CN107208352B - 用于借助于切割装置从至少部分两层的材料幅面中切出物体的方法 - Google Patents

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Abstract

用于借助于切割装置从至少部分两层的材料幅面中切出物体的方法，其中，两个材料层至少部分地线形地、条形地和/或面型地相互连接。相应的待切出的物体的地点无接触地根据在所述材料中的结构变化进行探测，所述结构变化是所述物体的如下部分，所述部分由于在所述材料幅面中的如下区域而得到，所述区域线形、条形和/或面型相互连接。在所述材料幅面中至少根据所述物体的线形、条形和/或面型相互连接的区域的事先确定并且保存的显著的并且相互隔开的几何部分形状来实行探测所述物体的地点。

Description

用于借助于切割装置从至少部分两层的材料幅面中切出物体 的方法
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于借助于切割装置从至少部分两层的材料幅面中切出（Ausschneiden）物体的方法。
该方法尤其设置成，从这种两层的材料幅面中切出包或袋形的物体，用于安全气囊的下料（Zuschnitte）也属于所述物体。该方法优选结合激光切割装置得以应用。
应该从中切出所述物体的这种材料幅面由至少两个材料层构成，所述至少两个材料层至少在相应的待切出的物体的周缘区域内部分线形地、条形地和/或面型地相互连接。这种连接能够在于所述两个材料幅面的粘合、所述两个材料幅面的焊接或者所述两个材料幅面的交织。所述两个材料幅面的交织尤其用在安全气囊下料的制造中。
背景技术
在一些应用情况中，如这也在安全气囊下料的制造中为这样的情况那样，必须非常精确地切出部件，以便在所述安全气囊得到使用以及在高压下展开时满足对所述安全气囊持久性的所有与安全相关的方面。在从所述材料幅面中切出所述安全气囊下料时刚好不允许损伤以及由此削弱所述材料幅面的两个材料层的相互交织或编织的（verwirkten）区域。不在其中的是形成了所述安全气囊的保持眼（Halteösen）或保持搭板（Haltelaschen）的交织或编织的区域，所述区域在切出所述安全气囊时被置于其最终形状中。最终必须相应于预先规定（Vorgaben）精确地切出所述安全气囊。
在从材料幅面中并且尤其从两层的材料幅面中切出物体时存在的问题是，所述材料幅面由制造过程决定地并且由于材料以及其处理而具有形变，该形变不仅从材料幅面到材料幅面而且在材料幅面内能够非常不同。如果基于切割设备的切割台用固定地在所述切割装置中预设的切割数据切出所述物体，那么所述物体由于在所述材料幅面中的形变而不沿着其在所述材料幅面中预设的轮廓被切出。
为了探测在材料幅面中的这种形变，人们转而在所述材料幅面的制造期间将所述材料幅面设有与待切出的物体处于固定配属的标记。这种标记在所述切割装置中光学地探测，以便从其位于所述材料幅面上的位置中测定，所述材料幅面在哪个周缘中发生形变。从在所述标记的理论位置（Sollposition）（所述理论位置相应于在制造所述材料幅面期间所述标记的位置）与所述标记在所述切割装置的区域中的实际位置之间的偏差中导出修正值。根据所述修正值修正用于切出所述物体的切割坐标，从而虽然有所述材料幅面的形变，但还是精确地沿着预设的轮廓切出所述物体。
由纵向以及横向沿着所述材料幅面延伸的线或者能够在所述材料幅面的上侧上看到的点或十字形成的周期性重复的栅格（Raster）例如用作标记。如果这涉及织造的（gewebte）或编织的（gewirkte）材料幅面，那么到所述材料中加入特征线或标记线，所述特征线或标记线在颜色方面与所述材料幅面相比显得突出。
通常在光学方面、也就是无接触地探测所述标记，并且从所述标记的地点（Lage，有时称为位置，翻为地点仅为了与“位置”进行区分）和位置中导出所述物体在所述材料幅面中的地点，其此后配属于切割装置的坐标作为切割坐标。根据所述切割坐标借助于所述切割装置切出相应的物体。
前面所描述的方法方式的前提条件是在每种情况下必须将两或更多层的材料幅面事先设有标记，所述标记必须印上在所述材料幅面的至少一侧上，或者所述标记在织造或编织的材料幅面的情况下必须作为特征线来加入。如果在压印（Bedrucken）所述材料幅面时或者在加入所述特征线时出现了缺陷、如例如不连续部（Unstetigkeiten），那么待切出的物体与所述标记的精确的配属是不可能的，这导致次品。除此以外，压印所述材料幅面或者加入特征线在制造所述物体时与附加的消耗并且由此与附加的成本相联系。
发明内容
本发明的任务是说明一种开头所述类型的方法，其实现了从至少两层的材料幅面中地点精确地切出物体，而不必事先将所述材料幅面设有标记。
该任务通过具有权利要求1的特征的方法得到解决。该方法的有利的设计方案由从属权利要求获得。
所述方法的突出之处在于，相应的待切出的物体的地点无接触地根据在所述材料中的结构变化进行探测，所述结构变化是所述物体的如下部分，所述部分由于在所述材料幅面中的如下区域来获得，所述区域线形、条形和/或面型相互连接。所述物体在所述材料幅面中的地点的探测至少根据所述物体的线形、条形和/或面型相互连接的区域的事先确定的并且保存的、显著的（markanten）并且相互隔开的几何部分形状来实行。由此在所述材料幅面中的、由所连接的面型区域获得的结构的至少一部分考虑用于识别所述物体在所述材料幅面中由于所述材料幅面的扭变（Verzerrung）而引起的扭变以及扭转（Verdrehung）。按本发明的方法的特别的优点在于，不需要探测所述物体的整个几何形状或所有如下面型区域，所述两个材料幅面的所连接的结构位于所述面型区域中，虽然这当然是可行的；然而这不必要地提高了用以将所探测的坐标转换为所述切割坐标的计算消耗。
因此优选地，仅仅探测所连接的结构的几何部分形状，并且所述几何部分形状在其探测之后基于所述物体的所保存的几何形状相互结合并且/或者补充。所述物体的、配属于所述两个材料幅面的所连接的结构的几何部分形状事先被确定。尤其所述几何部分形状是由于其几何而特别显著的几何部分形状。这种显著的几何部分形状例如是具有强烈弯曲的轮廓的区域、搭板状的构造，无关于所述显著的几何形状位于待切出的物体的内部的面型区域的区域内还是位于外轮廓的区域内。
当所述材料幅面位于所述切割台上时，所述显著的几何形状已经能够足以从中导出所述物体在所述材料幅面中的实际地点，以便此后将所述物体相应于在所述材料幅面中存在的扭变以修正的切割数据来切出。
如已经提到的那样，所述显著的几何部分形状能够基于所述物体的所保存的几何以及轮廓数据得到补充，以便此后从相应的物体的补充的几何形状中为切割过程确定相应的物体在所述材料幅面中的地点，并且随后相应于所述物体的地点地配属所述切割坐标并且用所述切割坐标切出所述物体。
在所述材料中所述结构变化的无接触的探测优选借助于至少一个照相的（fotografischen）装置进行；该方法刚好当应该在其中两个材料幅面被连接的区域内探测织造或编织结构时是有利的。刚好当所述照相的装置以相对大的间距定位在所述材料幅面上方时（这意味着以直到1500mm的、优选大约800到1000mm的间距）获得照相的图像，在所述图像中待探测的织造或编织结构以高的分辨率被探测。
多个单个图像能够组合成整体图像（Gesamtbild），随后从中在所述材料幅面的大的面型区域上探测在所述材料中的结构变化。所述单个图像形成了一种全景图像，其中，所述单个图像也能够二维地呈排和行（Reihen und Zeilen）地相互接合。
为了加强所述材料幅面的两个层的相互连接的区域以其显著（sich…abzeichnen）的对比，对所述材料幅面进行照明。由此所述结构变化还较明显地显示出。所述照明能够从上侧进行，照相的图像也从该上侧进行拍摄。然而也提出并且在一定的应用情况下优选的是，为了无接触地探测在所述材料中的结构变化而照透（durchleuchtet）所述材料幅面、优选从所述材料幅面的对置于照相的装置的侧、通常所述材料幅面的下侧。
也提出了让所述材料幅面行进通过在所述切割装置的入口侧的扫描装置，所述扫描装置以与所述材料幅面小的间距布置地无接触地扫描（abscannt）所述材料幅面的表面或者扫描在优选从对置的侧照透所述材料幅面时获得的对比。这种扫描装置与所述切割装置的切割坐标或切割台成固定的配属地进行布置，从而在所述材料幅面中的形变以及由此所述物体的线形、条形和/或面型相互连接的区域（至少其几何部分形状）的实际地点得到探测并且将其传递到所述切割装置的坐标中。
所说明的方法也实现了探测在所述材料中的如下结构变化，所述结构变化不能够配属于待切出的物体的如下部分，在所述部分处例如所述两个材料层线形、条形和/或面型相互连接，并且能够将所述结构变化检查为可能的材料缺陷。如果材料缺陷配属于待切出的物体的区域，那么检查该物体并且决定该材料缺陷对于待切出的物体来说仅仅涉及光学方面还是涉及其它方面例如与安全相关的不能被接受的方面。被识别为有缺陷的物体此后不从所述材料幅面中切出。
附图说明
本发明的其它细节以及特征根据附图从实施例的下面的描述中获得。在附图中：
图1示出称作主程序的流程图，其呈现出按本发明的方法的各个方法步骤，
图2示出子程序，其加入到图1的主程序中，
图3A到3C以三个方法阶段示出了应该从材料幅面中切出的物体，这些方法阶段配属于图1的流程图，
图4示出能够用其来执行按本发明的方法的切割设备，
图5A示出带有大量物体的材料幅面的示意图，所述物体在所述材料幅面中通过在所述材料中的结构变化而显著，以及
图5B示出图5A的物体，如其通过图4的装置切出的那样。
具体实施方式
按本发明的方法基于借助于在图4和5B中用附图标记2表示的切割装置从至少部分两层的材料幅面1（如其在图5A和5B中所示的那样）中切出物体。所述材料幅面1包括至少两个材料层，其至少在待切出的物体3的周缘区域内部分线形地、条形地和/或面型地相互连接。这种物体3能够是包、包装袋、口袋，然而也是较复杂的部件、如例如安全气囊。以安全气囊形式的这种物体3在图3A中示出并且下面根据附图描述其制造。
下面一般用附图标记3表示的这种安全气囊通常由织造的或者编织的材料幅面制成，该材料幅面由至少两个处于相叠的材料层构成，所述材料层在部分区域中相互交织和/或编织。在图3A到3C中通过黑色的面表示所述安全气囊的这种交织或编织的区域。所述黑色的面部分地形成了用附图标记4表示的框架形的结构、部分与所述框架形的结构4连接并且用附图标记5表示的搭板形的区段、以及位于所述框架形的结构4内部的用附图标记6表示的岛形的区段。至少所述框架形的结构4位于所述安全气囊3的外轮廓线7内部，所述安全气囊应该沿着该外轮廓线从所述材料幅面1中切出。
理想地，所述材料幅面1的所连接的结构沿着直角坐标系统的x-y方向进行定向，如这在图3A中还根据虚线8所说明的一样。然而表明的是，所述材料幅面1由于不同的例如制造决定的原因当其行进通过切割台9时具有形变或者扭转，该切割台例如能够以沿着x和/或y方向的延长部或收缩部来表现出来。这种形变能够在图5A中明显看到。
为了在所述切割台9上尽管由于所述材料幅面1的形变而改变的地点仍然借助于所述切割装置2切出所述安全气囊3，必须考虑所述形变，因为否则存在以下危险，即所述安全气囊3没有沿着所述外轮廓线7被切出并且因此能够在所述安全气囊3的外轮廓的区域内出现与安全相关的交织或编织的结构4和5的损伤。不在其中的是尤其用于将所述安全气囊固定在车辆中的搭板形的区段5；在其区域内所述材料幅面1的两个材料层相互交织或编织的这种搭板形的区段5能够在切出所述安全气囊3时被置于其最终的形状中。
由于前面的原因而使用按本发明的方法，其流程在图1的流程图中示出。
根据按本发明的方法，所述安全气囊3在所述材料幅面1中的地点通过无接触地探测在所述材料幅面1中的结构变化来测定，如这通过步骤101所说明的那样。在所述材料幅面1中的这种结构变化由于在所述材料幅面1的表面上可看出的织造或编织结构而获得，在其区域内所述材料幅面1的两个材料层相互交织或编织。这种结构变化也能够通过所述材料幅面1的如下区域来获得，在所述区域中两个材料层相互粘合或者以其它方式相互连接。
待切出的物体3、也就是在当前情况下待切出的安全气囊的几何连同所有预设的轮廓数据以及成结构部（Strukturierungen）、例如框架形的结构4、搭板形的区段5、岛形的区段6以及外轮廓线7在步骤102中分成几何部分形状。这种几何部分形状在图3A和3B中通过矩形10标记。作为几何部分形状10优选选出所述安全气囊3的特别显著的几何区域；落入其之下的是例如搭板形的区段5、岛形的区段6、或者至少其部分、以及框架形的结构4的部分，其具有小的曲率半径。
根据x-y坐标以及虚线8作为示例说明了在所述材料幅面中可见的结构基于所述材料层的相互连接的区域而相对于图3A中的理想的地点数据由于所述材料幅面1沿着所述切割台9相对于x轴线（也参见图5A）的形变而移位了角度11。形变也相对于y轴线出现，虽然所述形变没有示出。
因此，在步骤103中进行在图3B中用通过上标的一划补充的附图标记4'、5'或6'表示的所探测的几何部分形状与所保存的几何部分形状4、5或6（参见图3A）的地点的比较。
在步骤104中测定所探测的几何部分形状4'、5'、6'是否能够配属于所保存的几何形状或者所保存的几何部分形状4、5、6。如果这是这种情况，那么在步骤105中将所探测的几何部分形状10（4'、5'、6'）在计算方面基于安全气囊结构的所保存的数据而相互连接。
应该指出的是，优选探测所述安全气囊3的几何部分形状或结构4'以及搭板形和岛形的区段5'、6'的仅仅一部分，所述几何部分形状用矩形10表示，以便由此将用于测定所述安全气囊3在形变的材料幅面1中的地点的计算消耗保持得小。然而也可行的是全部探测在所述材料幅面1的结构中显现的结构线并且测定其在所述材料幅面1中的地点。
在步骤106中，所述物体的几何形状在所述材料幅面1中的地点配属于所述切割装置2的切割坐标，并且最后将相应的物体在步骤107中相应于所述物体在所述材料幅面1中的地点地用所述切割坐标、在图中示出的安全气囊的情况下沿着所述外轮廓线7切出，所述切割坐标能够基于所述安全气囊下料（参见图3A）的所保存的数据来确定，如图3C示出这一点那样。
为了无接触地探测在所述材料幅面1中的结构变化，在所述材料幅面1到所述切割装置2中的进入侧布置有相机系统12；附加地将所述材料幅面1横向（y方向）于行进方向（x方向）用合适的光源13从图5A中标记的区域14中的上侧进行照明；然而也可行的是备选地或者附加地用光源15从下侧对置于所述相机系统12地照明所述材料幅面1，从而能够由所述相机系统12探测在明亮与暗淡的面之间的较强烈的对比。
在图3B和3C中示出了单个安全气囊在所述材料幅面中的地点的探测，而图5A和5B示出了在其长度和宽度上分布了大量应该被探测并且切出的安全气囊3的材料幅面1。
用所述相机系统12能够探测所述材料幅面1的较大的区域，方法是将多个单个图像组合成整体图像，以便探测在所述材料幅面1中的结构变化。
存在以下方案，即在图1所示的流程图的步骤104中得出所探测的几何部分形状10不能配属于所保存的几何形状或几何部分形状。如果这是这种情况，那么图1的主程序分支到图2中所示的子程序。
在所述子程序中，在步骤108中检查不能配属于几何形状或几何部分形状的结构变化，以便如步骤109示出这一点那样测定该结构变化是否能够配属于材料缺陷并且该结构变化/材料缺陷是否在待切出的物体3内部（步骤110）。如果该结构变化/材料缺陷不在待切出的物体3内部，那么忽略该结构变化/材料缺陷（步骤111），因为其在待切出的物体3外部地不能够影响待切出的物体3。
如果在步骤110中测定，所述结构变化/材料缺陷在待切出的物体3内部，那么在步骤112中将该物体标记为有缺陷的，并且所述切割装置2在步骤113中指示不切出该物体（因为有缺陷），以便由此节省机器运行时间。

Claims (9)

1.用于借助于切割装置从至少部分两层的材料幅面中切出物体的方法，在其中至少两个材料层至少在待切出的物体的周缘区域内部分线形地、条形地和/或面型地相互连接，其中，首先无接触地测定配属于所述物体在所述材料幅面中的地点的数据，所述数据配属于切割装置的坐标作为切割坐标，并且其中，借助于所述切割装置根据所述切割坐标切出相应的物体，其特征在于，无接触地根据在所述材料中的结构变化探测相应的待切出的物体的地点，所述结构变化是所述物体的如下部分，所述部分由于在所述材料幅面中的如下区域而获得，所述区域线形、条形和/或面型相互连接，其中，至少根据所述物体的线形、条形和/或面型相互连接的区域的事先确定并且保存的显著的并且相互隔开的几何部分形状来实行探测所述物体在所述材料幅面中的地点，其中，在所述材料幅面中的结构变化由于在所述材料幅面的表面上可看出的织造或编织结构而获得，在其区域内所述材料幅面的两个材料层相互交织或编织，或所述结构变化能够通过所述材料幅面的如下区域来获得，在所述区域中两个材料层相互粘合。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述几何部分形状在其探测之后基于所述物体的经保存的几何形状相互连接和/或补充。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，从相应的物体的补充的几何形状中为切割过程确定相应的物体在所述材料幅面中的地点，以便随后相应于所述物体的地点地配属所述切割坐标并且用所述切割坐标切出所述物体。
4.按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，借助于至少一个照相的装置实行无接触地探测在所述材料中的结构变化。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，从多个单个图像中探测在所述材料中的结构变化，所述单个图像组合成整体图像。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，为了无接触地探测在所述材料中的结构变化而对所述材料幅面进行照明。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，为了无接触地探测在所述材料中的结构变化而照透所述材料幅面。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述材料中的所探测的没有能够配属于待切出的物体的如下部分的结构变化被检查为可能的材料缺陷，在所述部分处所述两个材料层线形、条形和/或面型相互连接。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，材料缺陷所配属的物体没有从所述材料幅面中切出。
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