CN112512764A - 用于对准裁切轨迹的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种将平面元件(3)的裁切轨迹(2)相对于所述平面元件上的图形图案(4)对准的方法，该方法包括以下步骤：将待裁切的平面元件定位在支撑台(10)上；借助于投影仪装置(22)将参考图形(6)的图像投影到所述平面元件上，所述参考图形(6)的所述图像与所述裁切轨迹的坐标和/或与关于所述图形图案的坐标唯一地相关联；借助于相机(24)对所述平面元件的至少一部分进行取景，在所述平面元件的所述至少一部分中存在所述图形图案(4)的至少一部分和所述参考图形(6)的所述图像的至少一部分；在监视器上显示由所述相机取景的图像(8)并且显示由关于所述图形图案的坐标限定的所述图形图案(4’)的虚拟图像；移动所述参考图形(6)的图像或所述图形图案(4’)的虚拟图像，直到所述图形图案的所述虚拟图像的一部分与由所述相机拍摄的所述图形图案的对应真实图像重合。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于裁切平面元件的形状的机器，该平面元件诸如织物、皮革、玻璃片、木材片等，并且尤其涉及用于将裁切轨迹相对于所述平面元件上具有的图形图案对准的方法和设备。
背景技术
在一些应用中，例如在高级时装领域中或总之在服装或其它高端产品的生产中，在根据设计者已经相对于平面元件上存在的一个或多个图形元素(例如图画、几何图案等)标识出的裁切轨迹而裁切平面元件(例如织物)的形状时，必须保证最大可能的精度。
换句话说，从载有图形图案的平面元件开始，期望所裁切的形状包含一个或多个被精确定位在设计者所计划的位置处的图形图案。
通常，从CAD工作文件开始执行裁切操作，该CAD工作文件包含待提供给裁切机的裁切轨迹的坐标。这些坐标也是根据或者首要根据待裁切的平面元件上具有的图形图案的位置来选择。
在相对于平面元件中存在的图形图案对待裁切的形状进行定位方面，尤其是在裁切具有一定程度的尺寸可变形性的平面元件(诸如，织物或皮革)的情况下，在试图获得所需精度时所遇到的困难之一与以下事实有关：尽管在其上定位该平面元件以供裁切的支撑台通常设置有参考系，该参考系帮助操作者将平面元件定位在支撑台上，但是永远不可能确保总是将平面元件定位在支撑台上相同的精确位置。
实际上，就设计者选择的和工作文件的坐标所描述的理论位置而言，有时候在操纵平面元件并将其放入机器中后，实际的裁切轨迹相对于这样的理论位置(因而相对于图形图案)移位甚至几毫米(即便不是几厘米的话)，而裁切轨迹相对于图形图案必须具有期望的坐标。
已经提出了若干对准系统，这些对准系统试图校正裁切轨迹的理论位置和实际位置之间的这种差异，但是这些对准系统都不是特别有效的，因为它不能保证高精度。
发明内容
本发明的目的是提出一种方法和一种设备，在将裁切轨迹相对于待裁切的元件上的图形图案进行定位时，该方法和该设备能够满足上述精度要求。
所述目的通过根据权利要求1所述的对准方法和根据权利要求5所述的设备来实现。从属权利要求描述了本发明的优选实施例。
附图说明
根据仅通过非限制性示例的方式参照附图提供的具体实施方式，本发明的方法和设备的特征和优点将显而易见，在这些附图中：
-图1示意性地示出了根据本发明的对准和裁切设备的示例；
-图2示出了载有待裁切的平面元件的机器，该平面元件在对准过程开始之前定位在支撑台上；
-图2a是与前一个视图相似的视图，其中机器处于对准步骤中；以及
-图3、图3a和图3b示出了裁切轨迹相对于待裁切的平面元件上的图形图案的对准过程的多个步骤。
具体实施方式
在所述附图中，附图标记1总体上表示用于将平面元件3的裁切轨迹2’相对于理想裁切路径2对准的设备，该理想裁切路径2由在平面元件3上存在一个或多个图形图案4来确定。
设备1包括适合于接纳待裁切的平面元件3的支撑台10。平面元件3可以是织物、皮革、玻璃板、橡胶、木材或其它材料。
平面元件3具有一个或多个图形图案4，该一个或多个图形图案4可以是装饰性图案或重复的几何图案，例如线条、正方形等。
必须对平面元件3进行裁切以获得一个或多个形状5，所述一个或多个形状5中的至少一个包含图形图案4。
例如，在服装织物的情况下，必须根据与待制造的衣物的各部分对应的预定形状5来裁切平面元件3。
如上所述，期望相对于形状5在非常精确的位置找到至少一个图形图案4。
已知有参考系(例如笛卡尔轴系统)唯一限定了待裁切的平面元件3连同其图形图案4相对于该参考系的尺寸特征，在设计步骤中，选择待裁切形状的期望的轨迹2’。该轨迹2’由一组点限定，每个点由参考系中的空间坐标描述。
裁切轨迹2’的这些空间坐标存储在工作文件中。
预先建立了裁切轨迹2’相对于至少一个图形图案4的精确位置，工作文件还包含相对于裁切轨迹2'而限定图形图案4'的一组点的位置坐标。
可从对准设备1的处理单元12访问该工作文件。
如下面将描述，可以在对准过程中相对于参考系的原点修改存储在工作文件中的裁切轨迹2’的坐标，直到获得裁切轨迹的最终坐标2。因此，裁切轨迹2’的起始坐标或理论坐标也被限定为“初始坐标”，以将所述“初始坐标”与在对准过程结束时获得的“最终”坐标区分开。
对准设备设置有用户接口14，该用户接口14包括显示装置16(例如，屏幕)和控制装置18，操作者可通过该控制装置18对工作文件进行定位并且将平面元件的图像和裁切轨迹显示在显示装置16上。
对准设备1包括在支撑台10上的框架20，该框架20支撑至少一个投影仪装置22和至少一个相机24。
投影仪装置22被配置为将与裁切轨迹2’的坐标或图形图案4'的坐标唯一地相关联的参考图形6的图像投影在置于支撑台10上的平面元件3上。
在一个实施例中，参考图形6是相同的裁切轨迹2’或参考图形图案4'的图像，或两者。例如，一旦定位到工作文件，用户接口就被配置为允许操作者选择裁切轨迹2’或图形图案4'或两者，以由投影仪装置22投影到平面元件3上。
在一个实施例中，关于投影仪装置22的功能，可以为投影仪装置22提供由处理单元12控制的电轴，以在对准过程开始之前将投影仪装置22定位在平面元件3上方的合适位置。例如，处理单元12可以基于工作文件中存在的裁切轨迹2’的坐标来控制电轴以对投影仪装置进行定位。
在一个实施例中，投影仪装置22使用激光技术通过适当定向的透镜系统对参考图形6的图像进行投影。
在一个实施例中，透镜系统由电马达控制，该电马达允许对透镜系统的透镜进行定向，以便使投影到平面元件3上的参考图形6的图像平移，而无需移动投影仪装置22。
相机24由处理单元12控制，以便对平面元件3的至少一部分取景，在所述至少一部分中存在图形图案4的至少一部分和参考图形6的图像的至少一部分。
在一个实施例中，相机24可以例如借助于其自身的电轴进行移动以对工作区域具体取景。
由相机拍摄的图像被发送到处理单元12以显示在屏幕16上。
如上所述并且如图3所示，工作文件的图像7，特别是裁切轨迹2’的图像和图形图案4'的图像也可以显示在屏幕16上。可以将源自工作文件的这些图像定义为“虚拟的”，以将其与由相机所取景的“真实”图像区分开。
图2和图3表示对准方法的第一步。平面元件3位于支撑台10上，并且投影仪装置22和相机24定位在平面元件3上方。操作者对将显示在屏幕上的工作文件的图像7进行定位。在该步骤中，相机24尚未被启动，或者总之由相机拍摄的图像仍未显示在屏幕16上。
图2a示出了处于对准过程中的机器。至少一个投影仪装置22将参考图形6的图像投影到平面元件3上，并且相机24对平面元件3的一部分取景，所述一部分至少部分地包括图形图案4和参考图形6的图像。
图3a示出了屏幕16，在该屏幕上，例如在显示区域的两个并排部分上同时显示工作文件的图像7和由相机24拍摄的图像8。
由相机取景的图像8包括图形图案4和参考图形6。在所示的实施例中，参考图形6由图形图案4’的图像和裁切轨迹2'的图像组成。在该示例中，参考图形6相对于图形图案4被夸大地示出为未对准。
在一个实施例中，处理单元12被配置成允许操作者选择并移动由相机取景的图形图案4’的虚拟图像或参考图形6的图像，直到图形图案4’或虚拟图像的至少一部分与由相机24取景的图形图案4的真实图像的对应部分重合。
在图3b中示出了图形图案4’的虚拟图像或参考图形6的虚拟图像的位移。
例如，如果对于参考图形6使用图形图案4'的虚拟图像，则操作者可以选择并移动所投影的参考图形6的图像(由相机取景并显示在屏幕上)，或者选择并移动图形图案4’的虚拟图像，该图形图案4’的虚拟图像由工作文件产生并显示在屏幕上。在这两种情况下，所产生的效果都是使图形图案4’的虚拟图像平移，直到其叠加在由相机24取景的图形图案4的真实图像上。
如果操作者对由相机取景的参考图形6进行操作，则他可以将图像放大到期望的细节水平，以获得非常高的对准精度。
如果操作者对源自工作文件的图形图案4’的虚拟图像进行操作，则在显示由工作文件限定的平面元件投影的较大部分时，操作者可以得到以下优势：还可以检查连接到所选图形图案4’的图像的裁切轨迹2’相对于例如投影的其它元件9如何移动。
更详细而言，通过经由用户接口14选择图形图案4’的虚拟图像或参考图形6的图像、移动图形图案的该虚拟图像或参考图形的该图像、并且相应地更新参考图形6的坐标，来获得参考图形6的图像的位移。
基于参考图形的更新后的坐标，控制透镜系统的电马达，使电马达更新其定向。
应当注意，在投影仪装置22将图形图案4’的图像投影为参考图形的情况下，操作者能够在屏幕上以及在放置于设备的支撑台上的平面元件上验证对准。
在显示和选择裁切轨迹2'的图像的情况下，该图像的位移对应于图形图案4'的虚拟图像的相同位移，图形图案4'的所述虚拟图像可以投影并显示在平面元件上，或显示在屏幕上，并且叠加在由相机取景的真实图形上。
在一个实施例中，当操作者移动待对准的图形图案和/或裁切轨迹的虚拟图像时，处理单元12计算要提供给透镜系统的电马达的坐标，以将参考图形6的位移也显示在平面元件上。
当参考图形6与图形图案4'的图像重合时，操作者然后可以在显示装置上并且通过直接观察平面元件来验证参考图形(或例如由相机放大的参考图形的一部分)何时精确地叠加在图形图案4的真实图像上。
在一实施例变型中，当参考图形6与图形图案4'的图像重合时，操作者可以例如通过操纵杆直接控制透镜系统的电马达，从而移动该参考图形6直至其与平面元件上的图形图案4完全重叠。
当图形图案的虚拟图像叠加到真实图像上时，裁切轨迹的最终坐标将保存在工作文件中。
在一个实施例中，在裁切机自身上形成对准设备。因此，除了上述对准设备的装置之外，裁切机还包括裁切头30，该裁切头能够在平面元件3上移动，以按照在对准过程结束时存储的裁切轨迹进行形状的裁切。
在一个实施例中，对准设备1包括裁切支撑件，在对准过程之前将平面元件定位在该裁切支撑件上，并且该裁切支撑件适于由裁切头30的刀片横越。
在一实施例变型中，平面元件被定位在适合于运输的刚性支撑件上，该刚性支撑件例如由纸或类似材料制成。在对准过程结束时，将刚性支撑件连同与其集成的平面元件从支撑台上取下并定位在单独的裁切机上，该裁切机包括裁切头，该裁切头能够根据从对准过程获得的裁切轨迹在平面元件上移动。例如，裁切头可以通过由轴控制单元控制的电动轴移动，在该轴控制单元中已经传入了裁切轨迹的最终坐标。
显然，上述对准方法和设备允许满足需要的精度要求。特别地，由于在平面元件位于支撑台上的情况下(因此在平面元件真实变形的情况下)在图形图案的虚拟图像与图形图案的真实图像之间执行对准过程，因此可以获得高精度。
此外，对准过程恰好在裁切操作之前进行，因此没有其它元件能够改变平面元件的定位，从而没有其它元件能够改变裁切轨迹与图形图案之间的比率。
最后，应该注意的是，与其它已知的对准系统不同，其它已知的对准系统使图形的形状适于平面元件的变形，改变了裁切轨迹的坐标，但是在所提出的对准方法中，不必执行这样的变形，而是仅执行裁切轨迹的平移。
在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本领域技术人员可以对根据本发明的方法和设备的实施例的其它功能上等效的元件进行多种改变、调整、改编和替换，以满足偶然的需要。可以独立于所描述的其它实施例来获得被描述为属于可能的实施例的每一个特征。
Claims (10)
1.一种将平面元件(3)的裁切轨迹(2)相对于所述平面元件上的图形图案(4)对准的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供工作文件，在所述工作文件中存储有相对于参考系限定所述裁切轨迹(2’)的轨迹的初始空间坐标，并且存储有限定所述图形图案相对于所述裁切轨迹的位置的图形图案坐标(4’)；
-将所述待裁切的平面元件定位在支撑台(10)上；
-借助于投影仪装置(22)将参考图形(6)的图像投影到所述平面元件上，所述参考图形(6)的图像与所述裁切轨迹的坐标和/或与关于所述图形图案的坐标唯一地相关联；
-借助于相机(24)对所述平面元件的至少一部分进行取景，在所述平面元件的所述至少一部分中存在所述图形图案(4)的至少一部分和所述参考图形(6)的所述图像的至少一部分；
-在监视器上显示由所述相机取景的图像(8)以及由关于所述图形图案的坐标限定的所述图形图案(4’)的虚拟图像；
-移动所述参考图形(6)的图像或所述图形图案(4’)的虚拟图像，直到所述图形图案的虚拟图像的一部分与由所述相机拍摄的图形图案的对应真实图像重合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参考图形(6)是所述图形图案(4’)的虚拟图像和/或所述裁切轨迹(2’)的图像。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，移动所述参考图形的图像的步骤包括以下子步骤：
-借助于用户接口选择所述图形图案的虚拟图像或所述参考图形的图像；
-移动所述图形图案的所述虚拟图像或所述参考图形的所述虚拟图像；
-相应地更新所述参考图形的坐标；
-基于所述参考图形的更新的坐标来控制所述投影仪装置的机动装置，所述机动装置负责所述参考图形的图像在所述平面元件上的空间定位。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，当将所述图形图案的虚拟图像叠加到所述图形图案的真实图像上时，所述裁切轨迹的最终坐标被保存在所述工作文件中。
5.一种用于使平面元件(3)的裁切轨迹(2)相对于所述平面元件上的图形图案(4)对准的设备，所述设备包括：
-处理单元(12)；
-存储装置，从所述处理单元可访问所述存储装置，并且所述存储装置适合于存储工作文件，在所述工作文件中存储有相对于参考系限定所述裁切轨迹的轨迹的初始空间坐标，并且存储有限定所述图形图案相对于所述裁切轨迹的位置的关于所述图形图案的坐标；
-用户接口(14)，所述用户接口(14)包括显示装置(16)和控制装置(18)，操作者通过所述控制装置能够访问所述工作文件并且在所述显示装置上显示所述平面元件的图像和所述裁切轨迹；
-支撑台(10)，所述支撑台(10)适合于接纳所述平面元件；
-框架(20)，所述框架(20)在所述支撑台上方，所述框架(20)支撑至少一个投影仪装置(22)和至少一个相机(24)，所述至少一个相机(24)以可操作方式连接到所述处理单元，其中所述投影仪装置被配置为将图像投影到放置于所述支撑台上的所述平面元件上，并且其中所述相机适合于对所述平面元件的至少一部分取景，
其中，所述处理单元被配置为实现根据权利要求1至4中的任一项所述的对准方法。
6.根据前述权利要求所述的设备，其中，所述投影仪装置配备有电轴，所述电轴由所述处理单元控制以定位在所述平面元件上方的合适位置。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其中，所述投影仪装置使用激光技术来通过透镜系统对图像进行投影。
8.根据前述权利要求所述的设备，其中，所述透镜系统由电马达控制，所述电马达以可操作方式连接到所述处理单元，并且所述电马达适合于对所述透镜系统的透镜定向以使被投影到所述平面元件上的参考图形的图像平移。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的设备，包括刚性支撑件，所述刚性支撑件在所述支撑台上，所述刚性支撑件适合于接纳所述平面元件并且与所述平面元件整体地结合。
10.一种软件产品，所述软件产品可直接加载到处理器的存储器中并且包括适合于实现根据权利要求1至4中的任一项所述的对准方法的代码的一部分。
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