DE4433727A1 - Gesteuertes Zonenvakuumsystem - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung, durch die bewirkt wird, daß eine Lage oder Schicht oder eine Aufeinan­ deranordnung von Schichtmaterial, die auf einem luftdichten Vakuumbett abgestützt ist, durch ein angelegtes Vakuum gegen die Halteoberfläche des Bettes gezogen wird, und betrifft ferner ein System, durch das Vakuum, bevor der Schneidkopf während eines Schneidbetriebes zu einer Zone bewegt wird, die gegenwärtig nicht von dem Schneidkopf belegt wird, in ausgewählte Zonen im Bett eingeführt wird, um dadurch die Zugleistungsfähigkeit in der für das System vorgesehenen Va­ kuumpumpe zu maximieren.

Bei Schneidmaschinenbetten, bei denen eine Lage oder ein Schichtmaterialstapel auf einem Vakuumbett abgestützt ist, um die Lage oder den Schichtmaterialstapel im festgelegten Schneidmaschinenbereich gegen das Bett zu ziehen, wurden An­ strengungen unternommen, um das an das gesamte Bett ange­ legte Vakuum streng auf den unmittelbaren Bereich oder die derartige Zone zu begrenzen, in dem sich die Schneidmaschine beschäftigt. Eine derartige Bemühung ist im US-Patent 4,485,712 offenbart, das für H. Joseph Gerber am 4. Dezember 1984 ausgegeben wurde und den Titel hat "METHOD AND APPARATUS FOR HOLDING SHEET MATERIAL IN A SECTION BED" (Verfahren und Vorrichtung zum Halten von Blattmaterial in einem Sektionsvakuumbett). Bei der darin offenbarten Vor­ richtung sind in dem Bett Reihen von quer verlaufenden Kol­ ben vorgesehen, die zum Einrücken in einen und Ausrücken aus einem Vakuumverteiler eingerichtet sind, um die Einführung von Vakuum in eine gegebene Zone in Abhängigkeit davon zu steuern, daß sie mit einem am Schneidkopfwagen oder -schlit­ ten angeordneten Nocken in Eingriff kommen, wenn er sich hinter den betreffenden Kolben bewegt. Somit wird jeder Kol­ ben, der normalerweise in seinem sich nach außen erstrecken­ den Zustand ist, durch die Bewegung des Wagens in eine für eine Strömung geöffnete Stellung bewegt, um die damit ver­ bundene Zone dem ihr von der Vakuumquelle bereitgestellten Vakuum zu öffnen. Jedoch wird in eine Zone nur bei der An­ kunft des Wagens an der Zone und nicht vorher Vakuum einge­ führt. Dies gestattet weder, daß beim Anlegen von Vakuum in dem Gefüge oder Gewebe ein Absenken oder Setzen auftritt, noch wird dabei die Ventilbetätigungszeit berücksichtigt. Ferner umfaßt das Schneiden eines Schichtstapels oft ein Schneiden einer Linie über eine Vakuumzonengrenze, d. h., daß sich der durchgeführte Schnitt zwischen zwei Zonen er­ streckt, die durch getrennte Ventile gesteuert werden. In diesem Fall bewegt sich der Schneidkopfwagen in schneller Abfolge zwischen Punkten in jeweils benachbarten Zonen, wo­ durch die Zonen in einer alternierenden oder einer hin- und hergehenden Weise aktiviert werden. Ein Hin- und Hergehen ist als wiederholtes Aktivieren und Deaktivieren derselben Zone innerhalb einer kurzen Zeitspanne definiert, was be­ wirkt, daß das System belastet wird, was andernfalls wün­ schenswerterweise vermieden würde.

In dem US-Patent 4,730,526 mit dem Titel "CONVEYOR VACUUM TABLE FOR FEEDING SHEET MATERIAL" (Fördereinrichtungs-Vaku­ umtisch zum Transportieren von Blattmaterial", ausgegeben für Pearl et al. am 15. März 1988, ist offenbart, daß ein Fördertisch eine Mehrzahl von Fenstern oder Zonen hat, die allgemein rechtwinklige Bereiche definieren, wo Vakuum in Übereinstimmung damit, wo der Schneidkopf bewegt wird, ein­ geführt und abgeschaltet wird. Das selektive Öffnen und Schließen von Zonen wird durch Bereitstellen von Stellglie­ dern bewerkstelligt, die zum Zwecke einer gesteuerten Beauf­ schlagung und Rückbeaufschlagung der Stellglieder mit einer numerischen Steuerung verbunden sind, so daß das Vakuum nur an einen den Schneidkopf umgebenden Bereich angelegt wird, z. B. wenigstens zwei Fuß in den Plus- und Minusrichtungen längs der Länge des Tisches. Obwohl die in der US 4,730,526 offenbarte Vorrichtung eine computergesteuerte Zonenbildung verwendet, würden z. B. für die Absetzzeit oder Klingenzu­ führrate als ein Parameter zum Definieren von Konturen keine Vorkehrungen getroffen.

Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Vakuum­ zonenbildungssystem zu schaffen, bei dem eine Steuerung zur Zoneneinteilung gegebener Vakuumbereiche auf einem Schneid­ tisch in Übereinstimmung mit erwarteten Bewegungen des Schneidkopfes verantwortlich ist, bevor sich der Schneidkopf tatsächlich zu einer Zone bewegt.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der vorher beschriebenen Art zu schaffen, bei der eine Zo­ neneinteilung in einem Schneidbett auftritt, um ein Absetzen des Schichtmaterialstapels vor dem Durchschneiden der Schichtung durch die Schneidklinge zuzulassen.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfah­ ren zu schaffen, wodurch Daten, die bei der Erzeugung von Konturen bei einem Schneidbetrieb verwendet werden, auch zum Steuern der Ein- und Aussteuerung der Zoneneinteilung und zum Erzeugen eines verschiebbaren Zonenfensters eingesetzt werden, die dem Weg des Schneidkopfes folgen.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zonen­ einteilungs-Steuersystem zu schaffen, bei dem eine Zonen­ überlappung auftritt, wo sich eine Schnittlinie in die un­ mittelbare Nähe des Anfangspunktes der nächsten benachbarten Zone erstreckt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vakuumsteuer­ system der vorher angegebenen Art zu schaffen, wobei die Leistungsabgabe eines Vakuumgenerators während Stillstandpe­ rioden bei einem Schneidverfahren verringert wird, um Ener­ gieeinsparungen zu erhöhen.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie ein System nach Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einem ent­ sprechenden System zur Steuerung von Vakuum auf bestimmte Bereiche eines derartigen Schneidmaschinenbettes, das eine permeable Halteoberfläche hat, die aus einem Borstenbett be­ steht. Das Verfahren enthält das Vorsehen einer permeablen Halteoberfläche mit einem gegebenen Bereich, der durch eine Längen- und eine Breitenabmessung definiert ist, und Teilen des gegebenen Bereiches in Zonen mit einer ersten Abmessung, die sich parallel zur Breitenabmessung, und einer zweiten Abmessung, die sich parallel zur Längenabmessung des Bettes erstreckt. Eine Vakuumquelle ist vorgesehen und durch sepa­ rate Leitungseinrichtungen steuerbar mit jeder der Zonen verbunden. Ferner sind Ventileinrichtungen vorgesehen und zum Steuern des Durchgangs von Vakuum zwischen der Vakuum­ quelle und jeder jeweiligen der Mehrzahl von Zonen mit jeder der Leitungseinrichtungen verbunden. Daten entsprechend den Bewegungssteuerungen des Schneidkopfes über die Schneidober­ fläche werden zum Steuern des Öffnens und Schließens der je­ weiligen Ventile verwendet, so daß in Abhängigkeit davon be­ aufschlagte Zonen auftreten, daß der Schneidkopf entweder direkt über der betreffenden Zone ist oder sich einer be­ nachbarten Zone nähert, die unmittelbar benachbart der von der Schneidmaschine belegten Zone angeordnet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie­ ben, in der:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Schneidmaschine gemäß der Erfindung ist,

Fig. 2 eine teilweise fragmentartige Ansicht eines Schneidmaschinentisches mit entfernten Borstenhal­ teoberflächen ist, um die Fenster-Verteilungsrohre zu zeigen,

Fig. 3 ist ein vertikaler Schnitt durch die Schneidma­ schine von Fig. 1 und zeigt die Kolbenventilanord­ nung,

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des Softwaresystems der Steuerung,

Fig. 5 zeigt den längs eines gegebenen Schneidweges ge­ nommenen Weges einschließlich den Punkten, die bei dem Vorschaumerkmal verwendet werden,

Fig. 6 stellt ein Geschwindigkeitsprofil für die Kontur von Fig. 5 dar und

Fig. 7 stellt das Zonenüberlappungsmerkmal der Erfindung dar.

Fig. 1 zeigt die bei der Erfindung eingesetzte Vorrichtung. Die allgemein mit 2 bezeichnete Vorrichtung enthält einen Tisch 10, einen Rahmen 12, eine Fördereinrichtung 14 mit ei­ nem luftdurchlässigen Borstenbett zum Abstützen und Übertra­ gen von Blattmaterial 13, ein Vakuumniederhaltesystem 16 zum Halten von Schichtmaterial auf der Fördereinrichtung 14, ei­ ne Schneidmaschinenbaugruppe 20 zum Schneiden des Schichtma­ terials 13 und eine Steuerung 8, die einen Computer zum Steuern geeigneter Antriebsmotoren und Stellglieder enthält und mit der Fördereinrichtung und der Schneidmaschinenbau­ gruppe verbunden ist, um Bewegungen zwischen diesen zu koor­ dinieren. Die Steuerung besteht aus einem Vorrechner 20 und einer Bewegungssteuerungsplatte 22, die einen Bewegungs­ steuerungscomputer 42 enthält, der zum Schaffen von Bewe­ gungskonturen und für die von dem Schneidkopf durchgeführten unmittelbaren Bewegungen verantwortlich ist und ebenfalls für die Vakuumzoneneinteilung des Haltetisches und den Vor­ schub des Schichtmaterials durch die Fördereinrichtung 14 verantwortlich ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, enthält das Vakuumsystem 16 eine Vakuumpumpe 30, deren Einlaß durch ein Verteilungsrohr 36 und eine Vakuumleitung 35, die Teil des Rahmens 12 sind und das Vakuumverteilungsrohr mit der Pumpe verbinden, mit dem Borstenbett in Verbindung ist. Das Vakuumverteilungsrohr 36 enthält eine Leitung 38 mit Fensteröffnungen 66, 66, die dem Borstenbett zugewandt sind und das Innere des Verteilungs­ rohrs freigeben. Wie am besten in Fig. 3 dargestellt ist, wird die Einführung von Vakuumdruck zwischen den Fenstern und der Leitung durch eine Mehrzahl von Kolbenverschlüssen 68, 68 gesteuert, die zum individuellen Schließen und Ab­ dichten jedes mit der jeweiligen Zone verbundenen Fensters verwendet werden und zu diesem Zweck an dem Tisch an pneuma­ tische oder elektrische Stellglieder 44, 44 angeschlossen sind, um die Verschlüsse zwischen geschlossenen und offenen Stellungen zu bewegen. Die Fenster sind allgemein längliche Öffnungen, die sich in ihrer Längsrichtung parallel zur an­ gegebenen X-Koordinatenrichtung des Tisches erstrecken. Die Fenster definieren im wesentlichen die Breite W einer Mehr­ zahl von Zonen Z₁, Z₂, Z₃, Z₄, Z₅ mit kurzen Seiten, die sich parallel zur Längenabmessung des Tisches erstrecken, und langen Seiten, die sich parallel zur Breitenabmessung des Tisches erstrecken. Somit sind für einen Tisch mit einer Länge im Bereich von 5,8 Fuß fünf getrennte Vakuumzonen vor­ gesehen, von denen jede ungefähr 14 Inch lang ist, wobei diese Abmessung nur zum Zwecke der Darstellung angegeben wird und nicht als Beschränkung aufgefaßt werden sollte, da verschiedene Konfigurationen für Zonen durch geeignete Soft­ ware eingerichtet werden können, um z. B. eine größere Anzahl von Zonen einzustellen, die je eine schmalere Abmessung ha­ ben. Für eine vollständigere Beschreibung des Vakuumsystems bei dem dargestellten Beispiel wird auf das vorher angege­ bene US-Patent 4,730,526 von Pearl et al. Bezug genommen, das durch die Bezugnahme hiermit in die vorliegende Be­ schreibung aufgenommen ist.

Bezugnehmend nun auf Fig. 4 und allgemein die Steuerung 8 ist zu sehen, daß die Steuerung Informationen von einem Mar­ kierungsgenerator 40 (CAD-System) akzeptiert, der Informa­ tionen über Markierungsverläufe und die Anordnungen der Ver­ läufe relativ zueinander erzeugt. Die Steuerung besteht aus einem Bewegungssteuerungscomputer mit einem Konturenerzeu­ gungsrechner 42 zur Kommunikation mit Laderoutinen, die X-, Y- und C-Achsenmotoren zusammen mit den Kolbenverschluß- Stellgliedern steuern, und dem Vorrechner 20, der Informa­ tionen zwischen dem Markierungsgenerator und dem Konturener­ zeuger überträgt. Jeder der X-, Y- und C-Achsenmotoren 34, 33 und 32 und die Stellglieder 44, 44 sind jeweils mit einer zugehörigen Servoeinheit verbunden, die entweder das Posi­ tionieren der Klinge oder die Öffnungs- und Schließzustände des Stellgliedes direkt steuern. Ferner ist als Teil des Konturenerzeugers eine XY-Laderoutine, die Geradenpostions­ befehle für jeweilige Servoeinheiten 51, 53 erzeugt, eine Bogenladeroutine 52 zum Erzeugen von Kurvenpositionsbefehlen für jede der Servosteuereinheiten, eine C-Laderoutine 54 zum Erzeugen von Datenpositionsbefehlen für eine C-Achsenbewegung für die Servoeinheit 55, eine XYC-Stopp-La­ deroutine 56 zum Erzeugen von Stoppositionsbefehlen für jede Servoeinheit, die für X-, Y- und C-Achsenbewegungen verant­ wortlich sind, und ein Vakuuminformationsrechner 60 vorgese­ hen, der zum Steuern der Ein-/Aus-Bedingungen der Stellglie­ der 44, 44 durch eine Stellgliedsteuerung 57 verantwortlich ist. Eine oder mehrere Laderoutinen, die zum Erzeugen einer gegebenen Bewegung verantwortlich sind, erhalten Befehle von einem Befehlsparser 46, der einigen festgelegten der ge­ trennten unabhängigen Laderoutinen aufträgt, Bewegungs­ steuerungsbefehle und/oder Ein-/Aus-Befehle an die jeweili­ gen Antriebselemente auszugeben. Jede der XY- und C-Laderoutinen ist zum Erzeugen von Positons-, Geschwindig­ keits- und Beschleunigungsbefehlen in gleichen Abständen verantwortlich, während die XYC-Stopp-Laderoutine Bewegungs­ anhaltsteuerungen für alle von dem Geschwindigkeitsprofil umfaßten Stoppbewegungen erzeugt. Die Vakuumzonenladerouti­ ne, das seine Befehle ebenfalls vom Parser erhält, wird durch dieselben Positions- und Beschleunigungsbefehle ge­ steuert, die zum Steuern der anderen Laderoutinen verwendet werden.

Der Konturenerzeuger erzeugt Konturen basierend auf Varia­ blen, wie Maximalgeschwindigkeit, V_max, oder Durchsatzge­ schwindigkeiten und maximale Bewegungsumkehrwinkel, A_max, die zu Beginn eines Auftrags in den Computer eingegeben wer­ den. Als nächstes wird eine gegebene Kontur durch die Seg­ mente identifiziert, die sie definieren. Jede Kontur ist durch Anfangs- und Endpunkte definiert, die Unterbrechungen (engl. "breaks") genannt werden und den Stoppbedingungen des Schneidkopfes entsprechen. Nachfolgend wird auch eine Unter­ suchung der geladenen Schneiddaten durchgeführt, um zu be­ stimmen, falls zusätzliche Unterbrechungen benötigt werden. Zum Beispiel werden alle Stillstandbefehle, die längs eines Schneidweges auftreten, durch Abfragebefehle, wie Werkzeug­ auswahl, Werkzeug nach oben und nach unten, Fördereinrich­ tungsvorschub, Klingen- oder Messerschärfstopp oder jegli­ cher anderer Befehl überprüft, der ein Anhalten des Schneid­ kopfes längs eines gegebenen Weges in einer Kontur verursa­ chen würde. Wenn festgestellt wird, daß ein derartiger Be­ fehl existiert, wird eine Unterbrechung an dem Punkt längs zwei benachbarter Segmente erzeugt. Zusätzlich werden als nächstes die Schneiddaten gegenüber dem eingegebenen vorbe­ stimmten maximalen Winkel A_max überprüft, um zu bestimmen, ob der Winkel zwischen aufeinanderfolgenden Linienabschnit­ ten größer als der vorbestimmte Maximalwinkel A_max ist. Wenn der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten existie­ rende Winkel größer als A_max ist, wird an diesem Punkt eine Unterbrechung erzeugt, und ein nachfolgender Befehl, wie "Drehe Klinge" und/oder "Hebe und drehe Klinge" und ein nachfolgender Kolbenbefehl werden an diesem Punkt erzeugt, um die Ecke von einem Haltezustand aus zu überwinden. Wenn der Winkel A_max innerhalb akzeptabler Parameter ist, wird in Übereinstimmung mit den dafür in der US-Patentanmeldung Nr. 08/040,160 mit dem Titel "CONTOUR BUILDER" (Konturenerzeuger) dafür vorgesehenen Maßnahmen eine ge­ schwungene Ecke oder Ausrundung erzeugt, wobei die vorste­ hende Anmeldung hiermit durch die Bezugnahme in die vorlie­ gende Beschreibung aufgenommen ist.

Im Anschluß an die Erzeugung von Unterbrechungen und/oder passenden Bogen innerhalb einer Kontur wird ein Geschwindig­ keitsprofil für jede Kontur unter Verwendung der Segmente, die die Kontur ausmachen, als einzelne Punkte in dem Ge­ schwindigkeitsprofil erzeugt. Dieser Vorgang wird durch eine Abfolge von Schritten gesteuert, die zusammen das Ansteigen und Abfallen und, geeignetenfalls, ein Zwischenplateau des Profils erzeugen, die in Übereinstimmung mit Systemparame­ tern erzeugt werden. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist der Weg P des Stückes, das geschnitten werden soll, durch vier Konturen C₁, C₂, C₃ bzw. C₄ definiert, von denen jede je­ weils einen einzelnen geraden Abschnitt enthält. Für jeden Linienabschnitt der Kontur, und im in Fig. 5 gezeigten Fall, jeden Linienabschnitt, der eine Kontur darstellt, werden Spitzen und Endgeschwindigkeiten bestimmt, wie in der vorher angegebenen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/040,160 angegeben ist. Jeder zeitliche Geschwindigkeits­ wechsel, d. h. jede Beschleunigung, bedeutet entweder einen Richtungswechsel oder die Annäherung an einen Endpunkt oder eine Unterbrechung. Dies liegt daran, da für verschiedene Messerbewegungen um sehr enge Bögen oder Ausrundungen die Geschwindigkeiten um diese Punkte wegen der zu beachtenden mechanischen Parameter weit unter der maximalen Geradenvor­ schubgeschwindigkeit sein müssen.

Gemäß der Erfindung entspricht das in Fig. 6 dargestellte Geschwindigkeitsprofil dem in Fig. 5 dargestellten Weg P, dem der Schneidkopf folgt, wobei das Profil von dem Rechner 42 verwendet wird, um zu bestimmen, falls eine neue Zone oder neue Zonen geöffnet werden müssen. Das heißt, daß der Rechner seine Kenntnisse von sowohl der gegenwärtigen Trä­ gerposition als auch der erwarteten zukünftigen Trägerposi­ tion verwendet, um ein verschiebbares Zonenfenster mit va­ riabler Größe zu erzeugen. Während des Schneidens kann ein verschiebbares Fenster, das aus einer bis drei benachbarten Zonen besteht, aktiviert werden. Zum Zwecke der Verdeutli­ chung wird der von der Schneidklinge in Fig. 5 zwischen den Punkten P1 und P2 genommene Weg eine Erzeugung eines Fen­ sters W1 bewirken, so daß die Zonen Z3 und Z2 zum Vakuum­ druck geöffnet sind. Zwischen den Punkten P2 und P3 wird ein neues Fenster W2 erzeugt werden, das die Zonen Z2, Z3 und Z4 enthält. Bei der Bewegung zwischen den Punkten P3 und P4 wird das Fenster W3 erzeugt, das nur die beaufschlagten Zo­ nen Z4 und Z5 enthält, und die vorher beaufschlagten Zonen Z2 und Z3 werden abgeschaltet. Ein derartiges Abschalten der verlassenen Zone wird gemäß einer Vorschaufunktion ausge­ führt, um ein unnötiges Hin- und Herschalten zu begrenzen, wie später deutlich wird. Ein abschließendes Fenster W4 wird zwischen den Punkten P4 und P1 erzeugt und enthält die Zonen Z5, Z4 und Z3. Somit werden nur jene Zonen, in denen der Schneidkopf gegenwärtig beschäftigt ist oder beschäftigt sein wird oder denen er zur Beschäftigung nahekommt, während des Schneidweges einer Umriß- oder Konturenlinie aktiviert.

Wie erkennbar ist, besteht jedes Fenster aus der direkt un­ ter dem Schneidkopf angeordneten Zone sowie bis zu zwei zu­ sätzlichen Vorschauzonen, die Zonen sind, von denen angenom­ men wird, daß sie in der nahen Zukunft benötigt werden. Der Rechner 42 benützt Informationen von seinen Bewegungssteue­ rungsalgorithmen, um vorauszuschauen und zu bestimmen, wann das Messer die gegenwärtige Zone verlassen und in eine neue eintreten wird. Diese Vorschauzonen werden dem verschiebba­ ren Fenster rechtzeitig vor der Ankunft des Messers oder der Klinge in der neuen Zone hinzugefügt, während die gegenwär­ tig belegte Zone gemäß einem eingestellten Parameter abge­ schaltet wird. Die neue(n) Zone(n) wird/werden nicht gleich­ zeitig mit der Bestimmung aktiviert, daß sich der Schneid­ kopf in das neue Gebiet bewegen wird. Die Vorverlegungs­ steuerung der Aktivierung von Vorschauzonen hängt von der Ventilaktivierungs- und -reaktionszeit des Zonenerzeugungs­ systems ab, wobei die Zonenaktivierung z. B. zwischen 0,1 und 0,5 Sekunden sein wird, was in der kombinierten Ventil-Akti­ vierungs-Reaktions-Zeit plus Reaktionszeit zum Ziehen von Luft durch das Ventil begründet ist.

Unter Bezugnahme nun auf das Verfahren, durch das eine Vor­ schauzonenerzeugung von dem System ausgeführt wird, ist zu sehen, daß der Rechner 42 das Geschwindigkeitsprofil für ei­ ne gegebene Konturenlinie oder einen Abschnitt davon verwen­ det, um dort entlang Punkte einzurichten, an denen eine Zo­ nenfenstereinstellung durchgeführt werden kann. Wie am be­ sten in Fig. 6 dargestellt ist, entsprechen die Punkte a′, b′, c′ und d′ des Geschwindigkeitsprofils für das in Fig. 5 gezeigte Schnittmusterstück den Geschwindigkeitsabsenkungen oder Systemverzögerungen, die für den Rechner identifizier­ bar sind und die Existenz eines Richtungswechsels oder einer Stoppbedingung des Schneidkopfes bedeuten. Der Rechner ver­ wendet diese Punkte bei seinem Vorschauverfahren als Land­ marken oder Markierungen, um die Stelle der nächsten Vor­ schubendposition des Schneidkopfes und somit die Erzeugung eines neuen Fensters einzustellen. Beim Beginn des Schneid­ prozesses vom Punkt P1, der innerhalb der Zone Z3 liegt, be­ stimmt die Rechner-Vorschaufunktion z. B. den Punkt P2 als innerhalb einer anderen Zone liegend, nämlich Zone Z2, und erzeugt daher das Fenster W1, das die Zonen Z3 und Z2 oder jegliche dazwischenliegende Zonen enthält, die dazwischen existieren können. Die benachbart gelegene neue Zone Z2 wird nicht unmittelbar aktiviert, und zwar nicht, bis der Schneidkopf sich zu einer Position nahe der neuen Zone be­ wegt, wie durch den Vorschub-Zeitsteuerparameter bestimmt ist. Die getakteten Bewegungssteuerungsbefehle werden zum Bestimmen der relativen Position des Schneidkopfes bezüglich des Anfangs der nächsten Zone verwendet, und durch Verwen­ dung dieser Daten kann das System den Aktivierungsbefehl an das Stellglied der Zone Z2 rechtzeitig für die Ankunft der Schneidmaschine in der Zone einleiten. Es ist zu beachten, daß für die Zwecke einer Vereinfachung der Darstellung der Endpunkt P2 der Endpunkt der Umrißlinie C1 ist, jedoch ge­ nauso gut nur ein Endpunkt eines Zwischenabschnittes der Konturenlinie gewesen sein könnte. Das System nimmt nur jene Punkte längs einer gegebenen Konturenlinie oder eines sol­ chen Segments wahr, an denen eine Verzögerung auftritt.

Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß, wenn der Schneidkopf eine Zone verläßt und in eine nächste eintritt, der Rechner die verlassene Zone nur deaktivieren wird, wenn erwartet wird, daß die Schneidmaschine nicht innerhalb einer gegebe­ nen Zeitspanne zurückkehren wird. Somit aktiviert und deak­ tiviert das System beim Schneiden Vakuumzonen in Echtzeit, so daß nur eine minimale Anzahl von Zonen zu jedem Zeitpunkt geöffnet werden muß. Das Vorschaumerkmal des Rechners wird nochmals verwendet, um zu bestimmen, ob eine Rückkehr zu der verlassenen Zone innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls erwartet wird. Dieses Intervall wiederum ist so eingestellt, daß es an die Ventilreaktionszeit und das Vakuumansprechver­ halten angepaßt ist. Wie am besten in Fig. 7 dargestellt ist, ist in dem Fall, in dem der Weg PP, der von dem Schneidkopf zu nehmen ist, über eine Zonenlinie 73 oszil­ liert, die Bewegungsgeschwindigkeit zwischen den gerade und ungerade bezeichneten Punkten derart, daß andernfalls ein "Flattern" zwischen den Zonen Z1 und Z2 auftreten würde, außer bei der Erfüllung dieses Parameters.

Ferner sieht das System ein Zonenüberlappungsmerkmal vor, das aktiviert wird, wenn die Schneidmaschine innerhalb vor­ gegebener Grenzen 80 und 82 längs der Begrenzungslinie 73 bewegt wird, die mit der Endkante einer Zone und dem Umfang einer anderen zusammenfällt. Der Betrag des Überlapps ist durch eine Software konfigurierbar, die andernfalls in Sy­ stemen nicht möglich, in denen mechanische Schalter zum Triggern oder Steuern von Ein-/Aus-Zuständen in einer gege­ benen Zone verwendet werden. Dies stellt sicher, daß die er­ forderliche Vakuumzugkraft in der Umgebung des Schneidwerk­ zeugs ungeachtet der Nähe der momentanen Zonenendkante be­ reitgestellt wird. Ferner werden während allen gestückelten Operationen, d. h., dem Vorschub von Segmenten des Schichtma­ terials in einer Segment-um-Segment-Weise, alle Zonen außer der ersten Zone Z1 benachbart dem Ausgabeende für Material­ abnahmezwecke aktiviert.

Es ist eine weitere Eigenschaft der Erfindung, ein Vakuumni­ veausteuersystem bereitzustellen, das ungeachtet der Anzahl der verwendeten Vakuumzonen eine relativ stabile Niveauein­ stellung ermöglicht. Das System erlaubt eine Unterstützung verschiedener Vakuumniveaus während eines Schneiddurchgangs, um z. B. die Energieausnutzung zu verbessern. Das heißt, daß das System geeignet ist, ein Vakuumniveau während des Schneidens und ein weitere anderes Niveau während des Vor­ schiebens der Schichtung oder des Stapels und ein drittes Niveau während Stillstandperioden aufrechtzuerhalten, die der Zeit entsprechen, wenn der Stapel auf dem Tisch gehalten wird, aber ein Schneidbetrieb aus irgendeinem Grund zeit­ weise unterbrochen wurde.

Aus diesen Gründen ist das Vakuumsystem mit einem Vakuum­ drucksensor 61 versehen, der an einem Analogeingang in die Steuerplatte 22 angeschlossen ist. Die Steuerplatte enthält zu diesem Zweck einen Analog-in-Digital-Konverter, der an­ schließend von dem Unterrechner 42 in der Steuerplatte abge­ fragt wird, um den Echtzeit-Vakuumdruck in dem Verteilungs­ rohr einzustellen. Das System 16 enthält ferner ein Zwei­ stellungs-Vakuumströmungssteuerventil 70, das, innerhalb des Verteilungsrohres angeordnet, zum Steuern des Vakuumniveaus im gesamten Tisch verwendet wird und zwischen einem Auslaß­ port 71 und dem Vakuumverteilungsrohr angeschlossen ist, so daß sich, wenn das Ventil geöffnet ist, Vakuum frei durch das Verteilungsrohr ausbreitet, und wenn es geschlossen ist, das Vakuum gesperrt und zum Auslaßport 71 gelenkt wird.

Ein Vakuumniveausteuersystem ist vorgesehen und verwendet eine Steuerrückführschleife, die das Vakuumniveau kontinu­ ierlich durch den Sensor 61 überwacht und das Auslaßventil 70 öffnet und schließt, um einen gewünschten Verteilungs­ rohrdruck aufrechtzuerhalten, um den Zonenbildungsprozeß zu kompensieren. Das von der Quelle 30 bereitgestellte Gesamt­ vakuum ist ausreichend, um eine Zugkraft in allen Zonen des Tisches bereitzustellen.

Das System ist geeignet, automatisch in einen Energiesparmo­ dus einzutreten, in dem der Vakuumgenerator eingeschaltet ist, aber die System-Schneidoperationen nicht ausgeführt werden. In diesem Zustand wird das Vakuumsteuerventil in seine geschlossene Position bewegt, um das Vakuum gegen die Atmosphäre abzusperren und dadurch den Energieverbrauch und den Lärm zu reduzieren. Das System tritt nur in den Energie­ sparmodus ein, wenn eine vorgegebene Zeitspanne ohne Schnei­ den oder eine andere ausgeführte Tätigkeit vergeht. Bei­ spiele davon, wann der Stillstandmodus verwendet wird, tre­ ten ein, wenn das System erstmals eingeschaltet wird, oder wenn eine Zeitspanne abgelaufen ist, nachdem das System das Verarbeiten einer Markierung oder eines manuellen Stückes abgeschlossen hat, oder wenn eine Zeitspanne vergangen ist, nachdem ein Fehler auftrat. Das System wird jedoch nie in den Energiesparmodus eintreten, wenn es in der Mitte einer Markierung angehalten wird. Damit wird sichergestellt, daß die Ausrichtung zwischen dem ursprünglich eingerichteten Stapel und der Orientierung aufrechterhalten wird, die nach jeglicher Unterbrechung des Schneidbetriebes angenommen wird. Es ist zu beachten, daß, wann immer sich das Vakuum­ system vom Energiesparmodus in einen Schneidmodus umstellt, eine kurze Zeitverzögerung zugelassen ist, um ein Ansteigen des Vakuumdruckes zuzulassen und ein Setzen des Materialge­ füges oder Gewebematerials zu bewirken.

Durch das Vorstehende wurde ein System zum gesteuerten Un­ terteilen eines Vakuums in Zonen in einem Schneidbett anhand eines Beispiels offenbart. Modifikationen und Substitutionen können ohne Verlassen des Bereichs der Erfindung durchge­ führt werden. Zum Beispiel kann, obwohl eine Fünf-Zonen-An­ ordnung in der dargestellten Ausführung offenbart ist, jeg­ liche Variation dieser Anzahl verwendet werden, um z. B. eine höhere Auflösung der Steuerbereiche durch Vorsehen einer größeren Anzahl von Zonen zu bewirken.

Entsprechend wurde die Anmeldung zur Verdeutlichung und nicht zur Beschränkung beschrieben.

Claims (13)

1. Verfahren zum Steuern von Vakuum zu bestimmten Bereichen eines Schneidbettes des Typs, der eine permeable Halte­ oberfläche hat, die aus einem Borstenbett mit einer per­ meablen Halteoberfläche besteht, die eine durch eine Längen- und eine Breitenabmessung definierte Fläche hat, wobei das Verfahren aus dem Teilen der gegebenen Fläche in Zonen mit einer ersten Abmessung, die parallel zur Breitenabmessung, und einer zweiten Abmessung, die parallel zur Längenabmessung des Bettes verläuft, dem Bereitstellen einer Vakuumquelle und dem gesteuerten Verbinden der Vakuumquelle mit jeder der Zonen durch ge­ trennte Leitungseinrichtungen besteht, wobei das Verfah­ ren weiter dadurch gekennzeichnet, ist:
Bereitstellen von Ventileinrichtungen (44), die zum Steuern des Durchgangs von Vakuum von der Vakuumquelle zu jeder der Mehrzahl von Zonen mit jeder jeweiligen der Leitungseinrichtungen verbunden sind, Bereitstellen von Daten (Fig. 6) entsprechend den Bewegungssteuerungen des Schneidkopfes über die Schneidoberfläche und Verwenden der Daten zum Steuern des Öffnens und Schließens jewei­ liger Ventile, so daß beaufschlagte Zonen als Ergebnis davon auftreten, ob die Schneidmaschine direkt über der betreffenden Zone ist oder sich der Schneidkopf einer benachbarten Zone nähert, die unmittelbar benachbart der Zone angeordnet ist, die von der Schneidmaschine gegen­ wärtig belegt ist (Fig. 5), und Verwenden der Daten zum automatischen Steuern des Öffnens und Schließens von entsprechenden Ventilen in Übereinstimmung mit den Bewe­ gungssteuerungen des Schneidkopfes über die Halteober­ fläche.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt, die Bewegungssteuerdaten zum Bestimmen des An­ fangs- und des Endpunkts von Abschnitten einer betref­ fenden Kontur (P, P1, P2, P3) zu verwenden und dann zu bestimmen, ob die Stelle des Anfangsendpunktes relativ zu der Zone, in der er liegt, dieselbe oder eine andere Zone bezüglich der Zone ist, in der der Endpunkt ange­ ordnet ist (W1, W2, W3, W4).

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Ak­ tivieren der Zone, in der der Endpunkt der Kontur ange­ ordnet ist und die von der Zone mit dem Startpunkt ver­ schieden ist, rechtzeitig bevor die Schneidmaschine in diese Zone eintritt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestimmen von Abschnitten zwischen dem Anfangs- und Endpunkt einer gegebenen Kontur umfaßt, daß jedem Ab­ schnitt ein Geschwindigkeitsbetrag in Verbindung mit dem Anfang eines Abschnitts und dem Ende eines anderen zuge­ teilt wird und bestimmt wird, ob an den Anfangs- und Endpunkten zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten (Fig. 6) irgendeine Geschwindigkeitsdifferenz existiert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bestimmens, ob Beschleunigungsänderungen zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten in einer Kon­ tur auftreten, ferner den Schritt enthält, die Position der nächsten Beschleunigungsänderung innerhalb einer ge­ gebenen Kontur basierend auf der gegenwärtigen Position der Schneidmaschine zu bestimmen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Voraus­ schauen längs einer gegebenen Kontur in gleichmäßigen Zeitspannen, um zu bestimmen, wo die nächste Beschleuni­ gungsänderung längs der Kontur auftritt, und Vermerken des Punktes der nächsten Beschleunigungsänderung als die Stelle eines neuen Fensters.

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Bereit­ stellen eines verschiebbaren Fensters (W1 bis W4), das dem Messer folgt und rechtzeitig für die Messerankunft in einer Zone Zonen öffnet und schließt, um ein Setzen des Materials auf der Halteoberfläche zu bewirken.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Bereit­ stellen eines Sicherheitsventils, das zwischen dem Vaku­ umgenerator und den Zonenleitungen angeordnet ist, um Vakuum in die Atmosphäre zu entlassen, und gesteuertes Flattern des Steuerventils (70) zwischen Ein- und Aus­ stellungen in Abhängigkeit von dem erforderlichen Vakuum das durch das ausgewählte Öffnen und Schließen von Zonen erforderlich ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch das Be­ reitstellen einer zweiten Vakuumleistung beim Vakuumge­ nerator entsprechend eines Niederenergiezustandes und Zulassen, daß der Vakuumgenerator in einem Stillstandzu­ stand auf der unteren Einstellung arbeitet, wobei der Stillstandzustand einem Zustand entspricht, wenn kein Schneiden eines Stapels ausgeführt wird, der auf dem Bett angeordnet ist, und/oder wenn der Vorschub des Sta­ pels vom Tisch weg erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar dem Ausgabeende des Tisches benachbarte Zone deaktiviert wird und die verbleibenden Zonen an dem Tisch aktiviert bleiben, während ein Stapel von dem Tisch und auf eine Ausgabefläche abgeladen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch das Vorsehen von Überlappungszonen, wodurch, obwohl der Schneidkopf nicht in die benachbarte Zone bewegt wird, er dennoch nahe genug ist, um die Beaufschlagung der be­ nachbarten Zone zu bewirken.

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch das Vorsehen eines Referenzintervalls und das Vorausschauen zum Punkt der nächsten Beschleunigungsänderung, um zu erkennen, ob dort eine Umkehr zur gegenwärtig belegten Zone innerhalb des gegebenen Intervalls liegt.

13. System zum Steuern eines Vakuums, um bestimmte Flächen eines Schneidbettes gesteuert zu beaufschlagen oder ab­ zuschalten, das derartig ist, daß es eine permeable Hal­ teoberfläche hat, die aus einem Borstenbett mit einer permeablen Haltefläche besteht, die eine durch eine Län­ gen- und eine Breitenabmessung definierte Fläche hat, wobei das System aus Einrichtungen (66), die die gegebe­ ne Fläche in Zonen mit einer ersten Abmessung, die parallel zur Breitenabmessung, und einer zweite Abmes­ sung teilt, die parallel zur Längenabmessung des Bettes verläuft, eine Vakuumquelle, die durch getrennte Lei­ tungseinrichtungen gesteuert mit jeder der Zonen verbun­ den ist, und Ventileinrichtungen (60, 57, 44) besteht, die mit jeder der Leitungseinrichtungen zum Steuern des Durchgangs eines Vakuums zu jeder jeweiligen der Mehr­ zahl von Zonen verbunden sind, wobei das System ferner gekennzeichnet ist durch:
Steuereinrichtungen (42), die mit den Ventileinrichtun­ gen zum Bereitstellen von Daten entsprechend den Bewe­ gungssteuerungen des Schneidkopfes über die Schneidober­ fläche und zum Verwenden der Daten zum Steuern des Öff­ nens und Schließens jeweiliger Ventile (44) verbunden sind, so daß als ein Ergebnis davon, ob der Schneidkopf entweder direkt über der betreffenden Zone ist oder sich an eine benachbarte Zone annähert, die unmittelbar be­ nachbart der von der Schneidmaschine belegten Zone ange­ ordnet ist, beaufschlagte Zonen auftreten.