠机构。滚珠丝杠机构中设有带轮11、同步带12、带轮13、及螺杆14。带轮11安装于升降电动机10的输出轴，带轮13安装于螺杆14。同步带12架设于带轮11、13之间。螺杆14利用裁断头2的框架15、16可旋转地支承上下。框架15、16包含于支承裁断头2的基底部分。裁断头2中，基底部分沿工作台3的表面在X轴方向及Y轴方向的二维上移动。升降电动机10也安装于基底部分。螺杆14上螺合有螺母构件17，利用螺杆14的旋转，螺母构件17升降移动。

裁断头2利用螺母构件17支承，相对于框架15、16沿Z轴方向升降移动。螺母构件17上安装有Z轴缸体18，Z轴缸体18使往复式机构19相对于滚珠丝杠机构沿Z轴方向升降。往复式机构19为了使裁断刃5在预先机械性地设定的振动行程的范围内上下往复振动而设置。

螺母构件17上还安装有按压单元20。按压单元20用于对于底压器8切换按压坯布4的作用状态和从坯布4的表面离开的不作用状态。往复式机构19的Z轴方向的升降利用上下的两端用裁断头2的框架支承的升降引导轴21引导。从R轴单元9起，引导轴22向下方延伸。底压器8由引导轴22引导，利用在引导轴22的上部设置的弹簧23以向上方拉起的方式施力。弹簧23的位置能够利用调整螺钉23a进行稍微的调整。

按压单元20中，包含气缸24作为执行器。气缸24的输出杆24a向下方突出，在前端安装有连接单元25。关于连接单元25，气缸24以使输出杆24a突出的方式动作时，抵抗弹簧23的施力，使底压器8下降。在气缸24动作的状态下，底压器8成为按压坯布4的表面的状态，成为从工作台3的表面以坯布4的厚度的量浮起的状态。气缸24的输出杆24a动作的行程的范围被机构性地预先设定。作为按压单元20，利用底压器8按压坯布4的表面时，相对于裁断头2而底压器8升降位移的升降行程的范围成为气缸24的行程范围。但是，即使在气缸24的行程范围内，例如在引导轴22设置有制动器的情况下，升降行程的范围受到限制。

如果对应于坯布4的厚度而底压器8的高度变化，则相对于裁断头2的底压器8的位置发生位移，经由在连接单元25的上方设置的齿条26、与齿条26的齿啮合的小齿轮27，位移量由编码器28检测。

R轴电动机29在输出轴具备带轮30。带轮30上挂有同步带31，同步带31挂于R轴单元9的带轮32。R轴电动机29的输出对R轴单元9进行旋转驱动。

控制部7包括位移判定单元33及升降控制单元34。位移判定单元33监视利用作为位移量检测单元的编码器28检测的位移量，基于预定的基准判定位移的有无。升降控制单元34对应于位移判定单元33的判定结果，以相对于裁断头2的底压器8的位置成为在升降行程范围内预先设定的基准位置的方式进行设定，控制Z轴升降机构6，使裁断头2以Z轴方向的新的位置为目标而升降。

相对于裁断头2的底压器8的位置成为基准位置后，在裁断刃5的周围按压片状的坯布4的底压器8在升降行程中被允许的范围内能够追随坯布4的表面的高度变化。如果坯布4的表面的高度变化增大，则相对于裁断头2的底压器8的位置的距离基准位置的位移量也增大。监视该位移量，如果判定为位移量超过判定范围，则将相对于裁断头2的底压器8的位置成为基准位置的新的Z轴方向的位置设定作为目标，使裁断头2升降。利用这种基准位置的再设定的反复，基于按压单元20的底压器8的按压也能够应对超过能够追随的升降行程的范围的坯布4的表面的高度变动，能够适当地按压坯布4的表面。

图2示出图1的按压单元20的结构。按压单元20包括如下部件作为执行器：气缸24，具有两个空气输入口，利用基于口间的差压被驱动的活塞的输出使底压器8升降；电-气调压阀35，向气缸24的至少一方的口供给电气上能够控制的设定压力的空气。本实施例中，在气缸24中在将内部的活塞向下方按压的口经由压力控制管路37及压力一定管路38连接电-气调压阀35，在将活塞向上方按压的口经由压力控制管路37及压力一定管路38连接精密调压阀36。从裁断头2的外部、例如工作台3的下方经由柔软的空气供给管路39向电-气调压阀35及精密调压阀36供给压缩空气。

精密调压阀36将一定的压力的空气向气缸24的另一方的口供给。若使电-气调压阀35的设定压力相对于精密调压阀36的设定压力变化，则能够调整基于气缸24的底压器8的按压力。也能够将底压器8的按压力设定在比基于底压器8的自重的按压力小的范围，能够一边适当地按压柔软的原材料的坯布4一边进行裁断。

此外，作为按压单元20，也可以取代精密调压阀36而使用电-气调压阀。如果上下都使用电-气调压阀，则能够更精细地设定底压器8的按压力。另外，在需要的按压力比底压器8的自重大的情况下，也可以切换气缸24的二个口，使一方向大气压敞开，向另一方供给比大气压高的压力的压缩空气。

另外，作为按压单元20，也可以取代气缸24，使用其他执行器，例如液压或直线电动机等，控制与按压力对应的驱动力，以使按压力保持恒定的方式进行控制。而且，也可以不使用执行器，而使用弹簧23的压缩力，或利用底压器8的自重、追加的载荷来附加按压力。

不管怎样，关于按压单元20，利用底压器8向坯布4的表面能够施加适当的范围的按压力的升降行程的范围存在限制。如果扩大该范围，则装置会大型化。本实施例中，利用以下的思路进行使裁断头2升降的控制，即使坯布4的表面的高度发生变动，也可以施加适当的按压力。

图3示出在图1中使裁断头2升降的控制的基本的思路。在图3(a)所示的状态和图3(b)所示的状态下，如果坯布4的表面的高度变动了ΔH，则使裁断头2升降ΔD，以相对于裁断头2的底压器8的距离成为预先设定的距离的方式进行控制。编码器28始终追随ΔH而变化，但位移判定单元33在预先设定的时机，例如每隔5～30ms、优选10ms等一定周期、或每次衣片的裁断等，间歇地监视，升降控制单元34对应于监视结果来控制裁断头2的升降。

图4示出在图1中使裁断头2下降，利用底压器8按压坯布4的表面的动作。在裁断头2向工作台3的上方上升的状态下，通过按压单元20成为可能的底压器8的升降行程从图4(a)所示的上限到图4(b)所示的下限为Smax的范围。Smax能够设为例如30mm。在进行裁断时，升降控制单元34控制Z轴升降机构6，如图4(c)所示使裁断头2下降直至底压器8的底面与坯布4的表面抵接。如果抵接，则编码器28的输出开始变化，因此能够检测。升降控制单元34进而控制Z轴升降机构6，使其下降直至相对于裁断头2的底压器8的位置为在升降行程内预先设定的基准位置为止。

基准位置优选设定成与底压器8的升降行程的中间附近对应。例如Smax为30mm的情况下，如果在该中间设定基准位置，则作为底压器8的位置的位移，±10mm成为允许的范围。这样，如果将基准位置在升降行程的范围内设定在中间附近，则相对于坯布4的凹凸在上下任意方向都能够取得余量。

此外，作为位移量超过允许的范围时设定的下一个基准位置，不一定要设定从超过允许范围的位置为允许范围的一半距离的位置。例如，在超过上限的+10mm时、或超过下限的-10mm时，也可以不是从各自的位置起绝对值为10mm，而是在Smax的范围内将以大于10mm的距离离开的位置设定为下一个基准位置。例如，在坯布4的高度连续地增加的情况下，使裁断头2位于预定高度，接着，较大地取得位移量达到上限为止的行程。

图5示出从坯布4裁断一个衣片时，利用图1的裁断机1的控制部7进行底压器8的升降控制的整体思路。控制部7根据预先设定的程序，进行包含位移判定单元33及升降控制单元34在内的控制。此外，裁断头2如图4(a)、(b)所示，从向工作台3的上方上升的状态开始控制。

控制开始后，步骤s1中，设定从基于气缸24的底压器8向坯布4的按压力。该设定通过对电-气调压阀35设定与基于精密调压阀36的恒定的压力之间的差压来进行。步骤s2中，使裁断头2下降。步骤s3中，底压器8如图4(c)所示，判断是否与坯布4的表面抵接。如果持续下降直至抵接，而判断为底压器8与坯布4的表面抵接，则在步骤s4中，使裁断头2下降直至图4(d)所示的基准位置。在基准位置处，利用编码器28检测的位移量被初始化为0。

步骤s5以后，使Z轴缸体18动作而使裁断刃5下降，从刀尖5a刺入坯布4，利用往复式机构19使裁断刃5上下往复移动，同时使裁断头2沿工作台3的表面移动，进行裁断。裁断根据预先设定的裁断数据进行，在步骤s6中，如果根据裁断数据判断为关于一个衣片的裁断结束，则结束。步骤s6中，如果判断为裁断未结束，则在步骤s7中，位移判定单元33监视通过编码器28检测的距离基准位置的位移量，在步骤s8中，判定位移量是否成为判定范围外。该判定如上所述间歇地进行。如上所述，在允许±10mm的位移的情况下，该10mm成为判定范围。若判定为位移量处于判定范围内，则返回到步骤s5，持续进行裁断。若判定为位移量在判定范围外，则在步骤s9升降控制单元34以相对于裁断头2的底压器8的位置成为基准位置的方式，控制Z轴升降机构6，使裁断头2升降移动，返回步骤s5使裁断持续。

此外，在连续裁断多个衣片时，也有不使裁断头2从坯布4上升的情况。该情况下，从步骤s7中的位移量的监视开始直至成为步骤s9中的基准位置，使裁断头2升降的控制也可以对每个衣片进行。

Claims (6)

1.一种裁断机，具有：

工作台，载置应裁断的坯布；

裁断头，具备裁断坯布的裁断刃，能够沿工作台的表面在X轴方向及Y轴方向的二维上移动，且能够在与工作台的表面垂直的Z轴方向上升降移动；

底压器，以面对工作台的方式设于裁断头，能够相对于裁断头以预先设定的升降行程的范围内的位置向Z轴方向位移；

按压单元，使底压器与坯布的表面接触，以预先设定的按压力按压坯布，

所述裁断机的特征在于，包括：

位移量检测单元，检测相对于裁断头的底压器的位移量；

位移判定单元，监视通过位移量检测单元检测的位移量，基于预定的判定基准判定位移的有无；

升降控制单元，对应于位移判定单元的判定结果，按照以相对于裁断头的底压器的位置成为在该升降行程范围内预先设定的基准位置的方式使裁断头升降的方式进行控制。

2.根据权利要求1所述的裁断机，其特征在于，

所述位移判定单元在预先设定的时机监视所述位移量。

3.根据权利要求1或2所述的裁断机，其特征在于，

所述位移判定单元在所述位移量超过预定的判定范围时判定为有位移。

4.根据权利要求1或2所述的裁断机，其特征在于，

所述按压单元包括：

气缸，具有两个空气输入口，利用基于口间的差压被驱动的活塞的输出来按压所述底压器；

电-气调压阀，向气缸的至少一方的口供给电气上能够控制的设定压力的空气。

5.根据权利要求3所述的裁断机，其特征在于，

所述按压单元包括：

气缸，具有两个空气输入口，利用基于口间的差压被驱动的活塞的输出来按压所述底压器；

电-气调压阀，向气缸的至少一方的口供给电气上能够控制的设定压力的空气。

6.一种裁断机的裁断头升降控制方法，所述裁断机中，

在工作台上载置应裁断的坯布，

能够使具备裁断坯布的裁断刃的裁断头沿工作台的表面在X轴方向及Y轴方向的二维上移动，且能够使所述裁断头在与工作台的表面垂直的Z轴方向上升降移动，

在裁断头上面对工作台一侧设有底压器，所述底压器能够相对于裁断头以预先设定的升降行程的范围内的位置向Z轴方向位移，

所述裁断机的裁断头升降控制方法的特征在于，

使底压器与坯布的表面接触，以预先设定的按压力按压坯布，

检测相对于裁断头的底压器的位移量，

监视检测的位移量，基于预定的判定基准判定位移的有无，

对应于判定结果，按照以相对于裁断头的底压器的位置成为在该升降行程范围内预先设定的基准位置的方式使裁断头升降的方式进行控制。