EP0799898B1 - Verfahren zum Ausschneiden von Zuschnitten aus flachen, unregelmässigen Werkstücken, insbesondere Lederstücken - Google Patents

Verfahren zum Ausschneiden von Zuschnitten aus flachen, unregelmässigen Werkstücken, insbesondere Lederstücken Download PDF

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EP0799898B1
EP0799898B1 EP97890042A EP97890042A EP0799898B1 EP 0799898 B1 EP0799898 B1 EP 0799898B1 EP 97890042 A EP97890042 A EP 97890042A EP 97890042 A EP97890042 A EP 97890042A EP 0799898 B1 EP0799898 B1 EP 0799898B1
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EP
European Patent Office
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workpiece
computer
cutting
workpieces
suction zones
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EP0799898A3 (de
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Gottfried Dipl.-Ing. Blaimschein
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Original Assignee
GFM GmbH
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    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
    • B26D7/018—Holding the work by suction

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • DE-A 41 11 304 or US-A 5 089 971 it is also known to manually mark the defects of a workpiece and the outline shape and the manual markings visually and one Enter the appropriate data for the creation of the pattern
  • DE-A 41 11 304 and US-A 5 089 971 already suggest Nestund Separate cutting process and also the recorded workpiece characteristics of a Workpiece as workpiece identifier for the assignment of the calculated cutting pattern to be used for the cutting process.
  • the invention is therefore based on the object to eliminate these deficiencies and a To specify methods of the type described above, which is not only an optimized Nesting and a cutting largely separate from the nesting process if necessary Any workpieces stored in between, but above all an essential one Simplification of the cutting process while avoiding cutting errors The reason for the differences in position between the actual workpiece position and the control program-dependent one Guaranteed target position. In addition, a simple procedure for exact and proper holding down of the workpieces for the actual one Cutting process can be specified.
  • the invention solves this problem by the identification part of claim 1.
  • the computer must the outline shape and / or marking when comparing with the stored outline shapes and / or Move markers to match and then move the found one Cutting pattern in one of the given by the actual position of the workpiece on the work surface Bring the relative position belonging to the co-ordinate position, so that is the result certain control program also the cutting device according to the actual position of the Controlled workpiece.
  • you can use your own Codings or the like can be applied to the workpiece, but can be particularly efficient way also outline shape and / or markings of the workpiece record itself as a workpiece identifier and process it by the computer.
  • some of the cuts can be grouped interactively in the computer and these cutting groups each as a unit in the computer for creating the pattern be specified. Because of the human ability to see figures and skillful shape combining can be done immediately for the operator Pick out recognizable cheap figure combinations and then turn them into the actual ones Nests as a unit preprogramm the computer, which the computing processes the pattern creation is shortened. This interactive group building is quite regardless of manual error marking or special workpiece identification feasible, but together with it the nesting is considerably improved and the whole process expedited.
  • the computer can cut one of one Workpiece recorded outline shape and / or marking with a workpiece identification stored outline shape and / or marking from the saved Find the workpiece identifier with the smallest deviations and the associated pattern, taking into account the deviations create new, which automatically creates a deviation when placing the workpieces compensates.
  • the computer then only changes the pattern individually and it fits the respective workpiece using the existing blanks on.
  • the computer from the stored workpiece identifiers the workpiece identifier with the greatest matches search out and the corresponding sewing pattern for the deviating one Recreate part of the area, which results in a rational adjustment process. apart he could also change the position of the workpiece in the deviating one Subarea, preferably displaying the relevant stored Outline shape and / or marking, so that in the case of partially deviating Outlines and / or markings of the operator for a correction of the Actual position of the placed workpiece ensures and also the perfect cutting process is guaranteed without recreating a pattern.
  • the Calculator when entering a corresponding specific indicator on the Working surface of the cutting device placed workpiece from the stored Search for the pattern that belongs to this indicator and if there is a mismatch between the stored outline shape and the recorded one Outline shape of the placed workpiece to adapt to the placed workpiece convert, which in turn is an optimized pattern for workpieces with limited support changed outline shape.
  • a specific workpiece identification also means that The workpiece is classified and created by the computer Workpiece a pattern according to a classification that takes into account the respective classification Computer program. This allows the known special features of certain Take workpieces into account and the individual creation of the Adapt the pattern to these special features.
  • the outline shape and the existing actual position of a workpiece spread on the work surface by means of optically recorded by a camera and the corresponding data entered into a computer, by activating the shut-off devices selected depending on this data only the suction zones located in the support area of the workpiece under horrbeetzschlagt.
  • Such a method is suitable ideal for carrying out a wide variety of cutting processes, of course also the cutting process described above, according to which the existing camera assigned to the cutting device the outline shape of each placed workpieces optically recorded and the corresponding data to the computer inputs, which now also processes this data to control the suction zones.
  • a further improvement is achieved in that the computer cuts the Suction zones lying completely within the support area during the entire Duration of the cutting process pressurized and partially in the Supporting areas protruding suction zones only depending on the cutting course. This results in the entire workpiece being held down properly, in addition, during the cutting process, the edge areas of a vacuum application be subjected.
  • a receiving device 1 with a Contact surface 2 for workpieces W and a camera 3 for optical workpiece detection, a buffer 4 for intermediate storage of the workpieces W before actual cutting and a cutting device 5 with a work surface 6 and a cutting unit 7 movable over the work surface 6 and an associated one Control device 8.
  • a camera 9 is also assigned to the work surface 6, which is used for workpiece detection.
  • a computer 10 with a suitable computer part and the storage part is on the input side with the two cameras 3, 9 and with one Reading device 11 for storing data and interactive intervention in Computing operations connected and closes on the output side of the control device 8 of the cutting unit 7 and a display device, not shown on.
  • the available workpieces W are individually placed on the support surface 2 the receiving device 1 and their fault points F and possibly other workpiece-specific features or additional processing instructions manually marked by the operator or as a marking, such as geometric symbols, colored symbols, Barcode or the like.
  • the outline shape U of the workpieces W and the Marks F are optically recorded with the camera 3 and the corresponding data Computer 10 entered and saved.
  • the workpiece W is from the receiving device 1 removed and stored in the buffer 4.
  • the computer 10 created by offsetting the outline and Marking data with the data entered via the input device 11 about the number, shape and quality requirements of the blanks Z for each workpiece W a corresponding cutting pattern M, with the blanks Z across all workpieces W can be optimized, and stores the individual patterns M in association with the respective workpieces W from.
  • the outline shape U serves as workpiece identification and / or the applied markings F of the respective workpiece W.
  • the workpieces W become the buffer 4 removed individually and in any order on the work surface 6 of the Cutting device 5 placed.
  • the camera 9 again detects the outline shape U and the markings F of the workpiece W in each case and also the actual position this outline shape or markings compared to that by a coordinate system X, Y represents work surface 6 and reads the data into computer 10. This lays now on the one hand fixes the actual position I in the coordinate system X, Y and on the other hand searches Comparison of the outline shape U and / or marking F with the stored outline shapes U and / or marking F the cutting pattern associated with the respective workpiece W.
  • the computer 10 can use the Input device 11 interactively predefined blanks Z predefined be, which then these cutting groups as unit E together with the remaining individual blanks Z the further nesting process.
  • the cutting device 5 has a work surface 6 forming cutting table 600, which is used to hold down the work surface 6 placed workpieces W by a vacuum application a variety in one grid-like division next to each other, with an air-permeable Support plate 601 has covered suction zones 602, each via a suction hole 603 and a shut-off device 604 connected to a vacuum source 605 are.
  • the shut-off devices 604 consist, for example, of solenoid valves 606 which corresponding control lines 607 can be controlled by a control device 801 are so that the suction zones 602 individually by pressing the Shut-off devices 604 can be pressurized, whereby for maintenance of the required negative pressure in the negative pressure source 605 to those forming it Cavity 608 of the cutting table 601 via a vacuum line 609 a vacuum pump 610 connects.
  • shut-off elements 604 can be used to control the control device 801 can be activated individually so that only the suction zones 602 are subjected to negative pressure be in the support area of the workpiece W, which on the one hand proper mounting of the workpieces is guaranteed, but on the other hand the Vacuum source is not endangered by excessive amounts of false air.
  • the work surface 602 can be divided into partial areas T and the computer 10 are programmed so that the suction zones are only partially pressurized are, depending on the course of the cut, for example only in Partial area T1 in which the cutting tool 71 of the cutting unit 7 is straight located. Only in this partial area are the suction zones 602 in the contact area of the Workpiece W activated, all others remain idle. When transitioning from one Subareas in the others can overlap the neighboring subareas can be controlled so as not to interrupt the workpiece holder Fear of having to cross the sub-areas.
  • a further improvement in the application of negative pressure results from the fact that the Computer 10 via the control device 801 when cutting the completely Suction zones within the support area, for example the suction zone 602a, pressurized during the entire cutting period, which is only partially suction zones protruding into the support area, for example suction zone 602b, however only depending on the cutting course, for example within the activated section T1.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Verfahren ist vom Dokument US.A-5258917 bekannt.
Beim industriellen Ausschneiden von Zuschnitten aus Lederstücken oder anderen unregelmäßigen Flachstücken geht es neben einer möglichst guten Materialausnutzung auch um ein wirtschaftliches Nesten, wobei unter Nesten ein Zusammenstellen der verschiedenen Zuschnitte zu einem individuell auf das jeweilige Werkstück abgestimmten Schnittmuster verstanden wird. Da bei einem solchen Nesten selbstverständlich die Fehlerstellen der Werkstücke, wie Löcher, Oberflächenstruktur und -farbe, Dehnrichtungen od. dgl., berücksichtigt werden müssen, ist eine Optimierung der Materialausnutzung meist mit einer Steigerung der Sorgfalt und des Zeitaufwandes für das Nesten verbunden.
Zum Automatisieren dieses Nestens ist es gemäß der DE-A 37 09 373 bzw. US-A 4 725 961 bekannt, das Werkstück über einen Rechner in seiner Umrißform zu digitalisieren und auf einem Bildschirm einer Layout-Einheit optisch anzuzeigen, wodurch am Bildschirm mittels eingespeicherter Zuschnittsformen ein interaktives Nesten durch einen Bedienungsmann erfolgen kann. Das Werkstück muß aber sowohl zum Digitalisieren als auch zum Schneiden auf der gleichen Auflagefläche eines Arbeitstisches verbleiben, es kommt zu langen Nestzeiten und durch die Fehlererkennung allein auf Grund des Digitalisierens bleibt das Nestergebnis unbefriedigend.
Gemäß der US-A 4 982 437 und der DE-A 41 11 304 bzw. der US-A 5 089 971 ist es auch schon bekannt, die Fehlerstellen eines Werkstückes händisch zu markieren und die Umrißform sowie die händischen Markierungen optisch zu erfassen und einem Rechner die entsprechenden Daten zur Erstellung des Schnittmusters einzugeben, wobei die DE-A 41 11 304 bzw. die US-A 5 089 971 auch bereits vorschlägt, den Nestund Schneidvorgang zu trennen und auch die erfaßten Werkstückkennzeichen eines Werkstückes als Werkstückkennung für die Zuordnung des errechneten Schnittmusters für den Schneidvorgang heranzuziehen. Allerdings ist es dabei erforderlich, die Werkstücke beim Schneiden in einer zur Lage bei der optischen Erfassung in der Aufnahmeeinrichtung exakt korrespondierenden Lage auf die Arbeitsfläche der Schneideinrichtung aufzulegen, was meist eigene Werkstückträger für die Werkstücke erforderlich macht, die in justierten Lagen sowohl auf der Auflagefläche die Aufnahmeeinrichtung als auch auf die Arbeitsfläche der Schneideinrichtung aufgesetzt werden können. Darüber hinaus gibt es auch schon die Möglichkeit, die richtige Lage des Werkstückes auf der Arbeitsfläche der Schneideinrichtung durch eine vom Rechner angesteuerte Projektion des Werkstückumrisses anzuzeigen, um die erforderliche Zuordnung zwischen Werkstück und im Rechner abgespeichertem, durch das Schnittmuster vorgegebenem Steuerprogramm zu erreichen. Das Hantieren der Werkstücke mittels eigener Werkstückträger oder das lagerichtige Positionieren der Werkstücke am Schneidtisch entsprechend vorgegebener Projektionen ist allerdings mit einem beträchtlichen Arbeits- und Zeitaufwand verbunden und gefährdet die Qualität des Schneidvorganges durch eine fehlerhafte Lage der Werkstücke auf der Arbeitsfläche der Schneideinrichtung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, das nicht nur ein optimiertes Nesten und ein vom Nestvorgang weitgehend getrenntes Schneiden gegebenenfalls beliebig zwischengelagerter Werkstücke erlaubt, sondern vor allem auch eine wesentliche Vereinfachung des Schneidverfahrens unter Vermeidung von Schneidfehlern auf Grund auftretender Lageunterschiede zwischen Werkstückistlage und steuerprogrammabhängiger Sollage gewährleistet. Darüber hinaus soll ein einfaches Verfahren zum exakten und ordnungsgemäßen Niederhalten der Werkstücke für den eigentlichen Schneidvorgang angegeben werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch dem Kennzeihnetteil des Anspruchs 1.
Da sich gezeigt hat, daß die menschliche Erfahrung und Kenntnis bei der Fehlererkennung einer maschinellen Erkennung weit überlegen ist, werden die Fehlerstellen eines aufgelegten Werkstückes vom ohnehin zum Auflegen erforderlichen Bedienungsmann gleich händisch markiert, wobei durch weitere Markierungen, beispielsweise mittels eines Barcodes, auch andere individuelle Werkstückmerkmale, wie unterschiedliche Qualitäten und Qualitätsbereiche, Oberflächenstruktur, Farbe u. dgl. angezeigt werden können, und es kommt zu einer im Vergleich zur maschinellen Erkennung raschen und zuverlässigen Fehlererkennung und Klassierung. Durch eine Kamera werden dann die Umrisse des jeweiligen Werkstückes und die durch die Markierung repräsentierten Merkmale sowie gegebenenfalls eine eigene Kodierung als Werkstückkennzeichen schnell als Gesamtbild erfaßt und können einem entsprechenden Rechner in geeigneter Datenform eingelesen und eingespeichert werden. Es genügt ein sehr kurzzeitigen Aufnehmen der jeweiligen Werkstücke, die sofort anschließend ohne ein Auflegen auf spezielle Werkstückträger von der Auflagefläche der Aufnahmeeinrichtung abgenommen und einem Zwischenspeicher übergeben werden können. Ist eine ausreichend große Anzahl an Werkstücken erfaßt und deren Daten gespeichert, führt der Rechner auf Grund eines geeigneten Rechenprogrammes mit den vorab eingegebenen Daten über die Zuschnitte, die gegebenenfalls ebenfalls über eine optische Erfassung eingegeben werden können, ein Nesten durch, wobei wegen der Vielzahl von Werkstücken eine Optimierung der Materialnutzung über alle diese Werkstücke möglich ist und individuell für jedes Werkstück unter Berücksichtigung der werkstückeigenen Merkmale die für das zugehörende Schnittmuster geeignetsten Zuschnitte ausgewählt werden. So wird für jedes der Werkstücke ein bestimmtes, optimiertes Schnittmuster errechnet, wobei die Zuordnung zwischen Werkstück und Schnittmuster durch- die jeweilige Werkstückkennzeichnung erfolgt. Die den jeweiligen Werkstücken zugeordneten Schnittmuster werden abgespeichert und stehen für den anschließenden Schneidvorgang zum Ausschneiden der Zuschnitte aus den jeweiligen Werkstücken als Grundlage für ein entsprechendes Steuerprogramm zur Verfügung. Wird nun eines der Werkstücke zum Schneiden auf die Arbeitsfläche einer geeigneten Schneideinrichtung aufgelegt, wird über eine Kamera, die die gleiche wie beim ersten Aufnehmen sein kann, die jeweilige Umrißform und Markierung des Werkstückes und dessen Kennzeichen sowie deren Istlage auf der Arbeitsfläche erfaßt und dem Rechner eingegeben, der auf Grund dieses Kennzeichens das zugehörende Schnittmuster auswählt, und dieses herausgesuchte Schnittmuster wird in einer auf die jeweilige Relativlage des auf der Arbeitsfläche aufliegenden Werkstückes angepaßten Koordinatenlage als Steuerprogrammvorlage bereitgestellt. Auf Grund der beliebigen Lage der auf der Arbeitsfläche aufgelegten Werkstücke relativ zur Arbeitsfläche muß der Rechner die Umrißform und/oder Markierung beim Vergleich mit den gespeicherten Umrißformen und/oder Markierungen bis zu einem Übereinstimmen relativbewegen und dann das gefundene Schnittmuster in eine der durch die Istlage des Werkstückes auf der Arbeitsfläche vorgegebenen Koordinatenlage zugehörende Relativlage bringen, damit dann das daraus bestimmte Steuerprogramm die Schneideinrichtung auch entsprechend der Istlage des Werkstückes ansteuert. Zur Kennzeichnung eines Werkstückes können an sich eigene Kodierungen od. dgl. auf das Werkstück aufgebracht sein, doch lassen sich auf besonders rationelle Weise auch Umrißform und/oder Markierungen des Werkstückes selbst als Werkstückkennzeichen erfassen und vom Rechner verarbeiten. Es kommt beim Nesten zu einer einwandfreien Fehlerstellenerkennung und Werkstückklassierung und zu einer rationellen und dennoch optimierten Nestung, an die sich ein geschicktes, mit wenigen Handgriffen erreichbares Vorbereiten des Schneidvorganges und dann ein vollautomatisches Schneiden anschließen, wobei durch den erfinderischen Schritt, das Steuerprogramm zum Ansteuern der Schneideinrichtung auf die jeweilige Istlage des Werkstückes abzustimmen und nicht wie bisher, die Werkstück-Istlage an das auf eine bestimmte Werkstück-Sollage abgestellte Steuerprogramm anzupassen, die gewünschte Verbesserung und Vereinfachung des gesamten Schneidverfahrens erreicht wird.
Dieses Verfahren läßt sich neben dem eigentlichen Lederschneiden selbstverständlich auch mit gleichem Erfolg bei anderen Flachmaterialien, wie Honeycamb, Prepregs od. dgl., anwenden und insbesondere eignet es sich weiters zur rationellen Nutzung und Verarbeitung unterschiedlich anfallenden Restmaterials.
Um den Nestvorgang unter Ausnutzung der menschlichen Erfahrung weiter zu optimieren, können einige der Zuschnitte im Rechner interaktiv zu Gruppen zusammengefaßt und diese Zuschnittgruppen jeweils als Einheit im Rechner zur Schnittmustererstellung vorgegeben werden. Wegen der menschlichen Fähigkeit des Figurensehens und geschickten Formenkombinierens lassen sich so für den Bedienungsmann sofort erkennbare günstige Figurenkombinationen herausgreifen und diese dann zum eigentlichen Nesten als Einheit dem Rechner vorprogrammieren, was die Rechenvorgänge bei der Schnittmustererstellung verkürzt. Dieses interaktive Gruppenbilden ist durchaus unabhängig vom händischen Fehlermarkieren oder speziellen Werkstückidentifizieren durchführbar, doch wird zusammen damit das Nesten beträchtlich verbessert und der ganze Verfahrensablauf beschleunigt.
Auf Grund der Flexibilität des Werkstückes ist es möglich, daß die Werkstückkontur beim Auflegen des Werkstückes auf die Arbeitsfläche der Schneideinrichtung eine andere Umrißform ergibt als beim ursprünglichen Auflegen des Werkstückes auf die Auflagefläche der Aufnahmeeinrichtung, so daß der Rechner Schwierigkeiten bei der Identifizierung des Werkstückes haben könnte. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, kann der Rechner bei fehlender Übereinstimmung einer von einem zu schneidenden Werkstück erfaßten Umrißform und/oder Markierung mit einer als Werkstückkennung abgespeicherten Umrißform und/oder Markierung aus den abgespeicherten Werkstückkennungen die Werkstückkennung mit den geringsten Abweichungen heraussuchen und das zugehörende Schnittmuster unter Berücksichtigung der Abweichungen neu erstellen, womit sich automatisch eine Abweichung beim Auflegen der Werkstücke ausgleichen läßt. Dabei ändert der Rechner dann das Schnittmuster nur mehr individuell und paßt es dem jeweiligen Werkstück unter Verwendung der vorhandenen Zuschnitte an.
Bei einer nur teilweise vorhandenen Übereinstimmung einer von einem zu schneidenden Werkstück erfaßten Umrißform und/oder Markierung mit einer als Werkstückkennung abgespeicherten Umrißform und/oder Markierung kann der Rechner aus den abgespeicherten Werkstückkennungen die Werkstückkennung mit den größten Übereinstimmungen heraussuchen und das zugehörende Schnittmuster für den abweichenden Teilbereich neu erstellen, was einen rationellen Anpassungsvorgang ergibt. Abgesehen davon könnte er auch zu einer Lageveränderung des aufgelegten Werkstückes im abweichenden Teilbereich, vorzugsweise unter Anzeige der betreffenden gespeicherten Umrißform und/oder Markierung, auffordern, so daß bei teilweise abweichenden Umrißformen und/oder Markierungen der Bedienungsmann für eine Korrektur der Istlage des aufgelegten Werkstückes sorgt und der einwandfreie Schneidvorgang auch ohne Neuerstellung eines Schnittmusters gewährleistet ist.
Gibt es hinsichtlich ihrer Umrißform oder anderer Merkmale heikle Werkstücke, die von vornherein Unstimmigkeiten im Zuge der Identifizierung nach einem Auflegen auf den Arbeitstisch befürchten lassen, kann der Bedienungsmann dem Rechner durch eine geeignete Kennzeichnung der auf der Auflagefläche der Aufnahmeeinrichtung aufgelegten Werkstücke die Identifizierung erleichtern, wobei der Rechner dann beim Erfassen eines solchen bestimmten Kennzeichens eines auf die Arbeitsfläche der Schneideinrichtung aufgelegten Werkstückes aus den abgespeicherten Umrißformen die diesem Kennzeichen zugehörende Umrißform heraussucht und zumindest teilweise anzeigt, so daß die Identifizierung über das Werkstückkennzeichen erfolgt und ein abweichender Werkstückteil sofort in die richtige Lage gebracht werden kann, um Ungenauigkeiten bei der Schnittmusterzuordnung zu vermeiden. Außerdem könnte der Rechner beim Erfassen eines entsprechenden bestimmten Kennzeichens eines auf die Arbeitsfläche der Schneideinrichtung aufgelegten Werkstückes aus den abgespeicherten Schnittmustern das diesem Kennzeichen zugehörende Schnittmuster heraussuchen und es bei fehlender Übereinstimmung der abgespeicherten Umrißform mit der erfaßten Umrißförm des aufgelegten Werkstückes zur Anpassung an das aufgelegte Werkstück umrechnen, was wiederum ein optimiertes Schnittmuster auch für Werkstücke mit auflagebedingt geänderter Umrißform zur Verfügung stellt.
Vorteilhafterweise wird weiters durch eine bestimmte Werkstückkennzeichnung eine Klassifizierung des Werkstückes vorgenommen und erstellt der Rechner für dieses Werkstück ein Schnittmuster nach einem die jeweilige Klassifizierung berücksichtigenden Rechenprogramm. Dadurch lassen sich vorbekannte Besonderheiten bestimmter Werkstücke berücksichtigen und schon programmierseitig das individuelle Erstellen der Schnittmuster an diese Besonderheiten anpassen.
Wird dabei dieses Rechenprogramm in Abhängigkeit von der jeweiligen Umrißform des Werkstückes abgeändert, kommt es auch hier zu einer Optimierung des Nestens, da die vorbekannten Besonderheiten, wie Qualitäts- und Farbbereiche, meist proportional zur Werkstückgröße sind und demnach in ihren Grenzen bei gleicher rechnerischen Verteilung nach Maßgabe der Werkstückumrißform variieren. So können z. B. von vornherein die generellen Unterschiede der Lederqualität und -beschaffenheit von Tieren unterschiedlicher Rasse und Herkunft bestens berücksichtigt werden.
Zum Ausschneiden der Zuschnitte selbst müssen die auf die Arbeitsfläche der Schneideinrichtung aufgelegten Werkstücke in ihrer jeweiligen Istlage einwandfrei fixiert werden, wozu es gemäß der EP 0 566 817 A bekannt ist, die Werkstücke auf der Arbeitsfläche durch Unterdruckbeaufschlagung niederzuhalten, wobei der Arbeitsfläche zur Unterdruckbeaufschlagung eine Vielzahl in einer rasterähnlichen Teilung nebeneinander angeordneter, jeweils über ein Absperrorgan an eine Unterdruckquelle anschließbarer Saugzonen zugehört und die Absperrorgane einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar sind. Um dabei den Aufwand für die Unterdruckbeaufschlagung zu minimieren und die Anforderungen an die Unterdruckquelle in wirtschaftlichen Grenzen halten zu können, werden nach einer besonderen Weiterbildung der Erfindung die Umrißform und die vorhandene Istlage eines auf die Arbeitsfläche aufgebreiteten Werkstücke mittels einer Kamera optisch erfaßt und die entsprechenden Daten einem Rechner eingegeben, der durch Ansteuern der in Abhängigkeit von diesen Daten ausgewählten Absperrorgane nur die im Auflagebereich des Werkstückes sich befindenden Saugzonen unterdruckbeaufschlagt. Damit wird sichergestellt, daß die tatsächlich zur Halterung des Werkstückes beitragenden Saugzonen mit der Unterdruckquelle in Verbindung stehen und das Werkstück auch tatsächlich ordnungsgemäß niedergehalten wird, daß aber die außerhalb des Werkstückauflagebereiches liegenden Saugzonen inaktiv bleiben und so das Ansaugen größerer Mengen Falschluft und die Gefahr eines Zusammenbrechens der Unterdruckquelle vermieden werden. Ein solches Verfahren eignet sich dabei bestens für die Durchführung der verschiedensten Schneideverfahren, selbstverständlich auch des voran geschilderten Ausschneideverfahrens, gemäß dem die ohnehin vorhandene, der Schneideinrichtung zugeordnete Kamera die Umrißform der jeweils aufgelegten Werkstücke optisch erfaßt und die entsprechenden Daten dem Rechner eingibt, der diese Daten nun zusätzlich auch zur Ansteuerung der Saugzonen verarbeitet.
Ist die Arbeitsfläche in Teilbereiche unterteilt und werden die Saugzonen in Abhängigkeit vom Schneidverlauf durch den Rechner teilbereichsweise unterdruckbeaufschlagt, kann der Falschlufteinfluß im Randbereich des Werkstückes auf Grund der hier nur teilweise abgedeckten Saugzonen verringert werden, da diese Saugzonen lediglich im jeweils angesteuerten Teilbereich aktiviert sind, welche Teilbereiche entsprechend des Schnittvorganges nacheinander oder auch überlappend aktiviert werden.
Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, daß der Rechner beim Schneiden die vollständig innerhalb des Auflagebereiches liegenden Saugzonen während der gesamten Dauer des Schneidvorganges unterdruckbeaufschlagt und die teilweise in den Auflagebereich hineinragenden Saugzonen nur in Abhängigkeit vom Schneidverlauf. Damit kommt es zu einem ordnungsgemäßen Niederhalten des ganzen Werkstückes, wobei zusätzlich auch im Zuge des Schneidens die Randbereiche einer Unterdruckbeaufschlagung unterworfen werden.
Eine weitere Möglichkeit einer rationellen Unterdruckbeaufschlagung ergibt sich dadurch, daß der Rechner die Saugzonen innerhalb eines bestimmten Umfeldes um das Schneidwerkzeug unterdruckbeaufschlagt, so daß tatsächlich nur die im Nahbereich des schneidenden Schneidwerkzeuges liegenden Werkstückteile niedergehalten werden, die übrigen Bereiche aber ohne eine Unterdruckbeaufschlagung bleiben.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen
Fig. 1
das erfindungsgemäße Ausschneiden von Zuschnitten an Hand eines Verfahrenschemas,
Fig. 2
die Schneideinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in Draufsicht und
Fig. 3
einen Teil des die Arbeitsfläche bildenden Schneidtisches der Schneideinrichtung im Querschnitt größeren Maßstabes.
Zum rationellen Ausschneiden von Zuschnitten Z aus Lederstücken oder anderen unregelmäßigen, flachen Werkstücken W gibt es eine Aufnahmeeinrichtung 1 mit einer Auflagefläche 2 für die Werkstücke W und einer Kamera 3 zur optischen Werkstückerfassung, einen Zwischenspeicher 4 zur Zwischenlagerung der Werkstücke W vor dem eigentlichen Schneiden und eine Schneideinrichtung 5 mit einer Arbeitsfläche 6 sowie einem über die Arbeitsfläche 6 verfahrbaren Schneidaggregat 7 und einer zugehörenden Steuerungseinrichtung 8. Auch der Arbeitsfläche 6 ist eine Kamera 9 zugeordnet, die zur Werkstückerfassung dient. Ein Rechner 10 mit einem geeigneten Rechnerteil und Speicherteil ist eingangsseitig mit den beiden Kameras 3, 9 sowie mit einer Einleseeinrichtung 11 zum Einspeichern von Daten und interaktiven Eingreifen in Rechenoperationen verbunden und schließt ausgangseitig an der Steuerungseinrichtung 8 des Schneidaggregates 7 und einer nicht weiter dargestellten Anzeigeeinrichtung an.
Die zur Verfügung stehenden Werkstücke W werden einzeln auf die Auflagefläche 2 der Aufnahmeeinrichtung 1 aufgelegt und ihre Fehlerstellen F und gegebenenfalls andere werkstückeigene Merkmale oder zusätzliche Bearbeitungshinweise händisch vom Bedienungsmann markiert bzw. als Markierung, wie Geometriezeichen, Farbzeichen, Barcode od. dgl. aufgetragen. Die Umrißform U der Werkstücke W sowie die Markierungen F werden optisch mit der Kamera 3 erfaßt und entsprechende Daten dem Rechner 10 eingegeben und abgespeichert. Das Werkstück W wird von der Aufnahmeeinrichtung 1 abgenommen und in den Zwischenspeicher 4 abgelegt. Ist eine ausreichend große Anzahl an Werkstücken W erfaßt bzw. deren Umrißformen U und Markierungen F abgespeichert, erstellt der Rechner 10 durch Verrechnung der Umrißund Markierungsdaten mit den über die Eingabeeinrichtung 11 eingegebenen Daten über Anzahl, Gestalt und Qualitätsanforderungen der Zuschnitte Z für jedes Werkstück W ein entsprechendes Schnittmuster M, wobei die Zuschnitte Z über alle Werkstücke W optimiert werden, und speichert die einzelnen Schnittmuster M in Zuordnung zu den jeweiligen Werkstücken W ab. Als Werkstückkennung dienen dazu die Umrißform U und/oder die aufgebrachten Markierungen F des jeweiligen Werkstückes W.
Zum Ausschneiden der Zuschnitte Z selbst werden die Werkstücke W dem Zwischenspeicher 4 einzeln entnommen und in beliebiger Reihenfolge auf die Arbeitsfläche 6 der Schneideinrichtung 5 aufgelegt. Hier erfaßt die Kamera 9 wiederum die Umrißform U und die Markierungen F des jeweils aufgelegten Werkstückes W und auch die Istlage dieser Umrißform bzw. Markierungen gegenüber der durch ein Koordinatensystem X, Y repräsentierten Arbeitsfläche 6 und liest die Daten dem Rechner 10 ein. Dieser legt nun einerseits die Istlage I im Koordinatensystem X, Y fest und sucht anderseits durch Vergleich der Umrißform U und/oder Markierung F mit den eingespeicherten Umrißformen U und/oder Markierung F das zum jeweiligen Werkstück W zugehörende Schnittmuster M aus und stellt es in einer auf die Koordinatenlage der Umrißform U und/oder Markierung F abgestimmten Relativlage für das Steuerprogramm zum Ansteuern der Schneideinrichtung 5 bereit. Zum eigentlichen Schneiden wird dann dieses Schnittmuster M zum entsprechenden Steuerprogramm verarbeitet und an die Steuerungseinrichtung 8 weitergeleitet, die das Schneidaggregat 7 zum Zerschneiden des Werkstückes W nach dem Schnittmuster M ansteuert.
Um das Erstellen der Schnittmuster zu verbessern, können dem Rechner 10 über die Eingabeeinrichtung 11 interaktiv zu Gruppen zusammengefaßte Zuschnitte Z vorgegeben werden, der dann diese Zuschnittsgruppen als Einheit E zusammen mit den verbleibenden einzelnen Zuschnitten Z dem weiteren Nestvorgang zugrunde legt.
Gemäß den Fig. 2 und 3 weist die Schneideinrichtung 5 einen die Arbeitsfläche 6 bildenden Schneidtisch 600 auf, der zum Niederhalten der auf die Arbeitsfläche 6 aufgelegten Werkstücke W durch eine Unterdruckbeaufschlagung eine Vielzahl in einer rasterähnlichen Teilung nebeneinander angeordneter, mit einer luftdurchlässigen Auflageplatte 601 abgedeckter Saugzonen 602 aufweist, die jeweils über eine Saugbohrung 603 und ein Absperrorgan 604 an eine Unterdruckquelle 605 angeschlossen sind. Die Absperrorgane 604 bestehen beispielsweise aus Magnetventilen 606, die über entsprechende Steuerleitungen 607 von einer Steuerungseinrichtung 801 ansteuerbar sind, so daß die Saugzonen 602 individuell durch entsprechendes Betätigen der Absperrorgane 604 unterdruckbeaufschlagt werden können, wobei zur Aufrecherhaltung des erforderlichen Unterdruckes in der Unterdruckquelle 605 an den diese bildenden Hohlraum 608 des Schneidtisches 601 über eine Unterdruckleitung 609 eine Vakuumpumpe 610 anschließt.
Werden nun die Daten der von der Kamera 9 optisch erfaßten Umrißformen und Istlagen der auf die Arbeitsfläche 6 aufgelegten Werkstücke W im Rechner 10 auch zum Ansteuern der Steuerungseinrichtung 801 genutzt, können die Absperrorgane 604 individuell so aktiviert werden, daß nur die Saugzonen 602 unterdruckbeaufschlagt werden, die sich im Auflagebereich des Werkstückes W befinden, womit einerseits eine ordnungsgemäße Halterung der Werkstücke gewährleistet ist, anderseits aber die Unterdruckquelle nicht durch zu große Falschluftmengen gefährdet wird.
Um die jeweilige Saugleistung spezieller an den Schneidvorgang anpassen zu können, kann außerdem die Arbeitsfläche 602 in Teilbereiche T unterteilt und der Rechner 10 so programmiert werden, daß die Saugzonen nur teilbereichsweise unterdruckbeaufschlagt sind, und zwar in Abhängigkeit vom Schnittverlauf, also beispielsweise nur im Teilbereich T1, in dem sich das Schneidwerkzeug 71 des Schneidaggregates 7 gerade befindet. Nur in diesem Teilbereich werden die Saugzonen 602 im Auflagebereich des Werkstückes W aktiviert, alle übrigen -bleiben untätig. Beim Übergang von einem Teilbereich in den anderen können überlappenderweise auch die benachbarten Teilbereiche angesteuert werden, um keine Unterbrechungen der Werkstückhalterung beim Überschreiten der Teilbereiche befürchten zu müssen.
Eine weitere Verbesserung der Unterdruckbeaufschlagung ergibt sich dadurch, daß der Rechner 10 über die Steuerungseinrichtung 801 beim Schneiden die vollständig innerhalb des Auflagebereiches liegenden Saugzonen, beispielsweise die Saugzone 602a, während der gesamten Schneiddauer unterdruckbeaufschlagt, die nur teilweise in den Auflagebereich hineinragenden Saugzonen, beispielsweise die Saugzone 602b, allerdings nur in Abhängigkeit vom Schneidverlauf, also beispielsweise innerhalb des aktivierten Teilbereiches T1.
Eine Möglichkeit einer zweckmäßigen Unterdruckbeaufschlagung wird auch dadurch erreicht, daß der Rechner 10 über die Steuerungseinrichtung 801 die Saugzonen innerhalb eines bestimmten Umfeldes S um das Schneidwerkzeug 71 unterdruckbeaufschlagt, wodurch nur die im Bereich des Schneidverlaufes liegenden Saugzonen aktiviert sind, die anderen nicht.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Ausschneiden von Zuschnitten aus flachen, unregelmäßigen Werkstücken (W), insbesondere Lederstücken, wobei die Umrißform (U), allfällige Fehlerstellen (F) und Werkstückkennzeichen der Werkstücke (W) optisch erfaßt und die entsprechenden Daten einem Rechner (10) zur Berechnung eines Schnittmusters (M) und eines davon abhängigen Steuerprogramms für eine Schneideinrichtung (5) eingegeben werden, bevor die einzelnen auf eine Arbeitsfläche (6) der Schneideinrichtung (5) aufgelegten Werkstücke (W) mit Hilfe der berechneten, den Werkstückkennzeichnungen zugeordneten Steuerprogramme geschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Vergleich der optisch erfaßbaren Lage der Werkstücke (W) auf der Arbeitsfläche (6) der Schneideinrichtung (5) mit der zur jeweiligen Werkstückkennzeichnung abgespeicherten Werkstücklage das Steuerprogramm in Abhängigkeit von festgestellten Lageunterschieden umgerechnet wird und daß die rasterähnlich in eine Vielzahl von Saugzonen (602) unterteilte Arbeitsfläche (6) in Abhängigkeit vom jeweils umgerechneten Steuerprogramm nur im Bereich der optisch erfaßten Werkstücklage mit Unterdruck beaufschlagt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (10) beim Erfassen eines bestimmten Werkstückkennzeichens eines auf die Arbeitsfläche (6) der Schneideinrichtung (5) aufgelegten Werkstückes (W) aus den abgespeicherten Umrißformen (U) die diesem Kennzeichen zugehörige Umrißform (U) heraussucht und zumindest teilweise anzeigt.
  3. Verfahren nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine bestimmte Werkstückkennzeichnung eine Klassifizierung des Werkstückes (W) vorgenommen wird und der Rechner (10) für dieses Werkstück (W) ein Schnittmuster (M) nach einem die jeweilige Klassifizierung berücksichtigenden Rechenprogramm erstellt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Klassifizierung berücksichtigende Rechenprogramm in Abhängigkeit von der jeweiligen Umrißform (U) des Werkstückes (W) abgeändert wird.
  5. Verfahren nach einem der ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Zuschnitte (Z) im Rechner (10) interaktiv zu Gruppen zusammengefaßt und diese Zuschnittgruppen jeweils als Einheit (E) dem Rechner (10) zur Schnittmustererstellung vorgegeben werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (6) in Teilbereiche (T) unterteilt ist und der Rechner (10) die Saugzonen (602) in Abhängigkeit vom Schneidverlauf teilbereichsweise unterdruckbeaufschlagt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (10) beim Schneiden die vollständig innerhalb des Auflagebereiches liegenden Saugzonen (602a) während der gesamten Dauer des Schneidvorganges unterdruckbeaufschlagt und die teilweise in den Auflagebereich hineinragenden Saugzonen (602b) nur in Abhängigkeit vom Schneidverlauf.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (10) die Saugzonen (602) innerhalb eines bestimmten Umfeldes (S) um das Schneidwerkzeug (71) unterdruckbeaufschlagt.
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