ES2944085T3 - Método y aparato para alinear una trayectoria de corte - Google Patents

Abstract

Un método para alinear una trayectoria de corte (2) de un elemento plano (3) con respecto a un patrón gráfico (4) sobre dicho elemento plano, comprende los pasos de: posicionar el elemento plano a cortar sobre una mesa de apoyo (10) ; proyectar sobre el elemento plano, por medio de un dispositivo proyector (22), la imagen de una figura de referencia (6) asociada unívocamente a coordenadas de la trayectoria de corte y/o coordenadas relativas al patrón gráfico; enmarcar, por medio de una cámara (24), al menos una parte del elemento plano en el que está presente al menos una parte del patrón gráfico (4) y al menos una parte de dicha imagen de la figura de referencia (6); mostrar en un monitor la imagen (8) encuadrada por la cámara y una imagen virtual del patrón gráfico (4') definido por las coordenadas relativas al patrón gráfico; (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y aparato para alinear una trayectoria de corte

La presente invención se refiere en general a máquinas para cortar formas de un elemento plano, tal como un material textil, cuero, una lámina de vidrio, de madera, etc., y se refiere en particular a un método y un aparato para alinear una trayectoria de corte con respecto a un patrón gráfico presente en dicho elemento plano.

En algunas aplicaciones, por ejemplo en el campo de la alta costura o en cualquier caso en la producción de prendas de vestir u otros productos de alta gama, es necesario garantizar la máxima precisión posible al cortar una forma del elemento plano, por ejemplo un material textil, según una trayectoria de corte que un diseñador ha identificado con respecto a uno o más elementos gráficos presentes en el elemento plano, por ejemplo, un dibujo, un patrón geométrico, etc.

Dicho de otro modo, a partir de un elemento plano que presenta patrones gráficos, se desea que la forma que se corte contenga uno o más patrones gráficos colocados exactamente donde los había planeado el diseñador. Habitualmente, la operación de corte se lleva a cabo a partir de un archivo de trabajo CAD que contiene las coordenadas de la trayectoria de corte que va a suministrarse a una máquina de corte. Estas coordenadas también se seleccionan o sobre todo según la posición de los patrones gráficos presentes en el elemento plano que va a cortarse.

Una de las dificultades encontradas al tratar de obtener la precisión requerida en cuanto a la colocación de la forma que va a cortarse con respecto a los patrones gráficos presentes en el elemento plano, especialmente en el caso de cortar elementos planos que tienen cierto grado de deformabilidad dimensional, tal como material textil o cuero, está relacionada con el hecho de que, aunque la mesa de soporte sobre la que se coloca el elemento plano que va a cortarse, generalmente está dotada de sistemas de referencia que ayudan al operario a colocar el elemento plano sobre el soporte, nunca es posible estar seguro de que todos los elementos planos se colocan en la mesa de soporte en la misma posición y de manera precisa.

En efecto, sucede que, con respecto a la posición teórica elegida por el diseñador y descrita por las coordenadas del archivo de trabajo, una vez manipulado el elemento plano y dispuesto en la máquina, la trayectoria de corte efectiva se desplaza varios milímetros, incluso centímetros, con respecto a tal posición teórica y por tanto con respecto a los patrones gráficos con respecto a los que la trayectoria de corte debe tener las coordenadas deseadas.

Ya se han propuesto varios sistemas de alineación que buscan corregir esta diferencia entre la posición teórica y la posición real de la trayectoria de corte, pero ninguno de ellos ha resultado especialmente eficaz, ya que no puede garantizar un alto grado de precisión. En el documento US 2002/002416, se da a conocer un ejemplo de un método y un aparato para cortar material laminado con patrones para proporcionar una relación predeterminada entre una característica de patrón y la parte que va a cortarse.

El objeto de la presente invención es proponer un método y un aparato capaces de cumplir el requisito de precisión mencionado anteriormente en cuanto a la colocación de la trayectoria de corte con respecto a los patrones gráficos presentes en el elemento que va a cortarse.

Dicho objeto se logra con un método de alineación según la reivindicación 1 y con un aparato según la reivindicación 5. Las reivindicaciones dependientes describen realizaciones preferidas de la invención.

Las características y ventajas del método y del aparato según la invención se pondrán claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción de sus realizaciones preferidas, proporcionada únicamente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a las figuras adjuntas, en las que :

- La figura 1 ilustra esquemáticamente un ejemplo de un aparato de alineación y corte según la invención;

- la figura 2 muestra la máquina con un elemento plano que va a cortarse, colocada sobre la mesa de soporte y antes del inicio del procedimiento de alineación;

- la figura 2a es una vista similar a la anterior, con la máquina en la etapa de alineación; y

- las figuras 3, 3a y 3b muestran otras tantas etapas del procedimiento de alineación de la trayectoria de corte con respecto a un patrón gráfico presente en un elemento plano que va a cortarse.

En dichos dibujos, el número de referencia 1 indica de manera general un aparato para alinear una trayectoria de corte 2' de un elemento plano 3 con respecto a una trayectoria de corte ideal 2 determinada por la presencia de uno o más patrones gráficos 4 en el elemento plano 3.

El aparato 1 comprende una mesa de soporte 10 adecuada para recibir el elemento plano 3 que va a cortarse. El elemento plano 3 puede ser material textil, cuero, una lámina de vidrio, caucho, madera u otro material.

El elemento plano 3 presenta uno o más patrones gráficos 4, que pueden ser patrones decorativos o patrones geométricos recurrentes, por ejemplo, líneas, cuadrados, etc.

El elemento plano 3 debe cortarse para obtener una o más formas 5, conteniendo al menos una de las cuales un patrón gráfico 4.

Por ejemplo, en el caso de material textil para prendas de vestir, el elemento plano 3 debe cortarse según formas 5 predeterminadas que corresponden a partes de la prenda de vestir que va a confeccionarse.

Tal como se indicó anteriormente, se desea que al menos un patrón gráfico 4 se encuentre en una posición muy precisa con respecto a la forma 5.

Al conocer un sistema de referencia con respecto al que se definen unívocamente las características dimensionales del elemento plano 3 que va a cortarse con sus patrones gráficos 4, por ejemplo un sistema de ejes cartesianos, en la etapa de diseño se selecciona la trayectoria deseada 2' de las formas que van a cortarse. La trayectoria 2' está definida por un conjunto de puntos, estando cada uno de los cuales descrito por coordenadas espaciales en el sistema de referencia.

Estas coordenadas espaciales de la trayectoria de corte 2' se almacenan en un archivo de trabajo.

Al haber establecido de antemano la posición exacta de la trayectoria de corte 2' con respecto a al menos un patrón gráfico 4, el archivo de trabajo también contiene las coordenadas de posición del conjunto de puntos que definen el patrón gráfico 4' con respecto a la trayectoria de corte 2'.

Puede accederse al archivo de trabajo desde una unidad de procesamiento 12 del aparato de alineación 1. Tal como se describirá a continuación, las coordenadas de la trayectoria de corte 2' almacenadas en el archivo de trabajo pueden modificarse con respecto a un origen del sistema de referencia durante el procedimiento de alineación, hasta obtener las coordenadas finales 2 de la trayectoria de corte. Por tanto, las coordenadas iniciales o teóricas de la trayectoria de corte 2' también se definen como “coordenadas iniciales”, para diferenciarlas de las coordenadas “finales” que se obtienen al final del procedimiento de alineación.

El aparato de alineación está dotado de una interfaz de usuario 14, que comprende un dispositivo de visualización 16, por ejemplo una pantalla, y medios de control 18 mediante los que un operario puede ubicar el archivo de trabajo y visualizar en el dispositivo de visualización 16 una imagen del elemento plano y la trayectoria de corte.

El aparato de alineación 1 comprende, sobre la mesa de soporte 10, un armazón 20 que soporta al menos un dispositivo proyector 22 y al menos una cámara 24.

El dispositivo proyector 22 está configurado para proyectar sobre el elemento plano 3 colocado sobre la mesa de soporte 10, una imagen de una figura de referencia 6 asociada únicamente a las coordenadas de la trayectoria de corte 2' o las coordenadas del patrón gráfico 4'.

En una realización, la figura de referencia 6 es la misma trayectoria de corte 2' o la imagen del patrón gráfico de referencia 4', o ambas. Por ejemplo, una vez que se ha localizado el archivo de trabajo, la interfaz de usuario se configura para permitir que el operario seleccione la trayectoria de corte 2' o el patrón gráfico 4', o ambos, para proyectarse sobre el elemento plano 3 mediante el dispositivo proyector 22.

En una realización, el dispositivo proyector 22 puede estar dotado, para su funcionalidad, de ejes eléctricos controlados por la unidad de procesamiento 12 para colocarse, antes del inicio del proceso de alineación, en una posición adecuada sobre el elemento plano 3. Por ejemplo, la unidad de procesamiento 12 puede controlar los ejes eléctricos para colocar el dispositivo proyector en base a las coordenadas de la trayectoria de corte 2' presentes en el archivo de trabajo.

En una realización, el dispositivo proyector 22 utiliza tecnología láser para proyectar, a través de un sistema de lentes orientadas de manera adecuada, la imagen de la figura de referencia 6.

En una realización, el sistema de lentes está controlado por motores eléctricos que permiten orientar las lentes del sistema de lentes para trasladar la imagen de la figura de referencia 6 proyectada sobre el elemento plano 3 sin necesidad de mover el dispositivo proyector 22.

La cámara 24 está controlada por la unidad de procesamiento 12 para encuadrar al menos una parte del elemento plano 3, en donde está presente al menos una parte del patrón gráfico 4 y al menos una parte de la imagen de la figura de referencia 6.

En una realización, la cámara 24 puede moverse, por ejemplo, por medio de sus propios ejes eléctricos para encuadrar el área de trabajo en detalle.

La imagen tomada por la cámara se envía a la unidad de procesamiento 12 para visualizarse en la pantalla 16. Tal como se mencionó anteriormente, y tal como se muestra en la figura 3, la imagen 7 del archivo de trabajo, en particular las imágenes de la trayectoria de corte 2' y del patrón gráfico 4' también pueden visualizarse en la pantalla 16. Estas imágenes derivadas del archivo de trabajo pueden definirse como “virtuales” para distinguirlas de las imágenes “reales” encuadradas por la cámara.

Las figuras 2 y 3 representan una primera etapa del método de alineación. El elemento plano 3 está ubicado sobre la mesa de soporte 10 y el dispositivo proyector 22 y la cámara 24 están colocados por encima del elemento plano 3. El operario ubica la imagen 7 del archivo de trabajo que va a visualizarse en la pantalla. En esta etapa, la cámara 24 aún no se ha activado o en cualquier caso la imagen tomada por la cámara aún no se ha visualizado en la pantalla 16.

La figura 2a muestra la máquina durante el procedimiento de alineación. Al menos un dispositivo proyector 22 proyecta la imagen de la figura de referencia 6 sobre el elemento plano 3 y la cámara 24 encuadra una parte del elemento plano 3 que incluye al menos parcialmente el patrón gráfico 4 y la imagen de la figura de referencia 6. La figura 3a muestra la pantalla 16 en la que se visualizan simultáneamente la imagen 7 del archivo de trabajo y la imagen 8 tomada por la cámara 24, por ejemplo en dos partes yuxtapuestas del área de visualización.

La imagen 8 encuadrada por la cámara incluye el patrón gráfico 4 y la figura de referencia 6. En la realización ilustrada, la figura de referencia 6 consiste en la imagen del patrón gráfico 4' y de la trayectoria de corte 2'. En el ejemplo, la figura de referencia 6 se muestra exageradamente desalineada con respecto al patrón gráfico 4. En una realización, la unidad de procesamiento 12 está configurada para permitir que el operario seleccione y mueva la imagen virtual del patrón gráfico 4' o la imagen de la figura de referencia 6 enmarcada por la cámara hasta que al menos una parte de la imagen virtual del patrón gráfico 4' coincida con una parte correspondiente de la imagen real del patrón gráfico 4 encuadrado por la cámara 24.

El desplazamiento de la imagen virtual del patrón gráfico 4' o de la figura de referencia 6 se muestra en la figura 3b.

Por ejemplo, si para la figura de referencia 6 se usa la imagen virtual del patrón gráfico 4', el operario puede seleccionar y mover la imagen de la figura de referencia 6 proyectada, encuadrada por la cámara y visualizada en la pantalla, o seleccionar y mover la imagen virtual del patrón gráfico 4' resultante del archivo de trabajo y visualizada en la pantalla. En ambos casos, el efecto que se produce es el de una traslación de la imagen virtual del patrón gráfico 4' hasta su superposición sobre la imagen real del patrón gráfico 4 encuadrada por la cámara 24.

Si el operario actúa sobre la figura de referencia 6 enmarcada por la cámara, puede ampliar la imagen hasta el nivel de detalle deseado para obtener una precisión de alineación muy alta.

Si el operario actúa sobre la imagen virtual del patrón gráfico 4' derivado del archivo de trabajo, puede tener la ventaja, si se visualiza una parte mayor del proyecto de elemento plano definido por el archivo de trabajo, de comprobar también cómo la trayectoria de corte 2' conectada a la imagen del patrón gráfico 4' seleccionado se mueve con respecto, por ejemplo, a otros elementos 9 del proyecto.

De manera más detallada, el desplazamiento de la imagen de la figura de referencia 6 se obtiene seleccionando, a través de la interfaz de usuario 14, la imagen virtual del patrón gráfico 4' o la imagen de la figura de referencia 6, moviendo esta imagen virtual del gráfico patrón o de la figura de referencia, y actualizando las coordenadas de la figura de referencia 6 de manera acorde.

En base a las coordenadas actualizadas de la figura de referencia, los motores eléctricos del sistema de lentes se controlan de modo que actualicen su orientación.

Cabe señalar que, en caso de que el dispositivo proyector 22 proyecte la imagen del patrón gráfico 4' como una figura de referencia, el operario puede verificar la alineación tanto en la pantalla como en el elemento plano colocado sobre la mesa de soporte del aparato.

En el caso de visualización y selección de la imagen de la trayectoria de corte 2', un desplazamiento de esta imagen corresponde a un mismo desplazamiento de la imagen virtual del patrón gráfico 4', que puede o bien proyectarse y visualizarse sobre el elemento plano, o bien visualizarse en la pantalla superpuesta a la imagen real del patrón gráfico encuadrado por la cámara.

En una realización, mientras el operario mueve la imagen virtual del patrón gráfico y/o la trayectoria de corte que va a alinearse, la unidad de procesamiento 12 calcula las coordenadas que van a suministrarse a los motores eléctricos del sistema de lentes para visualizar también en el elemento plano el desplazamiento de la figura de referencia 6.

Cuando la figura de referencia 6 coincide con la imagen del patrón gráfico 4', el operario puede entonces verificar, tanto en el dispositivo de visualización como observando directamente el elemento plano, cuando la figura de referencia (o, por ejemplo, una parte de la misma ampliada por la cámara) se superpone exactamente a la imagen real del patrón gráfico 4.

En una variante de realización, cuando la figura de referencia 6 coincide con la imagen del patrón gráfico 4', el operario podría controlar directamente los motores eléctricos del sistema de lentes, por ejemplo con una palanca de mando, para mover la figura de referencia 6 hasta que se superpone exactamente al patrón gráfico 4 presente en el elemento plano.

Cuando la imagen virtual del patrón gráfico se superpone a la imagen real, las coordenadas finales de la trayectoria de corte se guardan en el archivo de trabajo.

En una realización, el aparato de alineación se fabrica en la propia máquina de corte. Esta última comprende por tanto, además de los dispositivos del aparato de alineación descritos anteriormente, un cabezal de corte 30 que puede moverse sobre el elemento plano 3 para llevar a cabo el corte de formas según las trayectorias de corte memorizadas al final del procedimiento de alineación.

En una realización, el aparato de alineación 1 comprende un soporte de corte sobre el que se coloca el elemento plano antes del procedimiento de alineación y que está adaptado para atravesarse por la cuchilla de un cabezal de corte 30.

En una variante de realización, el elemento plano se coloca sobre un soporte rígido apto para el transporte, por ejemplo, realizado de papel o de materiales similares. Al final del procedimiento de alineación, el soporte rígido con el elemento plano solidario con el mismo se retira de la mesa de soporte y se coloca en una máquina de corte independiente, que comprende un cabezal de corte móvil sobre el elemento plano según la trayectoria de corte obtenida a partir del procedimiento de alineación. Por ejemplo, el cabezal de corte puede moverse por ejes eléctricos controlados por una unidad de control de ejes a la que se han transferido las coordenadas finales de la trayectoria de corte.

Resulta evidente que el método y aparato de alineación descritos anteriormente permiten cumplir el requisito de precisión necesario. En particular, es posible obtener un alto grado de precisión debido a que el procedimiento de alineación se lleva a cabo entre la imagen virtual del patrón gráfico y la imagen real del patrón gráfico, estando el elemento plano posicionado sobre la mesa de soporte, por tanto en situación de deformación real del elemento plano.

Además, el procedimiento de alineación se lleva a cabo justo antes de la operación de corte, por tanto sin elementos adicionales que puedan alterar la colocación del elemento plano y por tanto la relación entre la trayectoria de corte y el patrón gráfico.

Finalmente, cabe señalar que, a diferencia de otros sistemas de alineación conocidos, que adaptan la forma de las formas a la deformación del elemento plano, lo que altera las coordenadas de la trayectoria de corte, en el método de alineación propuesto no es necesario realizar tal deformación, sino solo una traslación de la trayectoria de corte.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   i. Método para alinear una trayectoria de corte (2) de un elemento plano (3) con respecto a un patrón gráfico (4) seleccionado en dicho elemento plano, que comprende las etapas de:

   - proporcionar un archivo de trabajo en el que se almacenan las coordenadas espaciales iniciales de la trayectoria que define la trayectoria de corte (2') con respecto a un sistema de referencia, definiendo las coordenadas del patrón gráfico (4') la posición de dicho patrón gráfico con respecto a la trayectoria de corte, y definiendo las coordenadas del patrón gráfico la posición de patrones gráficos (9) adicionales; - colocar el elemento plano que va a cortarse sobre una mesa de soporte (10) por un operario;

   - proyectar sobre el elemento plano, por medio de un dispositivo proyector (22), la imagen de una figura de referencia (6) asociada unívocamente a las coordenadas de la trayectoria de corte y/o las coordenadas relativas al patrón gráfico seleccionado;

   - enmarcar, por medio de una cámara (24), al menos una parte del elemento plano en el que está presente al menos una parte del patrón gráfico (4) seleccionado y al menos una parte de dicha imagen de la figura de referencia (6);

   - visualizar en un monitor la imagen (8) encuadrada por la cámara y una imagen virtual del patrón gráfico (4') seleccionado y de los patrones gráficos (9) adicionales definidos por las coordenadas relativas a los patrones gráficos definidos;

   - mover la imagen de la figura de referencia (6) o la imagen virtual del patrón gráfico (4') seleccionado hasta que una parte de dicha imagen virtual del patrón gráfico seleccionado coincida con la imagen real correspondiente del patrón gráfico seleccionado tomada por la cámara;

   - visualizar en el monitor (8) el desplazamiento de la imagen de la trayectoria de corte (2') en la posición resultante del movimiento de la figura de referencia (6) con respecto a la imagen de los patrones gráficos (9) adicionales.
2. 2. Método según la reivindicación 1, en el que dicha figura de referencia (6) es la imagen virtual del patrón gráfico (4') seleccionado y/o la imagen de la trayectoria de corte (2').
3. 3. Método según la reivindicación 1 o 2, en el que la etapa de mover la imagen de la figura de referencia comprende las subetapas de:

   - seleccionar, por medio de una interfaz de usuario, la imagen virtual del patrón gráfico seleccionado o la imagen de la figura de referencia;

   - mover dicha imagen virtual del patrón gráfico seleccionado o de la figura de referencia;

   - actualizar las coordenadas de la figura de referencia de manera acorde;

   - controlar medios motorizados del dispositivo proyector responsables de la colocación espacial de la imagen de la figura de referencia sobre el elemento plano en base a las coordenadas actualizadas de la figura de referencia.
4. 4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, cuando la imagen virtual del patrón gráfico seleccionado se superpone a la imagen real del patrón gráfico seleccionado, las coordenadas finales de la trayectoria de corte se guardan en el archivo de trabajo.
5. 5. Aparato para alinear una trayectoria de corte (2) de un elemento plano (3) con respecto a un patrón gráfico (4) seleccionado presente en dicho elemento plano, que comprende:

   - una unidad de procesamiento (12);

   - medios de almacenamiento accesibles desde la unidad de procesamiento y adecuados para almacenar un archivo de trabajo en el que se almacenan las coordenadas espaciales iniciales de la trayectoria que define la trayectoria de corte con respecto a un sistema de referencia, definiendo las coordenadas relativas al patrón gráfico seleccionado que define la posición de dicho patrón gráfico con respecto a la trayectoria de corte; y las coordenadas de patrón gráfico la posición de patrones gráficos (9) adicionales;

   - una interfaz de usuario (14), que comprende un dispositivo de visualización (16) y medios de control (18) mediante los que un operario puede acceder al archivo de trabajo y visualizar una imagen del elemento plano y la trayectoria de corte en el dispositivo de visualización;

   - una mesa de soporte (10) adecuada para recibir el elemento plano;

   - encima de la mesa de soporte, un armazón (20) que soporta al menos un dispositivo proyector (22) y al menos una cámara (24) conectados operativamente a la unidad de procesamiento, en donde el dispositivo proyector está configurado para proyectar una imagen sobre el elemento plano colocado sobre la mesa de soporte, y en donde la cámara es adecuada para encuadrar al menos una parte del elemento plano,

   en el que la unidad de procesamiento está configurada para implementar las etapas ejecutadas de manera automática del método de alineación según cualquiera de las reivindicaciones 1-4.
6. 6. Aparato según la reivindicación anterior, en el que el dispositivo proyector está equipado con ejes eléctricos controlados por la unidad de procesamiento para colocarse en una posición adecuada por encima del elemento plano.
7. 7. Aparato según la reivindicación 5 o 6, en el que el dispositivo proyector usa tecnología láser para proyectar una imagen a través de un sistema de lentes.
8. 8. Aparato según la reivindicación anterior, en el que el sistema de lentes está controlado por motores eléctricos conectados operativamente a la unidad de procesamiento y adecuados para orientar las lentes del sistema de lentes para trasladar la imagen de la figura de referencia proyectada sobre el elemento plano.
9. 9. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 5-8, que comprende, sobre la mesa de soporte, un soporte rígido adecuado para recibir el elemento plano y para ser solidario con el mismo.
10. 10. Producto de software que puede cargarse directamente en la memoria de un procesador y que incluye partes de código adecuadas para implementar el método de alineación según cualquiera de las reivindicaciones 1-4.