CN106794588A - 用于切割片材的刀具传感器设备 - Google Patents

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Abstract

公开了用于以切割工具的切割材料形状的计算机控制的机器及其变型，包括用于在切割期间感测或估计刀具偏移来提供反馈以减小由刀具偏离其理想位置引起的切割形状误差的传感器。示例性实施例包括接近传感器、刀具如往复刀具，和电路和/或计算机可读的指令，以将接近传感器的输出信号分成对应于切向偏移的切向信号和对应于法向偏移的法向信号。往复刀具可包括温度传感器，其定位成测量刀具与切割的材料之间的接触部位附近的往复刀具的温度。温度传感器优选是非接触式温度传感器，如，红外线温度计，其在测量从物体发射的热辐射的原理下操作。

Description

用于切割片材的刀具传感器设备
相关申请的交叉引用
本申请请求享有都于2013年9月20提交的美国临时专利申请第61/880,735号和第61/880,743号的优先权的权益，申请的公开内容和教导内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及一种用于利用切割工具如往复刀具切割材料形状的计算机控制的机器，包括用于在切割期间感测或估计刀具偏移来提供反馈以减小由刀具偏离其理想位置引起的切割形状误差的传感器。本公开内容还涉及一种具有传感器设备的往复刀具，传感器设备用于监测往复刀具与切割的材料之间的接触部位附近的往复刀具的温度。
背景技术
具有往复刀具的工具的一种公知用途在于从织物材料的叠层切割服装构件形状。工具大体上用作手动操作的动力工具以用于切割材料，或用作计算机控制机器的工作工具来自动切割材料。由这些公知的机器切割的一些织物材料由热塑性纤维构成。公知的问题在于，由往复刀具生成的热可引起热塑性材料层熔合在一起。这大体上是非期望的结果，其可通过选择往复速度和刀具给送速率(切割工具前移的相对速度)以保持刀具温度低于引起熔合的阈值来避免。
此外，用于利用切割工具切割材料形状的计算机控制的机器的本领域中公知的和传统的用途在于从织物材料的叠层自动切割服装构件形状。刀具偏移可分解成切向和法向偏移分量。法向偏移主要是柔性刀具沿大体上正交于工具路径的方向弯曲的结果。切向偏移主要是以各次削利(sharpening)从刀具刃口除去材料引起的主要沿工具路径的切向方向的刀具变化的刃口位置的结果。
现有技术教导了用于获得和使用切向和法向刀具偏移信息的独立手段。如题为"Closed Loop Apparatus for Cutting Sheet Material"的美国专利号4,133,235中公开那样，法向刀具偏移由包括两个柔性臂的器件获得，柔性臂的挠曲一般与刀具弯曲的程度成比例。挠曲的位移由线性差动变压器(LVDT)感测到，线性差动变压器提供关于刀具弯曲的程度的信号。LVDT用作用于闭环控制的器件，以补偿切割器件的刀具弯曲。本领域中公知的是，切向偏移可从特定刀具遇到的削利循环的数目的记录估计。工具路径然后调整成补偿切向偏移。切向偏移用于识别刀具何时到达其寿命结束。
发明内容
本公开内容的目的在于提供一种传感器设备，其产生关于切向偏移的切向信号和关于法向偏移的法向信号。本公开内容的实施例可提供优于现有技术的许多优点。首先，本公开内容的实施例提供了产生切向和法向偏移的两种信号的经济的技术。第二，切向偏移信号为刀具刃口的位置的直接测量对基于刀具削利的次数的估计。相信直接测量将提供切向偏移的更准确的信息，且本公开内容的实施例可产生直接测量结果。最后，相信本公开内容的实施例将由于低于现有技术的预期滞后值而提供法向偏移的更准确的量度。
此外，本公开内容的目的在于提供用于一种传感器设备，以用于出于切割过程的人工控制的目的或出于切割过程的自动闭环反馈控制来监测往复刀具的温度。这优于现有技术，因为温度信息之前不可用于防止材料由熔合而破坏的目的。确定有效速度和给送速率大体上是实验过程，但本公开内容针对使该过程更有决定性，同时针对消除在其切割期间热塑性材料熔合在一起的问题。
本公开内容的一个实施例包括接近传感器、刀具如往复刀具，以及用于将接近传感器的输出信号分成(例如，经由适合的电路和/或软件)对应于切向偏移的切向信号和对应于法向偏移的法向信号的器件。刀具具有由定期削利的多个缩减表面形成的切割刃口。结果，因材料由于使用而从刀具的切割刃口除去，故刀具的切割刃口表面可在一定时间内缓慢缩减。接近传感器优选具有灵敏度轴线，且产生关于如沿灵敏度轴线测得的自身与目标之间的测得距离的输出信号。目标优选为刀具上的缩减表面。接近传感器优选位于邻近刀具，且刀具的灵敏度轴线通常大体上定向成正交于缩减表面。
大体上，灵敏度轴线并未平行于切向偏移或法向偏移的方向。结果，接近传感器的输出信号由切向信号和法向信号两者构成。灵敏度轴线因此与法向偏移方向形成锐角，优选大约10到20度的范围，或大约0.5度的期间的任何增量。因此，接近传感器的输出信号受归因于刀具弯曲的变化的法向偏移所影响。输出信号还受至缩减表面的距离影响，该距离随每个逐渐的削利循环而增大。在缩减表面转移时，切割刃口也优选沿切向偏移方向转移由锐角的大小影响的量。
切向信号适时缓慢改变，同时法向信号相比之下更快改变。切向信号适时缓慢改变，因为其对应于刀具的削利引起的刀具刃口的转移。作为与切向信号相关联的时间标度的实例，刀具刃口可在八小时工作日的过程内逐渐转移1.5mm。如果1.5mm的转移对应于刀具的寿命，则切向信号的周期为八小时。相比之下，对应于刀具弯曲的法向信号可具有可以以毫秒测量的时间标度。例如，对应于服装构件形状的几何形状的工具路径通常无规则，因此引起刀具在切割时频繁地转向。转向轨迹可具有两毫秒或更短的周期。该段中提供的实例值将取决于刀具的应用较宽地改变，且仅给出为示出切向信号和法向信号的大的时间标度差。
接近传感器的输出信号可穿过低通滤波器来获得切向信号，且穿过高通滤波器来获得法向信号。低通滤波器可包括移动平均滤波器或由其构成。例如，切向信号可按预选先前时间段的平均值计算，如，接近传感器的输出信号的最近30分钟的数据样本。高通滤波器可包括算法和适合的互补电子构件，以计算接近传感器的输出信号和切向信号的差异，从而从信号除去低频分量。滤波器设计领域的技术人员将认识到低通和高通滤波器两者的适合的构造。
对应于切割工作的工具路径通常可以以分钟测得的时间标度完成。结果，切向信号的变化通常在切割工作的过程内可忽略。该事实可用于消除结合切向信号的闭环控制的需要。作为替代，切向偏移可由工作开始之前不久的切向信号确定。对应于切割工作的工具路径可调整来解决切向偏移。
在本公开内容的另一个实施例中，未使用切向信号。例如，可能情况在于，由削利引起的缩减表面的转移可忽略，或刀具为大体上不再削利的硬材料。在排除切向信号的公开内容的实施例中，优选的是将灵敏度轴线定向成几乎正交于与切向方向平行的刀具的面。在本公开内容的又一个实施例中，未使用法向信号。例如，应用可在切割材料的薄叠层时产生可忽略的刀具弯曲。在排除法向信号的本公开内容的实施例中，接近传感器可面对刀具的尖锐刃口，使得灵敏度轴线定向成大部分平行于切向方向。
本公开内容的另一个实施例包括如上文所述的往复刀具，但也包括温度传感器，其定位和配置成测量往复刀具与切割的材料之间的接触部位附近的往复刀具的温度。
温度传感器优选是非接触式温度传感器，如，红外线温度计，其在测量从物体发射的热辐射的原理下操作。非接触式温度传感器还可包括红外热电偶。本领域的技术人员将认识到，也基于辐射热能的非接触式温度测量的等同技术由本公开内容构想出，且落入本公开内容的范围内。
作为备选且在其它实施例中，温度传感器可为接触式温度传感器，其与往复刀具直接或间接接触。例如，热电偶可与滚子接触，其与往复刀具接触，其提供用于通过热传导来将热能传导至热电偶的路径。将认识到的是，形成在刀具与接触式温度传感器之间的小空隙仍可提供温度传感器与往复刀具之间的热传导接触来用于本公开内容的目的，规定了足够的能量经由穿过空气的热传导来传导穿过空隙。
在本公开内容的又一个实施例中，可包括用于显示校准温度读数来用于操作者读取的显示器。校准温度读数大体上对应于温度传感器的输出。接触传感器温度可产生模拟电压信号，其关于以测量的热单位如摄氏度、华氏度或开氏度测得的温度。校准可通过将适合的转换系数应用于模拟电压信号来合成显示的温度读数来实现。该过程还可包括使用温度读数来作为反馈参数，以人工地控制往复速度和给送速率。在本公开内容的又一个实施例中，温度传感器的输出可用作往复速度和给送速率的自动闭环控制的反馈。调节往复速度和给送速率的控制器可应用算法，该算法使用预定查找表，查找表基于反馈温度设置往复速度和给送速率。
将理解的是，前述总体描述和以下详细描述是示例性的，且旨在提供本文公开的实施例的进一步阐释。
结合到且构成本公开内容的部分的附图包括在内，以示出和提供本公开内容的方法和系统的进一步理解。连同描述，附图用于阐释公开实施例的原理。
附图说明
示出公开实施例的多个图像附于描述，图呈现出非限制性实例，且在图中：
图1为包括具有接近传感器设备的刀具的本公开内容的第一实施例的示图；
图2为图1的刀具和接近传感器设备的底部平面视图；
图3为对应于图2的截面线A-A的本公开内容的接近传感器设备的垂直截面视图；
图4为图1的接近传感器设备的侧立面视图；
图5为对应于图4的截面线B-B的本公开内容的接近传感器设备的水平截面视图；
图6为本公开内容的刀具和滚子引导组件的等距视图；
图7为示出本公开内容的接近传感器输出的信号处理的简图；
图8为本公开内容的刀具的备选实施例的示意图，具有非接触式温度传感器设备；以及
图9为图8中的非接触式温度传感器设备的侧立面视图。
具体实施方式
图1示出了刀具1和接近传感器4的示例性非限制性布置。刀具1包括形成切削刃口32的多个"缩减"表面2和3。为了保持切削刃口32，刀具1可定期削利，从而从缩减表面2和3除去材料，以引起表面缩减至由5和6指出的新位置。接近传感器4具有灵敏度轴线7，其优选定向成正交于缩减表面2。刀具1和接近传感器4的布置优选包括缩减表面2与接近传感器4之间的小间隙(由e指出)。如图3中所示，刀具1上的侧力(由F指出)引起其从其垂直构造向外弯曲成由24指出的构造。刀具弯曲引起小间隙e变化，从而影响接近传感器4的输出。
在本公开内容的优选实施例中，接近传感器4具有线性感应传感器，且刀具1由提供传感器的适合目标的金属制成。感应传感器产生关于传感器与目标之间的距离的信号。线性感应传感器产生与传感器与目标之间的距离线性相关的信号。非线性感应传感器也将针对本实施例工作，规定了其信号可校准来关联传感器与目标之间的距离。本领域的技术人员将认识到，产生关于至目标的距离的信号的等同传感器如电容接近传感器和激光位移传感器由本公开内容构想出，且落入其范围内。
如图3中所示，压脚8和滚子引导件用作用于刀具1往复的器件。在图3中，滚子引导件包括多个侧滚子12,13,14和15和后滚子27(如图5中所示)，从而提供刀具1的支承，同时允许其沿垂直方向(由坐标方向z指出)自由地往复。在现有技术中，滚子引导组件允许沿正交于工具路径的方向(由坐标方向n指出)略微转移。现有技术的滚子引导组件由两个柔性臂保持，且刀具的弯曲通过检测两个柔性臂的对应运动来间接地测得。如当前体现那样，接近传感器与滚子引导组件脱离。这是有利特征，因为期望从设备快速除去滚子引导组件来用于清洁。由于本公开内容避免了与使滚子引导组件与柔性臂或传感器机械地脱离相关联的复杂性，故有可能快速地除去滚子引导件。
在如图6中所示的本公开内容的优选实施例中，滚子引导件为具有框架21的快速变化的滚子引导件33，框架21位于压脚8(如图3中所示)的壳体25的略大的凹穴28中。框架21和凹穴28优选但不一定是圆柱形。如图5中可见，框架21优选包括柔性部件26，以允许多个侧滚子12,13,14和15(如图3中所示)沿法向方向(由n指出)的受限运动。运动由略大的凹穴28和销27限制。一对球锁销10和11构造成在施加受控力的同时将快速变化的滚子引导件33装固在凹穴28中，受控的力相对于刀具1压制侧滚子12,13,14和15。作为备选，刀具21可压制销27，以允许刀具1与侧滚子12,13,14和15之间的少量空隙。
由往复刀具生成的热通过允许小空隙来最小化，同时受控的力提供了刀具1的良好支承。本领域的技术人员将认识到，需要最小化热生成与需要较好支承刀具1之间的权衡。本公开内容的优选实施例可通过适当选择销27的直径来适合需要。如图6中所示，为了便于除去快速变化的滚子引导件33，包括了多个凹槽22和23来提供用于除去工具的抓持位置。在本公开内容的另一个实施例中，快速变化的滚子引导件33可由销、螺钉、磁铁或其它紧固件装固在凹穴28中。如图3中所示，本公开内容的优选实施例包括用于收集由刀具削利产生的碎屑的磁铁20。碎屑可在其它情况下干扰接近传感器4的性能。
如图7中示意性所示，接近传感器4的原始输出信号穿过低通滤波器35和高通滤波器36，以分别获得切向信号37和法向信号38。低通滤波器可包括由数字计算机执行的算法，数字计算机计算原始输出信号的移动平均，以获得切向信号37。高通滤波器可包括由同一数字计算机执行的算法，数字计算机计算原始输出信号和切向信号的差异，从而从原始输出信号除去低频分量。滤波器设计领域的技术人员将认识到构成适合的低通和高通滤波器的备选手段。
在正常切割操作期间，原始输出信号在对应于刀具1与接近传感器4(如图1和图3中所示)之间的间隙e的预期范围的有限范围内预计。在失去或破坏的刀具的情况中，间隙e将大于正常值，这产生其正常范围外的原始输出信号，其继而又优选产生指出失去或破坏的刀具的信号。这些信号可由机器的计算机控制器使用，以防止具有失去或破坏的刀具的机器操作，同时提醒操作者机器的出错状态。
图8-9示出了本公开内容的备选实施例。如上文公开的公开内容的实施例中那样，该实施例包括往复刀具41和非接触式传感器42。往复刀具41是本领域中公知的用于切割材料形状的动力工具的元件。在图8中，示出了从非接触式传感器42放出的线缆43。非接触式传感器42配置成产生与温度相关的模拟电压信号。线缆43优选包括传送模拟电压信号的两条线。如图9中所示，提供了用于使刀具往复的机构，其具有壳体44，壳体关于刀具41定位非接触式温度传感器42。材料大体上在水平面中被设置为平的，同时刀具41沿如由方向z指出(如图9中所示)的主要正交于水平面的方向振荡。在本公开内容的另一个实施例中，温度传感器的输出用作往复速度和给送速率的自动闭环控制的反馈。调节往复速度和给送速率的控制器可包括算法，该算法使用预定查找表，查找表基于反馈温度设置往复速度和给送速率。在又一个实施例中，壳体44还可作用为用于在切割材料时协助材料的固定的压脚。
可构想出，本公开内容的任何实施例的元件可与所有都在其公开内容的范围内的本公开内容的其它实施例的元件组合。
本领域的普通技术人员将理解的是，可制作出各种改变，且等同方案可替代其中的元件，而不会脱离本公开内容的范围。此外，可制作出许多改型来使特定特征或材料适于本公开内容的教导内容，而不脱离其范围。因此，期望本公开内容不限于公开为针对特定实施例，而是本公开内容将包括落入权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (24)

1.一种配置成测量工具偏移的用于计算机控制的机器的传感器设备，包括：
刀具；
刀具支承件；
接近传感器，其具有灵敏度轴线，配置成检测所述刀具与待切割的材料之间的距离；以及
构造成支承所述接近传感器和所述刀具支承件的壳体。
2.根据权利要求1所述的传感器设备，其中，所述刀具为往复式刀具。
3.根据权利要求1所述的传感器设备，其中，所述刀具具有一个或多个缩减表面。
4.根据权利要求1所述的传感器设备，其中，所述灵敏度轴线定向成主要正交于所述一个或多个缩减表面中的至少一者。
5.根据权利要求1所述的传感器设备，其中，所述传感器配置成将所述接近传感器的输出信号分成对应于切向工具偏移的切向信号和对应于法向工具偏移的法向信号。
6.根据权利要求1所述的传感器设备，其中，所述刀具支承件包括：
滚子引导组件；
滚子引导壳体；
多个侧滚子；以及
至少一个后滚子。
7.根据权利要求1所述的传感器设备，其中，用于支承所述接近传感器和所述刀具支承件的所述壳体为具有凹穴和用于固定所述滚子引导壳体的紧固件的压脚。
8.根据权利要求6所述的传感器设备，其中，所述滚子引导壳体具有柔性部件，其构造成允许所述多个侧滚子沿所述法向方向的受限运动。
9.根据权利要求1所述的传感器设备，其中，所述刀具包括主要平行于切向方向且主要正交于所述灵敏度轴线的非缩减表面。
10.根据权利要求1所述的传感器设备，其中，所述接近传感器为感应传感器。
11.根据权利要求1所述的传感器设备，还包括温度传感器，其配置成测量所述刀具与切割的材料之间的接触部位附近的所述刀具的温度。
12.根据权利要求11所述的传感器设备，其中，所述温度传感器为非接触式温度传感器或接触式温度传感器中的一者。
13.根据权利要求11所述的传感器设备，还包括配置成计算所述切向信号的低通滤波器，以及配置成计算所述法向信号的高通滤波器。
14.一种用于计算机控制的机器的传感器设备，包括：
刀具；
刀具支承件；
温度传感器，其配置成测量所述刀具与切割的材料之间的接触部位附近的所述刀具的温度；以及
构造成支承所述温度传感器和所述刀具支承件的壳体。
15.根据权利要求14所述的传感器设备，其中，所述刀具为往复式刀具。
16.根据权利要求14所述的传感器设备，其中，所述刀具具有一个或多个缩减表面。
17.根据权利要求14所述的传感器设备，其中，所述灵敏度轴线定向成主要正交于所述一个或多个缩减表面中的至少一者。
18.根据权利要求14所述的传感器设备，其中，所述刀具支承件包括：
滚子引导组件；
滚子引导壳体；
多个侧滚子；以及
至少一个后滚子。
19.根据权利要求18所述的传感器设备，其中，所述滚子引导壳体具有柔性部件，其构造成允许所述多个侧滚子沿所述法向方向的受限运动。
20.根据权利要求14所述的传感器设备，其中，所述温度传感器为非接触式温度传感器或接触式温度传感器中的一者。
21.根据权利要求14所述的传感器设备，其中，所述温度传感器配置成提供用于所述刀具的往复速度和给送速率的人工控制的反馈。
22.根据权利要求14所述的传感器设备，其中，所述温度传感器配置成提供用于所述刀具的往复速度和给送速率的自动闭环控制的反馈。
23.根据权利要求22所述的传感器设备，还包括配置成调节所述刀具的往复速度和给送速率的控制器。
24.根据权利要求23所述的传感器设备，其中，所述控制器包括算法和预定查找表，以基于所述反馈温度设置所述往复速度和给送速率。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3068457B1 (fr) 2017-06-30 2019-08-16 Lectra Procede de determination d'une dimension entre le dos et le fil tranchant d'une lame vibrante montee sur un outil de coupe
KR20210051281A (ko) 2019-10-30 2021-05-10 주식회사 엘지화학 순차 가압 포메이션 지그 및 이를 이용한 포메이션 방법
WO2021127244A1 (en) 2019-12-19 2021-06-24 Gerber Technology Llc Apparatus for adjusting a knife edge offset in a cutter toolhead
EP4011547A1 (de) * 2020-12-11 2022-06-15 Hilti Aktiengesellschaft Verfahren zur überwachung einer temperatur in einem arbeitsbereich einer werkzeugmaschine und werkzeugmaschine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3732764A (en) * 1971-03-01 1973-05-15 Gerber Government Technology I Apparatus and method for cutting sheet material with chopping type blade motion
US4133235A (en) * 1977-04-22 1979-01-09 Gerber Garment Technology, Inc. Closed loop apparatus for cutting sheet material
US4653362A (en) * 1985-05-22 1987-03-31 Gerber Scientific Inc. Cutting apparatus with heated blade for cutting thermoplastic fabrics and related method of cutting
WO1994001256A1 (en) * 1992-07-13 1994-01-20 Sohzohkagaku Co., Ltd. Ultrasonic drilling machine
US5512808A (en) * 1992-08-13 1996-04-30 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for forming nanometric features on surfaces
CN1890068A (zh) * 2003-12-09 2007-01-03 赫西和奈普斯有限责任公司 切割设备和切割设备的控制
CN1895844A (zh) * 2005-07-12 2007-01-17 发那科株式会社 加工装置
CN101403906A (zh) * 2007-10-04 2009-04-08 发那科株式会社 具有工件设置误差补偿单元的数值控制装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE30757E (en) * 1977-04-22 1981-10-06 Gerber Garment Technology, Inc. Closed loop apparatus for cutting sheet material

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3732764A (en) * 1971-03-01 1973-05-15 Gerber Government Technology I Apparatus and method for cutting sheet material with chopping type blade motion
US4133235A (en) * 1977-04-22 1979-01-09 Gerber Garment Technology, Inc. Closed loop apparatus for cutting sheet material
US4653362A (en) * 1985-05-22 1987-03-31 Gerber Scientific Inc. Cutting apparatus with heated blade for cutting thermoplastic fabrics and related method of cutting
WO1994001256A1 (en) * 1992-07-13 1994-01-20 Sohzohkagaku Co., Ltd. Ultrasonic drilling machine
US5512808A (en) * 1992-08-13 1996-04-30 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for forming nanometric features on surfaces
CN1890068A (zh) * 2003-12-09 2007-01-03 赫西和奈普斯有限责任公司 切割设备和切割设备的控制
CN1895844A (zh) * 2005-07-12 2007-01-17 发那科株式会社 加工装置
CN101403906A (zh) * 2007-10-04 2009-04-08 发那科株式会社 具有工件设置误差补偿单元的数值控制装置

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