DE3518642A1

DE3518642A1 - Verfahren zum selbsttaetigen zuschneiden von materialteilen aus einer materialbahn und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3518642A1
Application number: DE19853518642
Authority: DE
Inventors: Fernando Diaz-Zorita Madrid Gonzalez; Bernardo Alcántara Perez
Original assignee: Investronica SA
Current assignee: Inetum Espana SA
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-05-23
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DK145886D0; JPH048150B2; ES8606809A1; DK145886A; FI861322A; EP0198274B1; JPS61293669A; FI861322A0; US4740668A; DK172229B1; IE58881B1; CA1259107A; ES541826A0; DE3666165D1; EP0198274A1; IE860821L; ATE47066T1

Description

PATENTANWÄLTE SPOTT UND RUSjGHMANN/-3518612

INVESTRONICA, S.A. München, 21.05.1985 Tomas Breton, 62 P 1242/85

ES-28045 Madrid 7, Pu/ho Spanien

Verfahren zum selbsttätigen Zuschneiden von Materialteilen aus einer Materialbahn und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuschneiden von Materialteilen aus einer Materialbahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der CH-PS 406 103 ist es für das selbsttätige Zuschneiden von Stoffteilen bekannt, die zu schneidende Stoffbahn auf einem perforierten Schneidtisch mittels einer Vakuum-Saugvorrichtung festzuhalten und ein auf- und abbewegliches Schneidmesser an einem längs und quer beweglich an einem Schneidtisch gelagerten Schlitten anzuordnen, der zum Beispiel mittels in einem Speicher abgespeicherten Steuersignalen derart bewegbar ist, daß das Messer längs einer vorbestimmten Schneidlinie über die Stoffbahn geführt wird und dabei die gewünschten Stoffteile zuschneidet. Hierzu ist es aber erforderlich, daß die Schnittlinie des Schnittmusters als eine ununterbrochene, kreuzungsfreie Linie ausgebildet wird, und daß diese Linie von einer Abtastvorrichtung abgetastet wird, um die einzelnen Stoffteile entsprechend der abgetasteten Schnittlinie mittels des Schneidwerkzeuges durchgehend automatisch zuschneiden zu können.

Um die Zuschneideleistung zu erhöhen, ist es aus der DE-OS 28 17 ferner bekannt, mehrere übereinanderliegende Stofflagen gleichzeitig zu schneiden, die ebenfalls über eine Vakuum-Saugvorrichtung auf

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einem Schneidtisch gehalten sind. Unter Benutzung moderner Steuerungstechniken ist es bei dieser Schneidanlage nicht mehr notwendig, die Schnittlinie des Schnittmusters als eine ununterbrochene, kreuzungsfreie Linie auszubilden und diese Linie von einer Abtastvorrichtung abzutasten, da dort gemäß der sogenannten NC-Steuerung alle Positions- und Steuerdaten als digitale Signale gespeichert und von einem Datenprozessor zwecks Erzeugung der notwendigen Steuerungssignale für die Antriebsmotoren von Schneidwerkzeug und schneidwerkzeugtragenden Schlitten verarbeitet werden.

Wie die Erfahrung gezeigt hat, sind jedoch bei einer solchen Steuerung besondere Vorkehrungen zu treffen, um die beim Schneiden des Stapels auf das Messer wirkenden, dieses aus der Schneidlinie auslenkenden Kräfte zu kompensieren, anderenfalls die ausgeschnittenen Stoffteile von der geforderten Form abweichen, was zu Ausschußware beim späteren Nähen führt. Bekanntlich haben gewebte Stoffbahnen in Richtung der Kett- und Schußfäden unterschiedliche Schneideigenschaften und bildet ein Stapel solcher Stoffbahnen ein inhomogenes Gebilde mit ebenfalls unterschiedlichen Schneideigenschaften.

Eine wesentliche Eigenschaft von Stoffen oder ähnlichen Material ist ferner, daß sie nicht formstabil sind, so daß beim Vorschub eines Material-Teilstückes, in dem noch eine gewisse restliche Materialspannung vorhanden ist, aufgrund der Reibung zwischen der Auflagefläche und dem Material dieses aus der Form gerät, so daß beim Schneiden unter diesen Voraussetzungen die Maßhaltigkeit beim fertigen Zuschnitt ebenfalls nicht mehr gegeben ist.

Eine weitere Schwierigkeit bereitet die Tatsache, daß die zu verwendenden Schneidmesser eine endliche räumliche Ausdehnung aufweisen, also in ihrer Winkellage in bezug auf ihre Längsachse, in der sie auf und ab bewegt werden, ebenfalls gesteuert werden müssen, um den geforderten Schneidlinien genauer folgen zu können. Auch

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hierbei entstehen beim Schneiden das Schneidmesser ablenkende Kräfte, die ebenfalls zu kompensieren sind, damit die ausgeschnittenen Stoffteile von der geforderten Form nicht abweichen. Schließlich bereitet auch das notwendige zwischenzeitliche Schärfen des Messers sowohl hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung als auch der Programmierung der hierzu erforderlichen Steuerung Schwierigkeiten, da die konstruktive Ausbildung die räumliche Ausdehnung und das Gewicht des zu bewegenden Schneidkopfes erhöht, was höhere Antriebsleistungen und widerstandsfähige Lagerungen erforderlich macht. Ferner wird durch die für das Schärfen notwendige Zeit die Zeit für das Schneiden eines Stapels insgesamt verlängert.

Bei der Erstellung des die Schneidlinien bestimmenden Steuerprogrammes für die Steuerung des den Messerkopf tragenden Schlittens sowie für den Vorschub der Stoffbahnen sind also eine ganze Reihe ^ von sich teilweise ständig wiederholender Subroutinen unterschiedlicher Ausbildung zu beachten, die zudem infolge der in Abhängigkeit, von Stoffart und Schnittmuster sich ändernder Parameter mehrfach vorhanden und auswählbar sein müssen. Dies alles führt zu relativ aufwendigen und dementsprechend teueren Anlagen und Steuerprogrammen, so daß der Vorteil des automatisierten Zuschneidens von Stoffteilen aus Stoffbahnen wieder in Frage gestellt ist oder aber nur bei extrem großen Stückzahlen zum Tragen kommt.

Andererseits besteht aber im Hinblick auf die ständig steigenden Kosten ein erheblicher Bedarf an wohlfeilen Anlagen zum selbsttätigen Zuschneiden von Material- oder Stoffteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen durch die Verwendung eines neuen Trennmittels als Schneidorgan und damit durch Schaffung eines neuen Verfahrens zum selbsttätigen Zuschneiden von Materialteilen aus einer Materialbahn die bisher bekannten Verfahren wesentlich einfacher zu ge-

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stalten, sowie eine neue Einrichtung samt zugehöriger Steueranordnung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die derart ausgebildet sind, daß die eingangs genannten Probleme nicht mehr auftreten können, wobei insbesondere auch der Teil der Steueranordnung, der der Erzeugung der Steuersignale für das Bewegen der das Schneidorgan tragenden Schlitten zur Herstellung des gewünschten Zuschnittes besonders einfach und betriebssicher auszubilden ist.

Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Eine zur Steuerung der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete NC-Steuerung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 13 gekennzeichnet.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Plasma-Brenners als Schneidorgan und die vorteilhafte Ausbildung des endlosen Förderbandes als Schrittschaltorgan, das gleichzeitig als während des Schneidvorganges feststehender Schneidtisch ausgebildet ist, auf dem die zu schneidende Materialbahn mittels der Vakuum-Anlage ausgebreitet festgehalten ist, gelingt es, wesentlich einfacher und schneller als bisher die gewünschten Zuschnitte mit der erforderlichen Genauigkeit aus der Materialbahn auszuschneiden. Da ferner erfindungsgemäß der Schneidzone eine Kennzeichnungs- und Abnahmezone nachgeordnet ist, die mit Hilfe des gleichen endlosen Förderbandes beschickt wird, das auch die Förderung der Materialbahn in

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die Schneidzone bewirkt, läßt sich die Baulänge der Maschine auf verblüffend einfache Weise und ohne großen Aufwand in der NC-Steuerung auf brauchbare Werte begrenzen.

Die Mindestlänge einer zum Beispiel für einen kompletten Anzug erforderlichen Zuschnittfläche beträgt etwa 5 bis 7 m. Wegen der gleichzeitig ablaufenden Zuschneide- und Ablieferungsvorgänge müßte an sich eine Fläche mit ebensolchen Abmessungen zur Verfugung stehen, so daß eine solche einen Gesamtzuschnitt ermöglichende Maschine eine viel zu große Baulänge hätte. Durch die erfindungsgemäße Auflösung des Gesamtzuschnittes in rechnergesteuerte Sektionen bzw. Abschnitte, die der Förderschrittweite des endlosen Förderbandes entsprechen, wird eine ebenfalls einfache und betriebssichere Lösung dieses Problems erzielt. Steuerungstechnisch handelt es sich hierbei um "variable Fenster", durch die innerhalb des Zuschneidebereiches liegende Muster zugeschnitten werden können. Es reicht aus, wenn das jeweilige "Fenster" etwas größer gewählt wird als das größe zuzuschneidende Teil, also die größte Bewegung des Plasmabrenners in X-Richtung, d.h. in Längsrichtung des Förderbandes, um ein Materialteil fertigschneiden zu können.

Mit Hilfe der weiteren, ebenfalls in der X-Y-Achse rechnergesteuerten bewegbaren Einrichtung, die aus einem Kopf mit einer Etikettiereinrichtung und einer Saugeinrichtung besteht, können in der Abnahmezone die einzelnen Zuschnitte automatisch etikettiert und zwecks Transportes zu einer Lagerfläche angesaugt und dort abgelegt werden.

Aus der der Unterseite der Zufuhr- und Zuschneidezone zugeordneten Saugkammer der Vakuum-Anlage wird kontinuierlich Luft abgezogen, so daß ein Bewegen der zu schneidenden Materialbahn verhindert ist, da diese durch das erzeugte Vakuum festgehalten wird, wobei gleichzeitig Rauch und andere beim Zuschneiden mittels

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des Plasma-Brenners auftretende Verunreinigungen abgesogen werden. Die Saugkammer hat außerdem die Aufgabe, die dem Plasma-Strahl innewohnende Energie zu vernichten.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Antriebsvorrichtung für das Zuführen von Material von der Rolle zur Zuschneidezone wird vermieden, daß das ausgebreitete Material vor dem Zuschnitt auf dem Schneidtisch gedehnt oder in anderer Weise verschoben wird, um so formgerechte Zuschnitte zu erzielen.

Da der Zuschneidetisch aus einem endlosen Förderband aus gasdurchlässigem Material besteht, kann dieses allen drei Bereichen unterschiedlicher Funktion zugeordnet werden, nämlich der Zuführoder Einlaufzone, der Schneidzone und der Ablieferungszone, was eine wesentliche Vereinfachung darstellt. Durch die erfindungsgemäßen Brems- und Kupplungsmittel wird eine Bewegung des Förderbandes während des Zuschnittes blockiert, unabhängig davon aber eine Bewegung durch den den Plasma-Brenner tragenden Schlitten in der X-Richtung ermöglicht, ohne daß sich die Lage des Förderbandes relativ zu den einzelnen Zonen sowie die Lage der Materialbahn auf dem Förderband ändert.

Da zwischen der Material-Zuführungsstation, wo die Materialbahn von der Rolle abgezogen wird, und dem Förderbereich des Förderbandes ein Material-Durchhang oder -Lose vorgesehen ist, wird verhindert, daß die Materialbahn beim Vorschub durch das Förderband unter Spannung steht, abgesehen von dem auf die Materialbahn wirkenden Gewicht des Durchhanges, das sehr gering ist. Bei jeder Bewegung des Förderbandes in der Förderrichtung verkürzt sich der Durchhang soweit, bis die oberen Sensoren angesteuert werden, durch die der Antriebsmotor der Material-Zuführstation in Gang gesetzt wird und Material so lange nachgeführt wird, bis die unteren Sensoren von der Material-Lose erreicht werden und hierdurch den Antriebsmotor ausschalten.

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Sowohl der der Zuschneidezone als auch der der Ablieferungszone zugeordnete bewegliche Schlitten ist über die NC-Steuerungs-Anordnung - Datenprozessor - in der X- und Y-Richtung derart steuerbar, daß sowohl der Plasma-Brenner als auch die Kennzeichnungs- und Abnahmewerkzeuge jeden Punkt auf der ihnen zugeordneten Oberfläche der Materialbahn erreichen können.

Hierbei sind durch die vorteilhafte Ausbildung der die Steuersignale für die die Schlitten bewegenden, als Schrittschaltmotore wirkenden Gleichstrommotor erzeugenden sog. Schneidlinien-Generator sowohl die Bewegungsrichtungen als auch Beschleunigung und Geschwindigkeit in weiten Grenzen steuerbar.

Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Werkstoffe, wie Gewebe, Papier, Pappe, Kunststoff, Sperrholz und ähnliches, bahnenförmiges Material mit einer Dicke bis zu 15 mm NC-gesteuert vorteilhaft schneiden, wobei das zu schneidende Material von einer Rolle kommend oder als ebene Platte bearbeitet werden kann.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 in perspektivischer Darstellung eine NC-gesteuerte Maschine zum Schneiden von Materialteilen aus einer Materialbahd gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Abzugvorrichtung der Maschine nach Figur 1 in . der Seitenansicht,

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Figur 3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf die Maschine nach Figur 1,

Figur 4 in schematischer Darstellung einen Seitenschnitt durch den Förderbereich der Maschine nach Figur 1,

Figur 5 einen Querschnitt durch den Förderbereich der Maschine nach Figur 1,

Figur 6 in schematischer Darstellung ein endloses Förderband für die Maschine nach Figur 1 in der Seitenansicht,

Figur 7 in schematischer Darstellung eine Bremseinrichtung für das Förderband nach Figur 6,

Figur 8 in perspektivischer Darstellung eine Antriebsvorrichtung für einen das Schneidwerkzeug tragenden Schlitten der Maschine nach Figur 1,

Figur 9 in perspektivischer Darstellung, teilweise im Schnitt, das Schneidwerkzeug für die Maschine nach Figur 1, in Form eines Plasma-Brenners ,

Figur 10 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch die Halterung des Schneidwerkzeuges nach Figur 9,

Figur 11 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf den Abnahmebereich der Maschine nach Figur 1,

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Figur 12 die Darstellung eines Zuschnittes im X- und Y-Koordinatenfeldί

Figur 13 eine Draufsicht auf einen der Förderschrittweite entsprechenden Schneidbereich der Maschine nach Figur 1,

Figur 14 ein Übersicht-Schaltbild der NC-Steuerung für die Maschine nach Figur 1,

Figur 15 ein Blockschaltbild der Steuerungseinheit für den das Schneidwerkzeug tragenden Schlitten,

Figur 16 ein Bockschaltbild des Schneidlinien-Generators der Steuerungseinheit nach Figur 15» und

Figur 17 ein Pulsdiagramm eines signal verarbeitenden Sequenzers gemäß dem Blockschaltbild nach Figur 16.

In Figur 1 ist eine insgesamt mit der Bezugsziffer 12 bezeichnete NC-gesteuerte Maschine zum Schneiden von Flachmaterial dargestellt, die eine Zuführstation 10, und ein in X- und Y-Richtung bewegbares Schneidgerät 14, ferner eine Stromversorgungs- und Maschinen-Steuerungs-Einrichtung sowie eine in X- und Y-Richtung bewegbare Abzugs- und Etikettiereinrichtung 20 aufweist. Ferner ist eine stationäre Gasversorgung 16 vorgesehen.

Das zu schneidende Flachmaterial kann entweder in Rollenform oder als Plattenmaterial vorliegen, in der nachfolgenden Beschreibung wird jedoch auf die gezeigte Rollenform in der Zuführstation bezug genommen.

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Wesentliche Eigenschaft von Stoffen oder ähnlichem gewebten oder gewirkten Material ist, daß es nicht formstabil ist, so daß beim Vorschub eines Teilstückes, in dem noch eine gewisse Restspannung vorhanden ist, aufgrund der Reibung zwischen der Auflagefläche und dem Material dieses aus der Form gerät, so daß beim Schneiden des Materials unter diesen Voraussetzungen die Maßhaltigkeit beim fertigen Zuschnitt nicht mehr gegeben ist. Die Materialzuführstation 10 ist daher mit einem autonomen Antriebsmotor 22 für den Abzug des Materials von der Rolle ausgestattet, mit dessen Hilfe zwischen dieser und einem Förderbereich 36 eines endlosen Förderbandes 26 ein Material-Durchhang oder -Lose 24 erzeugt wird. Durch die Material-Lose wird verhindert, daß das Material beim Vorschub durch das als Vorschubeinrichtung dienende Förderband 26 unter Spannung steht; auf das Material wirkt nur das Gewicht des Durchhangs, das sehr gering ist, vgl. Fig. 2. Bei einer Vorschubbewegung in der angegebenen Richtung verkürzt sich der Durchhang soweit, bis die dort angeordneten oberen Sensoren 28 und 30, beispielsweise durch Lichtsender und Photozellen verkörperte Lichtschranken, angesteuert werden, durch die der Antriebsmotor 22 in Gang gesetzt und Material so lange nachgeführt wird bis es den Wirkungsbereich eines zweiten unteren Sensorpaares 32 und 34 erreicht hat, durch das der Antriebs-Motor 22 abgeschaltet wird.

Zu Beginn des Arbeitszyklus der Maschine, also beim Laden, wird eine geringe Menge der Materialbahn über den als Ladefläche dienenden Förderbereich 36 (Fig. 3. und 4) des endlosen Förderbandes geführt und ein Vakuumgenerator 40 eingeschaltet, der mit einem unterhalb des Obertrums des endlosen Förderbandes 26 angeordneten, sich über den Förderbereich 36 und die Schneidzone 60 - vgl. Figur 3 - erstreckenden Gehäuse 42 kommuniziert. Im Gehäuse 42 sowie auf der Schneidfläche des Förderbandes 26, die aus einem luftdurchlässigen Material be-

steht, wird dadurch ein Vakuum erzeugt. Dieses Vakuum ist ausreichend, um die Materialbahn auf der Vorschubeinrichtung zu halten und ihr Verrutschen zu verhindern. Der Transport der Materialbahn in die Schneidzone der Maschine erfolgt durch die Vorschubbewegung des als Vorschubeinrichtung dienenden Förderbandes, wie noch zu beschreiben ist.

Als Schneidfläche wird eine bürstenähnliche Oberfläche 46, vgl. Figuren 5 und 6, verwendet, die aus in Richtung des Plasma-Strahles orientierten Stahlfasern von ca. 0,3 mm Durchmesser, einer Länge von ca. 30 mm und einer Packungsdichte van ca. 75 Fasern/cm^z besteht. Diese Bürstenfläche ist, wie insbesondere Figur 6 zeigt, auf dem Förderband abschnittsweise unterteilt. Die gewählte Faserdicke - Durchmesser - erlaubt trotz des Dispersions-Effektes der Faserstirnseiten auf den schneidenden Plasma-Strahl einen sauberen und exakten Schnitt.

Wie die Figuren 5 und 6 zeigen, ist das endlose Förderband durch beidseitig der Maschine angeordnete Glieder-Ketten 44 verkörpert, die über an beiden Stirnseiten der Maschine angeordnete, freidrehende ,aber untereinander starre Zahnräder-Paare 48 geführt sind und sich mittels Rollen auf je einer zwischen den Zahnräder-Paaren 48 sich erstreckenden maschinenfesten Lagerfläche abstützen. Auf der Kette sind Tragelemente 46 gelenkig gelagert, die die eigentliche Unterlage für die Materialbahn bilden. Für den Antrieb der Vorschubeinrichtung ist kein gesonderter Antriebsmotor vorgesehen, da dieser durch einen das Schneidgerät 14 tragenden Schlitten 49 für die X-Richtung in noch näher zu beschreibender Weise erfolgt. Mit Hilfe einer maschinengestellfesten steuerbaren Bremseinrichtung 50, vgl. Figur 7, wird sichergestellt, daß sich die Vorschubeinrichtung während des Schneidvorganges nicht bewegt, nach dem Lösen der Bremseinrichtung aber eine ungehinderte Bewegung des Förderbandes durch Kupplung mit dem X-Schlitten 49 zuläßt. In Figur 7 ist lediglich eine Bremse 50 gezeigt, die ein Betätigungsglied 52 aufweist, durch das die Bremse mit einem Bremsteil 54 an den Teilen 46 während des

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Schneidvorganges blockiert werden kann. Die gleichen Bremsteile 46 dienen außerdem zur Kupplung des endlosen Förderbandes mit dem Schlitten 49.

Hierzu dienen ähnliche Bremsen 56, die der Bremse 50 entsprechen und die am Schlitten 49 (Figur 5) angeordnet sind. Zum Antrieb des endlosen Förderbandes zwecks Überführung eines weiteren Stückes der Materialbahn zur Schneidzone 60 werden über die Betätigungsglieder 52 die Bremsen 50 gelöst und damit das bisher gesperrte Förderband freigegeben; ferner werden über die Betätigungsglieder 58 die Bremsen 56 gesperrt, so daß bei Bewegen des Schlittens in der X-Richtung das Förderband 26 um die gleiche Strecke bewegt wird wie der Schlitten. Über die noch zu beschreibende NC-Steuerung kann die Förder- oder Vorschubstrecke jeweils in Form von Koorinaten eingegeben werden, so daß über hier noch näher darzustellende Positionsregelkreise der Schlitten und damit auch das Förderband gesteuert werden können.

Das über die Zuschneidezone 60 in X- und Y-Richtung zu bewegende Schneidgerät 14 besteht, wie aus Figur 8 im einzelnen hervorgeht, im wesentlichen aus dem bereits genannten, in X-Richtung bewegbaren Schlitten 49 und einem in Y-Richtung bewegbaren Schlitten 62. üer X-Schlitten 49 läuft auf Schienen 64, die parallel zur Schneidzone 60 angeordnet sind, während die Bewegungsrichtung des Y-Schlittens quer zu der des X-Schlittens ist. Da das Bewegen in beiden Bewegungsrichtungen nach dem gleichen Prinzip erfolgt, ist hier nur das Bewegen in der X-Richtung beschrieben.

Der Antrieb des Schlittens in der X-Richtung besteht aus einem an einer Stirnseite der Zuschneidzone angeordneten Gleichstrom-Motor 66, einem Tachometer 68 und einem Positionsregler 70 und wird von einem Positions-Servoregler gemäß Figur 15 angesteuert. Der Motor 66 bewegt über ein Untersetzungsgetriebe 72-74 eine Welle 76, die quer über den Zuschneidetisch geführt ist, der durch das endlose Förderband in der Schneidzone verkörpert wird. An den freien Enden der Welle sitzen Zahnscheiben 78, 80, über die die endlosen Zahnriemen 82, 84 geführt sind, die mittels Zahnscheiben 86, 88

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gespannt gehalten werden. Der X-Schlitten 49 ist mit den Zahnriemen 84 verschraubt, so daß er durch die synchron sich bewegenden Riemen 82, 84 bewegt wird.

Auf dem X-Schlitten 49 sind ein Gleichstrom-Motor 90, ein Tachometer 92, ein Positionsregler 94, ein Getriebe 96, 93 mit Antriebsscheiben 100, einem Zahnriemen 102 und eine Spannrolle 104 angeordnet, die zum Antrieb des Y-Schlittens 62 dienen. Die Bewegungen in der Y-Richtung werden in gleicher Weise wie bei der X-Richtung über einen zugeordneten Positionsregelkreis gemäß Figur 15 gesteuert, wobei die Ansteuersignale für die X- und Y-Regelschleifen von der NC-Steuerung erzeugt werden, wie später noch genauer erläutert werden wird.

Als Schneidwerkzeug dient ein Plasma-Brenner 106, der mittels einer einstellbaren Lagerung am Y-Schlitten 62 lösbar befestigt ist. In Figur 9 ist der Plasma-Brenner dargestellt. Bekanntlich wird zwischen der Anode 108 und der Kathode 110, also der Entladungskammer, eine elektrische Entladung - Lichtbogen erzeugt, die einen in den Brenner über den Einlaß 112 eingeführten Gasstrom aus Argon und/oder Stückstoff stark erhitzt. Die Entladungskammer wird durch ein Kühlwasser-Umwälzsystem 114 gekühlt. Hierbei entsteht ein überschal1-Brenn-StrahI mit einer Ausströmgeschwindigkeit von etwa 2 Mach und einer Temperatur im Bereich von +10000 bis +20000⁰C, die Strahidicke beträgt etwa 0,7 mm, seine Länge 5 bis 10 mm. Die Leistung des Brennstrahls beträgt bis zu 3 kW. Eine Brandgefahr besteht nicht, da für Brenngase Edelgase benutzt werden.

Ein solches "Schneid-Werkzeug" ermöglicht im Gegensatz zu bereits bekannten Schneid-Werkzeugen eine sehr einfache Steuerung des Schneidstrahls, da dieser unmittelbar im Brenner 106 durch ein Edelgas mit Überdruck erzeugt wird, das durch ein bewegliches Leitungssystem, nämlich den Leitungen 128, 129, zugeführt wird, und das durch einen im Brennerkopf selbst erzeugten Lichtbogen in einen Plasma-Jet oder -strom umgewandelt wird.

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Der Plasmastrahl kann über Steuersignale von der NC-Steuerung unterbrochen werden, so daß der Schneidvorgang unterbunden wird, sobald sich der Plasma-Brenner 106 in einem nicht zu schneidenden Bereich der Materialbahn befindet.

Im Gegensatz zu Laser-Geräten werden durch Plasma-Brenner keine unsichtbaren,Bedienungspersonen an der Maschine gefährdenden Strahlen erzeugen. Ferner ist der Plasma-Strahl bereits im Abstand von 10 mm von der Brennerdüse vollständig aufgehoben, so daß die Gefahr des Verbrennens kaum besteht.

Wie insbesondere die Figur 3 zeigt, ist der Schneidzone 60 eine Kennzeichnungs- und Abnahmezone 61 nachgeordnet. Der Zone 61 ist eine Etikettier- und Abnahmevorrichtung 20 zugeordnet, die dem zuvor beschriebenen Schneidgerät 14 ähnlich und gleichartig gesteuert ist, zugeordnet, die jedoch anstelle des Plasma-Brenners 106 einen Etikettierkopf 148 und ein Tragglied 150 aufweist, die an einem Y-Schlitten 62' angeordnet sind. Der Etikettierkopf 148 ist an dem Y-Schlitten der einen Seite des X-Schlittens 49'benachbart angeordnet, siehe Figur 11. Es handelt sich hierbei um ein üblicherweise verwendetes Etikettiergerät, mit dem auf jeden Zuschnitt ein Etikett aufgebracht wird. Auf der abgewandten Seite des X-Schlittens 49¹ ist das Tragglied 150 angeordnet. Es ist im einfachsten Falle eine Zahnstange, die in Lagern parallel zur Y-Richtung verschieblich gelagert ist, wobei an jedem Ende der Zahnstange ein Saugmundstück 153 und 153' angeordnet ist. Die Länge der Zahnstange ist im wesentlichen entsprechend der Breite des Schneidtisches bzw. der Schneidfläche zu wählen. Die Saugmundstücke sind um einen geringen Betrag senkrecht in bezug auf die Schneidfläche zu bewegbar, beispielsweise mit Hilfe eines pneumatischen Arbeitszylinders. Die Bewegungen der Zahnstange werden über einen dem X- und Y-Antrieb ähnlichen Motor erzeugt, der hier nicht näher dargestellt ist.

Das eingangs genannte endlose Förderband 26 reicht, wie insbe-

sondere Figur 3 zeigt, über alle drei beschriebenen Zonen, nämlich den Förderbereich 36, die Schneidzone 60 und die Abnahmezone 61 und wird über das Schneidgerät 14 schrittweise mitgenommen, und zwar mit einer Schrittweite, die etwas größer ist als die Schneidbewegung des Plasma-Brenners 106 in X-Richtung, so daß stets der in Figur 13 dargestellte Schneidbereich 60 zur Verfugung steht.

Die NC-Maschinensteuerung - auch als Datenprozessor bezeichnet umfaßt, wie das Übersichtsschaltbild nach Figur 14 zeigt, einen Hauptrechner 160, der die in einer Datenbank 162 gespeicherten Daten abrufen kann und diese der eigentlichen Maschinensteuerungseinrichtung 18 übermittelt. Diese weist eine Zentraleinheit (CPN) 164 auf und empfängt digitale Daten vom Hauptrechner 160 und steuert sämtliche den einzelnen Maschinen-Baugruppen zugeordneten Mikroprozessoren. Hierzu gehören die Mikroprozessoren für die Steuerung der Baugruppe Plasma-Brenner 168, der Baugruppe Zuführ- oder Vorschubeinrichtung 170, der Baugruppe Schneidgerät 172, der Baugruppe Etikettier- und Abnahmevorrichtung 174 und einer Baugruppe Steueroder Schaltpult 176.

Zu einem Arbeitszyklus gehören im wesentlichen das Schneidgerät 14 mit der Baugruppe Plasma-Brenner 16, die Zuführeinrichtung 10 und die Etikettier- und Abnahmevorrichtung 20. Informationen für diese getrennten Bereiche werden von der Zentraleinheit 164 an jede Steuerung übermittelt. Um das Förderband zu bewegen, wartet die Zentraleinheit 164 bis die letzte Einrichtung ihre Aufgabe abgeschlossen hat und erteilt erst dann den Befehl zum Vorschub um einen Schritt. Dies geschieht durch die Ansteuerung des Schneidgerätes. Dort werden zuerst die Bremsen 56 in ihre Wirkstellung überführt und danach die Bremsen 50 gelöst, danach wird über die Schrittschaltmotoren der X-Schlitten 49 um den von der Zentraleinheit 164 befohlenen Betrag verschoben, und zwar bis der nächste zu schneidende Materialabschnitt mit der kleineren X-Koordinate die Schnittlinie zur Schneidzone 60 erreicht, vgl. Figur 13. Diese Be-

wegung in der X-Richtung muß von sämtlichen aus dem Hauptrechner 160 zur Maschinensteuerungs-Einrichtung 18 gelangenden X-Koordinaten abgezogen werden, was von der CPU 164, die sämtliche Daten gespeichert hat, vorgenommen wird.

Die Abzugseinrichtung arbeitet - unter der Voraussetzung, daß im Datenprozessor sämtliche Koordinatendaten der zu schneidenden Materialstücke, wie z.B. in Figur 12 gezeigt, bekannt sind, so daß daraus jeweils das den Zuschnitt umschließende Rechteck und daraus den Mittelpunkt errechnet werden kann, wie folgt.

Der Mittelpunkt 156 liegt in der Regel innerhalb des Zuschnitts. Wenn nicht, ist die Lösung hierfür etwas komplizierter, kann aber im vorliegenden Fall außer Betracht bleiben. Ist der Mittelpunkt errechnet, wird die durch das Förderband in der Abnahmezone 61 verkörperte Schneidfläche durch eine parallel zur X-Achse - vgl. Figur 11 - verlaufende gedachte Linie 152 in zwei Teile unterteilt. Liegt der Mittelpunkt des Zuschnittes beispielsweise im unteren Abschnitt, setzt das Tragglied 150 das eine Saugstück 153 möglichst nahe an den Y-Schlitten 62, dann wird der X-Schlitten 49' soweit gefahren, bis das genannte Saugstück 153 unmittelbar oberhalb des Mittelpunktes 154 liegt. Das Saugstück wird dann über den nicht dargestellten Arbeitszylinder abgesenkt und sobald es auf dem Zuschnitt aufsitzt, fährt der Y-Schlitten 62 zum in bezug auf Figur 11 unteren Ende der Zone 61; sobald er dort anschlägt, bewegt sich das Tragglied 150 über die Ablagefläche und gibt den Zuschnitt frei. Diese Ablagefläche ist vorzugsweise ein Förderband, das sich in Pfeilrichtung gemäß Figur 3 bewegt.

Wie Figur 15 zeigt, besteht die Steuerung 172 für das Schneidgerät 14 aus einem Mikroprozessor 180, einem Schneidlinien-Generator 182 und einer Positions-Regelschleifen-Einheit 184 für die X- und Y-Richtung. Bei automatischem Betrieb erhält der Mikroprozessor 180 seine Daten aus der CPU 165, dekodiert sie und lädt

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sie in die Registerspeicher des Schneidlinien-Generators zwecks Erzeugung der Datensignale für die Sehneidlinien. Danach gibt der Mikroprozessor das Einschaltsignal für den Plasma-Brenner und meldet dem Schneidlinien-Generator, daß der Positions-Regelschleifen-Einheit 184 Impulse zugehen müssen.

Der Schneidlinien-Generator ist in Figur 16 näher dargestellt und weist vier 16-Bit-Register auf. Die Register 186 und 188 speichern die Anzahl der für die Bewegung in X- und Y-Richtung erforderlichen Impulse, das Register 190 speichert die Anzahl der Impulse, die für die Bewegung des Schneidgerätes in der Startphase erforderlich sind, während im Register 192 die Anzahl der Impulse für die Bewegung des Schneidgerätes mit konstanter Geschwindigkeit gespeichert sind. Aufgrund dieser Daten kann der Schneidlinien-Generator der Positions-Regelschieifen-Einheit 184 die genaue Anzahl der Impulse für die Bewegungen in beiden Richtungen, also in der X- und Y-Richtung (Signale 171 und 179), sowie ihrer Vorzeichen (Signale 195 und 197) in Echtzeit übermitteln. Hat beispielsweise die gewünschte Schneidlinie eine Neigung von 30°, also X = 2 Y, gehen vom Schneidlinien-Generator ein Impuls an den Gleichstrom-Motor für die Y-Richtung und jeweils zwei Impulse an den Gleichstrom-Motor für die X-Richtung.

Ferner weist der Schneidlinien-Generator folgende üatenblocks auf:

Einen Beschleunigungs-Rampen-Generator 189, eine Arithmetik-Logik-Einheit (ALU) 191 und einen Sequenzer 193. Durch den Rampen- Generator 189 wird die Taktfrequenz der Taktsignale 194 geändert, die den Sequenzer 193 steuern. Durch diese Frequenzänderungen kann also das Intervall zwischen den einzelnen Impulsen für die X- und Y-Richtung geändert werden, wodurch die Bewegungen des Schneidgerätes entweder beschleunigt oder verlangsamt werden. Alle arithmetischen Operationen zur Erzeugung der Schneidlinien werden von der ALU durchgeführt und der Sequenzer 193 erzeugt die für die

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Steuerung der ALU- und Rampen-Generator-Schaltkarten erforderlichen Signale und übermittelt die X- und Y-Impulse an die eichstrom-Motore.

Des besseren Verständnisses halber seien vorab die am Sequenzer ankommenden und von dort weggehenden signale im Einzelnen erläutert.

- C1, C2, C3, C4

- 01, 02, 03, 04

- Shift ck

- LCONT

- RCONT

A3 und B3

SUM/RES

sind die vier Zyklen des Sequenzers 193 sind die vier Phasen, in die jeder Zyklus unterteilt ist

ist das die X-, Y-Schieberegister 196, 198 steuernde Signal Speichern (L) oder Schieben (S) ist das Taktsignal für die Schieberegister 196, 198

ist das den Speicher 202 ladende Signal ist das den ALU-Zähler 220 ladende Signal ist das den Stand des ALU-Zählers 220 um ein Inkrement verringernde Signal ist das den Sequenzer 193, d.h. seinen bistabilen Schalter, schaltende Signal, wobei dieses Signal anzeigt, ob der Sequenzer stoppen muß oder nicht

ist das in den Schaltzustand des Sequenzers 193 schaltende Signal, wobei dieses Signal anzeigt, falls das vorhergehende Subtraktions-Ergebnis positiv oder negativ ist

ist das in den Schaltzustand des Sequenzers 193 schaltende Signal, wobei dieses Signal anzeigt, welches die Hauptachse ist
ist das den Multiplexer 204 schaltende Signal ist das den Multiplexer 206 schaltende Signal sind den Multiplexer 208 schaltende Signale ist das ALU 200 steuernde Signal, wobei dieses Signal anzeigt, ob eine Addition oder eine Subtraktion durchzuführen ist

— ■■·.- ·* -i α (t it

- 25 -

- STOP ist das Schaltsignal, um dem Mikroprozessor

180 anzuzeigen, daß eine Schneidlinie durchfahren ist

- START ist das vom Mikroprozessor 182 erzeugte Signal,

das den Schneidlinien-Generator 182 anzeigt, daß eine gerade Schneidlinie zu beginnen ist, wobei die Schneidlinien-Signale in den Trenn-Registern 186 und 188 gespeichert sind

- PCERO ist das durch ALU 191 erzeugte Signal, wenn die

Zähler 220 den Wert "Null" erreicht

- PSIGNO ist das durch ALU 200 erzeugte Signal, das eine

eben beendete arithmetische Operation anzeigt

- PX sind die Schaltimpulse für die X-Achse

und

- PY sind die Schaltimpulse für die Y-Achse.

Alle diese Signale sind in dem Pulsdiagramm gemäß Figur 17 für einen bistabilen Schaltzustand dargestellt, in dem für die Hauptachse (BD) der Schaltzustand Null vorhanden ist.

Wie erwähnt weist der Sequenzer 193 vier Zyklen Cl bis C-4 auf, wobei jeder Zyklus in vier Phasen 01 bis 04 aufgeteilt ist. Das START-Signal des Mikroprozessors 180 setzt das Schneidlinien-Signal-Erzeugungs-Verfahren in Gang. Hierzu wird als erstes der Zyklus C1 ausgeführt; folgende Signale zur Aktivierung der nachfolgend angeführten Schaltvorgänge werden gegeben:

a) Die X- und Y-Schieberegister 196 und 198 werden während der Phase 01 geladen, das Signal L/s ist auf niedrigem Pegel und der Schaltvorgang "shift Ck" wird ausgelöst,

b) um die Hauptachse zu ermitteln, werden die Informationen in den beiden Schieberegisters 196 und 198 voneinander abgezogen. Um dies durchführen zu können, muß das Signal B1 und das

- 26 -

Signal Α2 auf hohem Pegel liegen, während das Signal SUM/RES auf niedrigem Pegel liegen muß. Während der Phase 03 wird der Sequenzer mit dem bistabilen Schaltzustand "Hauptachse B.D." geladen, dieses Signal dient der Aktivierung von Lbd mit dem Vorzeichen des Ergebnisses der vorher genannten Subtraktion, um auf diese Weise anzuzeigen, was die "Hauptachse" ist,

c) A3 und B3 nehmen den ädequaten Wert an und aktivieren den Multiplexer 208 in der Weise, daß dem Speicher 202 und dem Zähler 220 erlaubt wird, den Wert "Hauptachse " aufzunehmen,

d) während der Phase 03 werden die Signale LAC und LCON aktiviert,

e) die Inkremente von X und Y werden mit dem Faktor 2 multipliziert und ihre Werte während der Phase 04 in die Schieberegister und 198 geschoben. Hierzu muß das Signal L/S auf hohem Pegel liegen. Während der Phase 04 wird das Signal "shift CK" aktiviert

Nachdem C1 und C2 ausgelöst sind, wird dieser Zyklus solange wiederholt wie dies notwendig und durch den Wert "Hauptachse" bestimmt ist. Während dieses Zyklus erfolgen folgende Operationen:

- Die Subtraktion der Werte des Speichers 202 von den der um den Faktor 2 vervielfachten Anzahl der Impulse "Nebenachse", dieser Wert wird in eines der Schieberegister 196, 198 eingespeichert.

- Das Signal B1 wechselt auf den niedrigen Pegel und das Signal A2 auf den Pegel, der durch den "bistabilen Zustand B.D." bestimmt ist. Während der Phase 03 werden die Signale Lbs und LAC aktiviert, um den Speicher 202 und den Sequenzer in den Zustand "B.S." zu setzen.

Falls BS=O ist, erfolgt der nächste Zyklus C3 nach Abschluß folgender Operationen:

/27

S -* ί

ff - as*

-Zl-

a) Ein Impuls betreffend die "Hauptachse" wird ausgesandt,

b) der Wert des Zählers 220 ist um "Eins" während der Phase 02 erniedrigt worden und

c) der den "Schaltzustand B.C." speichernden Anordnung ist der Wert des Zählers 220 zugefügt worden.

Falls BS=1 ist, erfolgt der nächste Zyklus C4, dieser Zyklus ist ähnlich C3 jedoch wird in diesem Zyklus jeder einer Achse zugeordneten Schaltung ein Impuls zugeleitet. Falls, nach Beendigung des einen oder anderen Zyklus C3 oder C4 das Signal BC anzeigt, daß der Zähler 220 nicht den Wert "Null" erreicht hat, wird das beschriebene Verfahren erneut begonnen, und zwar beginnend mit dem Zyklus C2. Im Falle , daß der Zähler 220 den Wert "Null" erreicht hat, wird der Sequenzer 193 gestoppt und ein "Stop-Signal" wird erzeugt.

d) Die diese Signale bestimmenden logischen Gleichungen lauten

Shift CK	= 01.C1 +	04.CI
Lac	= 02.C4 +	03.C2 + 03.C1
Leon	= 03.C1
rcont	= 02.C3 +	03. C4
Lbc	= 03.C3 +	04.C4
Lbs	= 02.C4 +	03.C2
Lbd	= 02.C1
B1	= C1
A2	= C1 + C2,	bT5 4 C4.BD
AS	= BD.CI
B3	= BTJ. CI
SUM/RES	= C4

/28

• * t -

- 28 -

Die ALU 191 ist eine 16 Bit ALU-Schalteinheit 200 und umfaßt im wesentlichen einen Zwischenspeicher 202 sowie Schieberegister 196, 198 und Steuerregister 186, 188. Ferner sind Multiplexer 204, 206 und 208 vorgesehen. Über die Multiplexer 204 und 206 wird in der ALU 200 die Auswahl der Operanden angesteuert und durch den Multiplexer 208 kann in den Zwischenspeicher jede Information aus den Schieberegistern 196 und 198 oder das Ausgangssignal der ALU 200 geladen werden.

Die sperrenden Steuerregister 186 und 188 bilden für die X- und Y-Richtung das Interface bzw. die Schnittstelle zum Mikroprozessor 180. Mit diesen beiden Registern können Mikroprozessor und Schneidlinien-Generator asynchron arbeiten.

Die ALU 191-Einheit besitzt den bereits erwähnten Zähler 220, der die Aufgabe hat, die Anzahl der Impulse zu zählen, die für die "Hauptachse" angegeben worden sind. Als "Hauptachse" wird in einem vorgegebenen Segment /S, dessen Komponenten entlang dieser Achse mit /X und /Y bezeichnet sind, die längere Achse verstanden, während die kürzere Achse als "Nebenachse" bezeichnet ist.

Sobald der Zähler 220 die Gesamtzahl der der "Hauptachse" zugeordneten Impulse erhalten hat, sendet dieser ein Signal zum Sequenzer 193 über die Leitungsverbindung 221, auf diese Weise erfährt der Sequenzer, daß ein Segment vollständig erledigt ist.

Der Schneidlinien-Generator 182 vollzieht folgende Algorithmen:

Zähler 220 = Anzahl der der Hauptachse zugeordneten Pulse Speicher 202 = Anzahl der der Hauptachse zugeordneten Pulse während Zähler 220> 0 Signal DO
START

» II!

IO Ii At

- 29 -

(1) Speicher (202)=Speicher(202)-(2xAnzahl der Pulse Nebenachse falls Speicher (202)> O dann

(2) Pulse der Hauptachse
Zähler (220)=Zähler(220)-1

ferner

(3) Pulse der Hauptachse
Pulse der Nebenachse
Zähler(220)=Zähler(220)-1

Acum(202)=Acum(202)+(2xAnzahl der Pulse der Hauptachse) ENDE

Die Schalteinheit ALU 200 übersendet dem Sequenzer 193 das Vorzeichen der unter Ziffer (1) durchgeführten arithmetischen Operation über die Leitung 222; auf diese Weise wird der Sequenzer veranlaßt, einen Impuls zur "Hauptachse" (2) oder je einen Impuls zur "Haupt- und Nebenachse" (3) zu geben.

Nachstehend sei der Vollständigkeit halber noch die Funktion des Rampen-Generators 189 beschrieben. Nach jeweils vier Zyklen eines Taktgebers 194, gibt der Sequenzer 193 ein Signal P und/oder P

χ y

aus. Durch Änderung der Taktfrequenz ist es möglich, das Intervall zwischen Impulsen,also die Pulsfrequenz zu ändern und damit die Gleichstrom-Motoren zu beschleunigen oder zu verzögern. Hierzu dient der Rampen-Generator 189, dessen Aufgabe es ist, die Puls-Frequenz zu ändern. Er ist vom Prinzip her ein N-Teiler 213, wobei M eine an seinem Eingang anliegende Zahl ist. Diese Zahl ist dynamisch veränderbar, indem die im EPROM 212 befindliche zugehörige Adresse geändert wird. In diesem EPROM-Speicher ist an aufeinanderfolgenden Stellen die gewünschte Beschleunigungsrampe gespeichert. Diese arbeitet wie folgt. Wird das Signal START bei 214 eingegeben, so wird das Beschleunigungszählwerk 215 und der Zähler 216 für konstante Geschwindigkeit mit den zugehörigen Werten geladen. Diese Werte stehen am Ausgang der Register 190 und 192. Ist der Beschleunigungs-

'■ « t,

¹ t« Ο»)

- 30 -

zähler 215 nicht gleich Null, ist der Zähler 216 für die Konstantgeschwindigkeit gesperrt und der Richtungszähler 217 ist im Zustand UP. Jedesmal, wenn am Beschleunigungszähler 215 ein Signal 209 oder 210 eingeht, wird dieser reduziert und am Richtungszähler 217 hinzugezählt, wodurch sich der Ausgang des EPROM ändert. Erreicht der Beschleunigungszähler 215 den Wert Null, vermindert sich der Zähler 216 für die Konstantgeschwindigkeit, wodurch sich dessen Ausgang ändert und der Richtungszähler gesperrt wird.

Nunmehr wird der Zähler 216 für die Konstantgeschwindigkeit beim Eingang jedes Signals 209 oder 210 vermindert, während der Stand des Richtungszählers gleichbleibt. In diesem Zustand ändern sich weder der Ausgang des N-Teilers 213, noch die Frequenz der X-Y-Impulse. Bei diesem Zustand ist auch die Geschwindigkeit der Motore für den Antrieb in der X- und Y-Richtung konstant. Erreicht der Zähler 216 für die Konstantgeschwindigkeit den Wert "Null", so wird er gesperrt und der Richtungszähler 217 geht auf L. Durch jedes eingehende Signal 209 oder 210 verringert sich der Wert des Richtungszählers 217 bis dieser auf "Null" geht, und der Steuerungs-Zyklus beendet ist.

Nach der Beendigung des beschriebenen Arbeitszyklus also nach vollständigem Schneiden, z.B. der in Figur 13 dargestellten Zuschnitte, wird ein neuer Arbeitszyklus ausgelöst, der mit der Förderung der von der Rolle 10 abgezogenen Materialbahn um eine Schrittweite entsprechend der Länge der Schneidzone 60 beginnt. Hieran schließen sich die beschriebenen Verfahrensschritte entsprechend den gespeicherten Steuerdaten an, usf.

- Leerseite -

Claims

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PATENTANWÄLTE SPOTT UND-ΦUSÖÖMÄNBL ^l

INVESTRONICA, S.A. München, 21.05.1985

Tomas Breton, 62 P 1242/85

ES-28045 Madrid 7, Pu/rei Spanien

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Zuschneiden von Materialteilen aus einer Materialbahn unter Verwendung eines mit einer Vakuumanlage zum Festhalten der Materialbahn versehenen Schneidtisches und einem längs und quer zum Schneidtisch beweglichen Schlitten als Träger für ein Schneidwerkzeug, dessen Bewegungen längs gewünschter Schneidlinien von einem Markierungs- und Steuerdaten verarbeitenden Datenprozessor gesteuert werden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Plasma-Brenners als Schneidwerkzeug und eines gasdurchlässigen endlosen Förderbandes mit Stahlfasern von etwa 0,3 mm Durchmesser,ca. 30 mm Länge und einer Packungsdichte von ca. 75 Fasern/cm² als Fördermittel für die Materialbahn in den Schneidbereich und als Schneidauflage, und durch ein schrittweises Bewegen des Förderbandes mit einer Schrittweite, die zwecks Fertigschneiden eines Materialteiles größer ist als die größte Bewegung des Plasma-Brenners in Längsrichtung (X), der jeweils erst nach Durchführung eines Förderschrittes bei stillstehendem Förderband längs der Schneidlinien bewegt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Rolle abgezogene Materialbahn über eine mittels Sensoren abgetastete Material-Lose und über einen der Förderschrittweite entsprechenden Förderbereich des Förderbandes geführt ist, ehe sie dem Schneidbereich zugeführt wird, wobei die Antriebe für den Rollenabzug und das endlose Förderband unabhängig voneinander gesteuert, werden.

-2-

* * »tesi ι * * a

* I i

t- S ν

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn nach· ihrem Schneiden einem seiner Länge der Förderschrittweite entsprechenden Kennzeichnungs- und Abnahmebereich zugeführt wird, innerhalb dessen sie lediglich mittels Schwerkraft auf dem Förderband gehalten ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kennzeichnungs- und Abnahmebereich zugeordnete Kennzeichnungs- und Abnahmewerkzeuge unter Benutzung der Markierungsdaten des Plasma-Brenners in d.er Längsund Querrichtung derart gesteuert werden, daß sie jeweils in die Nähe des Schwerpunktes eines zugeschnittenen Materialteiles gesteuert werden.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Zuschneiden von Materialteilen aus einer Materialbahn nach den Ansprüchen 1 bis 4 unter Verwendung eines mit einer Vakuum-Anlage zum Festhalten der Materialbahn versehenen Schneidtisches und einem längs und quer zum Schneidtisch beweglichen Schlitten für ein Schneidwerkzeug, dessen Bewegungen längs gewünschter Schneidlinien von einem Markierungs- und Steuerdaten verarbeitenden Datenprozessor gesteuert werden, dadurch g e -ken η ze i c h η e t , daß das Schneidwerkzeug als Plasma-Brenner (16) und der Schneidtisch als endloses, gasdurchlässiges Förderband (26) mit in Richtung des Plasma-Strahles orientierten Stahlfasern von ca. 0,3 mm Durchmesser, ca. 30 mm Länge und einer Packungsdichte von ca; 75 Fasern/cm² ausgebildet sind, das schrittweise mindestens über eine Förderund Schneidzone (36, 60) mit einer Schrittweite geführt ist, die zwecks Fertigschneiden eines Materialteiles größer als die größte Schneidbewegung des Plasma-Brenners in Längsrichtung (X) ist, und daß der Antrieb (10) für das Abziehen der Materialbahn von einer Vorratsrolle einen über eine die größte und kleinste Länge einer Material-Lose (24) abtastende

-ta . ,

Sensoren (28, 30, 32, 34) gesteuerten Motor (22) und der Schrittantrieb für das endlose Förderband (26) vom Datenprozessor (18) gesteuerte Antriebsmittel (54, 56, 58) umfassen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Förder- und Schneidzone (36, 60) eine Kennzeichnungs- und Abnahmezone (61) nachgeordnet ist, deren Ausdehnung in Längsrichtung (X) der Schrittweite des endlosen Förderbandes (26) entspricht, über die das endlose Förderband ebenfalls geführt ist, und daß der Kennzeichnungs- und Abnahmezone (61) eine ebenfalls in Längs- und in Querrichtung unter der Steuerung des Datenprozessors (18) beweglicher Schlitten (20) als Träger für die Kennzeichnungs- und Abhebewerkzeuge (148, 152, 153) zugeordnet ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittantrieb für das endlose Förderband (26) durch den ebenfalls vom Datenprozessor (18) gesteuerten Antrieb (Gleichstrommotor 66) des den Plasma-Brenner (16) tragenden Schlittens (14) in Längsrichtung (X) gebildet ist, der über vom Datenprozessor (18) steuerbare Kupplungen (56) mit dem endlosen Förderband (26) zeitweise kuppelbar ist, das über steuerbare Bremsen (50) feststellbar ist.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuum-Anlage (40) eine Saugkammer (42) aufweist, die sich unterhalb des Obertrums des endlosen Förderbandes (26) über die Förder- und Schneidzone (36, 60) erstreckt.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der als Träger für den Plasma-Brenner (16) dienende Schlitten (14) zu beiden Seiten angeordnete steuerbare Reibungskupplungen (56) trägt, denen zu beiden Seiten des endlosen Förderbandes (26) angeordnete Kupplungsstücke (54) zugeordnet sind.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der den Plasma-Brenner (16) tragende Schlitten (14) auf parallel zum endlosen Förderband (26) angeordneten Schienen (64) geführt und mittels endloser Zahnriemen (84) bewegt ist, die über einen in einer die Längsbewegung (X) steuernden Regelschleife liegenden Gleichstrommotor (66) synchron angetrieben sind.

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasma-Brenner (16) über einen Halter (62) mit einem in einem quer zum Förderband (26) angeordneten Träger (49) angeordneten endlosen Zahnriemen (102) lösbar verbunden ist, der von einem in einer die Querbewegung (Y)!steuernden Regelschleife liegenden Gleichstrommotor (90) angetrieben ist.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennzeichnungs-Werkzeug ein Etikettiergerät (148) ist, daß als Abhebewerkzeug Saugdüsen (152, 153) dienen, die an einer in Querrichtung (Y) bewegbaren Zahnstange (150) angeordnet sind, welche der Breite des endlosen Förderbandes (26) etwa entspricht, daß Etikettiergerät und Saugdüsen zu beiden Seiten des in Längsund in Querrichtung (X, Y) beweglichen Schlittens (20) angeordnet sind, und daß die Saugdüsen (152, 153) tragende Zahnstange (150) senkrecht zur Ebene des Förderbandes (26) bewegbar gelagert ist.

13. Einrichtung zum Zuschneiden von Materialteilen aus einer Materialbahn unter Verwendung eines mit einer Vakuum-Anlage versehenen Schneidtisches zum Festhalten der auf dem Schneidtisch ausgebreiteten Materialbahn und einem längs und quer zum Schneidtisch beweglichen Schlitten als Träger für ein Schneidwerkzeug, dessen Bewegungen längs gewünschter Schneidlinien von einem gespeicherte Markierungs- und Steuerdaten verarbeitenden Datenprozessor gesteuert werden, insbesondere nach den Ansprüchen 5 bis 12, g e k e η η -zeichnet durch ein Steuergerät (18) das mit einem Hauptrechner (160) verbunden ist, der einen über einen Basisspeicher (162) und über eine im Steuergerät befindliche manuelle Eingabevorrichtung gespeist ist und durch eine zentrale Prozessor-Einheit (164), die über einen Datenbus mit Steuereinheiten (168, 170, 172, 174, 176) verbunden ist, die die Schaltkreise für die Steuerung der Funktionen des Plasma-Brenners (16), des Vorschubes (10), des Schneidschlittens (14) und der Etikettier- und Abnahme-Vorrichtung (20) enthalten.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß die Steuereinheit (172) einen Mikroprozessor (180) umfaßt, dem ein Schneidlinien-Generator (182) und Positions-Regelschleifen (184) zugeordnet sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Schneidlinien-Generator (182) einen Rampen-Generator (189) zur Erzeugung von Positions-Referenz-Signalen und eine Arithmetik-Logik-Einheit (191) zur Durchführung arithmetischer Operationen umfaßt, und daß ein Sequenzer (193) für die Ausgabe von Taktsignalen und von die Gleichstrommotore der Schlitten (14, 20) aktivierenden

Steuersignalen (P , P) vorgesehen ist.

x y

/6

• * -■> ο ·-1

S f S

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16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß der Sequenzer (193) als eine vier in vier Phasen (P₁ - P₄) unterteilte Schaltzyklen (C. - C,) aufweisende bistabile Schaltungsanordnung ausgebildet ist.